- •Светотехника Методические указания к курсовому и дипломному проектированию
- •Кафедра электрификации инженерного факультета ягсха
- •Глава 1 проектирование светотехнических установок 9
- •Глава 2 светотехническая часть проекта ………………….. 24
- •Глава 3 расчет электрического освещения ………………. 53
- •Глава 4 расчет осветительных сетей .………………………… 68
- •1 Проектирование светотехнических установок
- •1.1 Фотометрия
- •1.1.1 Энергетические величины
- •Единица энергетической освещенности совпадает с единицей энергетической светимости.
- •1.1.2 Светотехнические единицы
- •1.2 Нормы искусственного освещения
- •Требования к электрическому освещению и нормы освещенности
- •1.5. Содержание проекта электрического освещения
- •2 Светотехническая часть проекта
- •2.1 Выбор источников света
- •2.1.1 Лампы накаливания
- •2.1.2 Люминесцентные лампы
- •2.1.3 Ртутные лампы высокого давления
- •2.1.4 Специальные разрядные лампы
- •2.1.6 Светодиодные источники света
- •2.2 Системы и виды освещения
- •2.3 Выбор типа светильника
- •2.4 Расположение и высота подвеса светильников
- •2.5 Техникоэкономические расчеты и выбор осветительных установок
- •3 Расчет электрического освещения
- •3.1 Методы расчета электрического освещения
- •3.2 Расчет освещения по методу коэффициента использования светового потока
- •Порядок расчета освещения
- •3.3 Расчет освещения точечным методом
- •3.3.1 Определение горизонтальной освещенности
- •Расчет осветительных установок наружного освещения
- •3.5. Прожекторное освещение
2.3 Выбор типа светильника
Источники света (лампы) с осветительной арматурой, называемые световыми приборами. Их подразделяют на приборы ближнего действия (светильники) и дальнего прожекторы. Осветительная арматура светильников обеспечивает:
рациональное распределение светового потока источника света;
защищу глаз наблюдателя от чрезмерной яркости источника света;
ограждение источника света от механических повреждений и загрязнений;
крепление источника света и подвод электрического тока.
Светильники характеризуются следующими основными показателями:
пространственным распределением силы света;
коэффициентом полезного действия;
величиной защитного угла.
Распределение силы света от осветительных приборов в различные направления пространства характеризуется кривыми силы света построенными в полярной системе координат. На рисунке 2.3 представлена кривая силы света симметричного светильника. Каждая точка кривой определяет в выбранном масштабе значение силы света I в направлении угла . По вертикальной оси откладывают в масштабе значение силы света в канделах. Для светильников с люминесцентными лампами (частный случай несимметричных светильников), светораспределение определяется двумя кривыми распределения силы света в продольной и поперечной плоскостях.
Коэффициент полезного действия светильника отношение светового потока светильника ФСВ к световому потоку лампы ФЛ :
= ФСВ / ФЛ . (2.2)
У современных светильников = 0,8 0,85.
180
225 135
270 90
315 45 Рисунок 2.4 Кривая силы света симметричного светильника I кд 0
|
Для ограничения слепящего действия от прямых лучей источника света каждый светильник имеет защитный угол . У светильников с лампами накаливания без затенителей угол образуется двумя прямыми линиями, из которых одна проходит через нить накала лампы, а другая соединяет крайнюю точку тела, накала с противоположным краем отражателя (Рисунок 2.5).
А Б
h Решетка рассеивателя Rн R люминесцентного светильника
Пограничная линия
Рисунок 2.5 Защитный угол светильника с лампой накаливания (А) и с люминесцентными лампами (Б)
|
Величина защитного угла определяется выражением:
tg = h / (Rн + R ) (2.3)
где h расстояние от нити накала лампы до уровня выходного отверстия светильника;
R; Rн радиусы: выходного отверстия плафона и кольца нити накала лампы.
.Основным признаком для классификации светильников по характеру распределения светового потока является отношение светового потока, излучаемого светильником в нижнюю полусферу (ФСВН) к полному потоку светильника ФСП. По этому признаку ГОСТ 1767782 делят все светильники на пять классов: прямого света; преимущественно прямого света; рассеянного света; преимущественно отраженного света; отраженного света. Характер распределения светового потока светильниками дан в таблице 2.12.
