АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ

 И СВЯЗИ

 

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источники света и осветительные установки

 

Методические указания и задания к расчетно-графической работе

для студентов специальности 330540- Светотехника и источники света

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2004

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

 

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

 

 

                                                                   УТВЕРЖДАЮ

                                                    Проректор по учебно-методической работе

                                                  ______________________

                                                  “___”_________________2004 г.

 

 

 

Источники света и осветительные установки

 

Методические указания и задания к расчетно-графической работе

для студентов специальности 330540- Светотехника и источники света

 

 

 

 

 

СОГЛАСОВАНО                                                           Рассмотрено и одобрено на

Начальник УМО                                                   заседании кафедры ЭПП

________________                                              Протокол № _5___

“___”___________2004г.                                   от “_09_”_января__ 2004г.

 

                                                                                 Зав. кафедрой ЭПП,

                                                                                д.т.н., профессор

                                                                               _____________А.В. Болотов

 

Редактор                                                               Составитель:

__________                                                        Старший преподаватель                         кафедры ЭПП

“___”___________2004г.                                   ___________Н.А. Туканова

                                                         

 

 

 

Алматы 2004

 

СОСТАВИТЕЛЬ: Н.А. Туканова. Методические указания и задания к расчетно-графической работе по курсу «Источники света и осветительные установки» (для студентов специальности 330540- Светотехника и источники света). – Алматы: АИЭС, 2004. – 16 с.

 

 

 

 

 

Данная разработка включает задания на расчетно-графическую работу и методические указания по их выполнению, а также список необходимой литературы.

Ил. 2, табл.14, библиогр. - 27 назв.

 

 

 

 

Рецензент: канд. техн. наук, доцент С.А. Бугубаев.

 

 

 

 

 

 

 

 

            Печатается по плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2004 год.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                    Алматинский институт энергетики и связи, 2004г.

                                       

Введение

 

Согласно учебному плану студенты, обучающиеся по специальности 330540- Светотехника и источники света изучают курс «Источники света и осветительные установки», в котором предусмотрена расчетно-графическая работа, состоящая из пяти заданий и предполагающая самостоятельное закрепление студентами пройденных разделов дисциплины.

         

К сдаче экзамена по курсу студенты допускаются после успешного выполнения и защиты расчетно-графической работы.

 

 

 

1 Задание № 1

 

Определить оптимальное число люминесцентных ламп и дуговых разрядных ламп для создания заданного светового потока в рабочем помещении размером А´В´Н  и заданными значениями коэффициентов отражения стен, пола и потолка (r_с, r_п, r_р). Размеры помещения выбираются по начальной букве фамилии студента согласно таблице 1.1. Значения коэффициентов отражения и уровень рабочей поверхности выбираются по последней цифре номера зачетной книжки согласно таблице 1.2. Тип светильника выбирается студентом самостоятельно. Расстояние светильников от потолка выбирается студентом в зависимости от типа осветительного прибора и источника света.

 

Таблица 1.1 – Исходные данные

 

Начальные буквы фамилии студентов		А, Д, Ю	Б, Е, Э	В, Г, Я	Ж, З, И	К, Щ,	М, О	Н, П, Л	Р, Т, У	С, Ч Ф	Х, Ц, Ш
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	А	12	12	6	18	18	24	12	36	24	18
	В	12	6	18	6	12	6	24	6	24	18
	Н	7,2	7,5	7,1	7,3	7,7	7,6	7,5	7,4	7,7	7,5

 

Таблица 1.2 – Исходные данные

 

 

 

Рисунок 1.1 - Рабочее помещение

 

 

1.1   Методические указания

Для решения поставленной задачи первоначально необходимо определить индекс помещения, определяемый соотношением размеров освещаемого помещения

где a, b – ширина и длина помещения; H_p – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью.

После этого задавшись типом светильника по справочной литературе необходимо определить коэффициент использования светильника h и коэффициент минимальной освещенности z.

Тогда световой поток будет определяться по формуле

,

где Е – требуемый уровень минимальной освещенности, лк; k – коэффициент запаса; S – площадь помещения, м²; N – количество светильников, шт.

К расчетной величине светового потока по справочнику подбирается ближайшая стандартная лампа и значение светового потока еще раз уточняется.

