ВКР. Курсовая работа электрическое освещение
 Скачать 0.85 Mb.
|
Таблица 1 - Классификация светильников по светораспределению (ГОСТ 17677-82)
Таблица 2 - Классификация светильников по типу кривой силы света
1.6 Размещение световых приборов Существуют два вида размещения световых приборов: равномерное и локализованное. Если при локализованном способе размещения вопрос выбора места расположения светового прибора должен решаться в каждом случае индивидуально на основе детальных знакомств с технологическим процессом и планом размещения освещаемых объектов, то при равномерном размещении СП следует руководствоваться рядом общих положений. Практика проектирования показывает, что при равномерном освещении светильники следует размещать по вершинам квадрата или ромба. Если их разместить по вершинам квадрата не удается, то располагают по вершинам прямоугольника. При этом желательно, чтобы отношение большей стороны к меньшей не превышало 1,5. Расчётная высота установки светильников определяется формулой h = ho - hсв - hр (1.3.) где ho - высота помещения, м; hсв - высота свеса светильников; hсв=0,30,5 м - для подвесных светильников; hсв=0,00,2 м - для плафонов и встроенных светильников; hр - высота рабочей поверхности над полом. Высота свеса может быть и больше, чем 0,5 м (например, для местного освещения), но в этом случае светильники должны устанавливаться на жестких подвесках, не допускающих раскачивания светильников.  (1.4.)где с - относительное светотехнически выгодное расстояние между светильниками (табл. 3). Таблица 3 - Рекомендуемые значения для светильников с типовыми кривыми (ГОСТ 13828-74)
Число светильников в ряду nа и число рядов светильников nв определяют по формулам nа = а/Lопт и nв = в/Lопт (1.5) где а и в - длина и ширина помещения, м. Дробные значения nа и nв округляют до целого большего числа. Размещение светильников определяют при любом методе расчёта освещения. Общее число светильников в помещении: N=nanв; Для расположения светильников на плане помещения рассчитывают уточненные расстояния между светильниками и их рядами: Lа =  ; Lв =  (1.6)Расстояние между стеной и крайними светильниками рекомендуют брать 0,5L. Если рабочие поверхности расположены у стен, то расстояние между стеной и крайним рядом светильников рекомендуют брать 0,3L. 1.7 Определение мощности лампы Мощность лампы, которую необходимо установить в выбранный светильник, определяется светотехническим расчётом освещенности. Известны три метода расчёта освещенности: 1.7.1 Метод коэффициента использования светового потока осветительной установки Данный метод применяется для расчёта общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей, равновеликих к полу, при светильниках любого типа. Потребный поток ламп в каждом светильнике находится по формуле: Фл =  (1.7)где Е  - нормируемое значение освещенности; Кз - коэффициент запаса; S - освещаемая площадь; N - число светильников; UОУ - коэффициент использования светового потока. Коэффициент z, входящий в формулу (1.7), характеризует неравномерность освещения. В наибольшей степени z зависит от отношения расстояния между светильниками к расчётной высоте (L/h). При L/h, не превышающем рекомендуемых значений (L0,5h), принимается z = 1,15 для ЛН и ДРЛ и z = 1,10 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящихся линий. Для отраженного освещения полагается z=1,0; при расчёте на среднюю освещенность z не учитывается. Под коэффициентом использования UОУ понимают отношение светового потока, падающего на расчётную плоскость, к световому потоку источников света. Коэффициент UОУ зависит от светораспределения светильников и их размещения в помещениях; от размеров освещаемого помещения и отражающих свойств его поверхностей; от отражающих свойств рабочей поверхности. Соотношение размеров освещаемого помещения и высота подвеса светильников в нем характеризуются индексом помещения.  (1.8.)где  - длина помещения;  - его ширина; h - расчётная высота подвеса светильников. Коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка п и стен с - оцениваются с помощью таблицы 33 [6]. Коэффициент отражения расчётной поверхности или пола в большинстве случаев принимается р = 0,1. По найденным значениям индекса помещения  и коэффициентов отражения п, с и р для выбранного типа светильников определяется коэффициент использования UОУ по формуле где  - значение коэффициента использования для светильника с типовой КСС по таблице 32[6]. - коэффициент полезного действия светильника (в относительных величинах).