Ргз проектирование электрического освещения. Расчет освещения механического цеха Освещение производственных цехов

Ргз проектирование электрического освещения. Расчет освещения механического цеха Освещение производственных цехов

Введение

освещение мощность проводка цех

Для обеспечения комфортности и безопасности труда, улучшения и облегчения его условий, увеличения производительности труда, необходимо обеспечить высокую эффективность и экономичность установок электрического освещения.

В расчетно-графической работе разрабатывается вопрос электроосвещения ремонтно-механического цеха тракторного завода.

РМЦ необходим для ремонта и механической обработки изделий, здесь могут также производиться сборочные и испытательные работы, требующие различной точности.

РМЦ представляет собой прямоугольное здание с размерами 108 × 58 м и включает 3 отделения, РУ 0,4кВ и служебные комнаты обслуживающего персонала. Рабочая среда помещений нормальная, кроме помещений санузла (влажная). Все приемники электроэнергии в цехе можно разделить на четыре группы:

) приемники, основным элементом которых является электропривод (токарный станок, фрезерный станок, точильно-шлифовальный станок, универсальный заточный станок, станок для заточки сверл, заточный станок для дисковых пил и др.);

) сварочные машины (машина электросварочная шовная и стыковая);

) приемники, в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую энергию (шкаф сушильный, ванна масляная для подогрева подшипников);

Расчетно-графическая работа включает светотехнический и электрический расчет осветительной установки.

Исходными данными являются:

-план строительной части здания с экспликацией помещений;

-размеры здания и помещений;

-источник питания.

1. Светотехническая часть

.1 Выбор видов и систем освещения

Выбор видов и систем освещения заключается в выборе источника света и величины освещенности в зависимости от характера помещения, вида и системы освещения.

Согласно [ 8, стр. 73]в таблицу 1 сведены основные отделения цеха с соответствующими требованиями к освещению.

Таблица 1. Характеристика помещений по разряду зрительной работы

№Наименование помещенияРазряд зрительной работыEнор, ЛкF, м101Механическое отделениеII200897102Зарядное отделениеVIII50437103РУ 0,4 кВVIII50133104ИнструментальнаяV100138105Кабинет начальникаII300138106МедпунктX200133107Комната мастеровII300133108СкладIX50437108аКомната кладовщицыIX200110109Кузнечно-термическоеII200897110Коридор 1XII75210111Комната пищи «М»X200161111аРаздевалка «М»XII75200111бДушевая «М»XIII5098111вТуалет «М»XIII7535112Комната пищи «Ж»X200127112аРаздевалка «Ж»XII7550112бДушевая «Ж»XIII5038112вТуалет «Ж»XIII7517.5113Коридор 2XII50210114Коридор 3XII50443

В помещениях производственного характера, в которых выполняется зрительная работа 1-4 разрядов, следует, как правило, применять систему комбинированного освещения. Устройство одного только местного освещения запрещено нормами. В помещениях, имеющих естественное освещение, общее освещение в системе комбинированного должно создавать на рабочих поверхностях 10% освещенности, установленной нормами для комбинированного освещения.

Согласно нормам в цехах искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное (эвакуационное освещение, освещение безопасности), охранное и дежурное.

Рабочее освещение является главным видом освещения. Рабочее освещение должно обеспечивать надлежащее восприятие объектов зрительного процесса. В случае погасания, по каким либо причинам рабочего освещения, предусматривается аварийное освещение, а именно - эвакуационное, необходимое для создания условий безопасного выхода людей. Для этого в местах прохода людей должна быть обеспечена освещенность не менее 0,5 лк в помещениях и 0,2 лк на открытых территориях.

1.1.1 Выбор источника света

Выбор источника света производится исходя из особенностей каждого типа источника, с учетом целевого назначения осветительной установки, особенностей строительно-архитектурного решения помещения, режима эксплуатации источника, экономических сравнений и других факторов.

В целях достижения максимальной экономичности освещения во всех помещениях, где присутствует обслуживающий персонал, применяем люминесцентные лампы. Для производственных помещений с тяжелыми условиями среды - люминесцентные лампы в герметичном исполнении.

Для местного освещения предпочтение отдается лампам накаливания. Лампы накаливания могут применяться в коридорах, санузлах, гардеробах и т.д.

1.1.2 Выбор освещенности

При проектировании осветительных установок важное значение имеет правильное определение требуемой освещенности объекта.

Нормы освещенности принимаются в соответствии с требованиями , которые определяют нормируемую освещенность в зависимости от точности выполняемых работ, характера помещения, контраста объекта с фоном, вида источника света, коэффициентов отражения поверхностей.

Результаты выбора нормативной освещенности сведены в таблицу 2.

№Наименование помещенияЭлектробезопас-ность помещенияИсточник светаУсловия окружающей среды101Механическое отделениеПОСухая02Зарядное отделениеПОЛЛАгрессивная103РУ 0,4 кВООЛНСухая104ИнструментальнаяПОЛЛСухая105Кабинет начальникаБПОЛЛНормальная106МедпунктБПОЛЛСухая107Комната мастеровБПОЛЛНормальная108СкладПОЛЛСухая108аКомната кладовщицыБПОЛЛНормальная109Кузнечно-термическоеООЛЛЖаркая110Коридор 1БПОЛННормальная111Комната пищи «М»БПОЛЛСухая111аРаздевалка «М»БПОЛЛСухая111бДушевая «М»ООЛНОсобо сырая111вТуалет «М»БПОЛНСырая112Комната пищи «Ж»БПОЛЛСухая112аРаздевалка «Ж»БПОЛЛСухая112бДушевая «Ж»ООЛНОсобо сырая112вТуалет «Ж»БПОЛНСырая113Коридор 2БПОЛЛНормальная114Коридор 3БПОЛЛНормальная

1.2 Выбор и размещение осветительных приборов

Выбор типа светильников производится с учетом характера их светораспределения, экономической эффективности и условий окружающей среды. Светильники располагаются в зависимости от характера помещения, особенностей, светотехнической рациональности и системы освещения.

Светильники с «точечными» источниками света размещаются по вершинам прямоугольника, квадрата или равностороннего треугольника.

Светильники с люминесцентными лампами в помещениях размещаются в шахматном порядке (в соответствии с рекомендациями ПУЭ), параллельно стенам с оконными проемами. В зависимости от уровня нормированной освещенности ряды могут быть непрерывными, либо с разрывами.

1.3 Выбор освещения

.3.1 Выбор метода расчета

Для общего равномерного освещения можно применить любой метод. В данном случае расчет освещения ведется по методу удельной мощности. Он даёт несколько приближённое, но зато более простое решение задачи расчёта суммарной установленной мощности осветительной установки. Этот метод применяется для расчёта мощности осветительных установок при равномерном размещении светильников общего освещения. Задача расчета сводится к определению необходимого числа осветительных приборов, мощности установленных в них источников света и суммарной мощности осветительной установки.

1.3.2 Расчет освещения методом удельной мощности

Метод удельной мощности основан на зависимости между мощностью источника света, освещенностью и размером освещаемой площади.

тип светильника;

нормируемая освещенность;

коэффициент отражения поверхностей;

геометрические размеры помещений.

По таблицам удельной мощности определяется удельная мощность для данного помещения, исходя из заданных значений нормируемой освещенности, коэффициентов отражения поверхностей, коэффициентов запаса, площади и высоты помещения, типа светильника.

По удельной мощности определяется мощность осветительной установки помещения:

где W - удельная мощность при заданной освещенности, диапазона высоты подвеса светильников и площади помещения, (Вт/м2);

S - освещаемая площадь, (м2).

Для перехода к удельной мощности, необходимой для создания освещенности отличной от 100 лк, используется формула:

где W100 - удельная мощность при освещенности 100 лк, (Вт/м2);

Ех - нормируемая освещенность, (лк);

В соответствии с выбранным типом светильников определяется мощность осветительной установки.

Число источников света определяется по формуле:

где Р - мощность осветительной установки, (Вт).

Рсв - мощность лампы в светильнике, (Вт)

Рассмотрим данный метод расчета на конкретном примере.

Для помещения 101 площадью 1057 м2 и расчётной высотой h=2,2 м рассчитывается общее равномерное освещение. В качестве источников света выбраны ЛЛ типа ЛПО 02 - 4х40, нормируемая освещенность Е=300 лк.

Определяем расчетную удельную мощность, необходимую для создания освещенности отличной от 100 лк:

Определяем мощность осветительной установки:

Находим число светильников:


Таблица 3. Расчет количества светильников

№Тип светильникаПлощадь помещ. м2Удель. мощнос Расч.

Установк. ВтКол-во

шт.101ЛПО 02-4х408974,59160807351102ЛПО 02-2х404374,52,2580983,2512103ПНП-100133157,510099810104ЛПО 02-2х401387,57,580103512105ЛПО 02-4х401387,522,5160310524106ЛПО 02-4х401337,515160199512107ЛПО 02-4х401337,522,5160300018108ЛПО 02-2х404374,52,2580983,2512108аЛПО 02-4х401107,515160165010109ЛПО 02-4х408974,59160807351110ЛПО 02-2х402106,14,58096012111ЛПО 02-4х401617,515160243016111аЛПО 02-2х402006,14,578091512111бПНП-10098157,51007358111вПНП-100351514,11004935112ЛПО 02-4х401276,112,2160153710112аЛПО 02-4х405010,47,81603744112бПНП-1003818,89,41003574112вПНП-10017.518,814,11002533113ЛПО 02-2х402106,13,05806408114ЛПО 02-2х404434,52,2580996,712

1.3.2 Расчет освещения по методу коэффициента использования

Метод коэффициента использования светового потока применим, и дает достаточные для практики данные при расчете общего равномерного освещения горизонтальных плоскостей закрытых помещений симметрично размещенными светильниками при условии отсутствия в помещении громоздкого оборудования, затемняющего рабочие места.

Исходными данными для расчета являются:

Высота помещения;

Расчетная высота рабочей поверхности;

Коэффициенты отражения поверхностей помещения (потолка - rп; стен - rс; рабочей поверхности или пола - rр).

Коэффициент запаса, принимаемый при освещении лампами накаливания - 1,3, для люминесцентных ламп - 1,5

Коэффициент неравномерности z=1,15 - для ламп накаливания и ДРЛ, и z=1,1 - для люминесцентных ламп.

Рассчитаем данным методом освещение шлифовально-заточного отделения.

Для определения коэффициента использования определяют индекс помещения по формуле:

где: S - площадь помещения, S=23,8 м2

h - расчетная высота, h=6,2 м

Световой поток осветительной установки:

где Е=200 лк - нормируемая освещенность;

Кз=1,5 ;

Z=1,1 ;

hи - коэффициент использования светового потока, hи = 42 определяемый от соответствующего набора значений коэффициентов отражения: ρп=70%, ρс=50%, ρр=10%

Количество светильников:

где n - число ламп в светильнике, n=4

Фл - световой поток лампы, Фл=3120 кЛм,

Расчеты сводим в таблицу 4.

Таблица 4. Расчет освещения методом коэффициента использования

№S, м2E, лкH, мhp, мhc, мh, мИндекс помещ.hиСветовой поток, лмP, ВтТип светильникаN, шт.10989720080,816,22,39423120ЛПО 02-4х4056

2. Электрическая часть проекта осветительной установки

2.1 Выбор напряжения электрической сети

Питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления TN-S или TN-C-S.

Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения применяется напряжение 220 В переменного тока.

Для питания светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания должно применяться напряжение не выше 220 В; с люминесцентными лампами также применяется напряжение не выше 220 В.

Допустимые отклонения и колебания напряжения у осветительных приборов не должны превышать указанного в ГОСТ 14109-87 «Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения».

Снижение напряжения по отношению к номинальному не должно, у наиболее отдаленных ламп превышать следующих значений:

-2,5% - у ламп рабочего освещения промышленных и общественных зданий, а также протекторного освещения наружных установок;

-5% - у ламп рабочего освещения жилых зданий, наружного освещения, выполненного светильниками, и аварийного освещения.

При экономическом сопоставлении возможных вариантов сети при выборе напряжения учитывается:

наименьший расход проводникового материала при более высоком напряжении;

большая величина световой отдачи у ламп накаливания при меньшем напряжении;

напряжение источника питания.

2.2 Выбор источников и схемы питания установки

Схемы электрических сетей должны быть просты, экономичны и строиться исходя из требований, предъявляемых к надежности электроснабжения.

Питание осветительной и силовой нагрузок осуществляется от трансформаторов со вторичным напряжением 380/220 В, общих для силовых и осветительных нагрузок.

Рабочее освещение рекомендуется питать по самостоятельным линиям от РУ щитов. Линии питающей сети рабочего освещения и эвакуационного освещения должны иметь в РУ, от которых эти линии отходят, самостоятельные аппараты защиты и управления для каждой линии.

2.3 Выбор вида проводки и проводниковых материалов

Осветительные сети выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ Р571,15-97

В заданиях должны применяться провода и кабели с медными жилами.

Групповые сети выполняются проводами с медными жилами - ПУНП и кабелями ВВГ, с сечением жилы не менее 1,5 , Групповые сети выполняются трёхпроводными (фазный - L, нулевой рабочий - N и нулевой защитный РЕ - проводники).

Распределительные сети выполняются пятипроводными (), кабелем ВВГ, с сечением жилы не менее.

Способы выполнения сетей освещения должны обеспечивать долговечность, надежность, электробезопасность, пожарную безопасность, экономичность, индустриальность монтажа, а при скрытых проводках - заменяемость проводов.

Внутри помещений применяется:

-скрытая проводка, проложенная в конструктивных элементах зданий, а также под штукатуркой, в неметаллических трубах, металорукавах, замкнутых каналах;

-открытая проводка, проложенная по поверхности стен, потолков, других конструкция, затянутая в металлические трубы.

2.4 Расчет сечения проводов и кабелей

Электрический расчет осветительной проводки имеет целью определение номинальных токов аппаратов защиты на групповых щитках и вводном распределительном устройстве, а также сечений проводов

Расчет сечения токоведущей жилы по нагреву заключается в выборе такого проводника, чтобы рабочий ток, протекающий в нем при номинальной нагрузке, был бы меньше длительно допустимого табличного

В приведены значения допустимых длительных токов для проводов и кабелей, в зависимости от их типов, способа прокладки, величины сечения токоведущих жил и их количества.

Величина расчетного тока определяется по формуле:

где: Р1 - величина нагрузки одной фазы, (кВт).

Uф - фазное напряжение, (В).

cosφ - коэффициент мощности для различных источников света составляет: для ЛЛ - cosφ=0,9; для ЛН - cosφ=1,0; для ДРЛ=1,0.

Согласно ГОСТ 13109-67 задается допустимая потеря напряжения у источников света:

-для освещения промышленных зданий ∆U=2,5%.

Таким образом, зная допустимую потерю напряжения, можно определить сечение токоведущей жилы

где М - момент нагрузки, [кВт·м]

li - длина групповой или питающей линии, [м]

с - табличный коэффициент, значение которого зависит от величины номинального напряжения и материала проводника, : для групповой линии с=12;

Принятый провод проверяется по таблице моментов , т.е. ≤

Рассмотрим выбор сечения токоведущих жил для групповой линии №1, которая питается от ЩО №1.

Величина расчетного тока:

Рисунок 1 - Распределение отходящих линий для ЩО-1

Сечение токоведущей жилы:

В соответствии с выбираем стандартное сечение 1,5мм2,

Тогда фактическая потеря напряжения при этом сечении составит:

что соответствует требованиям, т.е.ΔU1 ≤ ΔUдоп. Принимаем провод ПУНП 5х1,5 мм2

Проверяем принятый провод по таблице моментов

Аналогично производится расчет для остальных групповых линий осветительной сети, результаты расчета сводятся в таблицу 5.

Таблица 5. Выбор сечения проводов и кабелей

Таблица 5 - Выбор сечения проводов и кабелей№PLISрSПотериMКабельЩО-110,4182,020,241,50,407,2ПУНП 3х1,520,32271,620,291,50,488,64ПУНП 5х1,530,32181,620,191,50,325,76ПУНП 5х1,540,32131,620,141,50,234,16ПУНП 5х1,550,4132,020,171,50,295,2ПУНП 3х1,560,4302,020,401,50,6712ПУНП 3х1,572,73013,642,7041,6981ПУНП 5х482,72513,642,2541,4167,5ПУНП 5х492,72013,641,802,51,8054ПУНП 5х2,5100,3251,520,251,50,427,5ПУНП 3х1,5110,484,52,420,071,50,122,16ПУНП 5х1,5120,974,090,211,50,356,3ПУНП 5х1,5ЩО-210,6232,730,461,50,7713,8ПУНП 5х1,520,2270,910,181,50,305,4ПУНП 3х1,530,8363,640,961,51,6028,8ПУНП 5х1,540,48452,180,721,51,2021,6ПУНП 5х1,550,48502,180,801,51,3324ПУНП 5х1,561,28305,821,282,51,2838,4ПУНП 5х2,571,28365,821,5440,9646,08ПУНП 5х1,580,2270,910,181,50,305,4ПУНП 3х1,590,95274,320,861,51,4325,65ПУНП 5х1,5101,04234,730,801,51,3323,92ПУНП 5х1,5112,08159,451,041,51,7331,2ПУНП 5х1,5ЩО-310,290,910,061,50,101,8ПУНП 3х1,521,12185,090,671,51,1220,16ПУНП 5х1,531,12135,090,491,50,8114,56ПУНП 5х1,541,1295,090,341,50,5610,08ПУНП 5х1,550,96274,360,861,51,4425,92ПУНП 5х1,560,2230,910,151,50,264,6ПУНП 3х1,570,96204,360,641,51,0719,2ПУНП 5х1,580,96154,360,481,50,8014,4ПУНП 5х1,590,96114,360,351,50,5910,56ПУНП 5х1,5100,2110,910,071,50,122,2ПУНП 3х1,5110,96114,360,351,50,5910,56ПУНП 5х1,5120,96114,360,351,50,5910,56ПУНП 5х1,5ЩО-410,240,910,031,50,040,8ПУНП 5х1,520,843,640,111,50,183,2ПУНП 5х1,530,843,640,111,50,183,2ПУНП 5х1,540,1640,730,021,50,040,64ПУНП 5х1,550,441,820,051,50,091,6ПУНП 3х1,560,441,820,051,50,091,6ПУНП 5х1,570,4131,820,171,50,295,2ПУНП 3х1,580,4301,820,401,50,6712ПУНП 3х1,592,723012,362,7241,7081,6ПУНП 5х4102,722512,362,2741,4268ПУНП 5х4112,721812,361,632,51,6348,96ПУНП 5х2,5120,3231,360,231,50,386,9ПУНП 5х1,5ЩО-А10,32451,450,481,50,8014,4ПУНП 5х1,520,48632,181,011,51,6830,24ПУНП 5х1,530,24401,090,321,50,539,6ПУНП 5х1,540,28451,270,421,50,7012,6ПУНП 5х1,550,48632,181,011,51,6830,24ПУНП 5х1,560,32541,450,581,50,9617,28ПУНП 5х1,570,6302,730,601,51,0018ПУНП 5х1,5

