И светильников; расчет осветительной сети цеха

При проектировании светотехнической части установки рассматриваются следующие вопросы: выбор источников света, системы и видов освещения; выбор освещенностей, коэффициентов запаса, осветительных приборов и их расположения, методы расчета освещения.

Электрическая часть проекта включает в себя выбор схемы питания осветительной установки, рационального напряжения, сечения и марки проводов, способов прокладки сети.

Нормирование искусственного освещения.При проектировании осветительных установок важное значение имеет правильное определение требуемой освещенности объекта. Для этой цели разработаны нормы промышленного освещения на основе классификации работ по определенным количественным признакам.

В табл. П5 приведены проектные решения по освещению некоторых производственных помещений.

Системы и виды освещения.По способам размещения светильников в производственных помещениях различают системы общего и комбинированного освещения (к общему освещению добавляется местное).

Система общего освещения предназначена для освещения всего помещения и расположенных в помещении рабочих мест и поверхностей.

При общем освещении светильники располагают только в верхней зоне помещения. Крепят их непосредственно к потолку, на фермах, иногда на стенах, колоннах или на производственном оборудовании. Общее освещение может быть равномерным, когда по всему помещению или его части должна создаваться одинаковая освещенность, или локализованным, кода в разных зонах освещения создаются разные освещенности.

При равномерном освещении светильники располагаются рядами с одинаковыми или не сильно отличающимися расстояниями между ними. Расстояния между светильниками принимаются одинаковыми.

Общее равномерное освещение имеет широкое распространение и устраивается в цехах с равномерно распределенным по площади оборудованием – прокатных, сборочных цехах машиностроительных заводов, в цехах текстильных и деревообрабатывающих предприятий, во вспомогательных помещениях.

Общее локализованное освещение предусматривается в помещениях, в которых на различных участках производятся работы, требующие различной освещенности, когда рабочие места в помещении сосредоточены группами, а также при необходимости создания определенного направления света для групп рабочих мест. Сюда относятся цеха с выделенными складскими и сборочными участками, с отдельными группами станков, конвейеров.

Местное освещение предусматривается на отдельных рабочих местах (станках, верстаках, различных плитах и т. д.) и выполняется светильниками, установленными непосредственно у рабочих мест.

Искусственное освещение по своему функциональному назначению подразделяется на четыре вида: рабочее, аварийное, эвакуационное (аварийное освещение для эвакуации), охранное.

Рабочее освещение создает требуемую по нормам освещенность, обеспечивая тем самым необходимые условия работы при нормальном режиме эксплуатации здания. При погасании по каким-либо причинам рабочего освещения предусматривается аварийное освещение, которое может быть двух родов: для продолжения работы и для эвакуации людей из помещения.

Аварийное освещение для продолжения работы должно устраиваться в помещениях, в которых внезапное отключение рабочего освещения может привести к тяжелым последствиям для людей и технологического оборудования. При этом освещенность на рабочей поверхности должна составлять не менее 5 % освещенности, установленной для рабочего освещения этих поверхностей при системе общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк на территории предприятий. При этом создавать наименьшую освещенность внутри зданий более 30 лк при газоразрядных лампах и более 10 лк при лампах накаливания допускается только при наличии соответствующих обоснований.

Эвакуационное (аварийное) освещение необходимо для создания условий безопасного выхода людей при погасании рабочего освещения. Для этого в местах прохода людей должна быть обеспечена освещенность не менее 0,5 лк в помещениях и не менее 0,2 лк на открытых территориях.

Отечественная светотехническая промышленность выпускает широкий ассортимент источников света, предназначенных для использования в различных светотехнических установках.

Наряду с распространенными лампами накаливания и люминесцентными лампами в настоящее время применяются ртутно-кварцевые лампы с исправленной цветностью типа ДРЛ, металлогалогенные типа ДРИ, ксеноновые и натриевые лампы.

Для надежной работы осветительной установки и ее экономичности большое значение имеет правильный выбор светильника. При выборе проектировщик должен учитывать условия окружающей среды, в которой будет работать светильник, требуемое распределение светового потока в зависимости от назначения и характера отделки помещения и экономичность самого светильника.

Основным вопросом устройства осветительных установок является правильное расположение выбранных светильников. От его решения зависит экономичность, качество освещения и удобство эксплуатации.

При общем равномерном освещении выгоднейшими вариантами расположения светильников с лампами накаливания и лампами ДРЛ являются расположение их по углам прямоугольника или шахматное расположение (рис. 2.7), а при расположении светильников по углам квадрата (L_а = L_б) или по углам равностороннего треугольника (L_а = √3·L_б) получается наиболее равномерное распределение освещенности по всей площади помещения. Выбор расстояния между светильниками зависит от типа светильника, высоты его подвеса над рабочей поверхностью, а иногда способ расположения светильников зависит от архитектурных или строительных условий.

