При проектировании транспортных объектов немаловажную роль играет разработка системы искусственного освещения, поскольку недостаточное освещение или же его неправильная организация может привести к травмоопасным ситуациям. Освещение играет важную роль в восприятии пространства человеком, а также влияет на его поведение. Освещение способно оказывать влияние на психологическое состояние человека, что в свою очередь сказывается на практической сфере: скорости реакции, утомляемости, точности выполнения определенных задач [1].
Системы освещения должны проектироваться с гарантией качества и эффективности, что возможно только при учете зарубежного и отечественного опыта, нашедшего отражение в положениях международных и российских нормативных правовых документов [2].
Целью данной работы является выполнение светотехнического расчета осветительных установок для освещения велосипедной эстакады.
Материалы и методы исследования
При проектировании освещения выполняется светотехнический расчет, который проводится с целью определения необходимого количества светильников и их правильного размещения для создания оптимальных световых условий. Для этого чаще всего применяются три метода расчета: удельной мощности, светового потока и точечный [3].
Метод удельной мощности является методом приближенного расчета. Он применяется для предварительного определения мощности осветительной установки и количества светильников, необходимых для создания требуемого уровня освещенности, соответствующего СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение» [4].
Если не требуется большой точности, то его применяют и для окончательного расчета. Этот метод не может быть применен для расчета локализированного освещения, освещения наклонных и вертикальных поверхностей и помещений с площадью менее 10 м2.
Метод светового потока является более точным, чем метод удельной мощности. Он применяется для расчета равномерного общего освещения помещения при освещенности в горизонтальной плоскости.
Точечный метод применяется для расчета локализированного, местного и комбинированного освещения, освещения наклонных вертикальных поверхностей, а также для проверки освещенности в точках помещения. Он требует большей точности, более сложен для реализации, чем метод светового потока и применим при любом расположении светильника и поверхности.
При выполнении светотехнического расчета наиболее важным является подбор осветительного оборудования на основании типа выбранного источника света, мощности светильника, светового потока, значения энергоэффективности и кривой силы света. Выбор оборудования с соответствующими параметрами определяется требованиями существующих нормативов к объекту расчета. Оптимальный подбор светильника с соответствующими характеристиками обеспечивает необходимую равномерность освещения. Также важен коэффициент запаса осветительной установки, который зависит от загрязненности светильников в течение срока эксплуатации осветительного оборудования.
Сегодня проектировщики отказались от упрощенных расчетных алгоритмов, базировавшихся на технологии ручного труда, и применяют светотехническое программное обеспечение с использованием специальных математических методов, позволяющих выполнить расчет с заданной степенью точности [2].
В настоящее время существует достаточное количество программных продуктов, помогающих выполнять светотехнические расчеты, среди которых следует выделить программный комплекс DIALux (разрабатывается с 1994 года Немецким Институтом Прикладной Светотехники DIAL GmbH) [5], позволяющий осуществлять расчеты освещения для различных целей [6, 7].
Светотехнический расчет для велосипедной эстакады выполнен в программе DIALux, которая является профессиональной программой для проектирования внутреннего и наружного освещения.
Программа DIALux позволяет:
– воссоздать особенности помещения, в котором будет проектироваться освещение;
– выбрать тип, мощность и светораспределение необходимого светильника;
– оценить эффективность выбранной системы освещения;
– выполнить автоматический расчет оптимального расположения светильников;
– произвести расчет нормируемых показателей с учетом оптимизации;
– предоставить результаты удобном для восприятия виде.
Согласно СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение», средняя освещенность на велоэстакаде должна быть не менее 75 лк, характеристика зрительной работы VIII б [4].
Для освещения велосипедной эстакады необходимо подобрать оптимальный тип светильника. Светильники различаются по источнику света:
– лампы накаливания – главным преимуществом ламп накаливания является точность цветопередачи, при этом галогенные лампы – более эффективны, чем лампы накаливания (на 20 % больше света при одинаковой потребляемой мощность);
– люминесцентные лампы – к преимуществам можно отнести низкие энергопотребление и тепловыделение;
– светодиодные лампы – в сравнении с остальными видами ламп светодиод имеет лучшую экономичность, долгий срок службы, высокую механическую прочность, компактность.
Результаты светотехнического расчета и их обсуждение
Исходя из описанных выше преимуществ, для велосипедной эстакады выбираются светодиодные светильники.
В качестве светового прибора для освещения велосипедной эстакады выбран светильник ДПО52-13-301 Optimus 840 (рис. 1), предназначенный для общего освещения общественных, административных, офисных и иных помещений [8].
а) б)
Рис. 1. Светильник ДПО52-13-301 Optimus 840 [8]: а – внешний вид, б – кривые силы света
Характеристики используемого при освещении велосипедной эстакады светильника представлены в табл. 1.
Таблица 1
Характеристики светильника ДПО52-13-301 Optimus 840 [8]
|
Характеристика |
Значение |
|
Световой поток светильника, лм |
1416 |
|
Мощность светильника, Вт |
13 |
|
Световая отдача, лм/Вт |
109 |
|
Класс защиты от поражения электрическим током |
I |
|
Габариты, мм |
330x104x64 |
|
Материал корпуса |
Поликарбонат |
|
Рассеиватель |
Опаловый из полимерного материала |
|
Масса, кг |
0,45 |
|
Установка |
Монтаж индивидуально |
Таблица 2
Исходные данные для расчета освещения велоэтакады
|
Характеристика |
Значение |
|
Высота, м |
3 |
|
Ширина, м |
6,5 |
|
Длина, м |
100 |
|
Высота подвеса, м |
0,07 |
|
Средняя нормативная освещенность, лк |
75 |
При проведении светотехнического расчета велоэстакады использовались исходные данные, представленные в табл. 2.
Значения, полученные в результате расчета освещения, сопоставлялись с нормативными значениями для соответствующих показателей (см. табл. 3).
Таблица 3
Результаты расчета освещения, выполненного в программном комплексе DIALux, и их сопоставление с нормативными требованиями
|
Нормируемый показатель |
Нормативное значение |
Расчетное значение |
|
Освещенность (при системе общего освещения) Eср, лк |
75 |
79 |
|
Отношение минимальной освещенности к нормируемой средней освещенности Emin/Ecp |
≥0,9 |
0,82 |
|
Предельная равномерность распределения освещенности U0 |
0,3 |
0,5 |
|
Рекомендуемая световая отдача световых приборов (для общего освещения), лм/Вт |
≥90 |
109 |
В процессе расчета, исходя из условия оптимального размещения, было рекомендовано на каждые 100 м длины велоэстакады использовать 2 ряда светильников по 22 шт. Расположение светильников и изолинии освещенности представлены на рис. 2.
Рис. 2. Визуализация расположения светильников, световых потоков ламп и изолиний освещенности
Рис. 3. Распределение фиктивных цветов при визуализации освещения
Визуальное распределение фиктивных цветов при визуализации освещения представлено на рис. 3.
Полученные результаты светотехнического расчета освещения велосипедной эстакады соответствуют требованиям действующих нормативов и могут быть использованы в качестве рекомендации при организации освещения.
Выводы
1. Обоснован выбор в качестве осветительных приборов светильников ДПО52-13-301 Optimus 840 (тип источника света – светодиодный).
2. С использованием программного комплекса DIALux выполнен светотехнический расчет освещения велосипедной эстакады.
3. Полученные расчетные значения нормируемых параметров освещенности были сопоставлены с действующими нормативными требованиями.
4. Согласно результатам расчета освещения, выполненным в программном комплексе DIALux, было определено, что для создания требуемой освещенности на велосипедной эстакаде длиной 1 км потребуется 440 светодиодных светильников ДПО52-13-301 Optimus 840.