CC BY
82
УДК 001+376:004
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ ВНУТРЕННЕГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ DIALUX
А
© В.А. Пионкевич1
Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрена разработка трехмерной модели помещения учебно-научного центра (УНЦ ИРНИТУ) «Autodesk» в программе DIALux для анализа освещенности на рабочей поверхности. В качестве осветительных приборов использованы светильники российского завода-изготовителя ОАО «Световые технологии». Для оценки освещенности использовался виртуальный люксметр, расчетные плоскости, а также метод инженерного анализа освещенности по зонам фиктивных цветов. Легенда цветовой палитры фиктивных цветов позволяет определить зоны уровней освещенности в определенной части модели.
Ключевые слова: освещенность; светильник; осветительная установка; DIALux; люксметр; анализ освещенности.
DEVELOPMENT AND STUDY OF THE INDOOR LIGHTING MODEL IN DIALUX SOFTWARE V.A. Pionkevich
Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The paper considers the development of a three-dimensional model of the premises of the Research and Training Center "Autodesk" in DIALux software for the analysis of working surface illumination. Lighting fixtures produced by the Russian manufacturing plant "Svetovye tehnologii" JSC have been used as illuminating equipment. Illumination has been assessed by means of a virtual lux meter, calculated planes and a method of engineering analysis of illumination by fictitious color zones. A legend of color palette of fictitious colors allows to determine the zones of lighting levels in particular parts of the model.
Keywords: lighting (illumination); lighting fixture; lighting facility; DIALux; lux meter; illumination analysis.
Системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяют сократить время на разработку проектной документации и исключить возможность возникновения ошибок при проектировании. Для выполнения светотехнических расчетов освещения при проектировании систем электроснабжения различных объектов, помещений, открытых площадок, автомобильных дорог, спортивных сооружений проектировщиками используется САПР DIALux. Немецкий институт прикладной светотехники (Deutche Institut fur Angewandte Lichttechnik - DIAL) разрабатывает данную программу с 1994 г. DIALux распространяется бесплатно, потому что ее разработка финансируется всемирно известными компаниями-производителями светотехнической продукции - OSRAM, Philips, WAGO и т.д. Для продвижения своей продукции на рынке данные компании дополнительно разрабатывают каталоги светильников, которые доступны для загрузки через Интернет. На
сегодняшний день в разработке DIALux принимают участие более 100 компаний-роизводителей светотехнической продукции и соответственно каждая из них имеет свою собственную базу данных светильников для DIALux. В 2007 г. российские компании ОАО «Световые технологии» и ОАО «Ардатовский светотехнический завод» заключили договор с разработчиками DIALux и создали собственные базы данных светильников. После появления баз данных российских светильников для DIALux многие отечественные специалисты-светотехники начали использовать DIALux при проектировании осветительных установок. На интернет-сайте разработчика DIALux www.dial.de доступно для загрузки руководство пользователя на русском языке [1]. Кроме того, существуют публикации, посвященные описанию DIALux, например. [2, 3]. В ряде случаев проектировщики, которые начинают осваивать базовый функционал DIALux, считают, что программа предна-
1Пионкевич Владимир Андреевич, кандидат технических наук, доцент кафедры электроснабжения и электротехники, тел.: (3952) 405749, e-mail: pionkevichva@istu.edu
Pionkevich Vladimir, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Power Supply and Electrical Engineering, tel.: (3952) 405749, e-mail: pionkevichva@istu.irk.ru
значена в большей степени не для светотехнических расчетов, а для так называемого светодизайна различных объектов. На самом деле это не так, DIALux постоянно развивается, появляются новые опции и возможности. Если пользователь не нашел необходимой опции, то, вероятно, она появится в новой версии программы.
Целью данной статьи является разработка и исследование модели внутреннего освещения помещения учебно-научного центра (УНЦ) «Autodesk» ИРНИТУ в программном комплексе DIALux в масштабе 1:1 (с оборудованием и мебелью). Параметры помещения: ширина - 6 м, длина - 7,2 м, высота - 3,2 м. На все объекты в помещении нанесена текстура. В проекте использовано 12 потолочных светильников марки LIGHTINGTECHNOLOGIES ARSplus/R 418 (по 4 люминесцентных лампы OSRAM Basic L 18 Вт в каждом) из каталога DIALux «Световые технологии». Не будем останавливаться на деталях создания данного проекта. Справочная информация по созданию подобных моделей помещений подробно представлена в работах [1-3].
Любая осветительная установка (отдельный светильник, группа светильников) обладает способностью создавать опреде-
ленный уровень освещенности на рабочей поверхности. Освещенность Е, лк (люкс) нормируется в зависимости от разряда работ и размера объекта различия. Соответствующие таблицы для нормирования освещенности Е представлены в СНиП 23-05-95 [4].
Для оценки освещенности в DIALux существуют следующие инструменты:
- виртуальный люксметр;
- расчетные точки и расчетные поверхности, доступные в окне «Инспектор проекта».
На рис. 1 представлен результат работы виртуального люксметра: в точке, где расположен курсор, освещенность составляет 510,93 лк, яркость 65,05 кд/м2 (кандела
на м 2).
Кроме вычисления освещенности методом виртуального люксметра можно рассчитывать освещенность на поверхности или в точке. Для подобных случаев существуют инструменты «Расчетная поверхность - вычисление освещенности по вертикали» (тип расчетной освещенности можно задать в окне «Менеджер проекта») (рис. 2). Аналогично можно работать с расчетными точками, которые доступны в разделе «Расчетные точки» в окне «Менеджер проекта».
Рис. 1.3й-модель УНЦ «Autodesk» с результатом работы виртуального люксметра
Рис. 2. Расчеты освещенности на поверхности и в точке
В соответствии с [4] освещенность нормируется на рабочей поверхности высотой 0,8 м. Задать высоту рабочей поверхности в DIALux можно в окне «Менеджер проекта» (рис. 3). Для задания коэффициентов отражения от потолка, стен и пола необходимо перейти в окно «Менеджер проекта» на вкладку «Объекты» и с помощью раскрывающихся списков задать величины, соответствующие данному помещению (см. рис. 3).
В окне «Менеджер проекта» на вкладке «Результаты» можно скомпоновать подробный отчет, содержащий исчерпывающую информацию о результатах расчета освещенности во всех расчетных точках, расчетных поверхностях, вывести спецификацию светильников и 3D-визуализацию проекта (см. рис. 3).
Проект полностью готов - нажимаем кнопку «Расчет». Для получения точных результатов необходимо задать следующие параметры: выбрать расчет «Повышенной точности (увеличенная продолжительность расчета)», выбрать сцену УНЦ «Autodesk», обязательно выбрать опцию «Учитывать объекты при расчете» (если не выбрать данную опцию, то все объекты (мебель, оборудование) не будут учтены
при расчете), аналогично указать «Учитывать светильники при расчете», не задействовать пункт «Произвести упрощенный расчет объектов декорации». После расчета в CAD-области можно работать с виртуальным люксметром и формировать проектную документацию в формате PDF.
Объекты в DIALux (мебель, оборудование) хранятся в файлах с расширением *.m3d, которые структурированы в окне «Менеджер проекта» по признакам «внутреннее помещение», «внешнее помещение» (см. рис. 3). Существует возможность импортировать объекты, разработанные в других программах, в библиотеку DIALux в форматах *.m3d, *sat, *.3ds. Так как любой 3D-объект обладает определенным количеством ребер, граней и плоскостей, то и DIALux будет обсчитывать все плоскости объекта, которые расположены непосредственно под светильниками (плоскости объектов, перекрытые стенами или другими объектами, при расчете не учитываются). Таким образом, любой объект в помещении вносит дополнительную корректировку в результат расчета, так как свет от светильников будет отражаться от поверхности любого объекта.
б в Рис. 3. Задания коэффициентов: а - задание высоты рабочей поверхности; б - задание коэффициентов отражения потолка, стен и пола; в - компоновка результата расчета (файла PDF)
а
Существуют объекты, которые практически не влияют на точность результата (канцелярские принадлежности на письменных столах, содержимое книжных полок, телефонные аппараты и т.д.). Если подобных объектов в проекте более 20-ти, то это существенно замедляет скорость расчета. Разработчики DIALux рекомендуют сделать подобные объекты во всем проекте объектами декорации (рис. 4). После задания объекту телефон ^ свойства «Использовать как объект декорации» его значок в окне «Менеджер проекта» изменится. Любой объект декорации не препятствует проникновению света (это, как правило, объекты, которые не отражают свет).
Для любого объекта в проекте в
окне «Менеджер проекта» можно задать геометрические размеры, цвет, коэффициент отражения каждой поверхности, материал, текстуру с возможностью изменения ее размера. Если рассматривать сложный объект, например, стул, то у него в окне «Менеджер проекта» на вкладке «Поверхности» будет представлено 48 поверхностей (рис. 5). Если необходимо из данного списка выбрать только поверхность спинки сзади, то для этого необходимо в CAD-области нажать правой кнопкой мыши на «спинка стула сзади» и найти пункт «Выбрать эту поверхность». В результате в окне «Менеджер проекта» из списка выделится только одна необходимая поверхность, свойства которой можно изменить.
Рис. 4. Свойство объекта «Использовать как объект декорации»
Рис. 5. Выбор поверхности стула и просмотр ее свойств
В DIALux существует возможность использования светофильтров, которые применяются только совместно со светильниками. Для добавления к светильнику (группе светильников) светофильтра необходимо открыть вкладку «Цвета» в окне «Менеджер проекта» и переместить необходимый светофильтр на светильник (группу светильников). После выполнения расчета цвет светильников будет соответствовать выбранному светофильтру. В DIALux существуют цветовые светофильтры, цве-токорректурные светофильтры, фильтры для высокой температуры, фильтры для
освещения киносъемки и сцены. Полосу пропускания и спектр фильтра можно посмотреть в окне «Менеджер проекта» после его выбора (рис. 6).
После выполнения настройки светотехнических параметров объектов и применения дополнительных опций наш проект освещения полностью завершен. Визуализировать результаты в качестве итогового этапа DIALux позволяет несколькими способами:
1. Получение подробного (настраиваемого) отчета в формате PDF.
Рис. 6. Работа со светофильтрами в проекте
2. Просмотр Ray-Trace (работает только после расчета) - генерация фотореалистичного изображения проекта в CAD-области (опция доступна в версии DIALux 4.7 или новее).
3. Получение фотореалистичного изображения проекта с помощью внешнего трассировщика POV-Ray, который необходимо предварительно настроить.
4. Получение видеороликов по про-
екту (требует определенной аппаратной конфигурации ПК и в данной статье не рассматривается).
Результаты использования светофильтров автоматически будут применены к картинке, полученной с помощью POV-Ray. Для удобства и наглядности работы в CAD-области существуют команды «Каркасный режим», «Показать фиктивные цвета в CAD» (главное меню «Вид») (рис. 7).
Г
Щ ~ ГРП ГШ
' I
Рис. 7. Отображение фиктивных цветов, каркасный режим
В заключение необходимо отметить, что на сегодняшний день САПР DIALux обладает большим потенциалом для работы со светотехническими проектами и имеет в наличии два каталога российских светильников. Модель, разработанная в программе DIALux, позволяет выполнить оценку уровня освещенности действующей осветительной установки, исследовать освещенность в помещении при использовании со-
Библиогра
1. Руководство пользователя DIALux версии 4.2 в формате PDF. 11-е изд. 2006 [Электронный ресурс]. URL: www.dial.de (12.11.2015).
2. Бондаренко С.И., Пионкевич В.А. Системы автоматизированного проектирования освещения // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири: материалы Все-рос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Ир-
временных светодиодных светильников, работать со сценами освещения, например, для планирования аварийного освещения. Полученная диаграмма фиктивных цветов, представленная на рис. 7, позволяет оценить распределение освещенности в помещении при оценке действующей осветительной установки.
Статья поступила 14.12.2015 г.
кии список
кутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. С. 330-338.
3. Бондаренко С.И., Пионкевич В.А., Лукина Г.В. Пакеты прикладных программ для выполнения светотехнических расчетов // Вестник ИрГСХА. 2009. № 35. С. 42-50.
4. СНиП 23-05-95* Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. М.: Госстрой России, 2004.
УДК 621.182.3.003.13
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕВОДА ТЕПЛОИСТОЧНИКОВ МУРМАНСКА НА СЖИЖЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ
1 9
© А.В. Федяев1, Г.Г. Лачков2
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, 664033, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130.
Оценка эффективности использования альтернативных видов топлива в теплоснабжении города Мурманска, ориентированного главным образом на сжигание мазута, является весьма актуальной задачей из-за высокой стоимости этого привозного топлива. В статье исследуется эффективность возможного применения сжиженного природного газа взамен мазута на трех основных источниках теплоснабжения города. Выполнена оценка эффективности нескольких вариантов перевода на сжиженный природный газ этих теплоисточников. Приведено технико-экономическое сравнение вариантов, в том числе по стоимости вырабатываемой тепловой энергии. Ключевые слова: теплоснабжение; котельная; теплоэлектроцентраль; мазут; сжиженный природный газ; эффективность.
EFFICIENCY ASSESSMENT OF MURMANSK HEAT SOURCES CONVERSION TO LIQUEFIED NATURAL GAS A.V. Fedyaev, G.G. Lachkov
Melentiev Energy Systems Institute SB RAS, 130 Lermontov St., Irkutsk, 664033, Russia.
Assessment of the efficiency of using alternative fuel types in the heat supply of the city of Murmansk, which mainly burns oil residual, is a relevant problem due to the high cost of this fuel delivered from other regions. The paper studies the efficiency of a potential use of liquefied natural gas instead of oil residual at three main heat supply sources of the city. The effectiveness of several variants of these heat sources conversion to liquefied natural gas is assessed. Technical and economic comparison of the LG conversion variants is presented including the comparison of the generated heat cost.
Keywords: heat supply; boiler plant; cogeneration plant; oil residual; liquefied natural gas; efficiency.
1
Федяев Андрей Витальевич, доктор технических наук, главный научный сотрудник, тел.: 89148851799, e-mail: 1120.fed@mаil.ru
Fedyaev Andrey, Doctor of technical sciences, Chief Researcher, tel.: 89148851799, e-mail: 1120.fed@mаil.ru
2Лачков Георгий Георгиевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, тел.: 89148767103, e-mail: g.lachkov@isem.irk.ru
Lachkov Georgiy, Candidate of technical sciences, Senior Researcher, tel.: 89148767103, e-mail: g.lachkov@isem.irk.ru