 

 

2 Задание № 2

 

В помещении, показанном на рисунке 2.1, освещение выполняется двенадцатью световыми окнами с люминесцентными лампами, схема устройства которых показана на разрезе I-I. Коэффициенты отражения: потолка, r_р, стен r_с, пола r_п, отражающей поверхности окна r_о задаются. По рабочему чертежу окна определена доля светового потока источника света, падающего на отражающую поверхность колпака s и отношение площади отражающей поверхности к площади наибольшего продольного сечения s₁/s₂. Требуется определить, сколько люминесцентных ламп надо установить в каждом окне для создания на полу освещенности Е при заданном коэффициенте запаса k. Данные к задаче для каждого из вариантов принимаются по таблицам 2.1, 2.2 и 2.3 согласно правилам выбора вариантов.

 

 

Рисунок 2.1 - Коридор со световыми окнами

 

(окна на второй стене не показаны)

 

 

Таблица 2.1 – Исходные данные

 

Начальные буквы фамилии студентов		А, Д, Ю	Б, Е, Э	В, Г, Я	Ж, З, И	К, Щ,	М, О	Н, П, Л	Р, Т, У	С, Ч Ф	Х, Ц, Ш
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	А	6	4	6	4	5	4,5	5	4,5	3,5	3,5
	В	20	22	21	20	20	22	21	20	22	20
	Н	3,2	3,5	3,1	3,3	3,7	3,6	3,5	3,4	3,7	3,5

 

 

Таблица 2.2 – Исходные данные

 

 

 

Таблица 2.3 – Исходные данные

 

 

2.1 Методические указания

При рассмотрении обоих вариантов решений мы заменяем ряд окон, расположенных не на сере­дине высоты помещения, равномерно и диффузно излучающей стеной. В принципе более точно первичное распределение потоков может быть найдено, если заменить ряд окон сплошным линейным излучателем. В этом случае первичное использование могло бы быть найдено по коэффициентам h_A и h_B по формуле

h_g=h_A´h_B,

или по графикам Яковлева /26/. Пользуясь этими графиками, первичный поток на пол и на потолок определяется в один прием, первичные же потоки на каждую из стен - в два приема, разделив стену на части, для которых соблюдается пока­занное на рисунках взаимное расположение полосы и поверхности. Практически проще поток, падающий на все стены, найти по разности между излучаемым потоком и суммой потоков, падающих на пол и потолок. Однако в подобных случаях возможны значительные расхождения, поскольку графики и таблицы не являются вполне точными.

В справочной литературе по конструкции светящего окна определяется его коэффициент отражения. Затем определяется приведенный коэффициент отражения поверхности окна по формуле

r_п = ,

и далее к.п.д. светящего окна

h=r_о´r_п´s.

После этого определяется индекс помещения и суммарный необходимый поток ламп, по которому определяется число ламп в каждом окне.

Данный путь решения задачи является простейшим, однако в ряде случаев подобный ход решения неприменим, поэтому студентам необходимо решить эту задачу двумя методами.

По графикам справочной литературы /26, 27/ определяется коэффициент первичного использования потока потолка относительно пола h¢_п.р. Затем определяем «коэффициенты связи» по формулам

  

Тогда используя справочные таблицы можно найти коэффициенты для определения установившегося светового потока на расчетной плоскости и определить коэффициент использования потока после многократных отражений

      

 

 

3 Задание № 3

 

Зал имеет размеры А´В´Н, на высоте Н₀ по всем стенам оборудуется карниз. Уровень расчетной поверхности h_р, коэффициенты отражения потолка и стен выше карниза r₁, остальной поверхности стен r_с и пола r_п заданы.

Вариант 1. Требуется получить освещенность Е₁ при k₁ применяя галогенные лампы накаливания.

Вариант 2. Требуется получить освещенность Е₂ при k₂ применяя люминесцентные лампы.

 

Исходные данные для задачи принимаются по таблицам 3.1 - 3.3 согласно правилам выбора вариантов.

 

Таблица 3.1 – Исходные данные

 

Начальные буквы фамилии студентов		А, Д, Ю	Б, Е, Э	В, Г, Я	Ж, З, И	К, Щ,	М, О	Н, П, Л	Р, Т, У	С, Ч Ф	Х, Ц, Ш
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	А	12	12	6	18	18	24	12	36	24	18
	В	12	6	18	6	12	6	24	6	24	18
	Н	4,2	4,5	4,1	4,3	4,7	4,6	4,5	4,4	4,7	4,5
	Н0	1	1,2	1,1	1,05	1,4	1,5	1	1,2	1,1	1,05

 

Таблица 3.2 – Исходные данные

 

 

 

Таблица 3.3 – Исходные данные

 

 

 

3.1 Методические указания

Вариант 1. Требуется получить освещенность Е₁ при k₁ применяя галогенные лампы накаливания.

