Освещение. Часть 1.

Достижения - Услуги - Проектирование - Консультации

Статьи - Информационные - Познавательные - Деловые

Лицензия на выполнение проектных работ и Лицензия на выполнение строительно-монтажных работ

Ссылки - много полезных и интересных сайтов по различным интересам и темам

Самые популярные Русско-английские поисковые системы

Освещение.
Часть 1. Общие положения ОЗ и сооружения - это здания и сооружения непроизводственного характера - СП 31-110-2003 "Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий". Искусственное освещение в жилых, административных помещениях должно обеспечивать нормальные гигиенические условия видимости, необходимые для нормальной деятельности. ОУ играют значительную роль, т.к. наряду с выполнением утилитарных функций они являются средством архитектурной выразительности сооружений. В ОУ применяются системы общего, местного и комбинированного освещения - СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение". Общее освещение служит для освещения всей площади помещения. Комбинирование освещение выполняется с помощью ламп общего освещения, которые обеспечивают нужную освещенность во всем помещении, и ламп местного освещения, создающих повышенную освещенность на РМ (РП). В ОУ различают 4-е вида освещения: рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное. Аварийное освещение обеспечивает 5 % от нормы, но не менее 2 лк в помещениях, и не менее 1 лк на открытых пространствах. Охранное освещение составляет 0.5 лк. Характерные группы помещений В зависимости от уровня зрительной работы помещения делятся на 4-е группы: 1-я группа - помещения с напряженной зрительной работой: административные помещения, классы, аудитории, читальные залы и т.п.; 2-я группа - помещения, в которых зрительная работа состоит в различии объекта и обзора окружающего пространства: торговые залы магазинов, обеденные залы столовых, музеи и выставки, залы заседаний, спортзалы и т.п.; 3-я группа - помещения, в которых зрительная задача состоит в основном из обзора окружающего пространства: фойе, холлы, вестибюли и т.п.; 4-я группа - помещения, в которых зрительная работа необходима только для ориентации человека: коридоры, лестничные площадки, санузлы и т.п. Отметим, что эта разделенность ОЗ на группы условна, т.к. в помещениях 2-ой группы часто располагаются РМ, на которых выполняется напряженная зрительная работа, свойственная помещениям 1-й группы, например, места кассиров и т.п. Источники света В качестве ИС используются ЛН (ГОСТ 2339-79) с патронами (ГОСТ 2746.0-77 и ГОСТ 361-78), ЛЛ (ГОСТ 6825-74) и ряд других ИС. В настоящее время ЛЛ является основным ИС в большинстве помещений ОЗ, генерируемый ими световой поток составляет 85 % от общего в ОУ (справочник под общей редакцией Айзенберг Ю.Б. и др., Справочная книга по светотехнике, М, Энергоатомиздат, 1983). Осветительные приборы Лампа вместе с арматурой называется светильником или ОП (справочник под общей редакцией Айзенберг Ю.Б. и др., Справочная книга по светотехнике, М, Энергоатомиздат, 1983). Номенклатура ОП (ГОСТ 13828-74, ГОСТ 11536-75, ГОСТ 16703-79) для ОЗ значительна, и периодически изменяется. Выбор ОП проводится с учетом их светотехнических параметров, конструктивного исполнения, внешнего вида, способа установки, степени защиты от пыли и воды, по температуре и относительной влажности, механическому воздействию (ГОСТ 8607-74), по взрывобезопасности (ГОСТ 12.27020-76), климатическому исполнению (ГОСТ 15150-69). Электрическая часть ОУ Крупные ОЗ являются сложными и энергоемкими инженерными сооружениями. В зависимости от назначения ОЗ удельная мощность освещения в целом по зданию может составлять 15…30 Вт/кв. м и более. По степени надежности электроснабжения ОЗ и по классу защиты от поражения электрическим током относятся к 2-й или 3-й категории (ГОСТ 12.2.007.13-75). Источники питания Для питания электроприемников ОЗ используется система напряжением 220…380 В. Источниками электропитания служат подстанции. При необходимости в качестве независимого автономного источника питания могут использоваться аккумуляторные батареи (ГОСТ 825-73) напряжением 36…220 В и дизель-генераторные установки. Необходимая надежность ОУ обеспечивается совместным действием всех видов питания. Учет электроэнергии Для ОЗ требования к установке приборов учета, задачи эксплуатационного разграничения между энергоснабжающей организацией и потребителем определяется схемой вводного устройства. Граница эксплуатационного раздела между потребителем и энергоснабжающей организацией указывается в ТУ. Обычно такая граница устанавливается на кабельных наконечниках линий, питающих ВРУ, ГРЩ. Схемы питания Для распределения электроэнергии и защиты электроустановок применяют распределительные устройства. Существует значительное множество характерных схем питания ОЗ - от отдельно стоящего ТП, от встроенного ТП. Мощность необходимую для ОУ можно определить по формуле: Pоу=SнW, Вт или Pоу=(SнE)/Kе, Вт, где: Sн - площадь помещения, кв.м; W - удельная мощность освещения, Вт/кв.м; E - норма освещенности, лк; Kе - коэффициент перевода E в W, Kе=2…2.5. Для питания ОЗ 3-й группы - используются односекционные ВРУ. Более широко используются двухсекционные ВРУ с питанием от 2-х ТП, с применением АВР. Энергоснабжающая организация обязана на границе раздела ответственности выполнять нормы качества электроэнергии - ГОСТ 13109-97 "Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения". Питающие сети освещения Каждая отходящая от ГРЩ или ВРУ линия рабочего освещения питает один или несколько групповых щитков. Все ОЗ имеют планировочные зоны различного назначения, например: зона административных помещений, помещения вестибюльной группы, зона столовой, технические помещения и т.д. Целесообразно каждую из зон питать отдельными линиями. Число групповых щитков в каждой зоне определяется в зависимости от зоны и ее нагрузки. Для повышения надежности зоны необходимо питать от разных линий. Управление освещением В ОЗ используется местное управление с помощью выключателей (ГОСТ 7379-76), устанавливаемых в освещаемых помещениях, так и вне его у входных дверей. В публичных помещениях, выключатели в местах недоступных для посторонних. В ряде случаев удобно дистанционное управление освещением, в этом случае органы управления ОУ устанавливаются у мест постоянных дежурных - вахтеров, администраторов, диспетчерских. Места общего присутствия - коридоры, лестницы, холлы целесообразно автоматизировать с помощью фотоэлектронных устройств. Прокладка сетей Питающие сети на горизонтальных участках выполняются: скрыто в трубах в полах или подвесных потолках; открыто в трубах, лотках, коробах; открыто по конструкциям с использованием приспособлений - скоб, накладок и т.п. (ГОСТ 17557-72, ГОСТ 7396-76). Вертикальная прокладка питающих сетей выполняется аналогично горизонтальной. Наиболее перспективны проводки, выполненные без применения труб, лотков, коробов с использованием каналов и пустот в строительных конструкциях, за подвесными потолками и плинтусами. Кабели и провода для питающих сетей Основным проводниковым материалом для сетей освещения является алюминий. Медь используется в исключительных случаях. Существует обширная номенклатура сортамента проводов и кабелей (ГОСТ 16442-80, ГОСТ 433-73, ГОСТ 1508-78Е, ГОСТ 20520-80, ГОСТ 6323-79, ГОСТ 14175-78, справочник под общей редакцией Белоруссов Н.Н. и др., Электрические кабели, провода и шнуры, М, Энергия, 1979). Наибольшее применение в сетях освещения ОЗ получили провода АПВ и кабеля АВВГ, АВРГ, АНРГ. Часть 2. Выбор и размещение светильников. Расчет освещения. Тип светильника выбирают исходя из условий среды помещений, а также требований к светораспределителю и экономичности осветительной установки в целом. Светильники размещают, локализовано или равномерно, в первом случае хорошо освещается только часть помещения - рабочие места, во втором случае - создается равномерная освещенность всей площади помещения в целом. Светильники размещают рядами или в шахматном порядке или по вершинам квадрата. Расстояние между рядами и между светильниками принимаются в зависимости от расчетной высоты, высоты подвеса светильника над рабочей поверхностью. Эта высота определяется по формуле: h=H-hp-hsv, где H - высота помещения, м hp - высота рабочей поверхности, м, hsv - свес светильника, м Расстояние между светильниками: L=(1.4...2.8)h от крайних светильников до стен: Lst=(0.3…0.5)L 1. Расчет освещения методом коэффициента использования ОУ U=Ф/nФл, где Ф - световой поток, падающий на РП, лм n - количество ламп, шт Фл - световой поток 1-й лампы, лм Величина коэффициента использования зависит от типа светильника, коэффициентов отражения потолка rст, стен rп и индекса помещения j, учитывающего его размеры: j=(АВ)/[n(А+В)], где А - длина помещения, м В - ширина помещения, м h - расчетная высота, м Расчет освещения ЛН заключается в определении светового потока лампы Фл, необходимого для обеспечения min освещенности: Фл=(ESkz)/(nU), где E - норма освещенности, лк S - площадь помещения, кв. м k - коэффициент запаса, k=1.3…1.5 z - коэффициент min освещенности, z=Eср/ E=1.2…1.5 n - количество ламп, шт. U - коэффициента использования ОУ По определенному Фл подбирают лампу, тип светильника (справочник под общей редакцией Айзенберг Ю.Б. и др., Справочная книга по светотехнике, М, Энергоатомиздат, 1983, гл. 13) с учетом архитектурных, монтажных и экономических соображений. 2. Расчет освещения методом удельной мощности* Удельная мощность W, [Вт/кв. м] зависит от типа лампы (светильника), коэффициентов отражения потолка rст, стен rп, площади помещения S и расчетной высоты h, определяется следующим образом: - намечают тип и число ламп исходя из расчетной высоты и расстояния между светильниками; - принимают значение удельной мощности W, [Вт/кв. м]; - определяют расчетную мощность одной лампы: Рл=(WS)/n; - выбираем ближайшую по мощности лампу (Айзенберг Ю.Б. и др., Справочная книга по светотехнике, М, Энергоатомиздат, 1983, гл. 13), если Рл значительно отличается от расчетной, то изменяем количество ламп (светильников). 3. Пример 1 (метод коэффициента использования ОУ):* Помещение: - размеры 610 м: А=6 м, В=10 м - высота H=3.5 м; hp=0.8 м; hsv=0.5 м - окраска стен светлая: rст=70 %, rп=50 % Расчет: - расчетная высота h=H-hp-hsv=3.5-0.8-0.5=2.2 м - расстояние между рядами L'p=1.5h=1.52.2=3.3 м, принимаем Lp=3 м - расстояние от крайнего ряда до стен по А: Lstа=Lp/2=3/2=1.5 м, по В: Lstв=2.0 м - следовательно, надо n=6 ламп (светильников) Определяем индекс помещения: j=(AB)/(h(A+B))=(610)/(2.2(6+10))=1.7 Т.к. rст=70 %, rп=50 %, то коэффициент использования ОУ U=0.47 Принимаем норму освещенности E=75 лк, отсюда Ф'л=2490 лм, при k=1.3, z=1.2 Из таблиц: Айзенберг Ю.Б. и др., Справочная книга по светотехнике, М, Энергоатомиздат, 1983, гл. 13, находим ЛН с Фл=2920 лм, мощностью Рл=200 Вт при Us=220 В Полная устанавливаемая мощность Р=Рлn=2006=1200 Вт Удельная мощность ОУ составит W=P/S=1200/60=20 Вт/кв.м 4. Пример 2 (метод удельной мощности ОУ):* Помещение: - размеры 610 м: S=60 кв.м - высота H=3.5 м; hp=0.8 м; hsv=0.5 м - окраска стен светлая rст=70 %, rп=50 % - в помещении требуется создать норму освещенности En=75 лк Расчет: - расчетная высота h=H-hp-hsv=3.5-0.8-0.5=2.2 м - расстояние между рядами L'p=1.5h=1.52.2=3.3 м, принимаем Lp=3 м - расстояние от крайнего ряда до стен Lst=Lp/2=3/2=1.5 м - следовательно, в данном помещении разместиться n=6 ламп (светильников) Данной норме освещенности En=75 лк, согласно: Айзенберг Ю.Б. и др., Справочная книга по светотехнике, М, Энергоатомиздат, 1983, гл. 13, соответствует удельная мощность W=20.5 Вт/кв.м, отсюда, Р'л=(WS)/n=(20.560)/6=205 Вт, выбираем ЛН с Рл=200 Вт Полная устанавливаемая мощность составит Р=Рлn=2006=1200 Вт Данная мощность ОУ соответствует W=P/S=1200/60=20 Вт/кв.м или En=75 лк 5. Вывод. В обоих случаях получается один и тот же результат. Часть 3.* Размещение и выбор схемы электроснабжения. Расчет проводов. 1. Разместим распределительные устройства, электроприемники в помещении 2. Составим схему соединений 3. Выбираем способ прокладки 4. Выбираем марки проводов, кабелей. Сечение проводов выбирают: 4.1. по нагреву током нагрузки (рабочий ток) или по току нагрузки Ip, А (предельно допустимые токи в проводах и кабелях приведены в книге: Львов А.П., Электрические сети повышенной частоты, М, Энергоиздат, 1981) Ip=P/(Ucosj), где P - мощность установки, Вт U - напряжение питания установки, В cosj - коэффициент мощности 4.2. по механической прочности - для меди min сечение Sm=1.0 кв.мм - для алюминия min сечение Sal=2.5 кв.м 4.3. по условиям защиты от КЗ и перегрузок - max току в проводе Ipr, А (ток КЗ провода) Ipr>Ip, где Ipr - max ток провода, А Ip - max ток нагрузки, А - ток плавкой вставки (ГОСТ 1138-73) Ivs<3Ipr или Ivs=1.1Ip или Ipr>1.25Ivs, где Ivs - ток плавкой вставки, А Ipr - max ток провода, А Ip - max ток нагрузки, А - ток автоматического выключателя Iav=1.5Ip или Ipr>1.5Ip Iav - ток срабатывания автомата, А - по допустимой потере напряжения в проводах DU% при Us DU%=Usкв./(CS), где C - расчетный коэффициент, равный 8.3 [кВтм/кв.мм] для Us=220 В, и 50 [кВтм/кв.мм] при Us=380 В S - сечение провода, кв.мм 5. Пример 3. Выбор и расчет сечения проводов. Имеем: - Us=220 В, DU%=1.5% - помещение: размерами: А=6 м, В=10 м - нагрузок ОУ: ЛН n=6 штук; Р=1200 Вт - ЩО разместим вне помещения - требуемая длина проводов: L1=8 м, L2=L3=2.5 м, L4=1.5 м Расчет: - общая длина проводки L=L1+(L2=L3)+L4=8+2.5+1.5=12 м - ток нагрузки Ip=P/(Ucosj)=1200/220=5.45 А, при cosj=1.0 - проводку сделаем скрытой под штукатуркой - из справочника: Белоруссов Н.Н. и др., Электрические кабели, провода и шнуры, М, Энергия, 1979 или другого выбираем провод марки АПВ, с min сечением S=2.5 кв. мм, max допустимый ток Ipr=20 А (Львов А.П., Электрические сети повышенной частоты, М, Энергоиздат, 1981), это много больше Ip=5.45 А, поэтому выбранное S=2.5 кв. мм, что удовлетворяет условиям - для защиты ОУ применим предохранитель с плавкой вставкой на Ivs=1.1Ip=1.15.45=6 А - проверим удовлетворение условия защиты от КЗ и токов перегрузки: Ipr>1.25Ivs, 20 А > 1.256=7.5 А, Ipr>>Ivs - проверяем выполнения условия по допустимому DU%: D'U%=(PL)/(CS)=(1.212)/(8.32.5)=0.66 %, т.е. D'U %<DU %, а т.к. D'U %<DU %, то сечение провода выбрано правильно. Терминологический словарь ОЗ - общественное здание ОУ - осветительная установка РМ - рабочее место РП - рабочая поверхность ЛН - лампа накаливания ЛЛ - лампа люминесцентная ИС - источник света ОП - осветительный прибор ТУ - технические условия ВРУ - вводно-распределительное устройство ГРЩ - групповой распределительный щит ТП - трансформаторная подстанция АВР - автоматическое включение резерва КЗ - короткое замыкание Литература: Белоруссов Н.Н. и др., Электрические кабели, провода и шнуры, М, Энергия, 1979. Львов А.П., Электрические сети повышенной частоты, М, Энергоиздат, 1981. СН 543-82. Здания и сооружения непроизводственного характера. Айзенберг Ю.Б. и др., Справочная книга по светотехнике, М, Энергоатомиздат, 1983. ВСН 332-74. Инструкция по монтажу электрооборудования, силовых и осветительных сетей. СНиП 3.05.06-85. Электротехнические устройства. РД 34.20.185-94. Инструкция по проектированию городских электрических сетей. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. ГОСТ Р 50571.15-97. Часть 5. Глава 52. Электропроводки. ГОСТ 13109-97. Качество электрической энергии в системах электроснабжения. ГОСТ Р 50571.21-2000. Часть 5. Раздел 548. Выбор и монтаж электрооборудования. ГОСТ Р 50571.24-2000. Часть 5. Глава 51. Выбор и монтаж электрооборудования. И.Брагин. 09.2003.