12

12. ELEMENTE DE CALCUL AL INSTALAIILOR DE ILUMINAT

12.1. Modelul de calcul pentru iluminatul interior

Pentru calculul instalaiilor de iluminat n interiorul cldirilor, fiecare ncpere este considerat un paralelipiped de dimensiuni n care se delimiteaz, n cazul cel mai general, cinci suprafee (tabelul 12.1). Planul util este o suprafa material sau materializat pe care se presupun situate obiectele observate; poate coincide cu podeaua sau se consider situat uzual la o nlime (sau 1 m) fa de podea. Suprafaa de calcul conine centrele luminoase ale corpurilor de iluminat; poate coincide cu tavanul (corpuri de iluminat montate direct pe tavan) sau este situat la distana fa de tavan (corpuri de iluminat suspendate). Pereii, pe poriunea dintre planul util i planul corpurilor de iluminat (nlimea h), sunt considerai ca o singur suprafa (asimilat cu o suprafa concav). Friza este poriunea din suprafaa pereilor cuprins ntre planul corpurilor de iluminat (suprafaa i tavan.

Tabelul 12.1 Suprafee caracteristice n instalaiile de iluminat

SuprafaaNotaiaAriaFactor de

reflexieObservaii

Tavanul

Friza

Pereii

Planul util

Planul corpurilor de iluminatS1S2S3S4S5A1 = ab

A2 = 2h(a+b)

A3 =2h(a+b)

A4 = ab

A5 = ab(1(2(3(4-Suprafa material

Suprafa material

Suprafa material

Suprafa materializat

Suprafa de calcul

Iluminarea unei suprafee are, deci, dou componente:

- o component direct, dat de fluxul luminos primit direct de la corpurile de iluminat i avnd o repartiie neuniform pe suprafa;

- o component dat de fluxul luminos reflectat de celelalte suprafee, care poate fi considerat aproximativ uniform pe suprafa; ponderea componentei reflectate este cu att mai mare, cu ct factorii de reflexie ai suprafeelor sunt mai mari.

Principalele mrimi fotometrice care intervin n calculul instalaiei de iluminat sunt urmtoarele:

Fluxul luminos total al lmpilor din instalaie (Nl lmpi)

(12.1)

Fluxul luminos al unui corp de iluminat

Fluxul luminos instalat (fluxul total al corpurilor de iluminat din instalaie):

(12.2)

Fluxul luminos instalat n emisfera superioar:

(12.3)

Fluxul luminos instalat n emisfera inferioar:

(12.4)

Flux luminos pe planul util: direct i total

Fluxul luminos pe perei: direct

(12.5)

i total

Fluxul luminos pe tavanul real sau echivalent: direct

(12.6)

i total

Raportul direct al instalaiei (raportul dintre fluxul luminos direct pe planul util i fluxul luminos instalat inferior):

(12.7)

Factorul de utilizare (raportul dintre fluxul luminos total pe o suprafa i fluxul luminos total al lmpilor din instalaie, definit pentru fiecare suprafa):

(12.8)

Iluminarea medie total pe fiecare suprafa

(12.9)

Influena dimensiunilor geometrice ale ncperii asupra mrimilor fotometrice referitoare la suprafeele ncperii poate fi exprimat sintetic printr-o mrime adimensional - indicele instalaiei:

(12.10)

12.2. Calculul iluminrii directe pe o suprafa orizontalIluminarea EH ntr-un punct M de pe un plan orizontal H produs de sursa de lumin S, situat la distana h fa de plan (fig. 12.1), se obine astfel:

Corespunztor unghiului

(12.11)

din curba fotometric se extrage valoarea intensitii luminoase I( 1000, iar intensitate luminoas a sursei n direcia punctului M se obine pentru fluxul luminos al celor lmpi din corpul de iluminat.

Intensitatea luminoas I( se obine pe baza curbei fotometrice a sursei:

(12.12)unde nl reprezint numrul de lmpi din corp i fluxul lmpii.Iluminarea direct dat de sursa S pe planul de lucru H este:

(12.13)

Dac exist mai multe surse de lumin calculul iluminrii se realizeaz n acelai mod pentru fiecare surs, iar apoi se realizeaz nsumarea acestor valori i se mparte la factorul de depreciere al instalaiei:

(12.14)

12.3. Determinarea fluxurilor luminoase i a iluminrilor medii directe

Fluxurile luminoase directe se pot exprima n funcie de fluxul luminos total al lmpilor, de indicatorii de distribuie ai corpului de iluminat i de raportul direct al instalaiei:

,

(12.15)

unde iar

ntruct (( i (( se obin direct din caracteristicile corpului de iluminat, rezult c este necesar s se determine numai fluxul luminos direct pe planul de lucru ((04) sau raportul direct al instalaiei (Rd).

Figura 12.2 sugereaz c fluxul luminos direct pe planul de lucru depinde, pentru fiecare corp de iluminat, de doi factori:

- corpul de iluminat, prin distribuia spaial a fluxului luminos i randamentul acestuia, care pot fi exprimate prin indicatorii de distribuie N1...N5;

- geometria instalaiei, prin laturile a i b, distana h fa pe planul de lucru (respectiv prin indicele instalaiei K) i coordonatele centrului luminos n planul S5.

Calculul fluxul luminos direct pe planul de lucru n funcie de multiplicatorii geometrici ai corpurilor de iluminat se calculeaz cu formula:

(12.16)n care M1...M4 sunt multiplicatorii geometrici medii ai instalaiei (tabel 12.2)Tabel 12.2. Multiplicatorii geometrici medii n instalaiile de iluminat pentru amplasarea

de referin a corpurilor de iluminat

K0,60,81,01,251,52,02,53,04,05,0

M1

M2

M3M4

0,934

-0,318

0,145

-0,0270,752

-0,033

0,082

-0,0160,636

0,120

0,089

-0,0150,510

0,238

0,131

-0,0160,429

0,274

0,202

-0,0180,338

0,263

0,343

-0,0140,301

0,190

0,469

-0,0020,282

0,118

0,562

0,0160,256

-0,005

0,68

0,0610,245

-0,095

0,745

0,108

Calculul raportului direct al instalaiei n funcie de multiplicatorii geometrici ai corpurilor de iluminat se calculeaz cu formula:

(12.17)

Calculul iluminri medii directe pe suprafeele ncperii se realizeaz utiliznd relaia de definiie a iluminrii medii, afectat de factorul de depreciere a instalaiei (, i fluxul luminos direct, pentru planul de lucru:

(12.18)

unde

12.4. Determinarea fluxurilor luminoase i a iluminrilor medii totale

12.4.1. Calculul instalaiilor de iluminat prin metoda factorilor de utilizare

a. Calculul iluminrii medii ntr-o instalaie existent

Metoda de calcul al iluminrii medii pe planul util ntr-o ncpere dat comport urmtoarele etape:

a) stabilirea surselor de lumin (lmpi i corpuri de iluminat) i extragerea datelor de catalog corespunztoare (caracteristici fotometrice, dimensiuni etc.);

b) stabilirea poziiei planului util i a nlimii h;

c) stabilirea factorilor de reflexie ai suprafeelor, n funcie de culorile acestora (de exemplu, 0,7 pentru alb sau culori foarte deschise; 0,5 pentru culori deschise; 0,3 pentru culori medii; 0,1 pentru culori nchise);d) calculul indicelui instalaiei K (12.10);e) extragerea din tabelul corespunztor corpului de iluminat folosit a factorului de utilizare u4 pentru planul util (eventual, efectuarea unei interpoluri liniare dac indicele instalaiei nu coincide cu una dintre valorile standard din tabel);f) calculul fluxului luminos primit de planul util:

(12.23)

g) calculul iluminrii medii pe planul util, inndu-se seama de factorul de apreciere a instalaiei ( (deoarece datele de catalog ale surselor de lumin i factorii de reflexie se refer la starea iniial a instalaiei):

(12.24)

b. Dimensionarea unei instalaii de iluminat

Metoda permite i rezolvarea problemei inverse: impunndu-se iluminarea medie pe planul util (conform normelor), se determin numrul de lmpi i corpuri de iluminat care trebuie instalate pentru a realiza iluminarea respectiv. n acest caz se rezolv mai nti etapele a ( e menionate anterior, dup care se calculeaz:

- fluxul luminos necesar pe planul util:

(12.25)

- fluxul luminos necesar al lmpilor din instalaie

(12.26)

care permite calculul numrului de lmpi Nl (cunoscndu-se fluxul luminos al unei lmpi (l) i al corpurilor de iluminat nc (cunoscndu-se numrul de lmpi dintr-un corp nl); valorile respective se rotunjesc, n plus, la numere ntregi care s permit o amplasare simetric n instalaie.

12.1

_1019290621.unknown

_1049096130.unknown

_1324269464.unknown

_1324282237.unknown

_1324282739.unknown

_1324283590.unknown

_1324282619.unknown

_1324281035.unknown

_1324281255.unknown

_1324281344.unknown

_1324281055.unknown

_1324269564.doc

EMBED Visio.Drawing.5

Fig. 12.2

_1049556023.vsd

_1324279915.unknown

_1049293200.unknown

_1049379387.unknown

_1049441296.unknown

_1049442041.unknown

_1324266955.doc

Fig. 12.4.2

Fig. 12.1

_1049441957.unknown

_1049441159.unknown

_1049293230.unknown

_1049096269.unknown

_1049293139.unknown

_1049096163.unknown

_1049090620.unknown

_1049090916.unknown

_1049096077.unknown

_1049090823.unknown

_1024319663.unknown

_1049090547.unknown

_1049090587.unknown

_1049090317.unknown

_1024319689.unknown

_1019290817.unknown

_1024319333.unknown

_1019290719.unknown

_1019126669.unknown

_1019289895.unknown

_1019290602.unknown

_1019126860.unknown

_1019126529.unknown

_1019126576.unknown

_1019126331.unknown