Световые приборы - Трембач В.В.
ISBN 5-06-001892-Х
Скачать (прямая ссылка):
КПД светильника с рассеивателями из дымчатого и матированного стекла всегда несколько больше КПД светильников с. диффузными рассеивателями. Например, рассеиватель, выполненный в виде шара из глушеного массивного стекла, имеет г| —0,76, а такой же рассеиватель из дымчатого стекла — г| —0,85.
§ 8.2. РАСЧЕТ СВЕТИЛЬНИКОВ С ДИФФУЗНЫМИ
ОТРАЖАТЕЛЯМИ
Расчет КПД светильников с диффузными отражателями. Расчет светильника с диффузным отражателем сводится к определению его КПД и КСС по выбранной форме и начальным параметрам отражателя.
Коэффициент многократных отражений. При расчете КПД диффузных светильников необходимо учитывать, что первично отраженный световой поток не весь попадает на световое отверстие. Часть его снова попадает на отражатель; после вторичного отражения эта часть потока снова упадет на световое отверстие и отражатель. Это явление, называемое многократным отражением, необходимо учитывать, так как оно сопряжено с дополнительными потерями за счет многократного поглощения светового потока поверхностью отражателя.
КПД светильников рассчитывается с помощью коэффициента многократных отражений х, равного отношению суммарного светового потока, падающего на поверхность отражателя, к светово-
391
му потоку, первично упавшему от лампы. Для вогнутых поверхностей х>1, так как к первично упавшему потоку прибавляются еще потоки, вторично и далее многократно попадающие на отражатель. Для выпуклых и плоских поверхностей х = 1. Коэффициент многократных отражений х находится как сумма ряда геометрической прогрессии [1], описывающего процесс многократных отражений:
х = Ф^/Фт=1/1 — р(1 — и), (8.1)
где Ф/ — суммарный поток, падающий на поверхность отражателя в результате многократных отражений; Фф — поток, падающий на поверхность отражателя от лампы; р — коэффициент отражения; и — коэффициент использования поверхности отражателя относительно светового отверстия.
Коэффициент использования и дает ту долю отраженного потока, которая попадает на световое отверстие. Он определяется из очевидного равенства СЕетовых потоков, излучаемых диффузным отражателем и его световым отверстием, если отверстие считать за
Рис. 8.4. К расчету КПД диффузного отражателя
диск с яркостью отражателя я/.0Л0« = л/.Лсо,
(8.2)
где L0 — яркость отражателя; А0—площадь отражателя; Асо — площадь светового отверстия.
Из (8.2) получаем коэффициент
и = Асо/А0
(8.3)
Для вогнутых поверхностей 1, а для плоских—и— 1.
Светильник с диффузным отражателем и лампой накаливания. Круглосимметричный диффузный отражатель имеет открытое световое отверстие и лампу накаливания в качестве источника света. При расчете КПД считаем, что коэффициент отражения постоянен и потери светового потока при прохождении через колбу лампы отсутствуют. При этом световой поток светильника складывается из непосредственно вышедшего от лампы потока Фа = т1Фл и потока р«Фф', вышедшего в результате многократных отражений (произведение ри дает ту долю потока Фф', которая падает на световое отверстие) (рис. 8.4):
Фсв = «1Фл + риФ^. где Фл— световой поток одной лампы.
(8.4)
392
Выражая Ф/ через первоначально упавший световой поток ФФ=тФл и коэффициент и, получим поток диффузного светильника:
Фсв = т! Фл m Флр«х. (8.5)
Зная поток светильника с диффузным отражателем, нетрудно определить и его КПД (ФСв/Фл).'
т] = тх -{-ртих. (8.6)
Сравнивая выражения для КПД зеркального и диффузного светильников, видим, что они отличаются друг от друга на множитель их, учитывающий долю светового потока, вышедшего из отражателя за счет многократных отражений.
Величины х и и взаимосвязаны, их произведение для вогнутой поверхности всегда меньше единицы. Следовательно, у зеркального и диффузного отражателей одинаковой формы с одинаковым коэффициентом отражения КПД первого отражатели будет больше КПД второго. Например, если эти отражатели будут иметь р = 0,85, m = 0,6, mi = 0,3 и и = 0,5, то расчет по формулам (5.3), (8.6) дает следующие значения КПД отражателей: зеркального— 0,81, диффузного — 0,75. Анализ (8.6) показывает, что КПД диффузного светильника может быть больше за счет увеличения коэффициента отражения, уменьшения защитного угла светильника (увеличения коэффициента rri\) и уменьшения глубины отражателя, т. е. увеличения коэффициента и («уплощения» отражателя).
Люминесцентный светильник с диффузным отражателем. В отличие от диффузных светильников с лампами накаливания при расчете КПД люминесцентных светильников необходимо учитывать многократные отражения светового потока, возникающие между поверхностями отражателя и ламп, а также между самими лампами. Эта необходимость возникает из-за большого коэффициента поглощения света поверхностью колбы лампы, доходящего до 0,30, а также из-за того, что площадь поверхности ламп (в люминесцентных светильниках для получения достаточной силы света применяют несколько ламп) соизмерима с площадью отражателя.
Возникновение многократных отражений между люминесцентными лампами приводит к потерям светового потока. Поток нескольких ламп, установленных параллельно на некотором расстоянии друг от друга (рис. 8.5), не будет равен произведению количества ламп на поток одной лампы (Фл'^яФл). Поток Фл', излучаемый рядом параллельных ламп, рассчитывается с помощью коэффициента многократных отражений:
