2 Расчет осветительной сети

2.1 Общее положение и выбор нормированной освещенности

Внутри помещений по способу размещения светильников и распределению освещенности различают следующие системы искусственного освещения: общее и комбинированное.

Общим называется освещение, светильники которого освещают всю площадь помещения, как занятую оборудованием или рабочими местами, так и вспомогательную. В зависимости от расположения светильников различают равномерное и локализованное общее освещение. При общем равномерном освещении светильники располагаются в верхней зоне помещения равномерно, обеспечивая тем самым одинаковую освещенность всего помещения. Оно применяется, как правило, когда расположение рабочих зон при проектировании неизвестно либо при гибкой планировке. При общем локализованном освещении светильники размещают с учетом расположения технологического оборудования, создавая на отдельных поверхностях требуемый уровень освещения. Комбинированная система освещения состоит из общего и местного освещения. Общее освещение предназначено для освещения проходов и участков, где работы не производятся, а также для выравнивания яркости в поле зрения работающих. Местное освещение обеспечивается светильниками, располагаемыми непосредственно на рабочих местах. Ему следует отдавать предпочтение, если в нескольких рабочих зонах помещения должны решаться различные зрительные задачи и поэтому для них требуются различные уровни освещенности. Оно также необходимо, когда рабочие места территориально отдалены друг от друга.

При этом следует иметь в виду, что устройство только местного освещения недопустимо, так как оно создает большую разность освещенности рабочих поверхностей и окружающего пространства, что неблагоприятно сказывается на зрении.

В дипломном проекте для детского садика выбираем общую, равномер­ную систему освещения, вид освещения – рабочее.

Выбор нормированной освещённости.

Нормированную освещённость выбирают в зависимости от размеров объектов помещения, контраста объекта и фона, характеристики фона и дру­гих условий. Значение нормированной освещённости регламентировано СНиП и отраслевыми нормами ( СНиП 11-4-79). Естественное и искусствен­ное освещение. М: Стройиздат, 1980; Отраслевые нормы освещения сельско - хозяйственных предприятий, зданий, сооружений. - М.: Колос, 1992).

Нормированная освещенность помещений приведена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Нормированная освещённость помещений

Помещения	Площадь, кв. м.	Нормированная освещенность, Лк.
Спальная	30,56(1 этаж); 54,4(2 этаж)	75
Кухня	30	150
Групповая, Игровая комната	47,25; 62,38	200
Склад	7,24	75
Процедурная	12,03	200
Буфетная	3,54	75
Медицинский кабинет	10,87	200
Раздевальная	14,08	200
Лестницы	10,12	50
Помещения	Площадь, кв. м.	Нормированная освещенность, Лк.
Изолятор	9,14	200
Коридор	6,97; 25,85(1 этаж), 2,5; 7,12; 6,9 (2этаж).	50
Уборные	15,96	75

2.2 Выбор системы освещения

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.

Основной задачей светотехнических расчётов для искусственного освещения является определение требуемой мощности электрической осветительной установки для создания заданной освещённости.

В расчётном задании должны быть решены следующие вопросы:

- выбор системы освещения;

- выбор источников света;

- выбор светильников и их размещение;

- выбор нормируемой освещённости;

- расчёт освещения методом светового потока.

Для производственных помещений всех назначений применяются системы общего (равномерного или локализованного) и комбинированного (общего и местного) освещения. Выбор между равномерным и локализованным освещением проводится с учётом особенностей производственного процесса и размещения технологического оборудования. Система комбинированного освещения применяется для производственных помещений, в которых выполняются точные зрительные работы. Применение одного местного освещения на рабочих местах не допускается.

В данном расчётном задании для всех помещений рассчитывается общее равномерное освещение.

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы – газоразрядные лампы и лампы накаливания.

Для общего освещения, как правило, применяются газоразрядные лампы как энергетически более экономичные и обладающие большим сроком службы. Наиболее распространёнными являются люминесцентные лампы. По спектральному составу видимого света различают лампы дневной (ЛД), холодно-белой (ЛХБ), тёпло-белой (ЛТБ) и белой цветности (ЛБ). Наиболее широко применяются лампы типа ЛБ. При повышенных требованиях к передаче цветов освещением применяются лампы типа ЛХБ, ЛД. Лампа типа ЛТБ применяется для правильной цветопередачи человеческого лица. Кроме люминесцентных газоразрядных ламп (низкого давления) для производственного освещения применяют газоразрядные лампы высокого давления, например, лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) и др., которые рекомендуется использовать для освещения более высоких помещений (6–10 м). Использование ламп накаливания допускается при производстве грубых работ или осуществлении общего надзора за эксплуатацией оборудования, особенно если эти помещения не предназначены для пребывания людей, а также в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности применения газоразрядных ламп. Во взрыво- и пожароопасных помещениях, сырых, пыльных, с химически активной средой, там, где температура воздуха может быть менее +10 ºС и напряжение в сети падает ниже 90 % от номинального, следует отдавать предпочтение лампам накаливания.

2.3 Расчет освещения методом коэффициента использования светового потока.

Метод основного расчета, так как применяется при расчете общего равномерного освещения при отсутствии крупных затемненных предметов и

с учетом отраженных от стен и потолков световых потоков.

Выбираем тип осветительного прибора. Для общего освещения игральной комнаты принимаем люминесцентные лампы.

Выбираем систему общего равномерного освещения, где допускается отклонение расчетной освещенности от нормируемой в любой точке поверхности не более чем на плюс 20...минус 10 %.

Нормируемая освещенность выбирается в зависимости от характеристики зрительных работ, наименьшего размера объекта работы, его контраст с фоном и вида источника света. В помещении игральной комнаты принимаем нормируемую освещённость 400 лк. При эксплуатации осветительных установок освещенность на рабочих местах снижается из-за уменьшения светового потока ламп в результате их старения, загрязнения осветительной аппаратуры, стен и потолка освещаемого помещения. Для того чтобы освещенность не снизилась ниже нормы на стадии проектирования вводят коэффициент запаса. Для газоразрядных люминесцентных ламп принимаем коэффициент запаса равный 2.

Выбор световых приборов определяется характером окружающей среды, требованиями к светораспределению и ограничению слепящего действия.

Расчет освещения игральной комнаты.

Рисунок 2.1 - определение расчетной высоты подвеса светильника.

Расчетная высота подвеса светильника определяется по формуле:

(2.1)

где Н_р – расчетная высота подвеса светильника, мм;

Н – высота помещения, мм;

Н_св - расстояние от рабочей поверхности до расчетной высоты подвеса светильника, мм;

Н_р.п. - высота рабочей поверхности, мм;

H = 2500 мм;

Н_св = 200 мм;

Н_р.п = 400 мм.

мм.

- Определение оптимального расстояния между рядами осветительных приборов

(2.2)

где L_опт – оптимальное расстояние между рядами осветительных приборов, мм,

- Определение количества рядов осветительных приборов

(2.3)

где n_р – количество рядов осветительных приборов;

В – ширина помещения, мм;

L_опт – оптимальное расстояние между рядами приборов, мм,

.

- Определение количества осветительных приборов в ряду

(2.4)

где n_о.п. – количество осветительных приборов в ряду;

А – длина помещения, мм;

L_ст – расстояние от торцов светильника до стены, мм;

Рекомендуется

(2.5)

где L_опт - оптимальное расстояние между рядами приборов, мм,

.

- Определение общего количества осветительных приборов

(2.6)

где N – общее количество осветительных приборов;

n_р – количество рядов осветительных приборов;

n_о.п. – количество осветительных приборов в ряду,

- Определение коэффициентов отражения поверхностей помещения

Для игральной комнаты рекомендуется:

ρ(S)_пот. = 50%;

ρ(S)_стен = 30%;

ρ(S)_пол = 10%.

- Определение индекса помещения

(2.7)

где i – индекс помещения;

А – длина помещения, мм;

В – ширина помещения, мм;

Н_р – расчетная высота подвеса светильника, мм,

- По справочным данным с учетом индекса помещения и коэффициентов отражения определяется коэффициент использования светового потока.

К_и = 0,49.

- Определение расчетного светового потока одного светильника

(2.10)

где Ф_р – расчетный световой поток одного светильника, лм;

Е_н – нормируемая освещенность, лк;

F – площадь помещения, м²;

К_з – коэффициент запаса световой мощности лампы;

Выбирается из таблицы в зависимости от выделения пыли.

Z – поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность освещения помещения и зависит от типа светильника и расстояния между ними;

Рекомендуется для люминесцентных ламп Z=1,1÷1,5.

N - общее количество осветительных приборов;

K_u – коэффициент использования светового потока.

лм.