Определяется площадь потолка и площадь стен над карнизом. Затем определяем коэффициент отражения условного потолка на уровне карниза и  индекс помещения. Используя полученные данные по справочным таблицам /26/ находим  и h.

Тогда полный  потребный   поток ламп

.

Учитывая размеры периметра карниза, составляем набор решений и сводим его в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Варианты размещения ламп в карнизе

 

Мощность лампы, Вт	Световой поток, лм	Число ламп	Расстояние в осях, мм	Общая мощность, Вт
1	2	3	4	5

 

Сделать анализ полученных в таблице решений выбрать наиболее оптимальное с экономической и технической точек зрения.

 

Вариант 2. Требуется получить освещенность Е₂ при k₂ применяя люминесцентные лампы.

До определения коэффициента использования включительно расчет совпадает с первым вариантом. Полный поток по второму варианту определяется по той же формуле, что и для первого варианта, но с учетом требуемой освещенности и коэффициента запаса, заданных во втором варианте.

По рассчитанной величине требуемого светового потока  определяем необходимое число ламп, тип светильников и способ их расположения.

 

 

4 Задание № 4

 

          Определить среднюю светимость стен в помещении размером А´В´Н, с заданными коэффициентами отражения стен, пола и потолка. На потолке установлены светильники с суммарным световым потоком Ф (к.п.д. светильников учтен), из которых х % излучается в верхнюю полусферу. Рассчитанный по таблицам Джонса-Нейдхарта коэффициент первичного использования относительно пола составляет r_п0.

          Исходные данные для задачи принимаются по таблицам 4.1 - 4.3 согласно правилам выбора вариантов.

 

Таблица 4.1 – Исходные данные

 

Начальные буквы фамилии студентов		А, Д, Ю	Б, Е, Э	В, Г, Я	Ж, З, И	К, Щ,	М, О	Н, П, Л	Р, Т, У	С, Ч Ф	Х, Ц, Ш
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	А	12	12	6	18	18	24	12	36	24	18
	В	12	6	18	6	12	6	24	6	24	18
	Н	7,2	7,5	7,1	7,3	7,7	7,6	7,5	7,4	7,7	7,5

 

 

Таблица 4.2 – Исходные данные

 

 

 

Таблица 4.3 – Исходные данные

 

 

 

4. 1 Методические указания

После определения индекса помещения по формуле указанной в задании № 1 по справочным таблицам /26, 27/ находим коэффициенты   и по которым далее определяется установившийся световой поток на стенах.

Тогда светимость стен может быть определена по формуле

Эта же задача может быть решена и с помощью таблиц трансферных функций. В этом случае долей светимости стен, создаваемой светимостью пола можно пренебречь.

Определив первичную светимость стен и потолка, и выписав из таблиц значения трансферных функций, находится средняя светимость стен.

Сравнить результаты решения задачи, полученные двумя  методами и сделать вывод.

 

 

5 Задание № 5

 

          В помещении размерами А´В на высоте Н устраивается световой потолок, не доходящий до стен на l, из материала, для которого известно t, r, s. Коэффициенты отражения поверхностей освещаемого помещения известны. Над потолком намечено установить лампы типа ЛБ в светильниках типа ОД, причем возможная высота последних над остеклением не превышает h, м.

На полу должна быть создана освещенность Е при заданном коэффициенте запаса k.

         

Исходные данные для задачи принимаются по таблицам 5.1, 5.2 и 5.3 согласно правилам выбора вариантов.