Р и с. 2.6. Расположение све­тильников по высоте помещения:

Н - высота помещения; Нр - высота подвеса светильника

над освещаемой поверхностью; Нп - высота подвеса светильника

над полом; Нс - высота свеса све­тильника

При расчете освещения осветительной установки определяют число и мощность источников света, необходимых для создания нормированной освещенности на освещаемой поверхности или фактическую освещенность в любой точке поверхности от установленных источников света.

Расчет освещения цеха выполняется методом коэффициента использования.

Рис. 2.7. Схема размещения светильников:

а – по вершинам прямоугольника; б – шахматное расположение

общего освещения

Влияние геометрических размеров помещения на величину коэффициента использования характеризуется показателем – индексом помещения:

, (2.97)

где Lц – длина помещения, м; В_ц – ширина помещения, м; Н_р – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м.

По табл. 5.10 [7] определяется коэффициент светового потока осветительной установки.

Световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности (норма освещенности – Е_н) определяется по формуле

(2.98)

где К_зап – коэффициент запаса; F – площадь освещаемой поверхности, м²; z = Е_ср/Е_н – коэффициент минимальной освещенности (приближенно можно принимать z = 1,1 – для люминесцентных ламп, z = 1,15 – для ламп накаливания и ДРЛ); Е_ср – средняя освещенность, лк; N – число светильников (как правило, намечается до расчета); η – коэффициент использования светового потока источника света, доли единиц.

По значению Ф выбирается стандартная лампа так, чтобы ее поток отличался от расчетного значения Ф на -10 ÷ +20 %. При невозможности выбора источника света с таким приближением корректируется число светильников.

На плане цеха, выполненном в масштабе, необходимо отразить размещение светильников согласно расчету.

Напряжение и источники питания.Выбор напряжения для осветительной установки производится одновременно с выбором силовых потребителей, при этом для отдельных частей этой установки учитываются также требования техники безопасности.

Для светильников общего освещения рекомендуется напряжение не выше 380/220 В переменного тока при зазамленной нейтрали и не выше 220 В переменного тока при изолированной нейтрали.

Расчет электрических нагрузок осветительной сети.Расчетная нагрузка Р_р,о питающей осветительной сети определяется умножением установленной мощности Р_уст ламп на коэффициент спроса К_с, а для газоразрядных ламп – еще и умножением на коэффициент К_ПРА, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА):

Р_р,о = Р_уст·К_с·К_ПРА, (2.99)

где К_с = 1 – для групповой сети и всех звеньев сети аварийного освещения, для мелких и производственных зданий, торговых помещений, наружного освещения; К_с = 0,95 – для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов; К_с = 0,9 – для библиотек, административных зданий и предприятий общественного питания; К_с = 0,8 – для производственных зданий, состоящих из большого числа отдельных помещений; К_с = 0,6 – для складских зданий и электростанций, состоящих из большого числа отдельных помещений; К_ПРА = 1,1 – для ламп типов ДРЛ и ДРИ; К_ПРА = 1,2 – для люминесцентных ламп со стартерными схемами включения; К_ПРА = 1,3 ÷ 1,35 - для люминесцентных ламп с бесстартерными схемами включения.

Определяется аварийный ток осветительной сети:

для трехфазной сети (с нулевым проводом и без него)

(2.100)

для двухфазной сети с нулевым проводом

; (2.101)

для однофазной сети

(2.102)

Для каждой двух- или трехпроводной сети с нулевым проводом при любой, в том числе и неравномерной, нагрузке ток определяется по формуле

, (2.103)

где Р_р,о – активная расчетная мощность одной, двух и трех фаз; cosφ – коэффициент мощности нагрузки; U_Л, U_Ф – номинальные напряжения сети – линейное и фазное.

Производят выбор сечения проводников по нагреву, а также расчет осветительной сети по потере напряжения.

Выбор сечения проводников осветительной сети.Сечения проводников осветительной сети должны обеспечивать: достаточную механическую прочность, прохождение тока нагрузки без перерыва сверх допустимых температур, необходимые уровни напряжения у источников света, срабатывание защитных аппаратов при КЗ.

По каталогу электротехнического оборудования производят выбор щитка освещения с учетом среды помещения и способа его установки. Вводной аппарат щитка освещения выбирается по рабочему току освещения

Iном ≥ Iр.о (2.104)