Задание к расчетно-графической работе № 3

Исходными данными для выполнения работы являются размеры помещений (приложение Б) и план цеха (приложение В), согласно варианту. Номер варианта выбирается по двум последним цифрам зачетной книжки. Для помещений: лаборатория, инструментальная, начальник цеха, комната отдыха, мастера, кладовая, гардероб, душевая и склад – принимается высота Н = 4 метра.

Для заданного цеха произвести светотехнический и электротехнический расчеты электроосветительной установки. Выполнить следующие мероприятия:

- выбрать тип источника света;

- выбрать вид и систему освещения;

- выбрать освещенность и коэффициент запаса;

- выбрать тип светильника;

- рассчитать осветительную установку по методу коэффициента использования светового потока;

- проверить расчет освещения по методу удельной мощности;

- проверить расчет освещения по точечному методу;

- занести результаты расчета освещения для каждого помещения в светотехническую ведомость (приложение А);

- проверить расчеты с помощью специальной прикладной программой;

- выбрать тип и место установки щитков, марку и способы прокладки проводников.

- рассчитать защиту и произвести выбор защитных аппаратов осветительной сети.

- начертить план цеха с осветительной сетью с указанием: уровня нормируемой освещенности, типа светильника и щитка, мощности лампы, марки проводников.

Методические указания к заданию

1 Светотехнический расчет

1.1 Выбор типа источников света

При выборе источников света (ИС) рекомендуется руководствоваться следующими указаниями:

а) для общего внутреннего и наружного освещения использовать преимущественно разрядные лампы;

б) применять лампы большей единичной мощности, при которой возможно выполнение нормативных требований к качеству освещения;

в) при технической необходимости или по архитектурно-художественным соображениям допускается применять в пределах одного помещения разрядные лампы и лампы накаливания;

г) не допускается, как правило, питать разрядные лампы постоянным током, а также применять их в случаях, когда возможно снижение напряжения до уровня ниже 90 % номинального.

1.2 Выбор вида и системы освещения

Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное. Рабочее освещение обеспечивает необходимые условия при нормальном режиме работы ОУ, оно обязательно во всех помещениях и на открытых пространствах.Охранное освещение - разновидность рабочего освещения, устанавливаемого по линии охраняемых границ территорий промышленных предприятий. Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.

Освещение безопасностиобеспечивает минимально необходимые осветительные условия для продолжения работы при временном погасании рабочего освещения в помещениях и на открытых пространствах в случаях, когда отсутствие искусственного освещения может вызвать тяжелые последствия для людей, производственных процессов, нарушить нормальное функционирование жизненных центров предприятия и узлов обслуживания массовых потребителей. Согласно СНиП [1], освещение безопасности должно создавать освещенность не ниже 5 % нормируемой освещенности, но не менее 2 лк в помещениях и 1 лк снаружи. Освещенность более 30 лк при разрядных лампах и более 10 лк при лампах накаливания разрешается создавать при наличии соответствующих обоснований.

Эвакуационное освещениеслужит для безопасной эвакуации людей из помещений и с открытых пространств при аварийном погасании рабочего освещения. Эвакуационное освещение должно создавать освещенность не менее 0,5 лк в помещениях и 0,2 лк снаружи.

Системы освещения.

Для помещений всех назначений применяются системы общего или комбинированного освещения. В отраслевых нормах искусственного освещения обычно указывается рекомендуемая система освещения.

Общее освещениеможет быть равномерным и локализованным. При локализованном освещении световой поток перераспределяется по помещению неравномерно, с учетом расположения освещаемых поверхностей. Выбор между равномерным и локализованным освещением производится с учетом особенностей производственного процесса и размещения технологического оборудования.

1.3 Выбор освещенности Е и коэффициента запаса k_з

Выбор требуемых параметров по нормам искусственного освещения и параметров качества освещения производится, как правило, на основании отраслевых норм искусственного освещения, разработанных для многих отраслей промышленности, видов производства. При отсутствии отраслевых норм нормирование осуществляется по СНиП. Для определения величины освещенности в зависимости от вышеуказанных параметров требуется тщательное изучение технологического процесса, происходящего в освещаемом помещении.

При эксплуатации осветительной установки освещенности на рабочих поверхностях уменьшаются вследствие того, что с течением времени световой поток ламп снижается. Это вызвано загрязнением ламп, осветительной арматуры и отражающих поверхностей - стен и потолков. Для того чтобы поддерживать освещенность на рабочих поверхностях на уровне нормируемой в течение всего времени эксплуатации, ее расчетное значение принимают больше нормируемой.

1.4 Выбор светильников

Основное назначение светильников заключается в перераспределении светового потока источников света в требуемых для осветительных установок направлениях, ограничении слепящего действия ламп и защите ламп, оптических элементов и электрических аппаратов от воздействия окружающей среды. Тип светильника выбирается в зависимости от окружающей среды помещения, в котором устанавливается светильник.

1.5 Расчет освещения методом коэффициента использования светового потока

Для помещений, в которых предусматривается общее равномерное освещение горизонтальных поверхностей, освещение рассчитывают методом коэффициента использования светового потока.