 

 

Таблица 5.1 – Исходные данные

 

Начальные буквы фамилии студентов		А, Д, Ю	Б, Е, Э	В, Г, Я	Ж, З, И	К, Щ,	М, О	Н, П, Л	Р, Т, У	С, Ч Ф	Х, Ц, Ш
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	А	12	12	6	18	18	24	12	36	24	18
	В	12	6	18	6	12	6	24	6	24	18
	Н	7,2	7,5	7,1	7,3	7,7	7,6	7,5	7,4	7,7	7,5

 

Таблица 5.2 – Исходные данные

 

 

 

Таблица 5.3 – Исходные данные

 

 

 

5.1 Методические указания

Определяем индекс технической плоскости и индекс помещения по формулам

Тогда по графикам /27/ находим h¢_р и по справочным таблицам /26, 27/ находим  и , по которым определяем коэффициент использования потока. После определения необходимого светового потока ламп выбираем количество ламп и тип светильников. После чего определяется метод расстановки светильников над световым потолком с учетом требования его равномерной светимости.

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. ГОСТ 16703-79. Приборы и комплексы световые. Термины и определения.   

2. ГОСТ 26695-85. Светильники. Общие технические требования.   

3. ГОСТ 17677-82. Светильники. Общие технические условия.   

4. ГОСТ 26092-84. Приборы световые. Установочные и присоединительные размеры.   

5. ГОСТ 15597-82. Светильники для производственных зданий. Общие технические условия.   

6. ГОСТ 8607-82. Светильники для освещения жилых и общественных помещений. Общие  технические условия.   

7. ГОСТ 8045-82. Светильники для наружного освещения. Общие технические условия.   

8. ОСТ  7110-82. Светильники ручные. Общие  технические условия.   

9. ГОСТ 6047-90. Прожекторы общего назначения. Общие технические  условия.  

10. Горнов В.0. Безэлектродные люминесцентные лампы. Новости светотехники / Обзор зарубежной литературы // Под ред. Ю.Б. Айзенберга.- М.: Дом света, 1998.

11. Охонская Е.В., Федоренко А.С. Расчет и конструирование люминесцентных ламп (учебник). - Саранск.: Изд. Мордовского универсистета. 1997.

12. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга – 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1995.

13. Энергосбережение в освещении / Под ред. Ю.Б. Айзенберга /, изд. Дом Света.- М., «Знак», 1999.

14. Сарычев Г. С. Облучательные светотехнические установки.- М.: Энергоатомиздат, 1992.

15. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света.- М.: Энергоатомиздат, 1991.

16. Козлов В.Н. Технология производства световых приборов.- М.: Энергоатомиздат, 1991.

17. Трембач В.В. Световые приборы (теория и расчет).- М.: Высшая  школа,  1991.

18. Оболенцев Ю.В., Гиндин Э.Л. Электрическое освещение  общепромышленных помещений.- М.: Энергоатомиздат, 1990.

19. Дормакович П.А., Петров А.В., Поволоцкая Т.А., Щепанский О.Ю. Газосветная реклама.- М.: Энергоатомиздат, 1990.    

20. Вассерман А.Л. Ксеноновые трубчатые лампы и их применение.- М.: Энергоатомиздат, 1989.    

21. Сенилов Г.Н., Родионов Л.В., Ширшов Л.Г. Расчет и эксплуатация светотехнических импульсных установок и источников питания. - М.: Энергоатомиздат, 1989.    

22. Шкап Л.Ц. Театральные световые приборы. - М.: Энергоатомиадат, 1986.

23. Афанасьева Е.И., Скобелев В.М. Источники света и пускорегулирующая аппаратура.- М.: Энергоатомиздат, 1986.     

24. Азалиев В.В., Варсанофьева Г.Д., Кроль Ц.Е. Эксплуатация осветительных установок промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

25. Кунгс Я.А., Фаермарк М.А. Экономия электроэнергии в осветительных  установках. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

26. Кнорринг Г.М. Светотехнические расчеты в установках искусственного освещения. - Л.: «Энергия», 1973.

27. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М. Кнорринга. - Л.: «Энергия», 1976.

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

Доп. план 2004 г., поз. 28

 

 

 

Наталья Анатольевна Туканова

 

 

 

Источники света и осветительные установки

 

Методические указания и задания к расчетно-графической работе

(для студентов специальности 330540- Светотехника и источники света)

 

 

 

 

 

 

Редактор

                  

 

 

 

Подписано в печать _______                             Формат 60х84 1/16

Тираж 80 экз.                                                       Бумага типографическая №1

Объем 1,0  уч.-изд.л.                                           Заказ ____. Цена 33 тг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Копировально-множительное бюро

 Алматинского института энергетики и связи

480013 Алматы, Байтурсынова, 126