Таблица 6 - Определение сечения проводов групповых сетей аварийного освещения

№ линииP, кВтL, мI, АSр ммS, ммПотери UMр, кВтхмПроводЩО-А11,1285,561,031,51,7130,8ПУНП 5х1,520,64563,231,191,51,9935,84ПУНП 5х1,530,32331,620,351,50,5910,56ПУНП 5х1,540,48332,420,531,50,8815,84ПУНП 5х1,550,48282,420,451,50,7513,44ПУНП 5х1,5

2.4.2 Выбор сечения проводников сети освещения безопасности

При расчёте групповых сетей аварийного освещения необходимо учесть то, что к этим сетям подсоединяются светильники «ВЫХОД», и светильник установленный над входом в здание.

Расчет ведется аналогично расчёту сечений проводов групповых сетей рабочего освещения. Полученные значения заносят в таблицу 6.

2.4.3 Выбор сечения проводников распределительных линий рабочего освещения

Определяется величина расчетного тока:

Проверка распределительной линии по потери напряжения:

где: с=72

Момент нагрузки.

Произведем выбор сечения кабеля распределительной линии для ЩО №1

Определяется суммарная мощность:

Расчетный ток:

По принимается кабель сечением 6, = 32А

Проверяем кабель по условию нагрева: , т.е. 18,14 А <30 А

Фактическая потеря напряжения равна:

Что соответствует требованием, т.е. .Принимается кабельВВГ-5х6.

Выбор распределительных линий для остальных щитов освещения производится аналогичным образом, результаты расчета сводятся в табл. 7.

Таблица 7. Определение сечения кабелей распределительных сетей

№ ЩОСуммар. нагрузка ∑Р, кВтРабочий ток, Iр, АДопустим. ток, Iдоп, АПотеря напряжения ΔU%Стандарт. сечение, S, мм2Принятый кабель.111,9418,14300,56ВВГ 4х629,3914,27300,316ВВГ 4х639,7214,77300,336ВВГ 4х6412,0218,26300,56ВВГ 4х6ЩОА2,724,13200,022,5ВВГ 4х2,5

2.5 Управление освещением

Необходимо обеспечить удобство эксплуатации осветительных установок, экономию электроэнергии за счет выборочного отключения светильников, работа которых не нужна в данной ситуации, простоту схем управления с сохранением качества освещения. Управление общим освещением выполняется системным или дистанционным. Местное управление позволяет включать и выключать светильники общего освещения индивидуально или группами вручную с помощью выключателей, установленных в каждом помещении или на каждом из участков. Дистанционное управление целесообразно на крупных объектах, сосредотачивается в местах наиболее для этого удобных.

Выключатели светильников, устанавливаемых в помещениях с неблагоприятными условиями среды, целесообразно выносить в смежные помещения с лучшими условиями среды.

2.6 Выбор сетевого оборудования

В осветительных установках используется самое разнообразное электрооборудование (водно-распределительные устройства, осветительные щитки и т.п.)

Вводно-распределительные устройства предназначены для приема, учета, распределения электроэнергии напряжением 380/220В в сетях с глухозаземленной нейтралью трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. ВРУ размещается в щитовой, в месте ввода внешних питающих линий. В качестве ВРУ применяется распределительный пункт, основные технические характеристики которого приведены в таблице 8.

Таблица 8. Технические характеристики распределительного пункта

ТипГабарит корпусаВводной выключательВыключатели отходящих линиймаркаIном, Амаркакол-воПР11-30683ВА 88-35250ВА 47-1005

Щиты распределительные типа ЩРН-ХХ(з) предназначены для сборки осветительных щитов с использованием модульной аппаратуры для защиты сетей напряжением 380/220В от токов перегрузки и короткого замыкания. По способу установки подразделяются на навесные и встраиваемые. Позволяют разместить до 72 модулей линейных электроаппаратов.

Металлокорпуса распределительных щитов имеют DIN-рейки для установки соответствующего количества аппаратов, элементы для крепления шин N и PE и запирающуюся на ключ наружную дверцу, что обеспечивает защиту от проникновения внутрь щита посторонних лиц.

Габаритные размеры корпусов позволяют не только устанавливать в них определенное количество определенное количество электроаппаратов и выдерживать заданные для них зазоры с учетом обеспечения удобства и безопасности их обслуживания, ремонта и замены, но и гарантировать их сохранность в случае непредвиденных повреждений корпуса, а также поддерживать нормальный тепловой режим внутри шкафа при самых неблагоприятных условий.

Выбор щитов освещения производится согласно , основные характеристики представлены в таблице 9.

Таблица 9. Технические характеристики щитов освещения

№ щитаТипАвтоматы защиты на вводеАвтоматы защиты на группах (УЗО)Размеры, ммИсполнениеТипКол-во1ЩРН-24 (з)ВА-47-29-4ВА-47-29-1 УЗО-АД-16-0,038 4395*310*120навесное IP542ЩРН-24 (з)ВА-47-29-4ВА-47-29-1 УЗО-АД-16-0,039 2395*310*1203ЩРН-24 (з)ВА-47-29-4ВА-47-29-1 УЗО-АД-16-0,039 34ЩРН-24 (з)ВА-47-29-4ВА-47-29-1 УЗО-АД-16-0,0393395*310*120ЩОАЩРН-24 (з)ВА-47-29-4ВА-47-29-17395*310*120

Заключение

В данной расчетно-графической работе произведен расчет освещения ремонтно-механического цеха тракторного завода.

план электроосвещения ремонтно-механического цеха;

принципиальная схема питающих и групповых сетей.

Список литературы

1.Алексеев А.П. Проектирование установок электрического освещения. Учебное пособие по выпуску расчетно-графической работы / ВолгГТУ, Волгоград, 2004 -72 с.

2.Щербаков Ю.Н., Электрическое освещение, Л., ЛВВИСКУ, 1987 г.

ГОСТ 17677*82 (ст. СЭВ 3182-82). Светильники. Общие технические условия; М., Издательство стандартов.

Кноринг Г.М. и др., Справочная книга для проектирования электрического освещения, Л., «Энергия», 1976 г.

Каталог изделий электротехнической компании ФЛАВИР №1 2006 г.

Каталог ИНТЕР ЭЛЕКТРОКОМПЛЕКТ, издание 5-е, 2005 г.

Правила устройства электроустановок, раздел 6,7, 7-е издание, М: Минтопэнерго РФ, 1999

Пособие по расчету и проектированию естественного, искусственного и совмещенного освещения (к СНиП 2-2-79) / НИИСФ - М: Стройиздат, 1985-384 с.

От степени освещенности напрямую зависит не только здоровье глаз и работоспособность человека, но еще и его физическое и психоэмоциональное состояние. Причем в помещениях различного назначения требования по освещенности должны различаться. Также, при расчете освещенности разумно учитывать характеристики рабочего процесса, осуществляемого человеком в таком помещении, его периодичность и длительность. Этому вопросу при проектировке и монтаже всевозможных осветительных систем нужно уделить особое внимание.

Существует также деление норм проектирования освещения по отраслям. Ниже представлены некоторые из них:

  • Нормы освещения помещений жилых зданий, помещений административных зданий, банковских и страховых учреждений:
  • Нормы освещения образовательных учреждений, досугового назначения, детских дошкольных учреждений;
  • Нормы освещения предприятий общественного питания, бытового обслуживания населения, магазинов, аптек, витрин; Нормы освещения вокзалов, гостиниц, предприятий;
  • Нормы освещения улиц, дорог и площадей, непроезжих частей улиц, дорог, площадей, закрытых автотранспортных тоннелей, автотранспортных тоннелей, имеющих одну стену с открытыми проемами;
  • Нормы освещения бульваров и скверов, пешеходных улиц и территорий микрорайонов, территорий парков, стадионов и выставок;
  • Нормы наружного архитектурного освещения городских объектов, территорий, прилегающих к общественным зданиям;
  • Нормы освещения открытых автостоянок и подъездов к местам заправки и хранения транспорта.

Документальная основа

Расчет нормы освещенности регламентируется несколькими правовыми актами. Самый главный документ - СНиП. Еще имеют место быть СанПиН, МГСН (Московские городские строительные нормы), а также большое количество региональных (для каждого субъекта РФ) и отраслевых документов, актов и пр.

Строительные нормы и правила проектирования освещения это свод нормативных документов в сфере строительства, принятый органами исполнительной власти и содержащий обязательные требования, включающие в себя 4 части:

  1. Общие положения.
  2. Проектные нормы.
  3. Правила осуществления и приемки работ.
  4. Сметные правила и нормы.

СанПиН

Санитарные правила и нормы охватывают огромную сферу воздействия. Требования СанПин-а должны учитываться при разработке СНиП, технической и нормативной документации и согласовываться с Госсанэпидслужбой РФ. СанПин распространяются как на действующие производства, так и на проектирование, эксплуатацию строящихся предприятий и зданий. Санитарные нормы и правила предъявляют серьезные требования к обеспечению условий жизнедеятельности человека и устанавливают норму безопасности факторов среды его обитания.

Данные требования должны быть учтены и при разработке СНиП, нормативных и технических актов, а также быть согласованными с ГосСанЭпидНадзором Российской Федерации.

Единицы измерения

Расчет нормы освещенности производится в Люксах (Лк). Лк - это 1 люмен на кв.м. Именно для этого показателя существуют международные и российские стандарты.

Стоит отметить, что разработанные параметры относятся к:

  • плоскости столов в случае учебного класса, кабинета и т. д.
  • полу, поверхности земли в случае лестничного проема, стадиона, открытой площадки, улицы и т.д.

Нормы освещенности рабочего места

Существуют таблицы с указанием оптимального количества Лк для объектов всех типов. Приведем показатели для основных групп - офисов, производственных объектов, складов, а также жилых зданий.

Нормы освещенности офисных помещений

Нормы освещенности производственных помещений

Расчет показателей осуществляется на основании характеристики зрительной работы.

Разряд зрительной работы Характеристика Подразряд Освещенность (комбинированная система), Лк Освещенность (общая система), Лк
I Наивысшей точности а
б
в
г
5000
4000
2500
1500
1250
750
400
II Очень высокой точности а
б
в
г
4000
3000
2000
1000
750
500
300
III Высокой точности а
б
в
г
2000
1000
750
400
500
300
300
200
IV Средней точности а
б
в
г
750
500
400
300
200
200
200
V Малой точности а
б
в
г
400 300
200
200
200
VI Грубая 200
VII Общее наблюдение за ходом производственного процесса а
б
в
г
200
75
50
20

а - постоянная работа, б - периодическая работа при постоянном пребывании в помещении, в - периодическая работа при периодическом пребывании в помещении, г - общее наблюдение за инженерными коммуникациями.

Нормы освещенности складских помещений

Нормы освещенности жилых помещений

Вид помещения Норма освещенности согласно СНиП, Лк
Шахта лифта 5
Проходы технических этажей, подвалов, чердаков 20
Венткамеры, тепловые пункты, насосные и электрощитовые 20
Велосипедные, колясочные 30
Лестницы 20
Помещение консьержа 150
Ванные комнаты, санузлы, душевые 50
Биллиардная 300
Тренажерный зал 150
Сауна, бассейн, раздевалка 100
Гардеробная 75
Подсобные 300
Квартирные коридоры и холлы 50
Кабинет, библиотека 300
Детские 200
Кухни 150
Жилые комнаты 150
Вестибюли 30

К какому бы типу не относилось помещение, нужно тщательно планировать и продумывать его освещение. От этого напрямую зависит комфорт и здоровье находящихся в нем людей.

Нормируемые показатели для улиц и дорог городских поселений с регулярным транспортным движением с асфальтобетонным покрытием

Категория объектов Класс Основное назначение объекта Расчетная скорость, км/ч Средняя освещенность дорожного покрытия, Еср, лк,
не менее
Магистральные дороги и улицы общегородского значения За пределами центра города А1 Автомагистрали, федеральные и транзитные трассы, основные магистрали города 100 30
А2 Прочие федеральные дороги и основные улицы 80-100 20
В центре города А3 Центральные магистрали, связующие улицы с выходом на магистрали А1 90 20
А4 Основные исторические проезды центра, внутренние связи центра 80 20
Магистрали и улицы районного значения За пределами центра города Б1 60-70 20
В центре города Б2 Основные дороги и улицы города районного значения 60 15
Улицы и дороги местного значения Жилая застройка за пределами центра города В1 Транспортные и пешеходные связи в пределах жилых районов и выход на магистрали кроме улиц с непрерывным движением 60 15
Жилая застройка в центре города В2 Транспортные и пешеходные связи в жилых микрорайонах, выход на магистрали 60 10
В городских промышленных, коммунальных и складских зонах В3 Транспортные связи в пределах производственных и коммунально-складских зон 60 6

Нормируемые показатели для улиц и дорог сельских поселений

Освещенность территорий предприятий

Освещаемые объекты Наибольшая интенсивность движения в обоих направлениях, ед/ч Минимальная освещенность в го-ризонтальной плоскости, лк
Проезды

Св. 50 до 150

Пожарные проезды, дороги для хозяйственных нужд 0,5
Пешеходные и велосипедные дорожки

От 20 до 100

Ступени и площадки лестниц и переходных мостиков 3
Пешеходные дорожки на площадках и в скверах 0,5
Предзаводские участки, не относящиеся к территории города (площадки перед зданиями, подъезды и проходы к зданиям, стоянки транспорта) 2
Железнодорожные пути:
стрелочные горловины

отдельные стрелочные переводы

железнодорожное полотно

Переходы и переезды 6

Освещение автозаправочных станций и стоянок

Значения средней горизонтальной освещенности для подземных и надземных пешеходных переходов

Классификация и нормируемые показатели для пешеходных пространств

Класс
объекта по освещению
Наименование объекта Еср, лк,
не менее
П1 Площадки перед входами культурно-массовых, спортивных, развлекательных и торговых объектов. 20
П2 Главные пешеходные улицы исторической части города и основных общественных центров административных округов, непроезжие и предзаводские площади, площадки посадочные, детские и отдыха. 10
П3 Пешеходные улицы; главные и вспомогательные входы парков, санаториев, выставок и стадионов. 6
П4 Тротуары, отделенные от проезжей части дорог и улиц; основные проезды микрорайонов, подъезды, подходы и цен-тральные аллеи детских, учебных и лечебно-оздоровительных учреждений. 4
П5 Второстепенные проезды на территориях микрорайонов, хозяйственные площадки на территориях микрорайонов, боковые аллеи и вспомогательные входы общегородских парков и центральные аллеи парков административных округов. 2
П6 Боковые аллеи и вспомогательные входы парков административных округов. 1

Нормы наружного архитектурного освещения городских объектов

Категория городского пространства Место расположения объекта освещения Освещаемый объект Заливающее и акцент. осв., средняя яркость акцент. светом элемента,
Lэ, кд/м2
Локальное заливающее освещение, средняя яркость,
L, кд/м2
А Площади столичного центра, зоны общегородских доминант Памятники архитектуры национального значения, крупные общественные здания, монументы и доминантные объекты 30 10
Магистральные улицы и площади общегородского значения Памятники архитектуры, истории и культуры, здания, сооружения и монументы городского значения 25 8
Парки, сады, бульвары, скверы и пешеходные улицы общегородского значения Достопримечательные здания, сооружения, памятники и монументы, уникальные элементы ландшафта 15 5
Б Площади окружных и районных общественных центров Памятники и монументы, здания и сооружения окружного и районного значения 20 8
Магистральные улицы и площади окружного и районного значения То же 15 5
Парки, сады, скверы, бульвары и пешеходные улицы окружного и районного значения 10 3
В Улицы и площади, пешеходные дороги местного значения Памятники и монументы, достопримечательные здания и сооружения 10 3
Сады, скверы, бульвары местного значения То же и характерные элементы ландшафта 8 3

Витринное освещение

Освещения входов в здание

Аварийное освещение эвакуационных путей

Дежурное и охранное освещение

Нормативные показатели освещения основных помещений общественных, жилых, вспомогательных зданий

Освещаемые объекты Высота плоскости над полом (Г – горизонтальная, В – вертикальная), м При комби нированном освещении При общем освещении
Административные здания (министерства, ведомства, комитеты, префектуры, муниципалитеты, управления, конструкторские и проектные организации, научно-исследовательские учреждения и т.п.)
1. Кабинеты и рабочие комнаты, офисы Г-0,8 400/200 300
2. Проектные залы и комнаты, конструкторские, чертежные бюро Г-0,8 600/400 500
3. Помещения для посетителей, экспедиции Г-0,8 400/200 300
4. Читальные залы Г-0,8 500/300 400
5. Читательские каталоги В-1,0, на фронте карточек: 200
6. Книгохранилища и архивы, помещения фонда открытого доступа В-1,0 (на стеллажах) 75
7. Помещения для ксерокопирования Г-0,8 300
8. Переплетно-брошюровочные помещения Г-0,8 300
9. Макетные, столярные и ремонтные мастерские Г-0,8, на верстаках и рабочих столах 750/200 300
10. Компьютерные залы В-1,2 (на экране дисплея)/Г-0,8 на рабочих столах 200
11. Конференц-залы, залы заседаний Г-0,8 200
12. Рекреации, кулуары, фойе Г-0,0 — на полу 150
13. Лаборатории: органической и неорганической химии, термические, физические, спектрографические, стлометрические, фотометрические, микроскопные, рентгеноструктурного анализа, механические и радиоизмерительные, электронных устройств, препараторские Г-0,8 500/300 400
14. Аналитические лаборатории Г-0,8 600/400 500
Банковские и страховые учреждения
15. Операционный зал, кредитная группа, кассовый зал Г-0,8 на рабочих столах 500/300 400
16. Помещения отдела инкассации, инкассаторная Г-0,8 300
17. Депозитарий, предкладовая, кладовая ценностей Г-0,8 200
18. Серверная, помещения межбанковских электронных расчетов Г-0,8 400
19. Помещение изготовления, обработки идентификационных крат Г-0,8 400
20. Сейфовая Г-0,8 150
Учреждения общего образования, начального, среднего и высшего специального образования
21. Классные комнаты, аудитории, учебные кабинеты, лаборатории общеобразовательных школ, школ-интернатов, среднеспециальных и профессионально-технических учреждений В – на середине доски/Г-0,8 на рабочих столах и партах 500/400
22. Аудитории, учебные кабинеты, лаборатории в техникумов и высших учебных заведениях Г-0,8 400
23. Кабинеты информатики и вычислительной техники В- на экране дисплея 200
24. Кабинеты технического черчения и рисования В-на доске

Г-0,8 — на рабочих столах и партах

500
25. Лаборантские при учебных кабинетах Г-0,8 400
26. Мастерские по обработке металлов и древесины Г-0,8 — на верстаках и рабочих столах 1000/200 300
27. Кабинеты обслуживающих видов труда Г-0,8 — на рабочих столах 400
28. Спортивные залы Г-0,0 – на полу

В – на уровне 2,0 м от пола с обеих сторон на продольной оси помещения

200
29. Крытые бассейны Г – на поверхности воды 150
30. Актовые залы, киноаудитории Г-0,0 – на полу 200
31. Эстрады актовых залов Г-0,0 – на полу 300
32. Кабинеты и комнаты преподавателей Г-0,8 300
33. Рекреации Г-0,0 – на полу 150
Учреждения досугового назначения
34. Залы многоцелевого назначения Г-0,8 400
35. Зрительные залы театров, концертные залы Г-0,8 300
36. Зрительные залы клубов, клуб-гостиная, помещение для досуговых занятий, собраний, фойе театров Г-0,8 200
37. Выставочные залы Г-0,8 200
38. Зрительные залы кинотеатров Г-0,8 75
39. Фойе кинотеатров, клубов Г-0,0 – на полу 150
40. Комнаты кружков, музыкальные классы Г-0,8 300
41. Кино-, звуко- и светоаппаратные Г-0,8 150
Детские дошкольные учреждения
42. Приёмные Г-0,0 – на полу 200
43. Раздевальные Г-0,0 – на полу 300
44. Групповые, игральные Г-0,0 – на полу 400
45. Комнаты музыкальных и гимнастических занятий, столовые Г-0,0 – на полу 400
46. Спальные Г-0,0 – на полу 100
47. Изоляторы, комнаты для заболевших детей Г-0,0 – на полу 200
48. Медицинский кабинет Г-0,8 300
Санатории, дома отдыха, пансионаты
49. Палаты, спальные комнаты Г-0,0 – на полу 100
50. Классные комнаты детских санаториев Г-0,0 – на полу 500
Физкультурно-оздоровительные учреждения
51. Залы спортивных игр Г-0,0 – на полу/В-2,0
с обеих сторон на продольной оси помещения
200/75
52. Зал бассейна Г-поверхность воды 150
53. Залы аэробики, гимнастики, борьбы Г-0,0 – на полу 200
54. Кегельбан Г-0,0 – на полу 200
Предприятия общественного питания
55. Обеденные залы ресторанов, столовых Г-0,8 200
56. Раздаточные Г-0,8 200
57. Горячие цехи, холодные цехи, доготовочные и заготовительные цехи Г-0,8 200
58. Моечные кухонной и столовой посуды, помещения для резки хлеба Г-0,8 200
Магазины
59. Торговые залы магазинов: книжных, готового платья, белья, обуви, тканей, меховых изделий, головных уборов, парфюмерных, галантерейных ювелирных, электро-, радиотоваров, продовольствия без самообслуживания Г-0,8 300
60. Торговые залы продовольственных магазинов с самообслуживанием Г-0,8 400
61. Торговые залы магазинов: посудных, мебельных, спортивных товаров, стройматериалов, электробытовых, машин, игрушек и канцелярских товаров Г-0,8 200
62. Примерочные кабины В-1,5 300
63. Помещения отделов заказов, бюро обслуживания Г-0,8 200
64. Помещения главных касс Г-0,8 300
Предприятия бытового обслуживания населения
65. Бани:
а) ожидальные-остывочные

б) раздевальные, моечные, душевые, парильные

в) бассейны

Г-0,8 150
Г-0,0 – на полу 75
Г-0,0 – на полу 100
66. Парикмахерские Г-0,8 500/300 400
67. Фотографии:
а) салоны приёма и выдачи заказов Г-0,8 200
б) съёмочный зал фотоателье Г-0,8 100
68. Фотолаборатория Г-0,8/В-1,2 (на экране дисплея) 400/200
69. Прачечные:
а) отделения приёма и выдачи белья Г-0,8/В-1,0 200/75
б) стиральные отделения: стирка, приготовление растворов,

хранение стиральных материалов

Г-0,0 – на полу 200
в) сушильно-гладильные отделения: механические, Г-0,8 200
г) отделения разборки и упаковки белья Г-0,8 200
д) починка белья Г-0,8 2000/750 750
70. Прачечные с самообслуживанием Г-0,0 – на полу 200
71. Ателье химической чистки одежды:
а) салон приёма и выдачи одежды Г-0,8 200
б) помещения химической чистки Г-0,8 200
в) отделения выведения пятен Г-0,8 2000/200 500
г) помещения для хранения химикатов Г-0,8 50
72. Ателье изготовления и ремонта одежды и трикотажных изделий:
а) пошивочные цехи Г-0,8, на
рабочих столах
2000/750 750
б) закройные отделения Г-0,8, на
рабочих столах
750
в) отделения ремонта одежды Г-0,8 2000/750 750
г) отделения подготовки прикладных материалов Г-0,8 300
д) отделения ручной и машинной вязки Г-0,8 500
е) утюжные, декатировочные Г-0,8 300
73. Пункты проката:
а) помещения для посетителей Г-0,8 200
б) кладовые Г-0,8 150
74. Ремонтные мастерские:
а) изготовление и ремонт головных уборов, скорняжные работы Г-0,8 2000/750 750
б) ремонт обуви, галантереи, металлоизделий, изделий из пластмассы, бытовых электроприборов Г-0,8 2000/300
в) ремонт часов, ювелирные и граверные работы Г-0,8 3000/300
г) ремонт фото-, кино-, радио- и телеаппаратуры Г-0,8 2000/200
75. Студия звукозаписи:
а) помещения для записи и прослушивания Г-0,8 200
б) фонотеки Г-0,8 200

Гостиницы

76. Бюро обслуживания Г-0,8 200
77. Помещения дежурного и обслуживающего персонала Г-0,8 200
78. Гостинные, номера Г-0,0 150

Жилые дома

79. Жилые комнаты Г-0,0 – на полу 150
80. Кухни Г-0,0 – на полу 150
81. Коридоры, ванные, уборные Г-0,0 – на полу 50
82. Общедомовые помещения:
а) помещение консьержа Г-0,0 – на полу 150
б) вестибюли Г-0,0 – на полу 30
в) поэтажные коридоры и лифтовые холлы Г-0,0 – на полу 20
г) лестницы и лестничные площадки 20
Вспомогательные здания и помещения
83. Санитарно-бытовые помещения:
а) умывальные, уборные, курительные Г-0,0 – на полу 75
б) душевые, гардеробные, помещения для сушки, одежды и обуви, помещения для обогревания работающих Г-0,0 – на полу 50
84. Здравпункты:
а) ожидальные Г-0,8 200
б) регистратура, комнаты дежурного персонала Г-0,8 200
в) кабинеты врачей, перевязочные Г-0,8 300
г) процедурные кабинеты Г-0,8 500