По этому методу расчетную освещенность на горизонтальной поверхности определяют с учетом светового потока, падающего от светильников непосредственно на поверхность и отраженного от стен, потолка и самой поверхности. Так как этот метод учитывает долю освещенности, создаваемую отраженным световым потоком, его применяют для расчета помещений, где отраженный световой поток играет существенную роль, т.е. для помещений со светлыми потоками и стенами при светильниках рассеянного, отраженного и преимущественно отраженного света.

Величина коэффициента использования всегда меньше единицы, т.к. величина nФ_л всегда больше величины Ф_р ввиду того, что некоторая часть светового потока поглощается осветительной арматурой, стенами и потолком.

На величины коэффициента использования влияют следующие факторы:

- тип и к.п.д. светильника. Чем больше выбранный светильник направляет световой поток непосредственно на освещаемую поверхность Ф_п, тем больше коэффициент использования, тем меньше потери в нем, следовательно, больше коэффициент использования;

- геометрические размеры помещения. Чем больше освещаемая поверхность по сравнению с отражающими, тем выше коэффициент использования, т.к. при этом возрастает Ф_п;

- высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью. Чем выше подвешены светильники над освещаемой поверхностью, тем больше светового потока поглощается стенами и потолком, следовательно, коэффициент использования уменьшается;

- окраска стен и потолка. Чем светлее окраска стен и потолка, тем выше коэффициент отражения и Ф_отр возрастает, а следовательно, возрастает и коэффициент использования.

Зависимость h от площади помещения, высоты и формы возможно учесть одной комплексной характеристикой - индексом помещения. Индекс помещения рассчитывается из выражения

,

где А, В, S - соответственно длина, ширина и площадь помещения.

Если предварительно выбран тип светильников, определено их расположение и число, то по расчетному потоку ИС определяют ближайшее стандартное значение мощности лампы.

При расчетах освещения по любому методу отклонения светового потока выбираемой стандартной лампы при нормативной освещенности допускается в пределах от + 20% до - 10% от значения, полученного по расчету.

Расчетный поток ИС определяется по формуле

,

где N - число ИС;

k - коэффициент запаса;

z - коэффициент минимальной освещенности (отношение средней освещенности и минимальной).

В расчетах коэффициент z принимается равным: 1,15 - для светильников, располагаемых по вершинам прямоугольных полей; 1,1 - для светильников с ЛЛ, располагаемых рядами. Обычно таким способом ведется расчет, если в качестве ИС используются ЛН или РЛ высокого давления.

К расчетной величине светового потока по справочнику подбирается ближайшая стандартная лампа по ее световому потоку, после чего уточняется число светильников и номинальное значение светового потока. При определении номинального светового потока следует учитывать количество ламп в одном светильнике. Выполняется проверка по погрешности светового потока в помещении по формуле

,

где полученная величина должна лежат в пределах , если же это условие не выполняется, то требуется, либо изменить число светильников, либо выбрать другую лампу.

1.6 Расчет освещения методом удельной мощности

Частным случаем метода коэффициента использования светового потока является расчет по методу удельной мощности (w).

Метод расчета по удельной мощности используется в следующих случаях: для предварительного определения установленной мощности осветительной установки; для приблизительной оценки правильности проведения светотехнического расчета; при проектировании освещения небольших и средних помещений, не требующих точных работ.

Исходными данными для проектирования является тип выбранного светильника, минимальная освещенность, высота и площадь помещения. В справочниках для различных нормируемых освещенностей, площади помещения и высоты h приведены значения w. Предварительно намечают число светильников, по таблицам справочника определяют w, а затем определяют мощность лампы по формуле

Полученное значение мощности лампы округляют до ближайшего стандартного. Для ламп типа ДРЛ можно пренебречь зависимостью световой отдачи от номинальной мощности лампы. В таком случае между освещенностью и удельной мощностью существует прямая пропорциональная зависимость, и в целях сокращения объема таблиц уместно составлять их для освещенности 100 лк с пропорциональным пересчетом в других случаях.

1.7 Расчет освещения точечным методом

При использовании точечного метода расчет ведется по силе света, направленной от каждого светильника на бесконечно малую площадку (точку), расположенную в рабочей плоскости (отсюда и название метода). Этот метод учитывает только прямой поток, излучаемый светильником в направлении рабочей плоскости. Освещенность, создаваемая световым потоком, отраженным от потолка, стен и пола помещения, учитывается в случае необходимости приближенно введением соответствующего поправочного коэффициента.

Основным инструментом точечного метода являются графики или таблицы, позволяющие непосредственно или после несложных вычислений определить освещенность любой точки поверхности, создаваемой светильниками с известными параметрами: светораспределением, световым потоком ламп и геометрическими характеристиками, учитывающими расположение светильника.

Световой поток в любой точке для группы светильников находится из выражений

или ,

где k - коэффициент запаса;

μ - коэффициент, учитывающий световой поток от «удаленных» источников света и отражений от сети и потолка, принимаемый равным 1,1-1,2;

Σε_i - сумма условной относительной освещенности от «ближайших» светильников;

Σe_i - суммарная условная освещенность от ближайших светильников.

В расчетах обычно учитывают «ближайшие» первые и вторые источники света, находящиеся на расстояниях в пределах, указанных на изолюксах. Световой поток и освещенность определяют для точек с наихудшими условиями.

При проведении прямого расчета точечным методом (по известному расположению светильников и заданной минимальной освещенности) определяется величина расчетного светового потока. Выбор стандартной лампы производится как в расчете по методу коэффициента использования светового потока.