Таблица 2.12
Классификация светильников по световому потоку
Класс светильников |
Наименование класса светильников |
Доля светового потока, направленного в нижнюю полусферу (ФСВ)Н от всего потока светильника ФСЕ |
П |
Прямого света |
[(ФСВ)Н /ФСВ] > 80 % |
Н |
Преимущественно прямого света |
60 % < [(ФСВ)Н /ФСВ] ≤ 80 % |
Р |
Рассеянного света |
40% < [(ФСВ)Н /ФСВ] ≤ 60% |
В |
Преимущественно отраженного света |
20%<[(ФСВ)Н /ФСВ] ≤ 40% |
О |
Отраженного света |
[(ФСВ)Н /ФСВ] ≤ 20% |
ГОСТ 1767782 классифицируют светильники в зависимости от формы кривой силы света. Из семи типовых форм кривых различают светильники с формами: концентрированной К, глубокой Г, косинусной Д, полуширокой Л, широкой Ш, равномерной М, синусной – С. На рисунке 2.6 приведены типы кривых сил света для светового потока светильника ФСВН = 1000 лм.
По степени защиты от окружающей среды светильники делятся на открытые (лампа не отделена от внешней среды), пылезащищенные, вла-гозащищенные и взрывозащищенные. Степень защиты светильников от внешней среды обозначается двумя буквами IP (международная защита) и двумя цифрами, из которых первая означает степень защиты от пыли, вторая от воды. Если светильник имеет некоторые конструктивные особенности, то в обозначении степени его защиты указываются только две цифры без IP, а у первой цифры добавляется штрих. По степени защиты от окружающей среды светильники делятся на открытые (лампа не отделена от внешней среды), пылезащищенные, влагозащищенные и взрывозащищенные. Степень защиты светильников от внешней среды обозначается двумя буквами IP (международная защита) и двумя цифрами, из которых первая означает степень защиты от пыли, вторая от воды.
0 90 1 С 85 2 80 3 75 Ш
4 70 5 6 60 7 8 55
9 50 Л 10 М 45 11 Д 12 Рисунок 2.6. 20 25 Г 30 классификация светильников I по ГОСТ 1767782 0 К 10 15 Сила света I дана в условных единицах
|
Если светильник имеет некоторые конструктивные особенности, то в обозначении степени его защиты указываются только две цифры без IP, а у первой цифры добавляется штрих. В зависимости от защиты светильников от воздействия пыли первые цифры означают: 1 открытые (пыленезащищенные); 2' перекрытые (пыленезащищенные) с неуплотненной светопроницаемой оболочкой; 5 пылезащищенные, допускающие проникновение пыли в полость светильника только в безвредных количествах; 5' с ограниченной зоной пылезащиты только в пределах расположения контактных частей; 6 пыленепроницаемые и 6' с ограниченной зоной пыленепроницаемости.
В зависимости от защиты светильников от воды вторая цифра означает: 0 незащищенные, 2 каплезащищенные, 3 дождезащищенные, 4 брызгозашищенные, 5 струезащищенные.
По степени защиты от взрыва различают светильники повышенной надежности против взрыва и взрывонепроницаемые.
Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании осветительной установки, является выбор типа светильника, который должен определяться [5, 6]: характером окружающей среды; требованиями к светораспределению и ограничению слепящего действия; экономичностью и надежностью работы осветительной установки; пожарной безопасностью; электробезопасностью.
Условия электробезопасности особенно существенны при малой высоте подвеса светильников с лампами накаливания. Светильники, установленные на высоте менее 2,5 [м] в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных и питаемые напряжением выше 42 [В], должны иметь доступ к лампе только с применением инструмента.
Экономичность светильника повышается с увеличением доли светового потока, направляемого в нижнюю часть пространства, и степени концентрации светового потока. Качество освещения улучшается, если светильник направляет часть светового потока в верхнюю зону помещения, так как в этом случае смягчаются тени, уменьшается слепящее действие, улучшается зрительное восприятие помещения.
Конструктивные исполнения светильников по защите от воздействий окружающей среды и допустимые по условиям среды типы светильников с лампами накаливания, лампами ДРЛ, с люминесцентными лампами принимаются по справочным таблицам. Если выбранный светильник конструктивно не соответствует условиям внешней среды, это может привести к его чрезмерному запылению (в пыльных помещениях). В результате уменьшается световой поток, возможна коррозия металлических частей и преждевременный выход светильника строя (в особо сырых помещениях). Возможно повреждение изоляции проводов и короткое замыкание между проводами или на корпус светильника, приводящее в пожаро- и взрывоопасных помещениях к пожару или взрыву.
В пожароопасных помещениях, в которых применяются или хранятся горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 45°С, или выделяется пыль, или волокна, образующие с воздухом легковоспламеняющиеся смеси, рекомендуется применение полностью пыленепроницаемых светильников и допускается применение полностью пылезащищенных светильников.
