محاسبات طراحی روشنایی داخلی و بیرونی

هدف از محاسبات روشنایی داخلی عبارتند از:

1. محاسبه تعداد چراغ های مورد نیاز

2. تعیین نحوه قرارگیری چراغ ها ( ارتفاع نصب، موقیعت قرار گیری...)

3. تامین حداقل شدت روشنایی متوسط مورد نیاز

4. توزیع مناسب روشنایی در نقاط مختلف

5. محدود کردن خیرگی

6. ملاحظات زیبایی و غیره

 

 نکات مهم در محاسبات

به طور خلاصه می دانیم که از کل نوری که از یک منبع نوری منتشر می شود، بخشی از آن به سطح مورد نظر می رسد و بخشی از آن به دیواره های اطراف و سقف تابیده می شود. بخشی از نور تابیده شده به سقف و دیوارها نیز به سطح کار منعکس می شود که در حالت کلی بر مقدار شدت روشنایی در مجموعه تاثیر می گذارد. در نتیجه، عوامل مختلفی بر میزان نور تابیده شده بر یک سطح در اتاق تاثیر می گذارد که عبارتند ازشکل و حجم اتاق، رنگ دیوارها و سقف، فاصله بین چراغ و سطح، نوع منحنی توزیع شدت نور چراغ و غیره.

به صورت خلاصه می توان گفت که اگر شار نوری تابیده شده از منابع نوری موجود در اتاق، برابر لومن Фباشد، در حالت ایده آل که کل این مقدار نور به سطح مورد نظر بتابد، شدت روشنایی متوسط برابر خواهد بود:

Eave = Фt/A

شکل تصحیح شده رابطه قبلی باید به صورت زیر باشد:

Eave = K*Фt/A      0 ≤ K < 1

لذا منظور از محاسبات روشنایی، به طور خلاصه یعنی یافتن ضریب K است که تابع عواملی نظیر ابعاد اتاق، نوع رنگ آمیزی، نوع چراغ، میزان آلودگی محیط و... است.

مقدار  Eaveاز روی جداول استاندارد مشخص می شود A به ابعاد اتاق بستگی دارد و Kهمانطور که اشاره شد، با کمک روش های محاسبات روشنایی به دست می آید. در نتیجه مقدار مورد نیاز و از روی آن تعداد چراغ های مورد نیاز در یک اتاق محاسبه می شود. در گام های بعدی نحوه چیدمان چراغ ها برای کاهش خیرگی، کاهش سایه ....تعیین شده و محاسبات روشنایی تکمیل می شود.

 

تعریف پارامترهای کلیدی

ابعاد اتاق:  طول، عرض و ارتفاع به ترتیب H, W, L

ضرایب انعکاس: عبارتند از نسبت نور منعکس شده از یک سطح به کل نور تابیده شده به آن. ضریب انعکاس مربوط به کف، دیوار و سقف را به ترتیب با ρc, ρw, ρfنشان می دهند.

ضرایب انعکاس به صورت درصد بیان می شود. معمولا ترکیب رنگ آمیزی برای یک اتاق عبارتند از:

·           کف اتاق: رنگ های تیره – ضریب انعکاس 10 تا%  30

·           دیوارها: رنگ ملایم – ضریب انعکاس 40 تا % 60

·           سقف: رنگ های روشن - ضریب انعکاس 70 تا%

 

 محاسبات روشنایی

·           روش لومن

·           روش ضریب بهره

 

روش لومن

در این روش، ضریب K از ضرب کردن دو ضریب دیگر بدست می آید:

1. ضریب بهره اتاق یا  Room Efficiency (ηr )

2. ضریب نگهداری یا Maintenance Factors

 

ضریب بهره اتاق

برای محاسبه ضریب بهره اتاق در گام اول لازم است شاخصی به نام شاخص اتاق یا Room Index محاسبه شود. شاخص اتاق یک رابطه تجربی است و اثر ابعاد اتاق را در میزان نوری که به سطح کار می رسد را نشان می دهد. شاخص اتاق برای سیستم های روشنایی مستقیم، نیمه مستقیم و یکنواخت طبق رابطه زیر است:

Ri = W * L / hr ( W+ L)

در این رابطه hr برابر اختلاف ارتفاع نصب چراغ و ارتفاع سطح کار، یعنی :

hr = H – (hf + hc)

شاخص اتاق برای سیستم های روشنایی غیر مستقیم و نیمه غیر مستقیم طبق رابطه زیر است:

Ri = 1.5 W * L / H ( W+ L)

پس از محاسبه شاخص اتاق با کمک جداول معینی، ضریب بهره اتاق را محاسبه می کنیم. در این جداول ازروی ضرایب انعکاس سطوح و نوع چراغ انتخاب شده، ضریب بهره بدست می آید. بنابراین ضریب بهره اتاق،اثر ابعاد اتاق، رنگ سطوح اتاق و نوع چراغ را بر درصد نوری که به سطح کار می رساند را نشان می دهد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


در ستون اول سمت راست این جدول، نوع چراغ و تصویر آن و در سمت چپ نیز، منحن توزیع شدت نور آن به صورت تقریبی نشان داده شده است. ردیف اول مربوط به ضرایب انعکاس سقف و ردیف دوم مربوط به ضریب انعکاس دیوارها می شود. در این جدول کلیه ارقام با فرض ضریب انعکاس 10 % می باشد و چنانچه این ضریب تغییر کند از جدول دیگری استفاده می شود.

پس از محاسبه شاخص اتاق، در ردیف مربوط به آن، حرکت کرده و در ستونی که مربوط به ضریب انعکاس سطوح سقف و دیوارها می باشد، ضریب بهره اتاق را بدست می آوریم.

با توجه به منحنی پخش نور هر چراغ، چنانچه فاصله دو چراغ از هم، از حد معینی بیشتر باشد، نحوه توزیع شدت روشنایی یکنواخت نخواهد بود. فاصله زیاد چراغ ها از یکدیگر می تواند منجر به ایجاد سایه و نیم سایه در روی میز کار در محیط های نظیر محیط های آموزشی و اداری شود که مطلوب نمی باشد. به همین دلیل در کنار اطلاعات مربوط به چراغ، شاخص دیگری تحت عنوان حداکثر فاصله ارائه می شود که این عدد برای هر گروه چراغ متناسب است با مضربی از فاسله نصب چراغ از کف اتاق MH برابر فاصله نصب چراغ از کف است که عبارتند از:

MH = H – hc

به طور تجربی، برای اینکه توزیع یکنواخت تر باشد فاصله بین دو ردیف چراغ از یکدیگر را دو برابر فاصله آخرین ردیف از دیوار انتخاب می شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


محاسبه ضریب نگهداری

در اثر آلودگی ها موجود در محیط کار، نظیر گردوغبار و دوده، نور منتشره از چراغ کاهش می یابد. برای اینکه در اثر این کاهش، شدت روشنایی متوسطه در هیچ زمانی کمتر از حداقل مورد نیاز تعیین شده نگردد، در هنگام طراحی روشنایی، ضرایبی به عنوان ضریب نگهداری تعریف می شود. در واقع مفهوم این ضریب که عددی کمتر از یک می باشد این است که در مرحله طراحی، مقدار شار نوری که کمی بالاتر از مقدار مورد نیاز محاسبه می کنند تا چنانچه در اثر گذشت زمان و آلودگی های محیط، نور چراغ کاهش می یابد، مقدار روشنایی از حداقل مورد نیاز کمتر نباشد. مقدار روشنایی با میزان آلودگی محیط ارتباط دارد. در محیط های آلوده ضریب نگهداری کوچک تر است. ضریب نگهداری به نوع چراغ و درجه حفاظت انها نیز بستگی دارد.

هرچه قاب چراغ بسته تر باشد و گردوغبار و الودگی کمتر وارد ان بشود، میزان افت شار نوری ناشی از الودگی کمتر خواهد بود

محاسبات سرمایه گذاری

هزینه های محاسبات سرمایه گذاری روشنایی شامل هزینه انرژی سالیانه، سرمایه گذاری اولیه، لامپ، هزینه نگهداری و نصب منابع است. کل هزینه برابر فرمول زیر است:

 

۱۳٩٠/۱/٢٧ساعت ۸:٢٤ ‎ب.ظ توسط حمیدرضا نظرات ()
تگ ها: