Современные информационные технологии/2. Вычислительная техника и программирова­ние

Кудашкина М. В.

Научно исследовательский мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева, г. Саранск, Россия

Современные программные средства для оценки светотехнических характеристик осветительных устройств

Светотехнические расчеты являются одними из наиболее массовыми из всех инженерных расчетов: их приходится постоянно выполнять многим тысячам людей. А в своих первоначальных формах они являются достаточно трудоемкими. Естественно, что усилия специалистов издавна были направлены на упрощение процесса расчета.

Цель светотехнического расчета  – подбор осветительного оборудования. Расчет освещенности уточнаяет тип светильника, мощность источников света, расположение. При этом влияние светящихся элементов источников света, их цветопередача и особенности сумеречного зрения не учитываются.

Светотехнический расчет и расчет освещенности при проектировании освещения решает сразу несколько важных задач. Светотехнический расчет даст ответы на вопросы относительно выбора нормируемой светотехнической характеристики (в соответствии с нормативными документами), системы освещения. Светотехническим расчетом в Мастерской светотехники определяются тип, и количество светильников, их расположение на объекте, мощность и тип используемых источников света.

Посредством светотехнического расчета могут быть решены следующие вопросы:

·                   определение наиболее подходящего для освещения типа светового прибора;

·                   определение необходимого для создания определенного уровня освещенности количества светильников;

·                   определение установленной мощности осветительной установки;

·                   определение стоимости осветительной установки;

В настоящее время для светотехнических расчетов существует множество программ, позволяющих, помимо основных светотехнических характеристик (яркость, освещенность), также вычислять качественные показатели освещения (показатель дискомфорта), экономические и энергетические характеристики осветительной установки (стоимость оборудования, потребляемую мощность установки). Практически у каждой крупной фирмы-производителя есть своя расчетная программа для собственной базы данных: Calculux (Philips), Litestar (SBP), Ulysse (Schreder) и т. д. Существуют и универсальные программы для различных баз данных (DIALux) или с возможностью подключения любой базы (Relux).

Прорывом в области светотехнических расчетов явилось появление программного комплекса DIALux, нацеленного на максимальное упрощение светотехнических расчетов, повышенную функциональность и открытость для любых производителей светотехнической продукции.

Программа DIALux - безусловный лидер по своим возможностям среди бесплатных программ. Разработка немецкой компании DIAL GmbH на сегодняшний день является одной из наиболее универсальных и поэтому распространенных программ. Большинство производителей светотехнической продукции во всем мире имеют свои базы данных светильников для работы с программой.

Программа позволяет рассчитывать внутреннее и наружное освещение при заданном типе и количестве светильников и их расположении. При расчете учитывается геометрия помещений, цвет и текстура поверхностей, а также расставленная в помещении мебель. Самыми востребованными результатами расчета являются графическое изображение распределения освещенности по рабочей поверхности и общий трехмерный вид освещенного помещения. Кроме того, можно получить изолинии постоянной освещенности, таблицу и график освещенностей, ведомость светильников и их паспортные данные.

В отличие от ручных методов расчета по методам коэффициента использования светового потока и по точечному методу, которые требуют громадного числа справочных данных, зависящих от типа применяемых светильников и их светотехнических характеристик, расчет в программном комплексе DIALux отличается значительной простотой, наглядностью и намного большей степенью точности, так как программа при расчете позволяет во всех тонкостях учитывать не только световой поток приходящийся на рабочую поверхность от источника света, но и световой поток преломляющийся и отражающийся и попадающий на рабочую поверхность от стен, потолка, расстановки мебели в помещении, а также от отражающих свойств всех этих поверхностей.

При расчете в программе DIALux используются встроенные базы данных светильников, которые предоставляют все мировые производители и в которых светотехнические параметры светильников заложены максимально полно и точно. Все базы данных светильников постоянно обновляются и самые актуальные их версии всегда доступны для свободной загрузки в Интернете.

Программа позволяет не только просчитать и обеспечить заданную нормированную минимальную освещенность, но и проанализировать распределение освещенности по всей освещаемой поверхности с любой степенью детализации получаемых результатов. Повышенная точность расчетов и их небольшая трудоемкость позволяет относительно просто и быстро производить сопоставление и выбор различных вариантов выполнения освещения. В этих случаях появляется возможность определять тот предпочтительный вариант, в котором данные осветительные условия достигаются при незначительно лучших показателях, что при ручных методах расчета невозможно, благодаря их высокой трудоемкости и большой погрешности в результатах, делающей нецелесообразными сравнение примерно одинаковых вариантов.

Благодаря программе DIALux появляется возможность кроме непосредственно расчета освещенности на любой поверхности (пол, стены, потолок, рабочие поверхности под любыми углами к источнику света) контролировать показатели качества освещения: горизонтальную освещенность, насыщенность помещения светом, равномерность освещения и т. д.

Профессиональный проектировщик может решить с помощью DIALux любую задачу: рассчитать в полном соответствии со стандартами освещение как внутренних, так и наружных сцен, освещение улиц и даже получить фотореалистичную визуализацию проекта. Электрики, дизайнеры и проектировщики освещения считают, что DIALux - инструмент, который делает их работу легче и намного эффективнее.

Группа компаний «Светосервис» является разработчиком и правообладателем программных продуктов Light-in-Night и Light-in-Night Road. Первая программа предназначена для светотехнических расчетов архитектурного освещения и используется только в проектном подразделении компании «Светосервис». Вторая разработана для расчета дорожного, уличного и паркового освещения и широко используется как внутри компании, так и ее клиентами и партнерами.

Используемая в программе база данных световых приборов основывается на номенклатуре ассортимента компании GALAD, продукция которой выпускается на Лихославльском заводе светотехнических изделий «Светотехника» (ЛЗСИ) и Кадошкинском электротехническом заводе (КЭТЗ).

Возможности программы

С помощью программы можно рассчитать следующие светотехнические параметры осветительной установки (ОУ):

•        распределение яркости проезжей части дорог и улиц;

•        распределение горизонтальной освещенности проезжей части улицы, тротуара или пешеходной зоны;

•        распределение полуцилиндрической освещенности для тротуара или пешеходной зоны;

•        средние, минимальные и максимальные значения яркости и освещенности проезжей и пешеходной части дорог и улиц;

•        показатели равномерности распределения яркости и освещенности по заданной поверхности;

•        показатели, регламентирующие слепящее действие ОУ.

Это позволяет решать следующие проектные задачи:

Ø     рассчитать нормативные показатели участков дорог и улиц со следующей типовой конфигурацией:

•   прямая дорога;

•   поворот;

•   пересечение;

•   развилка;

•   примыкание;

•   уширение.

Ø              осуществлять подбор типа, мощности и светораспределения светового прибора (СП) (с возможностью просмотра и одновременного сравнения КСС нескольких световых приборов);

Ø              проводить оценку эффективности выбранной схемы расположения СП для прямых дорог (боковое одностороннее или двухстороннее, центральное на опорах или на подвесе);

Ø              подобрать наиболее рациональное расположение и ориентацию СП, варьируя их способ установки (на опоре или на мачте), схему размещения (в линию, по окружности или индивидуально), высоту установки, шаг между опорами, наклон кронштейна, координаты установки и нацеливания (которые могут задаваться в прямоугольной или полярной системе) и др.;

Ø              оценивать расчетные значения параметров ОУ при сравнении их с существующими нормативами;

Ø              представить исходные данные и результаты расчета в виде многостраничного протокола в наглядной текстовой, табличной и графической форме, удобной для представления в проектной документации. Интерфейс программы и протокол результатов расчета выполнены на русском языке.

Бесплатная техническая поддержка зарегистрированных пользователей компьютерной программы Light-in-Night Road осуществляется Группой специального программного обеспечения (ГСПО) компании «Светосервис».

Программа Europic 9 – передовой программный продукт позволяющий осуществлять светотехнические расчеты повышенной сложности, для окружающих сред любого типа – внутренних, внешних, а также улиц и дорог. Приложение разработано Европейским подразделением GE Lighting на базе программного пакета Litestar. Проектирование освещения ведется в трехмерном пространстве, и предназначено для светотехников- профессионалов и дизайнеров освещения. Программа работает в среде Windows 95 и выше, выходит на 11 европейских языках (в т.ч. и на русском).

Возможности Europic 9: полностью русифицированный интерфейс; полная фотометрическая база данных светильников и прожекторов GE (General Electrics); трехмерное моделирование с использованием встроенных библиотек компонентов;расчет освещенности и яркости в любой плоскости; расчет цилиндрической и полуцилиндрической освещенности; расчет показателя ослепленности; вывод результатов в необходимой форме: кривые изолюкс, диаграммы пятна и трехмерные диаграммы; интегрированное в программу русское руководство (Меню – > Help); встроенные видео-уроки (Меню – > Help); генерация цветных изображений, близких к фотореалистичным.

Программа CalcuLuX 7.5.0.0 – программа, а точнее пакет программ, разработанный ведущим мировым производителем светотехники Philips, позволяет рассчитать освещенность промышленных объектов, спортивных площадок, дорог и других наружных строений.

Возможности CalcuLuX 7.5.0.0: выполнение расчетов на произвольной плоскости; расчет освещенности плоскости; расчет полуцилиндрической освещенности; расчет полусферической освещенности; расчет яркости; расчет яркости вуалирующей пелены; расчет индекса блеклости; расчет яркости дорожного покрытия; расчет равномерности в вертикальной плоскости.

Программа Ulysse (Schreder) разработана в исследовательском центре компании Шредер в Великобритании. Программа предназначена для проведения расчетов освещенности и яркости точечным методом. Основные возможности программы - расчет автомобильных дорог, расчет помещений (цехов, складов, спортивных залов и пр.), расчет открытых территорий. Результатом расчетов являются: схема расстановки светильников на заданной площади, показатели яркости, освещенности, а также изолинии.