В пожароопасных помещениях, в которых содержатся твердые или волокнистые горючие материалы (дерево, ткани, табачная пыль, сахарначя пудра, мучная пыль), возможно образование легковоспламеняющихся смесей, поэтому в них исключается применение незащищенных перекрытых светильников. Светильники с лампами накаливания при этом должны быть заккрыты защитным силикатным стеклом, а светильники с лампами ДРЛ защитной сеткой.
Во взрывоопасных помещениях необходимо применение светильников во взрывонепроницаемом исполнении. В пыльных помещениях должны применяться светильники полностью в пылезащищенном или полностью пыленепроницаемом исполнении. При ограниченном количестве пыли в зоне установки светильников и при условии, что пыль не горит на колбе лампы, допускается применение открытых светильников.
В особо сырых помещениях рекомендуется применение светильников в пыленепроницаемом, пылезащищенном или брызгозащищенном исполнениях. При этом корпус светильника и патрон должны быть выполнены из влагостойких материалов, а ввод проводов должен исключать возможность замыкания их между собой или с корпусом светильника.
Аналогичные требования предъявляются к светильникам для освещения помещений с химически активной средой. При этом необходимо одновременно учитывать характер выделений и выбирать конструктивные узлы светильников и изоляцию проводов для зарядки стойкими по отношению к выделяемым химическим веществам.
В нормальных сухих и влажных помещениях допускается применение всех типов незащищенных светильников. В сырых помещениях также допускается использование незащищенных светильников, но при условии выполнения корпуса патрона из изоляционных и влагостойких материалов.
В помещениях с нормальной средой, влажных, с ограниченным количеством пыли и жарких применяют светильники со степенью защиты IP 20. В помещениях сырых, особо сырых, с химически активной средой, пыльных и жарких применяют светильники со степенью защиты IP61, IP53, IP54. В особо пыльных помещениях применяют светильники со степенью защиты IP50 и IP60.
Для освещения помещений, стены и потолок которых имеют низкие отражающие свойства (производственные помещения с большим процентом остекления стен и с ферменными перекрытиями на потолке) целесообразно применение светильников типа У, Гэ, Гс, Гк. Тогда светильники прямого света, излучая световой поток вниз, на рабочие поверхности, гарантируют минимальные потери и максимальное использование светового потока источников света. При этом, чем выше освещаемое помещение и больше нормированная освещенность, тем более концентрированным светораспределением должен обладать светильник при высоте помещения 8 м и более становится целесообразным использование зеркальных светильников (Гс, Гк) или зеркальных ламп. Для освещения горизонтальных рабочих поверхностей в производственных цехах и помещениях с низкими коэффициентами отражения стен и потолков применяют светильники класса П с кривой силы света К при высоких потолках, а с уменьшением высоты потолков кривые силы света Г и Д. При освещении производственных помещений, стены и потолки которых обладают достаточно высокими отражающими свойствами, целесообразно применение светильников преимущественно прямого света, направляющих от 20 до 40% светового потока на потолок помещения (ОДО, ШОД). В этом случае применяют светильники классов Н и Р с кривыми силы света К, Г, Д (с учетом высоты потолков).
Для освещения территорий промышленных предприятий обычно применяются простые по конструкции светильники с широкой кривой силы света Ш и максимумом по оси симметрии светильника.
Светильники классов Н и Р с кривыми силы света Д и Л применяют для освещения административноконторских, учебных помещений, лабораторий и др. Светильники классов В и 01 применяют в тех случаях, когда необходимо создавать архитектурное освещение помещений в общественных зданиях.
Основные параметры некоторых типов светильников, применяемых для общего освещения производственных помещений и помещений общественных зданий приведены в таблице 2.13.
