Справочная книга по светотехнике

МЕТОДЫ РАСЧЕТА КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

В отличие от освещенности остальные нормируемые показатели традиционно относят к качественным пока­зателям, хотя формально они иыражаются и количест­венной мере и, естественно, поллежаг расчету. В этом названии отражена та роль, которая отведена этим по­казателям: характеризовать качество освещения в ОУ.

8.6.1. Коэффициент пульсации

Нормами проектирования [44] предусмотрено огра­ничение значения коэффициента пульсации освещенно­сти К,, при освещении помещений РЛ. питаемыми ча­стотой до 400 Гц.

Основной расчетной формулой для определения Кп является [8.27| —

(8.67)

ь - _ '-шах лп "

ср

2 F.,

где Cmax, fmin и £'ср — соответственно максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за пе­риод в расчетной точке.

я в

/Еа

, %

F-В

0

10

20

ЗО

40

50

60

70

80

90

100

‘■А

%

100

88,5

79,3

71,5

64,9

59,9

54,5

51,2

48,0

45,0

42,3

0

77,4

69,0

62,6

56,9

52,3

47,8

44,9

41.8

39.4

37,4

10

60,8

54,8

49,5

45,2

41,5

.39,4

36.8

34,4

32,3

20

48,9

44,2

40.2

36,9

34,8

32,3

30,0

27,8

30

39,2

35,4

32,6

30,2

27,9

25.9

23,4

40

31,4

28,5

26,3

24,2

22.2

19.8

50

25,7

23,4

21,2

19.2

17.2

60

20,9

18,4

16,6

14,8

70

16.3

14,2

12,4

80

12,3

10,4

90

8,9

100

Таблица 8.За

Значения коэффициента пульсации ОУ Хп ojr с ЛЛ,

в % [71]

(8.69)

При расчете К,, удобно представить его в виде двух составляющих: АГ,, = АГц и 0у’ IJie ^н. и — коэффици­ент пульсации ИС, а Кп оу — коэффициент пульсации ОУ, определяемый условиями расфазировки СП и со­отношением освещенностей, создаваемых в расчетной точке СП ог разных фаз.

Коэффициент пульсации ИС А",, и определяется временной зависимостью светового потока ИС Ф(г). которая для РЛ с достаточной для практики точностью аппроксимируется формулой —

ф(0 = фтіп + Фа |sin (ыг)Г', (8.68)

где ФтіП и Ф„ - соответственно минимальное и амп­литудное значение светового потока ИС за период; ы — угловая частота; г — время, п — эмпирический показа­тель, равный 1,0 — для ЛЛ, 1,7 — для ДРЛ и ДРИ и

5,0 - для ДКсТ [8.27|.

На основании экспериментальных и расчетных дан­ных для основных типов ИС в табл. 8.2 приведены зна­чения коэффициента Ки и с учетом схем расфазировки при установке двух или трех ИС в одной точке.

Коэффициент пульсации ОУ КП оу определяется выражением [8.28]:

п. оу

. о а + “втв-астс

1 + т в і nQ

Таблица 8.2 Значения коэффициента пульсации ИС Кл. и, в % [71]

Тип ИС

Схема расфазировки ИС

в одну фазу

в две фазы

в три фазы

Лампа накаливания

10 15

6-8

1

Люминесцентные лампы:

Л Б

34

14.4

3

ЛЛ

55

23,3

5

ЛДЦ

40-72

17- 30

3-7

ЛЬ ЦТ

26

11

2

ЛХЬ

33

14

3

ЛТБ

21

9

2

ЛИЦ

64

27

6

KJIJI

32

13,5

3

Разрядные лампы высокого давления:

ДРЛ

58

28

2

ДРИ (Na, Sc)

48

23.5

1

ДРИ (Na, In. ТІ)

37

18

2

ДНаТ

77

37,7

9

ДКсТ

130

65

5

ІДЄ а{ — Fj'min Л',max’ ^ ^ Сети), ^

Fj max — минимальное и максимальное значение функ­ции F{r) = | sin хп для соответствующих фаз: тВ = £ В / Е А' тс = ^с/ F-а — отношения освещенно­стей в расчетной точке ОУ от СП, подключенных к со­ответствующим фазам.

В табл. 8.3а и табл. 8.36 приведены значения Кп о^ при ЕА = 100% для ЛЛ и РЛ ВД соответственно.

ЕВ

/ЕЛ

, %

ЕС

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Ел

%

100

88

79

71,5

66

61,5

58

54,5

52

50,5

49

0

76

68

61.5

57

53

50

47.5

45

43,4 42,5

10

59

53,5

49

45,5 42,5

40

38,5

37,5

36

20

46,5

42

39

36,5

34,5

33

31,5

31

30

36,5

33

31

29,5

27,5

27

26,5

40

28,5

26,5

24.5

23,5

22

21,5

50

22

18

23

16

22

16

21

15,4

20

60

14,5

12.7

11,7

11.5

70

19

18

17

16.4

9,9

8.4

7,9

80

14,9

14.1

13,4

6

11.2

4,9

10,6

90

2,6

8

100

Примечание. В числителе - для ДРЛ, в знаменате­ле для ДРИ.

Значение коэффициента неэквивалентности а для разных типов ИС 1711

Значения коэффициента пульсации ОУ Х„ 0)г с ДРЛ и ДРИ,

"в % 171 ]

8.6.2. Показатель ослепленности

В отечественной практике для регламентации сле­пящего действия светильников в промышленных ОУ используется показатель ослепленности [84] —

(8.70)

12/3

N

(Е Л3/21

1

1-1

cv,/

ITJ

■ 1 ООО —

^рп

где К — коэффициент, зависящий от яркости и спект­рального состава источника блескости; /,рп — яркость РП. кд/м2; Evj — вертикальная освещенность на глазу наблюдателя от /-го СП. лк; 0, - угол между линией зрения наблюдателя и направлением па /'-тый СП, град; V - число СП, учитываемых при расчете.

Значение коэффициента К определяется в зависи­мости от максимальной яркости блеского источника в направлении глаза наблюдателя /.тах:

! 9,46

при КД/М2,

А'=<

(8.71)

і(зlg /-max-8,54)0 при /.max <106 кд/м2,

гле а — коэффициент неэквивалентности, учиты­вающий влияние спектрального состава излучения блеского источника, значения которого приведены в табл. 8.4.

Тип

ЛИ

ЛЛ

PJI ВД

ИС

ЛТБ

Л Б, ЛБЦТ

ЛЕ

ЛХБ,

ЛТБЦ

ЛДЦ

ДНаТ

ДРИ,

ДРЛ(Ю)

ДРЛ(6)

а

1,0

1.2

1,3

1,4

1,5

1.6

0.9

1.2

1.3

Расчет показателя ослеплеппости Р проводится для наблюдателя, располагаемого у середины торцевой сте­ны помещения при горизонтальной линии зрения, на­правленной к середине протиноположной степы и про­ходящей па высоте 1,2 м от пола. Яркость РП /.рп, определяется освещенностью, создаваемой всей сово­купностью N СГІ на РП в точке Р расположения на­блюдателя на высоте 0,8 м от пола (рис. 8.13).

Блее КИЙ источник

Рис. 8.13. К расчету показателя ослеплеппости. Точка Р — расчетная точка для определения Lpn

За рубежом, в основном для дорожного и гуннель - ного освещения, слепящее действие СП регламентиру­ется приращением пороговой разности яркостей ТІ (Threshold Increment) (см. раздел 15).

8.6.3. Показатель дискомфорта

В отечественной практике для реьчаментации зон с повышенной яркостью (например, светящая поверх­ность СП, светящий потолок и т. п.), создающих ощу­щение дискомфорта, используется показатель диском­форта [84] —

-,0.5

(8.72)

М =

гле Lj — средняя яркость /-го пятна повышенной ярко­сти в направлении наблюдателя, кд/м2; ы,- — телесный угол, стягивающий /-е пятно относительно наблюдате­ля, стер; La — средняя яркость поля адаптации наблю­дателя. кд/м2; pj — индекс позиции /-го пятна относи-
тслыю линии зрения наблюдателя по Гуту (Guth S.); N — число пятен в поле обзора наблюдателя. Для опре­деления индекса позиции блеского источника может быть использована следующая зависимость [8.15]:

/> = ехр[(35,2-О,31889(х-1,22е2“/9)1(Г30 +

+ (2 +0,26667 а - 0,002963а2) 5 О2, (8.73)

где а — угол между вертикалью и плоскостью, проходя­щей через линию зрения наблюдателя и источник, град; 0 — угол между линией зрения наблюдателя и на­правлением на источник, град. (рис. 8.13).

