Осветительные сети

Двенадцатиэтажный жилой дом содержит на каждом этаже 4 квартиры, каждая из которых имеет комнаты, бытовые и вспомогательные помещения. Квартиры имеют в зависимости от числа помещений различную площадь. Высота потолков в помещениях составляет 2, 6м.

Категория электроснабжения по ЭСН-вторая.

Расчет осветительной сети осуществляется в соответствии с рекомендациями ПУЭ, свод правил по проектированию СП31-110-2003,

СНиП 23-05-95 и других нормативных документов.

2.2.1 Выбор источника света

В качестве источников электрического света, для модернизации осветительных приборов, примем современные светодиодные лампы.

Освещение: во всех помещениях применяются светодиодные лампы т.к. эти лампы имеют устойчивую работоспособность при изменении напряжения. Главными достоинствами светодиодных ламп являются высокая светоотдача и более длительный срок службы.

Принцип работы светодиодных ламп следующий; генерация света и СД происходит за счет энергии, выделяемой при рекомбинации носителей тока – электронов и дырок – на границе полупроводниковых материалов с разным характером проводимости. Характер проводимости определяется не только самим материалом, но и примесями (легирующими веществами), вводимыми в основной материал в строго дозированных количествах. Материал, у которого в результате легирования проводимость определяется, в основном, избытком электронов, называется “полупроводником типа n”. Материал с недостатком электронов, т.е. с избытком положительно заряженных ионов (так называемых “дырок”), способных поглотить электрон и стать нейтральным атомом, называется “полупроводником типа p”. На границе таких материалов образуется p-n переход. При подаче напряжения прямой полярности (минус – к материалу с электронной проводимостью p) через переход пойдет ток, а при рекомбинации электронов и дырок будет выделяться энергия. Величина энергии квантов, выделяемых при рекомбинации, зависит от разницы энергетических уровней электронов в возбужденном и нейтральном атомах, т.е. от ширины запретной зоны. При ширине запретной зоны от 1, 7 до 3, 4 эВ энергия излучаемых квантов соответствует видимому диапазону спектра с длинами волн от 700 до 400 им.

Выбор энергосберегающих ламп обусловлен тем, что начальная стоимость лампы высока, но быстро она себя окупает, и может служить несколько лет. Также они просты по конструктивному исполнению, что обеспечивает простоту эксплуатации, не требуют дополнительной пускорегулирующей аппаратуры. Благодаря своей компактности они хорошо подходят для регулирования светового потока. Также к достоинством можно отнести надежную работу при низких температурах и довольно высокий при таких размерах световой выход.

2.2.3 Выбор системы освещения

Различают три системы освещения: общее, местное и комбинированное.

Общее освещениеможет быть равномерным и локализованным (с различной освещенностью в разных местах помещения).

Общее равномерное освещение применяется в производственных помещениях с однотипными работами, общее локализованное - на различных участках, требующих различной освещенности.

Местное освещениепредусматривается на отдельных рабочих местах и

выполняется светиль­никами, установленными непосредственно у рабочих мест.

Комбинированное освещениепредставляет собой совокупность общего и местного освеще­ния. Оно позволяет создавать лучшие условия для работы. Установка только местного освещения не разрешается. При комбинированном освещении светильники общего освещения должны созда­вать освещенность не менее 10% от нормируемой на рабочем месте.

В осветительных установках различают два вида освещения: рабочееи аварийное. Рабочее освещение служит для обеспечения нормальных условий работы на каждом рабочем месте.

Аварийное освещение может быть двух видов: для эвакуации и для продолжения работы. Аварийное освещение для эвакуации должно обеспечить необходимые условия для безопасного выхода людей при погасании рабочего освещения. В местах прохода людей должна быть обеспечена освещенность не менее 0, 3 лк.

Аварийное освещение для продолжения работы должно обеспечить на рабочей поверхности освещенность не менее 10% величины, установленной для рабочего осве­щения этих поверхностей при системе общего освещения.

Более удобна при эксплуатации система комбинированного освещения.

2.2.4 Выбор освещённости и коэффициента запаса

Для общественных и жилых помещений нормы освещённости установлены с учётом обеспечения надлежащего уровня видимости предметов при выполнении различных работ. Выбор освещенности по СНиП 23-05-95 осуществляется в зависимости от размера объекта различения, контраста объекта с фоном и коэффициента отражения фона в помещении.

Освещённость (E) характеризует степень зрительного восприятия объекта, освещаемого источником света. Освещённость какой-либо поверхности определяется как отношение приходящегося на неё светового потока к площади этой поверхности: E=dФ/dS и измеряется в люксах (Лк).