Таблица 2.13. Основные параметры некоторых типов светильников,
применяемых для общего освещения производственных помещений
Наименование светильника
|
Источник света |
Степень защиты
|
Класс светрас-пределс- НИЯ
|
Способ установки светильника
| ||
Тип |
Колво ламп в светильнике |
Мощность, Вт | ||||
Производственные помещения | ||||||
Гс,НСШ7 |
ЛН |
1 |
500, 1000 |
1Р20 |
П |
Подвесной |
ГсУ,НСШ7 |
ЛН |
1 |
500,1000 |
5'3 |
П |
Подвесной |
УПМ15 |
ЛН |
1 |
500 |
5*0 |
П |
Подвесной |
УПД, НСП20 |
ЛН |
1 |
500, 1000 |
5'0 |
П |
Подвесной |
ППР.НСШ 1 |
ЛН |
1 |
100,200, 500 |
IP60 |
р |
Подвесной |
ППД,НСГШ |
ЛН |
1 |
100,200, 500 |
IP63 |
п |
Подвесной |
ППД2, НСП20 |
ЛН |
1 |
500 |
1Р63 |
п |
Подвесной |
НСП01, «Астра» |
ЛН |
1 |
100 |
1Р23 |
п |
Подвесной |
Производственные помещения | ||||||
ПСХ |
ЛН |
1 |
60 |
IP54 |
п |
Потолочный, настенный |
Н4БЗООМ |
ЛН |
1 |
300 |
|
п |
Подвесной |
.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 | |
ВЗГ100А |
ЛН |
1 |
100 |
|
П |
Потолочный | |
ВЗГ200АМ |
ЛН |
1 |
200 |
|
П |
Подвесной | |
ВЗГ-В4 А-200М |
ЛН |
1 |
200 |
|
П |
Подвесной | |
СД2ДРЛ |
ДРЛ |
1 |
250,400, 700, 1000 |
IP20 |
П |
Подвесной | |
С34ДРЛ |
ДРЛ |
1 |
250, 400, 700,1000 |
1Р20 |
П |
Подвесной | |
РСП05 |
дрл |
1 |
250,400, 700, 1000 |
IP23 |
П |
Подвесной | |
упддрл |
ДРЛ |
1 |
250,400 |
5'0 |
п |
Подвесной | |
Лд |
лл |
2 |
40, 80 |
IP20 |
п |
Подвесной | |
Лдо |
лл |
2 |
40,80 |
1Р20 |
н |
Подвесной | |
ЛДР |
лл |
2 |
40, 80 |
1Р20 |
п |
Подвесной | |
ЛДОР |
ДЛ |
2 |
40,80 |
IP20 |
п |
Подвесной | |
ЛСП02 |
лл |
2 |
40,65,80 |
IP20 |
п |
Подвесной | |
ПВЛ1 |
лл |
2 |
40 |
1Р54 |
Н |
Подвесной | |
ПВЛМ |
лл |
2 |
40,80 |
5'0 |
п |
Подвесной, потолочный | |
Пвлп |
лл |
2 |
40 |
1Р54 |
н |
Подвесной | |
НОГ'Л |
лл |
1 |
80 |
IP54 |
Р |
Подвесной | |
Подл |
Л л |
1 |
40 |
IP54 |
р |
Подвесной | |
Помещения общественных зданий | |||||||
УС11 |
лл |
2 4 6 |
20,40 |
1Р20 |
п |
Потолочный | |
ЛП001 |
лл |
2 4 4 |
40,65 40 65 |
2*0 |
н |
Потолочный | |
ЛП002 |
лл |
2 4 |
20,40,5 20, 40, 65 |
2'0 |
п |
Потолочный | |
ЛС002 |
лл |
2,4 |
40 |
2'0 |
р |
Подвесной | |
ЛС004 |
ЛЛ |
2 |
40,65 |
1Р20 |
р |
Подвесной | |
ШОД, ЛС005 |
ЛЛ |
2 |
40,80 |
IP20 |
р |
Подвесной | |
ЛВООЗ |
ЛЛ |
2,4 2,4 |
40,65 40 |
IP20 2'0 |
П |
Встроенный | |
ЛВ031 |
ЛЛ |
2 2 |
65,80 65,80 |
2'0 |
П |
Встроенный | |
НП001 |
ЛН |
1,2 |
60 |
2'0 |
Н |
Потолочный | |
НП018 |
ЛН |
2 2 1 |
40 60 60 |
2'0 IP20 2'0 |
Ы |
Потолочный | |
СВП |
ЛН |
1 |
200,500 |
IP20 |
П |
Встроенный | |
НВ004 |
ЛН |
1 |
200,300 |
[Р20 |
П |
Встроенный | |
СК300 |
ЛН |
1 |
300 |
IP20 |
О |
Подвесной | |
Новые светил |
ьники |
с энергоэкономичными люминесцентными лампами | |||||
ЛПОЗЗ-001 |
ЛБ |
2 |
18 |
IP20 |
п |
Потолочный | |
ЛПОЗЗ-001 |
ЛБ |
2 |
36 |
IP20 |
п |
Потолочный | |
ЛПОЗЗ-001 |
ЛБ |
2 |
56 |
1Р20 |
п |
Потолочный |
Неправильный выбор светильников по светораспределению приводит к неэкономичному использованию светового потока источников света и росту установленной мощности осветительной установки. Предпочтительнее светильники с высоким КПД, несмотря на их высокую стоимость. Существенное влияние на выбор светильника оказывает блесткость и распределение блесткости светильника в пространстве. Блесткость светильника, зависит от силы света и яркости светильника, определяет в заданных условиях величину показания ослепленности, регламентированного действующими СНиП.