Порядок расчёта методом коэффициента использования следующий: 1) определяется h, тип и число светильников N в помещении, как указывалось выше; 2) по таблицам находятся коэффициент запаса Кз; поправочный коэффициент z; нормированная освещенность Ен; 3) вычисляется индекс помещения iп по формуле 1.8; 4) определяется коэффициент использования светового потока ламп UОУ; 5) по формуле 1.7 находится необходимый поток ламп в одном светильнике; 6) выбирается лампа с близким по величине световым потоком. Световой поток светильника при выбранных лампах не должен отличаться от Фл больше чем на величину (-10% +20%). Должно выполняться следующее условие:   . При невозможности выбора ламп с таким приближением корректируется число светильников N либо высота подвеса светильников h.Суммарная длина N светильников сопоставляется с длиной помещения, причем возможны следующие случаи: суммарная длина светильников превышает длину помещения - необходимо или применить более мощные лампы (у которых световой поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов, или компоновать ряды из сдвоенных, строенных светильников; суммарная длина светильников равна длине помещения – задача решается установкой непрерывного ряда светильников; суммарная длина светильников меньше длины помещения - принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами между светильниками. Из нескольких возможных вариантов на основе технико-экономических соображений выбирается наилучший. Рекомендуется, чтобы не превышала 0,5 расчётной высоты (кроме многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий). При заданном потоке ряда светильников Фл формула (1.7) решается относительно N. Пример 1. В помещении площадью 200 м2 и с индексом iп=1,25 светильниками типа НПП5-100 требуется обеспечить Ен=30лк при Кз=1,5. Задано п=50%, с = 30%, р=10%, z=1,15. По таблице 31[6] данный тип светильника имеет КСС типа М. для iп = 1,25 и КСС типа М определяется коэффициент UОУ=45% (в расчетную формулу проставляется в относительных величинах U  =0,45).В светильнике применена лампа типа БК215-225-100 с Фл=1500 лм [6]. Необходимое число светильников может быть определено в соответствии с формулой (1.9): N =  (1.9)в данном случае:  Пример 2. В том же помещении установлено три продольных ряда светильников ЛСПО2 (КСС типа Д-2) с лампами ЛБ и требуется обеспечить Е = 300 лк при Кз=1,5. В таблице 32 [6] этим условиям соответствует UОУ=0,52. Поток ламп одного ряда  Если применить светильники с лампами 2х40 Вт (с общим потоком 6400 лм), то в ряду необходимо установить 63 460:6400 11 светильников: если же светильники с лампами 2х65 Вт (с потоком 9600 лм), в ряду необходимы 6 светильников. Так как длина помещения не менее 20 м, то в обоих случаях светильники вмещаются в ряд. Некоторые преимущества имеет первый вариант, при котором разрывы между светильниками меньше. Метод удельной мощности Этот метод является упрощением метода коэффициента использования. Метод рекомендуется для расчёта освещения второстепенных помещений, а также для расчёта осветительной нагрузки, когда расчёт освещения не входит в задание проекта. Удельной мощностью называют частное от деления общей мощности установленных в помещении ламп на площадь помещения (Вт/м2)  (1.10)где Рл - мощность одной лампы, Вт; N - число ламп; S - площадь помещения, м2. В таблицах 36-41[6] приводятся данные об удельной мощности для светильников прямого света с типовыми КСС. Удельная мощность является важнейшим энергетическим показателем осветительной установки, широко используемым для оценки экономичности решений и для предварительного определения осветительной нагрузки на начальных стадиях проектирования. Таблицами удельной мощности необходимо пользоваться в пределах данных, для которых они составлены. К учитываемым параметрам относятся: 1) тип КСС светильника; нормируемая освещенность; 3) коэффициент запаса (если коэффициент запаса, принятый для расчёта, отличается от указанных в таблице, то допускается пропорциональный перерасчёт удельной мощности); коэффициент отражения ограждающих поверхностей помещения (при более светлых или более темных поверхностях допускается соответственно уменьшать или увеличивать на 10 % удельную мощность); расчётная высота; площадь помещения; коэффициент z; напряжение лампы накаливания (табличные значения удельной мощности для ЛН соответствуют напряжению 220 В; при напряжении 127 В значение удельной мощности, взятое из таблиц, должно быть умножено на 0,86); КПД светильников (в таблицах приведены W для условного КПД = 100%; расчётное значение W для освещенности 100 лк от реально применяемых светильников определяется делением табличного значения W100% на выраженный в долях единицы КПД светильников); 10) коэффициент использования (необходимо отметить прямую пропорциональность между Е и W для люминесцентных ламп. Приводимые в таблицах W для Е=100 лк изменяются пропорционально при рассчитываемых Ен. Таблицы 36-41[6] рассчитывались для светильников прямого света при отношении расстояний между ними или между их рядами к высоте подвеса L:h=0,4 для КСС типов Г-3, К-1, К-2; L:h=1,0 для КСС типов Д-3, Г-1, Г-2 и L:h=1,5 для КСС типов Д-1, Д-2, а также при полном совпадении данных, для которых составлены эти таблицы. Порядок расчёта по удельной мощности при лампах накаливания и лампах типа ДРЛ: определяется h, тип и число светильников N в помещении; по таблицам находится нормированная освещенность для данного вида помещений Ен; по соответствующей таблице находится удельная мощность W; определяется мощность лампы по формуле: Рл = WS/N (1.11) и подбирается ближайшая стандартная лампа. Если расчётная мощность лампы оказывается большей, чем в принятых светильниках, следует определить необходимое число светильников, приняв мощность лампы, приемлемую для данного светильника. При люминесцентных лампах сохраняется прежний порядок расчёта освещения помещений, включая определение числа рядов светильников N и спектрального типа лампы; по соответствующей таблице находится удельная мощность W для ламп данной мощности или нескольких возможных к применению мощностей; для тех же ламп определяется необходимое число светильников в ряду: N=WS/Рл (1.12) и осуществляется компоновка ряда, как рассмотрено выше. Пример 3. В помещении площадью S = А х В = 16 х 10 = 160 м2 с п=0,5; с=0,3; р=0,1 на расчётной высоте h=3,2 м предполагается установить светильники типа ЛСПО2-2 Х 40-10 (КСС типа Д-3, КПД=60%) с ЛЛ типа ЛБ. Определить число светильников, необходимое для создания освещенности Е=300 лк при коэффициенте запаса Кз = 1,8 и коэффициенте неравномерности z=1,1. По таблице 38 [6] находится W100% = 2,9 Вт/м2. Но так как в таблице Е=100 лк; Кз=1,5 и КПД=100%, пропорциональным перерасчётом определяется значение:   Число светильников: N=WS/Pл=(17,4160)/8035 шт. Таким образом, предусматривается 3 ряда по 12 светильников в каждом. 1.7.3 Точечный метод Этот метод применяется для закрытых помещений, как поверочный, при расчётах освещения открытых пространств, расчётах аварийного, местного и дежурного освещения, а также для расчёта освещения наклонных и вертикальных поверхностей. В общем случае для расчёта освещенностей в какой-либо точке А рабочей поверхности используется следующая формула: ЕА =  (1.13)где N – число светильников в установке; I – сила света светильника в направлении точки освещения, кд; - угол между вектором I и нормалью к поверхности, в которой лежит точка А; R – расстояние от светильника до освещаемой точки А; кз – коэффициент запаса. Силу света определяют из продольных кривых светораспределения. Так как функция I(а) в таблицах и на графиках дается для светильников с условной лампой в 1000 лм, то истинное значение ее определяется по формуле:   (1.14)где Ia1000 – табличное значение силы света светильника, кд; Фл – световой поток лампы, установленной в светильнике, лм; 1000 – условный поток лампы, лм. Расчёт освещенности от точечного источника Для определения освещенности в точке, расположенной на горизонтальной поверхности, обычно пользуются следующей формулой: ЕГА =  (1.15)где е =  - условная освещенность, создаваемая отдельным светильником осветительной установки в точке А.Величину е определяют по графикам изолюкс в зависимости от высоты установки светильника над рабочей поверхностью (h) и расстояния от контрольной точки до проекции светильника на плоскость, на которой расположена освещаемая точка (d). Если в установке светильников много (N8), то в сумму  включаются значения е только от ближайших светильников. Влияние на освещенность точки А удаленных светильников, а также отраженной составляющей освещенности учитывается коэффициентом : = уо  (1.16)где у – коэффициент, учитывающий влияние удаленных светильников; о – коэффициент, учитывающий отраженную составляющую освещенности; для упрощения расчётов допускается принимать =1,11,2. емин – наименьшая условная освещенность, входящая в е; Ио.у.=0 – коэффициент использования осветительной установки при отсутствии отражающих поверхностей (черная комната). Для определения освещенности в наклонной и вертикальной плоскости можно использовать формулу: Е =  (1.17)где - поправочный коэффициент, зависящий от угла ; - угол, образованный горизонтальной плоскостью и неосвещенной стороной наклонной плоскости) и отношения  ; р – расстояние от светильника до пересечения наклонной и горизонтальной плоскости в плане). Для вертикальной плоскости =tg. Пример 4. В помещении, часть которого показана на рис. 1, выполнить проверку освещенности в контрольных точках. Ен=50 лк, кз=1,3, светильники НСПО1 "Астра" с лампами Г215-225-200. (Фл.табл. = 2950 лм). Расчётная высота 3 м. Размеры полей 6х4 м. Расстояние d определяется обмером по плану помещения, величина е определяется по графикам пространственных изолюкс условной горизонтальной освещенности (рисунок 1). Данные сведены в таблицу 4.  Рисунок 1 (к примеру 4) Наихудшей оказывается точка В. Рассчитываем освещенность в ней, принимая =1,1. Ев =     Условие выполняется. Таблица 4 - Результаты расчета условной освещенности
Расчёт освещенности от линейных источников При низком расположении люминесцентных ламп над рабочей поверхностью (при h 2Lо), а также при расположении светильников в линию, световой поток ламп светящейся линии определяется формулой: NлФл =  (1.18)где Lл – длина лампы; nл – число ламп в светильнике; - относительная линейная освещенность, определяемая по графикам линейных изолюкс, построенных в координатах L и р, при этом L =  ; р = ; (1.19)где Lо – длина светящейся линии; р – расстояние от торца светящейся линии до контрольной точки в плане по перпендикуляру. Линейные изолюксы (рисунок 1-12) [6] дают относительную горизонтальную освещенность при h =1 м и Ф=1000 лм/м, где Ф - плотность светового потока в ряду, т.е. отношение суммарного потока ламп к длине светящейся полосы. Линейные изолюксы строятся для случая, когда расчетная точка совпадает с проекцией конца светящегося элемента на расчётную плоскость. При использовании линейных изолюкс порядок расчёта для светящихся полос следующий. Определяется расчётная высота h, тип светильников и люминесцентных ламп в них, размещение светильников в линии и линий в помещении. Светящиеся линии наносят на план помещения, вычерченный в масштабе. На план помещения наносится контрольная точка А. По плану определяются размеры р и L, находятся отношения р=р/h и L= L/h, где величины р и L соответствуют рисунку 2. Если точка не лежит против конца ряда светильников, то последний разделяется на две части или дополняется условным отрезком с последующим сложением или вычитанием освещенности (как поясняет рисунок 2.)
Рис. 2 - К определению условной относительной освещенности в точке, не лежащей против торца светящейся линии По графикам линейных изолюкс (рисунок 1-12( [6] для точки с координатами р и L определяется . Вычисляется  от ближайших рядов или их частей, освещающих точку.Контрольная точка, как и при светильниках с лампами накаливания, выбирается наихудшая в пределах фактического расположения рабочих мест, т.е. обычно между рядами. При длинных рядах светильников для предотвращения уменьшения освещенности у концов рядов следует либо продолжить ряды на длину 0,5h за пределы рабочих мест, либо на такой же длине у конца каждого ряда создать удвоенную плотность потока, либо по концам продольных рядов светильников установить еще по одному поперечному ряду. При выполнении одного из этих условий контрольные точки выбрать у середины рядов. Пример 5. Светильники серии ЛСОО2 с двумя люминесцентными лампами типа ЛБ40 мощностью по 40 Вт расположены вплотную в один ряд параллельно расчётной плоскости на высоте h=4 м. Полная длина ряда 18 м, длина светильника Lл=1,2 м. Определить освещенность в точке А (рис.4) при коэффициенте запаса Кз=1,5. Р е ш е н и е 1. Определяются относительные параметры р=р/h=2/4=0,5; L`1 = L1/h=4/4=1; L`2=14/4=3,5. 2.Определяется относительная освещенность в точке А от двух частей линии длиной 4 и 14 м (рис.4), для этого по линейным изолюксам светильника (рис 4.3) по значениям L1 и L2 находятся соответственно 1=70 лк и 2=85 лк. Р  исунок 3 - Линейные изолюксы светильника ЛСОО2 Для ламп типа ЛБ световой поток Ф=3200 лм, световой поток ламп в светильнике Фл=3200Х2=6400. Для определения освещенности в расчетной точке уравнение (1.18) записывается относительно Е:   Рисунок 4. (к примеру 5) 1 .8 Наружное освещение Для наружного освещения могут применяться любые источники света. Для охранного освещения территорий предприятий применение разрядных ламп не допускается в случаях, когда охранное освещение нормально не включено и включается автоматически от действия охранной сигнализации. Осветительные приборы наружного освещения (светильники, прожекторы) могут устанавливаться на специально предназначенных для такого освещения опорах, а также на опорах воздушных линий до 1кВ, опорах контактной сети электрифицированного городского транспорта всех видов токов напряжением до 600 В, стенах и перекрытиях зданий и сооружений, мачтах (в том числе мачтах отдельно стоящих молниеотводов), технологических эстакадах, площадках технологических установок и дымовых труб, парапетах и ограждениях мостов и транспортных эстакад, на металлических, железобетонных и других конструкциях зданий и сооружений независимо от отметки их расположения, могут быть подвешены на тросах, укрепленных на стенах зданий и опорах, а также установлены на уровне земли и ниже. При подвеске светильников на тросах должны приниматься меры по исключению раскачивания светильников от воздействия ветра. Над проезжей частью улиц, дорог и площадей светильники должны устанавливаться на высоте не менее 6,5 м. Над бульварами и пешеходными дорогами светильники должны устанавливаться на высоте не менее 3 м. Питание установок наружного освещения может выполняться непосредственно от трансформаторных подстанций, распределительных пунктов и вводно-распределительных устройств (ВРУ). Для питания светильников уличного освещения, а также наружного освещения промышленных предприятий должны прокладываться, как правило, самостоятельные линии. Питание светильников допускается выполнять от дополнительно прокладываемых для этого фазных и общего нулевого провода воздушной электрической сети города, населенного пункта, промышленного предприятия. Светильники, установленные у входов в здания, рекомендуется присоединять к групповой сети внутреннего освещения и в первую очередь к сети освещения безопасности или эвакуационного освещения, которые включаются одновременно с рабочим освещением. Сети наружного освещения рекомендуется выполнять кабельными или воздушными с использованием самонесущих изолированных проводов. В обоснованных случаях для воздушных распределительных сетей освещения улиц, дорог, площадей, территорий микрорайонов и населенных пунктов допускается использование изолированных проводов. Управление наружным освещением должно выполняться независимым от управления внутренним освещением. В городах и населенных пунктах, на промышленных предприятиях должно предусматриваться централизованное управление наружным освещением. Расчёт электрического освещения открытых пространств Освещение может выполняться светильниками и прожекторами. Каждая из этих систем имеет свои преимущества и недостатки. При больших (в длину и ширину) размерах освещаемой поверхности и особенно если нежелательна или невозможна установка на ней опор, необходимо использовать прожекторы. При высоких требованиях к качеству освещения и при освещении узких полос (улиц, дорог, проходов между зданиями) следует применять светильники. Освещение светильниками. При освещении открытых пространств используется формула: Ф =  (1.20) где Е, к, h – соответственно освещенность, лк, коэффициент запаса, расчётная высота (обычно 6,0…10,0 м); Ф – световой поток ламп в светильнике, лм; - сумма относительных освещений в контрольной точке, - определяются по кривым относительной освещенности в зависимости от соотношения d/h, где d – расстояние от контрольной точки А до проекции светильника на освещаемую поверхность. Она выбирается обычно между светильниками (рисунок 5а) или при однорядном расположении – по краю, противоположному ряду светильников (рисунок 5б).  Рис. 5 - Выбор контрольной точки а) при двухрядном; б) однорядном расположении светильников Чаще всего при расчёте определяют расстояние между светильниками L при заданной освещенности, типа светильников и высоте их установки. В этом случае по формуле находят . Определяют (например, для случая на рисунке 5б делят на 2). Пользуясь графиком на рисунке 6 для полученного значения и выбранного типа светильника определяют отношение d/h, по которому вычисляют d. При заданной ширине освещаемой полосы в и найденному значению d находят длину пролёта L. Способ размещения светильников следует выбирать в соответствии с таблицей 5. Таблица 5 - Способы размещения светильников наружного освещения
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
лк