Прочие помещения производственных, вспомогательных и общественных зданий

85. Вестибюли и гардеробные уличной одежды:
а) в вузах, школах, общежитиях, гостиницах и главных театрах, клубах, входах в крупные промышленные предприятия и общественные здания Г-0,0 – на полу 150
б) в прочих промышленных, вспомогательных и общественных зданиях Г-0,0 – на полу 75
в) вестибюли в жилых зданиях Г-0,0 – на полу 30
86. Лестницы:
а) главные лестничные клетки общественных, производственных и вспомогательных зданий Г-0,0 — пол, площадки, ступени 100
б) лестничные клетки жилых зданий Г-0,0 – на полу 20
в) остальные лестничные клетки Г-0,0 – на полу 50
87. Лифтовые холлы:
а) в общественных, производственных и вспомогательных зданиях Г-0,0 – на полу 75
б) в жилых зданиях Г-0,0 – на полу 20
88. Коридоры и проходы:
а) главные коридоры и проходы Г-0,0 – на полу 75
б) поэтажные коридоры жилых зданий Г-0,0 – на полу 20
в) остальные коридоры Г-0,0 – на полу 50
89. Машинные отделения лифтов и помещения для фреоновых установок Г-0,8 30
90. Чердаки Г-0,0 – на полу 20

Правильно спроектированное и выполненное освещение на предприятиях обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения. От освещения зависят также производительность труда и качество выпускаемой продукции.

Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы.

При освещении проектируемого механосборочного цеха используется совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным. При этом естественное освещение является комбинированным, то есть сочетающим верхнее (осуществляемое через световые фонари) и боковое (осуществляемое через световые проемы) освещения. Искусственное освещение проектируемого цеха также является комбинированным, то есть представляющим совокупность местного и общего освещение.

Освещенность на рабочих местах и поверхностях станков класса Н и П должна быть не ниже 2000 лк при освещении газоразрядными лампами. Общее искусственное освещение цеха с металлорежущими станками должно быть равным 400 лк при освещении газоразрядными лампами.

Для расчета рабочего искусственного освещения цеха в качестве исходных данных принимается:

– тип источника света: для освещения производственного помещения – лампа дуговая ртутная люминесцентная ДРЛ–700, имеющая величину светового потока Ф П = 33000 лм;

– тип системы освещения – комбинированная;

– характеристики цеха: длина – 144 м, ширина – 96 м, высота расположения светильников – 7,2 м;

– коэффициент минимальной освещенности, равный отношению средней освещенности и минимальной, для ламп ДРЛ z = 1,15.

Расчет общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового потока.

Световой поток (лм) одной лампы :

где Е н – нормированная минимальная освещенность по СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение», Е н = 400 лк;

S – площадь освещаемого помещения, S = 13824 м 2 ;

z – коэффициент неравномерности освещения, z = 1,15;

К з – коэффициент запаса, по СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение» К з = 1,5;

η н – коэффициент использования светового потока;

N – число светильников в помещении.

Коэффициент использования светового потока η н, давший название методу расчета, определяют по СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения потолка ρ п, стены ρ с, пола ρ р, размеров помещения, определяемых индексом помещения :

где А – длина помещения в плане, А = 144 м;

В – ширина помещения в плане, В = 96 м;

Н – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, Н =7,2 м.

.

Для коэффициентов отражения потолка ρ п = 30%, стены ρ с = 10%, пола ρ р = 10% и индекса помещения i = 8 коэффициент использования светового потока η н = 0,64.

Таким образом, определяется число светильников в помещении:

.

N =
шт.

Таким образом, для освещения проектируемого механосборочного цеха принимается 451 светильников типа УПД с лампами ДРЛ–700.

Определяется световой поток

лм.

Отклонение потока выбранной лампы ДРЛ–700 (Ф П = 38000 лм) от расчетного

=
%,

что лежит в пределах –10%…+20%.

Светильники располагаются рядами по 41 штуке на равном расстоянии друг от друга. Количество рядов 11.

Немаловажное значение имеет правильная цветовая отделка помещений. Покрытие стен должно быть матовым, без бликов; верхние участки стен и потолок следует окрашивать в белый цвет, так как этот цвет обладает наибольшей отражающей способностью и тем самым увеличивает освещенность помещения.

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ ЦЕХА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ»

Методические указания к выполнению РГЗ по дисциплине «Проектирование электрического освещения»

1. Постановка задачи

В работе необходимо выполнить проектирование системы электроосвещения цеха промышленного предприятия. На производственных участках цеха установлено штатное промышленное оборудование. В цехе предусматривается также наличие служебных, вспомогательных и бытовых помещений. Питание электроприемников цеха осуществляется от встроенной цеховой трансформаторной подстанции.

Введение

1. Светотехнический расчет

1.1. Выбор систем освещения помещений цеха

1.2. Выбор нормируемой освещенности для каждого помещения цеха

1.3. Выбор источников света для освещения помещений цеха

1.4. Выбор светильников и их размещение в помещениях цеха

1.5. Расчет электрического освещения помещений цеха

2. Электротехнический расчет

2.1. Выбор напряжения и источника питания

2.2. Выбор схемы питания осветительной установки

2.3. Расчет нагрузки электрического освещения

2.4. Выбор групповых щитков освещения

2.5. Выбор марки и способа прокладки проводников

2.6. Расчет сечения проводников

2.7. Выбор защитно-коммутационных аппаратов

2.8. Расчет токов однофазного короткого замыкания и проверка аппаратов

2.9. Расчет потерь напряжения в проводниках

Заключение Список использованных источников Приложение

3. Принципы выполнения

Расчетно-пояснительная записка должна содержать: титульный лист, содержание, введение, основную часть, заключение, список использованных источников, приложение.

Во введении приводятся задание на проектирование и исходные данные: номер варианта задания, наименование, назначение и размеры отдельных помещений цеха, характеристика помещений (габаритные и модульные размеры, среда, классификация по пожаро-, взрыво- и электробезопасности, значения коэффициентов отражения), расположение трансформаторной подстанции.

Основная часть работы включает в себя расчетные задачи по выполнению светового расчета и проектированию осветительной электрической сети цеха.

Расчет системы освещения производится для каждого помещения цеха.

При формировании отдельных разделов расчетной части работы необходимо приводить все используемые при расчетах выражения и формулы, или приводить ссылки на ранее использованные выражения. Ниже по тексту раздела следует приводить пример выполнения расчетов, однотипные же расчеты далее сводятся в таблицы.

При выборе электрооборудования или использовании типовых значений коэффициентов и параметров следует обязательно с помощью ссылки указывать источник информации.

Графическая часть выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ и должна содержать:

план цеха промышленного предприятия с указанием наименований и характеристик отдельных помещений, светильников, осветительной сети, щитков освещения и трансформаторной подстанции. Габаритные размеры на чертеже обязательны;

принципиальную схему питающей сети осветительной установки с указанием параметров всех выбранных распределительных пунктов, защитнокоммутационных аппаратов и проводников

4. Варианты

Таблица 1 – Список вариантов

вспомогатель-

основного(ых)

Цех промышленного предприятия

помещения(ий)

помещений

Ремонтно-механический цех

Кузнечно-прессовый цех

Гальванический цех

Механический цех

Инструментальный цех

Цех металлоизделий

Механосборочный цех

Штамповочный цех

Токарный цех

Ремонтно-механический цех

Кузнечно-прессовый цех

Гальванический цех

Механический цех

Инструментальный цех

Цех металлоизделий

Механосборочный цех

Штамповочный цех

Токарный цех

Цех механической обработки деталей

Ремонтно-механический цех

Кузнечно-прессовый цех

Гальванический цех

Механический цех

Инструментальный цех

Цех металлоизделий

Механосборочный цех

Штамповочный цех

Токарный цех

Цех механической обработки деталей

5. Основные правила оформления

Формат листа А4. Поля: верхнее – 2,0 см, нижнее – 2,5 см, левое – 2,5 см, правое – 1,5 см. Нумерация листов производится в правом верхнем углу. Первым листом считается титульный лист, затем лист содержания работы и т.д. Номер на первом листе не ставится.

Основной текст: шрифт Times New Roman, размер шрифта – 14 пт. Первая строка абзаца – отступ 1,25 см. Полуторный междустрочный интервал, выравнивание по ширине.

Заголовки: введение, заключение, список использованных источников, приложение не нумеруются. Введение, заключение и название глав – заглавные буквы шрифт 14 пт. обычный; наименование разделов в главе – шрифт 14 пт. – полужирный; название подразделов в разделах – шрифт 14 пт. курсив.

Рисунки должны иметь номер и название. Нумерация рисунков осуществляется по главам (рис. 1.1; 2.1; 3.1 и т.д.). Подрисуночные надписи шрифт – 14 пт. Расположение рисунка по центру.

Таблицы должны иметь номер и название. Нумерация таблиц по главам. Название таблицы помещают над таблицей слева, без отступа в одну строку с ее номером через тире. Если таблица не входит на один лист, то она продолжается на следующем листе с повторением шапки таблицы и над таблицей указывается (например): Продолжение табл.

Нумерация формул производится по главам. Номер формулы указывается справа в круглых скобках.

Условные обозначения на планах

Выполняются согласно ГОСТ 21.614-88 «Система проектной документации для строительства. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах». – М.: Госстандарт, 1988.

Условные обозначения на электрических схемах

Выполняются согласно ГОСТ и ЕСКД по: Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

6. Методические указания для проектирования

Низковольтные распределительные сети в цехах промышленных предприятий выполняются отдельно для осветительных (осветительные электрические сети) и для силовых (силовые электрические сети) электроприемников.

Для проектирования электрического освещения первоначально необходимо выполнить ряд шагов, которые объединены общим понятием – светотехнический расчет, результатом которого является требуемое количество ламп, а также их номинальная мощность. При этом должны быть решены следующие вопросы: выбор нормируемой освещенности, выбор системы освещения, выбор источников света, выбор светильников и их размещение, расчет электрического освещения.

6.1. Выбор нормируемой освещенности

Для количественной оценки освещения какой-либо поверхности в светотехнике пользуются понятием освещенности Е , т.е. отношением светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности:

E Ф S

Единицей измерения является люкс (лк) – это освещенность поверхности площадью 1м2 световым потоком 1 люмен (лм).

Таким образом, освещенность характеризует степень освещения поверхности. Следовательно, при проектировании электрического освещения необходимо правильно выбрать нормируемую величину освещенности. Если создать освещенность меньшую, чем требуется, это вызовет дискомфорт людей, находящихся в помещении, ухудшение условий труда, снижение производительности. Если же освещенность окажется значительно выше нормируемой, это обусловит неоправданное увеличение расходов на монтаж и эксплуатацию системы освещения.

Таблица 2 – Характеристика разрядов зрительной работы

Минимальный

Характеристика

размер объекта

зрительной работы

зрительной работы

различения, мм

наивысшая точность

очень высокая точность

высокая точность

средняя точность

малая точность

очень малая точность

светящиеся материалы и изделия

общее наблюдение за процессом

Выбор величины освещенности производится по нормативным документам (СП либо отраслевым нормам) в соответствии с характером и особенностями зрительной работы. В СП зрительная работа подразделяется на соответствующие разряды по минимальному размеру объекта различения. Рекомендации по определению разряда для конкретных помещений приводятся в справочной литературе по светотехнике. Ниже приведены примеры для некоторых помещений.

Таблица 3 – Характеристики помещений

Характеристика

Объект освещения

зрительной

помещения

Литейный цех

Жаркое, пыльное

Инструментальный цех

Нормальное

Механический цех

Нормальное

Механосборочный цех

Нормальное

Гальванический цех

Химически активное

Цех металлопокрытий

Химически активное

Кузнечный цех

Жаркое, пыльное

Термический цех

Жаркое, пыльное

Компрессорный цех

Нормальное

Ремонтно-механический цех

Нормальное

Деревообрабатывающий цех

Ткацкий цех

6.2. Выбор системы освещения

В практике проектирования осветительных установок промышленных зданий используются две отличные друг от друга системы освещения.

Первая система – система общего освещения – это освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения. Его назначение состоит не только в освещении рабочих поверхностей, но и всего помещения в целом, поскольку светильники общего освещения обычно размещаются под потолком помещения на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностей.

В системе общего освещения принято различать два способа размещения светильников: равномерное и локализованное. В системе общего равномерного освещения расстояния между светильниками в каждом ряду и расстояния между рядами выдерживаются неизменными. В системе общего локализованного освещения положение каждого светильника определяется соображениями выбора наивыгоднейшего направления светового потока и устранения теней на освещаемом рабочем месте, т.е. целиком зависит от расположения оборудования.

Равномерное расположение светильников общего освещения применяется обычно

в тех случаях, когда желательно обеспечить одинаковые условия освещения по всей площади помещения в целом. При необходимости дополнительного подсвета отдельных участков освещаемого помещения, если эти участки достаточно велики по площади или если по условиям работы невозможно устройство местного освещения, прибегают к локализованному размещению светильников.

Локализованное размещение светильников в перечисленных выше случаях позволяет одновременно с уменьшением удельной установленной мощности по сравнению с вариантом равномерного размещения обеспечить и лучшее качество освещения, в частности создать желательное направление светового потока на рабочие поверхности и устранить падающие тени от близко расположенного оборудования.

Вторая система – система комбинированного освещения – освещение, при котором к общему освещению добавляется местное. Данная система включает в себя как светильники, расположенные непосредственно у рабочего места и предназначенные для освещения только лишь рабочей поверхности (местное освещение), так и светильники общего освещения, предназначенные для выравнивания распределения яркости в поле зрения и создания необходимой освещенности по проходам помещения. Система комбинированного освещения обычно характеризуется повышенными первоначальными затратами на оборудование по сравнению с системой общего освещения.

С точки зрения удобства эксплуатации система комбинированного освещения имеет преимущества по сравнению с системой общего освещения. Действительно, так как светильники местного освещения расположены непосредственно у рабочих мест, то значительно упрощаются их чистка, смена перегоревших ламп, а также систематический надзор и текущий ремонт осветительной установки. Местное освещение на рабочих местах, на которых в данный момент работа не производится, может быть выключено, что обеспечивает большую гибкость в эксплуатации освещения, исключая непроизводительный расход электроэнергии.

6.3. Выбор источников света

Все источники света по принципу формирования светового потока можно разделить группы по принципу действия: лампы накаливания, газоразрядные лампы, светодиоды и т.д.

Лампы накаливания. Действие ламп накаливания основано на принципе теплового излучения. Свечение в этих лампах возникает в результате нагрева нити накала до высокой температуры. При низких температурах телом излучаются почти исключительно невидимые инфракрасные лучи. По мере повышения температуры изменяется состав спектра, происходит увеличение видимого излучения.

Лампы накаливания просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть, обеспечивают практически мгновенное зажигание при включении, независимо от температуры внешней среды. Недостаток этих ламп – малая световая отдача (10-15 лм/Вт) при большой яркости нити накала, низкий КПД, равный 10-13%. Срок службы ламп составляет 1000-2000 ч. Лампы дают непрерывный спектр, отличающийся от спектра дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что искажает восприятие человеком цветов окружающих предметов.

В силу принятия Федерального закона № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» происходит постепенная замена данного вида ламп на более энергоэффективные источники света.

Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена, который повышает температуру накала нити и практически исключает испарение. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и более высокую светоотдачу (до 30 лм/Вт).

Газоразрядные лампы излучают свет в результате электрических разрядов в парах газа. На внутреннюю поверхность колбы нанесен слой светящегося вещества – люминофора, трансформирующего электрические разряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ).

Люминесцентные лампы создают в производственных и других помещениях искусственный свет, приближающийся к естественному свету, более экономичны в сравнении с другими лампами. Работа люминесцентной лампы основана на использовании ультрафиолетового излучения в парах ртути низкого давления, наполняющего колбу лампы, при прохождении через них электрического тока с последующим его преобразованием с помощью люминофора в видимое излучение.

К преимуществам люминесцентных ламп относятся больший срок службы и высокая световая отдача (60-80 лм/Вт). Свечение происходит со всей поверхности трубки, а, следовательно, яркость и слепящее действие люминесцентных ламп значительно ниже ламп накаливания. Низкая температура поверхности колбы делает лампу относительно пожаробезопасной.

Несмотря на ряд преимуществ, люминесцентное освещение имеет и некоторые недостатки: сложная схема включения, требующая пускорегулирующих устройств (ПРА); чувствительность к колебаниям температуры окружающей среды.

Одной из современных модификаций люминесцентных ламп являются компактные люминесцентные лампы. Они сохраняют все основные достоинства люминесцентных ламп, уже ставших традиционными, но при этом обладают возможностью применения в обычных светильниках вместо ламп накаливания. Это стало возможным за счет встраивания в корпус лампы ПРА, а также использования резьбового цоколя. Такие лампы получили неофициальное название энергосберегающих ламп, поскольку из-за высокой светоотдачи, характерной для люминесцентных ламп имеют пониженное электропотребление (примерно в 5 раз) по сравнению с лампами накаливания с аналогичными световыми параметрами.

Для освещения открытых пространств, высоких (более 6 м) производственных помещений большое распространение получили дуговые ртутные лампы ДРЛ . Эти лампы, в отличие от обычных люминесцентных ламп, сосредотачивают в небольшом объеме значительную мощность. Конструктивно лампа состоит из внешнего баллона, выполненного из стекла, внутри которого помещена кварцевая газоразрядная лампа, наполненная некоторым количеством ртути и инертным газом. На внутреннюю поверхность баллона нанесен слой люминофора.