Исходя из вышеприведённых требований, освещённость помещений имеет следующие значения:

-комната отдыха Е = 150 лк k_з = 1, 5

-гостинная Е = 150 лк k_з = 1, 5

-туалет Е = 50 лк k_з = 1, 5

-ванная Е = 50 лк k_з = 1, 5

-коридор Е = 50 лк k_з = 1, 5

-кухня Е = 150 лк k_з = 1, 5

-кладовка Е =50 лк k_з = 1, 5

-прихожая Е = 50 лк k_з = 1, 5

2.2.5 Выбор типов осветительных приборов

Светильники разделяют, в зависимости от условий среды, по своей конструкции на следующие: открытые незащищенные, частично пылезащищенные, полностью пылезащищенные, частично и полностью пыленепроницаемые, брызгозащищенные, повышенной надежности против взрыва и взрывонепроницаемые.

В данном дипломном проекте выбраны следующие типы светильников: MW-LIGHT, Lightstar.

Светильники типа MW-LIGHT 374013503, применяются в жилых помещениях и крепятся на потолке.

Светильники типа Lightstar –крепятся данные светильники на стенах.

2.2.6 Расчет количества светильников

Существует несколько методов расчета освеще­ния: метод коэффициента использования, и упрощенный вариант - метод удельной мощности, точечный и комби­нированный методы.

Точечный и комбинированный методы предназна­чены для расчета освещения при любом расположении светильников, при наличии затемнений и при необходи­мости учета отраженной составляющей освещенности. Эти методы используются, как правило, для расчета ло­кализованного освещения и освещения открытых про­странств на минимальную освещенность.

Метод коэффициента использования и удельной мощности предназначены для расчета общего равно­мерного освещения горизонтальных поверхностей по­мещений без затемнения. Расчеты этими методами про­изводятся с достаточной точностью. В данном проекте будет использоваться метод коэффициента использования светового потока.

Рассчитывается освещение в жилой комнате (гостинная). Размеры помещения А х В х H= 5 х 3, 5 х 2, 6 м.

Освещенность Е_н=150лк на расчетной поверхности h_p=0 м.

Коэффициенты отражения поверхностей помещения: ρ _п =70%,

p_с =50%, ρ _р =30%. Источник света - лампы светодиодные типа LED.

Выбран ОП (осветительный прибор) - MW-LIGHT 374013503 E27. Светильник крепится на потолке.

Критерий экономичности λ =0, 96.

Размещение осветительных установок на плане:

, (1) где L_ВР - расстояние между рядами расчетное, м;

λ – коэффициент наивыгоднейшего размещения СП;

h – расчетная высота, м.

Расчетная высота h зависит от высоты помещения, от рабочей высоты

поверхности h_р, на которой необходимо обеспечить нормируемую освещенность и от высоты свеса светового прибора h_С.

Определяется высота свеса по формуле:

h_с=(0, 2…0, 25)H_о , (2)

где H_о –расстояние от рабочей поверхности до потолка, м

H_о=2, 6

Следовательно, h_с =0

Принимается h_с=0м.

Определяется расчетная высота, м

h_р=2, 6

По формуле 1 определяется расчетное расстояние между рядами, м

Определяется число рядов осветительной установки

(3)

где В – ширина помещения, м;

L_ВР –расстояние между рядами, м

По формуле 3 определяется расчетное число рядов

Принимается значение n_p=1

Уточняется расстояние между рядами, м

(4)

Тогда расстояние от стены до ряда по ширине, м

(5)

Определяется расстояние между осветительными приборами по длине

помещения, м

L_AP=(1…1, 5)L_B. (6)

По формуле 6 определяется расстояние по длине между ОП

L_AP= (1…1, 5) 3, 5=3, 5…5, 25

Принимается L_A=5 м.

Тогда расстояние от стены до ряда по длине, м

(7)

Определяется количество ОП в ряду

(8)

Принимается N_p=1.

Проверяется размещение О П на плане по ширине В и по длине А помещения

_М ,

=5(1-1)+2∙ 2, 5=5 м.

Проверка показала, что размещение ОП на плане по ширине и по длине

помещения, произведено верно.

Определяется общее число ОП по формуле

N=N_P∙ n_p (9)

N=1∙ 1=1.

Так как это жилая комната, и обычно вешается один ОП посередине комнаты, то мы выбираем один ОП с большим числом ламп.

Светотехнический расчет ОУ:

Расчетное уравнение для определения необходимого светового потока

ряда

(10)

где Ф_рр – расчетный световой поток ряда, лм;

К_З – коэффициент запаса, отн. ед.;

z – коэффициент минимальной освещенности;

Е – нормируемая освещенность, лк;

S – площадь освещаемой поверхности, м²;

η – коэффициент использования, отн. ед.;

n – число рядов в осветительной установке, шт.

Коэффициент запаса К_З зависит от типа помещения. Для ОУ

промышленных помещений при использовании светодиодных ламп - К_З=1, 25.

Коэффициент минимальной освещенности z = 1, 15 – для светильников с

светодиодными лампами.

η =F(i, ρ, ОП), т.е. коэффициент использования зависит от индекса помещения i, от коэффициентов отражения ρ и от осветительного прибора.

Для определения коэффициента использования η находят индекс

помещения i, который определяется размерами помещения (А, В и расчетной

высотой ОУ- h):

(11)

Определяется индекс помещения по формуле 16, отн. ед.

Исходя из заданных коэффициентов отражения и типа осветительного

прибора, по ([4] с.26, табл.9) определяется коэффициент использования η, %

η =F(i, ρ, ОП)=F(70, 50, 30%; 2, 1; ТОР)=90%.

По формуле 15 определяется величина светового потока ряда, лм

Выбор ИС:

По рассчитанному световому потоку по ([4]с.12, табл.4) выбирается осветительный прибор MW-LIGHT 374013503 E27 со световой лампой типа А70 со световым потоком Ф_Л=1600лм.

Формирование марки ОУ:

Определяется эксплуатационная высота h_э, м

h_э=Н-h_с, (12)

где H- высота помещения, м

h_c- высота свеса, м.

h_э=2, 6

Таблица 1 Светотехническая ведомость

2.2.7 Размещение светильников на плане

Размещение светильников в помещении должно обеспечить равномерное распределение освещенности. Для этого расстояние от крайних с ветильников или рядов до стен принимают равным l/2, где l - расстояние между соседними светильниками или рядами светильников. На рисунке 1 показано размещение светильников LED на примере помещения по ремонту аппаратов и приборов.

(13)

где Ф_л.р – световой поток лампы расчетный, лм;

К_З – коэффициент запаса, отн. ед.;

z – коэффициент минимальной освещенности;

Е – нормируемая освещенность, лк;

S – площадь освещаемой поверхности, м²;

η – коэффициент использования, отн. ед.;

N – число ламп в осветительной установке.

Коэффициент запаса К_З зависит от типа помещения. Для ОУ

промышленных помещений при использовании газоразрядных ламп - К_З=1, 5.

Коэффициент минимальной освещенности z = 1, 1 – для светильников со светодиодными лампами.

η =F(i, ρ, КСС), т.е. коэффициент использования зависит от индекса помещения i, от коэффициентов отражения ρ и от кривых силы света КСС.

Для определения коэффициента использования η находят индекс помещения i, который определяется размерами помещения (А, В и расчетной высотой ОУ- h):

(14) Определяется индекс помещения по формуле 14, относительных ед.

Исходя из заданных коэффициентов отражения и типа осветительного

прибора, по ([4]с.28, табл.9)

Определяется коэффициент использования η, %

η =F(i, ρ, ОП)=F(70, 50, 30%; LED)=58%.

По формуле 13 определяется величина светового потока и тип ИС, лм

По рассчитанному световому потоку выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой удовлетворяет условию:

0, 9 Ф_Л.СТ < Ф_{Л, Р} < 1, 2 Ф_Л.СТ. (15)

Согласно условия

Ф_Л.СТ=(0, 9…1, 2)1604=1444…1925.

По ([4]с.28табл.9) выбирается осветительный прибор MW-LIGHT 374013503 E27 cо светодиодной лампой типа А70 со световым потоком

Ф_Л=1600лм ([4]с.12, табл.4), что вполне удовлетворяет условию, приведенному выше.

Марка ОУ-1х5 MW-LIGHT 374013503 E27.

Определяется эксплуатационная высота H_э, м

H_э=Н-h_с, (16)

где H- высота помещения, м

h_c- высота свеса, м.

H_э=2, 6

Определяются фактические величины освещенности Е_Ф и мощности Р_ОУ осветительной установки, лк. и кВт соответственно.

(17)

где N – число ламп в осветительной установке;

Ф_Л.СТ – световой поток стандартной лампы, лм;

η – коэффициент использования, отн. ед.;

S – площадь освещаемой поверхности, м²;

z – коэффициент минимальной освещенности;

К_З – коэффициент запаса, отн. ед.

Определяется фактическая освещенность по формуле 17, лк

P_oy=P_л∙ N, (18)

где P_oy – мощность осветительной установки, кВт;

P_л – мощность ОП, кВт;

N – общее количество ОП в осветительной установке.

Определяется фактическая мощность осветительной установки по

формуле 25, кВт

P_oy=16∙ 5∙ 10^-3=0, 08 кВт.

ОУ-1х3 MW-LIGHT; Е_Ф=161 лк; P_oy=0, 08кВт.; Ф_Л=1600 лм.

Размещение –l_B=2, 5м, l_A=1, 75м.