UGR -arvo voidaan laskea yhtälöllä (4.1). UGR=8 lg 0,25 L (4.1)

Transkriptio

1 S VALAISTUSTEKNIIKKA II LASKUHARJOITUS 2 HÄIKÄISY Tehtävä 4 Laske oheisen yhtälön avulla UGR (Unified Glare Rating) -arvo kuvan 4a tilanteessa, kun havaitsija istuu kohdassa A katsoen suoraan eteenpäin silmän korkeuden ollessa 1,2 m lattiatasosta. Valaisimet ovat liitteen 1 mukaisia. Lampun valovirta on 3,3 klm, ja valaisevan osan pinta-ala suuntaan C0, γ0 on 0,1716 m 2 Huonepintojen heijastussuhteet ovat: katto/seinät/lattia 0,7/0,5/0,2. Taustalla olevan seinäpinnan keskimääräinen luminanssi on 40 cd/m 2. Seinää voidaan pitää tasajakoisesti hajaheijastavana pintana. Huoneen korkeus on h 2,8 m ja valaisimet ovat kattoon upotettuja. UGR -arvo voidaan laskea yhtälöllä (4.1). UGR8 lg 0,25 L L2 (4.1) b p 2 Kuva 4b R, T H -koordinaaisto Yhtälössä (4.1) L on valaisimen valaisevien osien luminanssi havainnoitsijaa kohti ja L b on keskimääräinen taustaluminanssi. Lisäksi yhtälössä on avaruuskulma jossa häikäisylähde näkyy ja sijaitikerroin p, joka saadaan määriteltyä kuvan 4b ja taulukon 4.1 avulla:

2 Taulukko 4.1. sijaintikerroin p H/R:n ja T/R:n avulla Kyseessä on periaatteessa yksinkertainen sijoittaminen yhtälöön (4.1), pitää vain löytää tarvittavat suureet. L b on annettu (40 cd/m 2 ). Tilanteen symmetrisyydestä johtuen tarvitaan loput arvot vain kerran. Luminanssi L saadaan tutulla yhtälöllä: I L A proj L I I A proj A cos (4.2.) Valovoima katselusuuntaan saadaan valonjakotaulukosta interpoloimalla. Kulmat saadaan seuraavasti: C45, arc tan R 2 T 2 (4.3) H 52,97

3 Joten valovoima katselusuuntaan saadaan taulukosta interpoloimalla, joten I 136 cd /klm 3,3 klm448cd (4.4) joten Luminanssi L on L I A cos 448cd 0,1716 m 2 cos52, cd /m2 (4.5) Avaruuskulma ω saadaan määritelmästä: A proj d A cos 2 R 2 T 2 2 0,0146 (4.6) H ja sijaintikerroin p taulukosta 4.1. kun H/R1,0667 ja T/R 1 on noin 7,6. Nyt siis voidaan laskea UGR-arvo: 0,25 UGR8 lg 40 cd /m cd /m2 2 0,0146 7,6 14 (4.7) 2 Saatu arvo riippuu jonkin verran siitä käytettiinkö interpoloituja vai taulukosta pyöristettyjä arvoja Tehtävä 5. Kuten tehtävää 4 tehtäessä kävi varmaan selväksi, UGR-arvojen laskeminen alusta saakka käsin on työlästä. Siksi ne tehdäänkin yleensä tietokoneella, tai käsin laskettaessa käytetään apuna yksinkertaisempaa taulukkoihin perustuvaa laskentamenetelmää. Laske liitteenä olevien taulukkojen avulla suurin tehtävän 4 huoneessa ilmenevä UGR-arvo. Standardi sallii yleiseen toimistotyöhän korkeintaan UGR-arvon 19. Valaisintiedoissa olevasta taulukosta katsotaan, kun heijastussuhteet on annetut ja X4H, Y2H ja valaisimet ovat pitkittäin näkösuuntaan. Tällöin UGR on 17 +0,5/-0,5 eli suurin arvo on 17,5 Tehtävä 6. Laske valonlähteiden aiheuttama harsoluminanssi kuvan 6 tilanteessa. Valonlähteet ovat 60W (Φ 730 lm) hehkulamppuja. Katsesuunta on suoraan eteenpäin ja valonlähteet sijaitsevat 1m havaitsijan silmien tasan yläpuolella. (Harsoluminanssi voidaan laskea empiirisestä Stiles-Holladayn yhtälöstä: L v 10 E [lx] [ ] 2 missä Lv on harsoluminanssi, jonka häikäisevä valonlähde synnyttää silmän verkkokalvolle; E on häikäisylähteen tuottama valaistusvoimakkuus silmän kautta kulkevalla ja katsesuuntaa vastaan kohtisuoralla tasolla ja θ on katsesuunnan ja häikäisylähteen sijaintisuunnan välinen välinen kulma, jonka kärkipisteenä on silmä.)

4 Harsoluminanssit on laskettava kummallekin valonlähteelle erikseen ja lopputulos summattava. Valaistusvoimakkuudet lasketaan neliö- ja kosinilailla. Lähteiden valovoimat ovat: I 4 58,1cd (6.1) Kulmat saadaan oheisen piirroksen avulla. 1 arc tan arc tan ,4 (6.2) Lähteiden aiheuttamat valaistusvoimakkuudet ja harsoluminassit ovat siis: ja 58 cd cos 45 E 1 1m 2 1 m 2 20,5 lx L 10 20,5lx v1 45 0,101 cd 2 /m2 (6.3) E 2 58 cd cos 18,4 1 m 2 3 m 5,5 lx L 5,5 lx 2 v ,4 2 0,162 cd /m2 (6.4) Joten yhteensä harsoluminanssi on noin 0,26 cd/m 2 Tehtävä 7 Kiinteä valaistuksen vuotuinen kokonaissähkönkulutus W v lasketaan summana rakennuksen kaikista huoneista: w v 1 AtfE β valaistuksen alenemakerroin puhdas ympäristö 0,7 keskinkertainen ympäristö 0,6

5 η η Φ A t f E likainen ympäristö 0,5 valaistushyötysuhde suora valaistus 0,4 yhdistetty suora-epäsuora valaistus 0,35 epäsuora valaistus 0,3 lamppujen valotehokkuus, lm/w valaistavan tilan i pinta-ala, m 2, käytetään huonealaa A hu, mikäli se on tiedossa vuotuiset käyttötunnit tilassa i, h ohjauskerroin tilan i valaistusvoimakkuus, lx. Laske toimistohuoneen vuotuinen energiankulutus, jos toimistohuone on puhdas ympäristö, sen valaistus on toteutettu suoran ja epäsuoran valaistuksen yhdistelmällä, lamppujen valotehokkuus on 80 lm/w, tilaa käytetään 2500h vuodessa, huone on varustettu läsnäolotunnistin ja päivänvalosäätö (ohjauskerroin0,75) ja tilaan halutaan 500lx keskimääräinen valaistusvoimakkuus. Huoneen pintaala on 12m 2. sijoittamalla annetut arvot saadaan: 1 w v 0,7 0,35 80 lm/w 12 m h 0, lx 574 kwh