За рубежом при оценке блескости различают слепя­щую блескость (disability glare), характеризующую фи­зиологическое снижение видимости за счет наличия в поле зрения источников большой яркости, и диском­фортную блескость (discomfort glare), связанную с пси­хологическим состоянием неудовлетворенности и раз­дражения, вызванным наличием зон повышенной яр­кости в поле зрения. Для внутреннего освещения, в основном, ограничиваются рассмотрением только дис­комфортной блескости.

В настоящее время практически повсеместно (за исключением США и Канады) для оценки дискомфор­тной блескости используется рекомендованный МКО обобщенный показатель блескости UGR (Unified Glare Rating) |8.29|, позволивший перейти от качественной оценки дискомфортной яркости к расчетному показа­телю —

UGR =8 lg

(8.74)

0. 25 у Lju>j

#* h

где все параметры аналогичны параметрам формулы

(8.72).

Формула (8.74) справедлива для источников малого размера, у которых 0,003 <ш< 0,1.

GGR=| M-0,ls)8lg E

.і.-*?).

Для больших светящих равпоярких поверхностей (светящие потолки) рекомендуется показатель GGR (Large room («Great room») Glare Rating) [8.30):

(U85 jly in г1

x81g

(8.75)

у 220 /

( hd + hj„) - j P I

где CC — (ceiling coverage) отношение светящей пло­шали источника (потолка) к освещаемой площади (пола), деленной на число источников (например, в случае, если светящий потолок состоит из ряда светя­щих элементов); Erf и /Г,„ — соответственно прямая (от источника) и отраженная (от окружающих поверхно­стей) составляющие освещенности па глазу наблюдате­ля, лк; іии - соответственно средняя яркость и те­лесный угол источника, кд/м2 и стер; р — индекс пози­ции.

В американской практике распространен показа­тель VCP (Visual Comfort Probability), рекомендованный

Североамериканским светотехническим обществом (1ESNA) [8.15):

(8.76)

уСР = _!Ж fe~/2/2dt.

Ли J

где верхний предел интеграла G =6,374 - 1.3227 In DGR определяется через показатель DGR (Discomfort Glare Rating), аналог показателя UGR:

N 0.0914

' 0.5 L, Qj I

N

(8.77)

DGR =

,0.44 /_ 1 Pi La

где 0 = 20,4 w + 1,52CO0-2 -0.075.

8.6.4. Цилиндрическая освещенность

(8.78)

Средняя цшіиндрическая освещенность /Гц, характери­зующая насыщенность помещения светом при преиму­щественно горизонтальном направлении линии зре­ния, определяется средней плотностью светового пото­ка Ф на боковой поверхности вертикального цилиндра с бесконечно малыми высотой h и диамегром d:

/Г„ = lim

" d->0*dh

h-> 0

Для случая точечного излучателя, располагаемого в точке г5 (рис. 8.14) относительно произвольного базиса

(i, j, к), цилиндрическая освещенность Ец в точке гр определяется по формуле:

£и(гр) = Г^1,-т/|-(»-'02- (8 79>

ІГр-ГіІ-

где / (s) — сила света излучателя в направлении точки

D •£ *

т. Выражение (sk)

- fP

Гр, определяемом вектором s=^—-Z |

представляет собой скалярное произведение векторов і и к, численно равное косинусу угла 0 между напрааіе - нием луча и осью цилиндра, следовательно.

^1 -(s k)2 = sin 0.

Рис. 8.14. К определению цилиндрической освешенносш от точечного излучателя

При необходимости определения цилиндрической освещенности от линейного или поверхностного излу­чателя, такой излучатель, как и в случае расчета осве­щенности на плоскости (см. н. 8.4.1). представляется в виде совокупности точечных излучателей, и расчет проводится путем суммирования освещенностей Еи,• от каждого /-го излучателя с использованием форму­лы (8.79).

8.6.5. Показатель неравномерности освещенности

Для характеристики неравномерности распределе­ния освещенности (яркости) используются разные по­казатели. Наибольшее распространение имеют коэффи­циенты неравномерности, определяемые в случае осве­щенности как:

(8.80)

II _ с шах

• “Т--

'-mm

Более совершенным является показатель CV (Coeffi­cient of Variation), г. е. коэффициент вариации, статисти­чески учитывающий разброс значений {А',}:

(8.83)

CV =

о( Е)

£сР

где Еср — среднее значение, определяемое по (8.82); а (Е) — среднее квадратическое отклонение значений {£,} относительно Еср:

(8.84)

ср

a(E) = Jjj(Ej-E

Этот показатель введен, в частности, в 18.311 для оценки равномерности освещенности для спортивного освещения. Отметим, что через показатель CV могут быть выражены и указанные выше традиционные ко­эффициенты неравномерности:

1

U

2 ■

также зависит от числа и расположения расчетных то­чек.

Несовершенство этих показателей давно является предметом дискуссий, и в последнее время другие под­ходы были не только предложены, но и введены в нор­мативные документы.

Один из таких подходов, приведенный в [8.15], ба­зируется па использовании так называемой критери - шьной оценки (criterion rating), определяемой как отно­шение числа расчетных точек Nc, удовлетворяющих данному критерию, к общему числу рассматриваемых точек N. Так. например, при нормировании средней освещенности £ПОрМ, соответствующий критерий 1L (illuminance rating) определяется как IL = NC/N, где — число расчетных точек, для каждой из которых выполняется условие: £,-> £1IopM.

где f-max. Ет|п и Еср — соответственно максимальное, минимальное и среднее значение освещенности па РП. В ряде случаев берутся обратные величины, тогда эти показатели называются коэффициентами равномерно­сти.

Подразумевается, что значения и fmjn выби­раются из совокупности значений {£,} в расчетных точ­ках, являющихся узлами прямоугольной сетки на РП, шаг и расположение которой оговаривается для данно­го вида освешеиия. Поэтому величины £"тах и /Гтіп яв­ляются глобальными эксгремумами только в рамках данной совокупности {£'/}. Соответственно среднее зна­чение Еср, определяемое как среднее арифметическое совокупности N значений {£,}:

где а — число, определяющее доверительный интервал, в котором оценивается разброс значений {£,} относите­льно срелнего значения £ср. В выборе значения для этого коэффициента пока пет единого подхода: в одних работах, например, [8.32], « = 1, в других (8.33] — а = 2.

Отмстим, что при нормальном распределении ин­тервал 2а(Е) охватывает 95% расчетных значений. Та­ким образом, при такой оценке неравномерности осве­щенности пе учитываются только самые крайние (ми­нимальные и максимальные) значения которые на практике, как правило, играют незначительную роль, но которые и определяют степень неравномерности оцениваемого распределения освещенности при тради­ционном способе их расчета по формулам (8.80) и (8.81), что делает его излишне чувствительным.

В том же спортивном освещении для более деталь­ной оценки равномерности горизонтальной освещен­ности применяется показатель градиент равномерности UG (Uniformity Gradient), регламептируюший перепад освещенности на каждом шаге расчетной сетки 18.15]:

где £, и Ej_ j — освещенности в соседних узлах расчет­ной сетки, при этом К j >Ej j, UG, и UGHOpM — соот­ветственно значение на /-м шаге и нормируемое значе­ние показателя UG.

Справочная книга по светотехнике

ПРОМЫШЛЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Влияние освещения на состояние людей и производи­тельность труда. Условия искусственного освещения на промышленных предприятиях оказывают большое влияние на ЗР, физическое и моральное состояние лю­дей, а следовательно, на ПТ, качество продукции …

УТИЛИЗАЦИЯ ОТРАБОТАННЫХ РЛ

Разрядные ИС, как правило, содержат различное количество ртути. Так, в каждую ЛЛ вводится от 3 до 40 мг ртути, в лампу типа ДРЛ — значительно больше. Ртуть содержится также в …

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОСВЕЩЕНИЯ

Обеспечение надлежащих условий труда во всех сферах производственной деятельности человека явля­ется одной из важнейших задач социально-экономиче­ской политики государства, что зафиксировано в Феде­ральном законе «Об основах охраны труда РФ» (11.10] и …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.