Основные достоинства ламп ДРЛ состоят в устойчивости к атмосферным воздействиям, возможности изготовления ламп большой мощности. К недостаткам ламп относится длительное разгорание при включении, а также способность повторно зажигаться только после охлаждения. Следует отметить, что также существенным

недостатком является плохая цветопередача, позволяющая применять лампы только при отсутствии каких-либо требований к различению цветов.

Наряду с лампами ДРЛ при освещении высоких производственных помещений возможно использовать металлогалогенные лампы ДРИ . Данные источники света являются совершенствованием ламп ДРЛ. Добавление иодидов металлов позволило повысить световую отдачу до 70-90 лм/Вт, а также улучшить спектральный состав света. В остальном лампы ДПИ характеризуются теми же особенностями (длительный срок службы, включение через ПРА и др.), как и любые другие газоразрядные лампы.

Натриевые лампы ДНаТ являются самыми экономичными из газоразрядных ламп. Световая отдача таких источников света составляет 90-120 лм/Вт при достаточно продолжительном сроке службы. Однако резко неправильная цветопередача с преобладанием желтых лучей делает пригодными лампы ДНаТ в основном для наружного уличного освещения.

В последнее время все более популярными для электрического освещения становятся светодиоды . Работа этих источников света основана на физическом явлении возникновения светового излучения при прохождении электрического тока через полупроводниковый p-n-переход. Световая энергия выделяется при рекомбинации носителей электрического заряда, движущихся навстречу друг другу – электронов и дырок на границе p-n-перехода.

Светодиоды являются идеальным вариантом замены обычных ламп накаливания благодаря возможности их использования в лампах со стандартным цоколем. При этом они обладают рядом несомненных преимуществ: низким электропотреблением, мгновенным зажиганием, простотой обслуживания, высокой механической прочностью и надежностью, а срок службы может достигать 100 тысяч часов. Недостатком таких источников света на данный момент является их чрезмерно высокая стоимость.

В общем случае, при решении вопроса о выборе источника света для освещения производственных помещений, необходимо анализировать преимущества и недостатки источников света и уже далее делать вывод о необходимости и целесообразности применения тех или иных ламп с учетом рекомендаций СП.

6.4. Выбор светильников

Осветительным прибором называют совокупность осветительной арматуры и помещенного в нее источника света. Осветительные приборы, предназначенные для освещения объектов, расположенных относительно близко от них, называют светильниками, а удаленных объектов – прожекторами.

Необходимость помещения лампы внутрь осветительной арматуры вызывается следующими соображениями. При горении открытая лампа излучает световой поток в пространство равномерно во все стороны. Около половины всего излучаемого потока направляется в верхнюю полусферу. Эта часть светового потока, падая на окрашенные в темные цвета или загрязненные стены и потолки производственных помещений, в результате отражения либо дает незначительное увеличение освещенности рабочих мест, либо вообще не используется. Осветительная арматура позволяет перераспределить световой поток источника света, т.е. послать его в нужном направлении.

Применяя в зависимости от внешней среды соответствующую осветительную арматуру, также можно надежно предохранить лампу от загрязнений, коррозии, механических повреждений, влаги, пожаро- и взрывоопасной пыли и паров.

В общем случае все светильники характеризуются следующими основными показателями:

характером распределения светового потока в пространстве;

величиной защитного угла;

коэффициентом полезного действия;

степенью защиты IP.

Светильники в зависимости от заданных условий распределения светового потока между верхней и нижней полусферами делятся на следующие группы.

Светильники прямого света (П) направляют не менее 80% всего светового потока, излучаемого лампой, в нижнюю полусферу. Благодаря тому, что наибольшая часть светового потока направляется непосредственно на освещаемые поверхности, светильники прямого света самые экономичные по расходу электроэнергии и применяются для освещения производственных помещений и наружного освещения. Их недостаток заключается в появлении довольно резких теней.

Светильники преимущественно прямого света (Н) излучают в нижнюю полусферу от 60 до 80% всего светового потока. Такие светильники применяются в цехах с хорошо отражающими стенами и потолками.

Светильники рассеянного света (Р) излучают световой поток во все стороны (от 40 до 60% в каждую полусферу). Эта группа является промежуточной между светильниками прямого и отраженного света и применяется в производственных помещениях, когда необходимо, кроме освещения нижней части помещения, осветить также и часть технологического оборудования и трубопроводов, расположенных в верхней части помещения. Светильники этой группы широко используются и для освещения административных и бытовых помещений при светлых тонах окраски потолков и стен.

Светильники преимущественно отраженного света (В) направляют от 60 до 80% светового потока в верхнюю полусферу и применяются в тех случаях, когда по характеру работы, выполняемой в данном помещении, не должно быть теней.

Светильники отраженного света (О) направляют не менее 80% светового потока, излучаемого лампой, в верхнюю полусферу. При освещении чистых и светлых помещений они создают свет, равномерно распределенный по всему объему помещения, при этом почти совсем отсутствуют резкие тени и полутени. Эти светильники применяются для освещения общественных зданий, а также для архитектурного освещения. Светильники отраженного света менее экономичны в энергетическом отношении, чем светильники групп прямого или рассеянного света.

Излучаемый в данной полусфере поток также может быть различно распределен в пространстве. Его распределение по отдельным направлениям пространства характеризуется кривыми силы света. ГОСТ устанавливает следующие основные типы кривых силы света: К – концентрированная; Г – глубокая; Д – косинусная; С – синусная; Л

– полуширокая; Ш – широкая; М – равномерная.

Другой характеристикой светильников является его защитный угол. Для защиты глаз наблюдателя от воздействия яркости источника света каждый светильник должен иметь определенную величину защитного угла.

Рис. 1.Типовые кривые силы света

Защитным углом светильника с лампой накаливания называют угол γ , образованный двумя прямыми линиями, из которых одна проходит через тело накала лампы, а другая соединяет крайнюю точку тела накала с противоположным краем отражателя.

Рис. 2. Защитный угол светильника

Световой поток, излучаемый открытой лампой, всегда будет больше светового потока светильника с этой же лампой. Это объясняется тем, что часть светового потока поглощается осветительной арматурой.

Отношение светового потока светильника Ф св к световому потоку источника света (лампы) Ф л называется коэффициентом полезного действия светильника:

Ф св

Фл

По степени защиты от воздействия окружающей среды, определяемой кодом IP (Ingress Protection) с указанием двух цифр, первая из которых характеризует защиту светильника от проникновения твердых тел, а вторая – от попадания воды, светильники подразделяются на обычные, например, со степенью защиты IP20, и защищенные от пыли и влаги, например IP54 и IP65.

Таблица 4 – Степень защиты по ГОСТ 14254-96

Защита от твердых тел

Защита от влаги

Защита отсутствует

Защита отсутствует

Защита от твердых тел > 50 мм

Защита от капель воды

Защита от твердых тел > 12 мм

Защита от капель воды под углом

Защита от твердых тел > 2,5 мм

Защита от дождя

Защита от твердых тел > 1 мм

Защита от капель и брызг

Частичная защита от пыли

Защита от струи воды

Полная защита от пыли

Защита от волн воды

Временное погружение

Длительное погружение

Как было показано ранее, общее освещение может быть выполнено при равномерном или локализованном расположении светильников. Расположение светильников локализованного освещения, их мощность и высота подвеса определяются индивидуально для каждого рабочего места или участка производственного помещения. При этом учитываются характер производственного процесса и требования наилучшего направления светового потока.

При равномерном размещении светильников необходимо найти наивыгоднейшее расстояние между ними, при котором для заданных освещенностей потребляется наименьшее количество энергии. Размещение светильников чаще всего производится по углам квадрата, прямоугольника или в шахматном порядке.

При размещении светильников проектировщик сталкивается с двумя противоречивыми условиями. С одной стороны, частое расположение светильников требует применения ламп малой мощности с невысокой светоотдачей, что приводит к повышенному расходу электроэнергии и излишним капитальным затратам на светильники и монтаж электросети. С другой стороны, редкое расположение светильников с лампами

относительно большой мощности приводит к неравномерной освещенности, что в итоге также невыгодно в энергетическом отношении, поскольку освещенность точек поверхностей под светильниками будет намного превышать освещенность точек между светильниками, где необходимо обеспечить нормированную минимальную освещенность.

Рис. 3. Варианты размещения светильников

В результате оказываются невыгодными в энергетическом отношении как слишком большие, так и слишком малые расстояния между светильниками. В светотехнике пользуются понятием относительного расстояния между светильниками, которое представляет собой отношение абсолютной величины расстояния между светильниками L к высоте их подвеса над рабочей поверхностью H p :

Рис. 4. Расположение светильников по высоте помещения

Рекомендуемые относительные расстояния для наиболее часто применяемых светильников, приводятся в светотехнических справочниках. При этом оптимальные относительные расстояния не всегда могут быть приняты по архитектурно-строительным и другим условиям. Поэтому при проектировании осветительных установок возможны

При освещении помещений люминесцентными лампами они размещаются сплошными рядами или с незначительными разрывами. Расстояние между параллельными