- Определение расчетного светового потока одной лампы

(2.11)

где Ф_р1 – расчетный световой поток одной лампы, лм;

Ф_р – расчетный световой поток одного светильника, лм;

n – количество ламп в светильнике.

Так как светильник состоит из 2 люминесцентных ламп, то

- Выбирается ближайшая по световому потоку лампа и проверяется выбранная лампа на допустимое отклонение, выбираем лампу со световым потоком в 2500 лм.

Проверка лампы на допустимое отклонение

(2.12)

где ∆Ф – допустимое отклонение, %;

Ф_л – световой поток выбранной лампы, Лм;

Ф_р1 – расчетный световой поток одной лампы, Лм.

Полученный результат должен быть не более 10%,

;

-10%≤∆Ф ≤ 20%;

-10%‹16,5%‹20%.

Полученный результат удовлетворяет условию, значит осветительный прибор выбран правильно.

- Определение мощности осветительных приборов

(2.13)

где Р_уст – мощность осветительных приборов, Вт;

Р_л – мощность одного осветительного прибора, Вт;

N - общее количество осветительных приборов.

Так как осветительный прибор состоит из 2 люминесцентных ламп, то

2.4 Выбор пускозащитной аппаратуры осветительной сети

- Всю осветительную нагрузку принимаю на 4 осветительных щита,

Выбираю первый осветительный щит на 13 отходящих осветительных групп:

1) В эту группу входят помещения: веранда, спальная, два тамбура, колясочная, раздевальная;

2) В эту группу входят помещения: буфет, тамбур, туалетная, групповая;

3) В эту группу входят помещения: тепловой пункт, электрощитовая, коридор, изолятор, туалетная;

4) В эту группу входят помещения: санузел для персонала, медицинский кабинет, санузел, процедурный кабинет, кабинет психологической разгрузки, физио-терапевтический кабинет;

5) В эту группу входят помещения: кладовая суточного запаса, кладовая, загрузочная, санузел, гардероб;

6) В эту группу входят помещения: горячий цех, моечная кухонной посуды, заготовочная;

7) В эту группу входят помещения: лестничная клетка, коридор;

8) В эту группу входят помещения: туалетная;

9) В эту группу входят помещения: буфет:

10) В эту группу входят помещения: коридор;

11) В эту группу входят помещения: раздевальная, групповая;

12) В эту группу входят помещения: санузел;

13) В эту группу входят помещения: комната психологической разгрузки.

Во второй осветительный щит входит 9 групп:

1) В нее входит: помещение персонала;

2) В нее входит: раздевальная, туалетная;

3) В нее входит: групповая;

4) В нее входит: два тамбура, спальная, подсобное помещение;

5) В нее входит: туалетная;

6) В нее входит: спальная;

7) В нее входит: групповая;

8) В нее входит: туалетная;

9) В нее входит: туалетная.

Выбираю третий осветительный щит на 13 отходящих осветительных групп:

1) В эту группу входят помещения: спальная, туалетная;

2) В эту группу входят помещения: групповая, раздевальная;

3) В эту группу входят помещения: кабинет делопроизводителя, кабинет заведующей;

4) В эту группу входят помещения: кабинет методический;

5) В эту группу входят помещения: зал для занятий физкультурой;

6) В эту группу входят помещения: зал для музыкальных занятий, кабинет музыкального работника;

7) В эту группу входят помещения: лестничная клетка, коридор и стена помещения 11;

8) В эту группу входят помещения: групповая;

9) В эту группу входят помещения: раздевальная;

10) В эту группу входят помещения: групповая, коридор;

11) В эту группу входят помещения: кабинет заведующей;

12) В эту группу входят помещения: коридор и стена помещения 11;

13) В эту группу входят помещения: кабинет методический, зал для занятий физкультурой, зал для музыкальных занятий, кабинет музыкального работника.

Выбираю четвертый осветительный щит на 8 отходящих осветительных групп:

1) В эту группу входят помещения: коридор, кладовая белья, кладовая спортивного инвентаря;

2) В эту группу входят помещения: раздевальная, туалетная;

3) В эту группу входят помещения: групповая;

4) В эту группу входят помещения: спальная;

5) В эту группу входят помещения: групповая;

6) В эту группу входят помещения: кладовая спортивного инвентаря;

7) В эту группу входят помещения: спальная, эвакуационные указатели;

8) В эту группу входят помещения: групповая.

Принимаю к установке по таблице: осветительный щит марки

ЩРв-36з-036, тип исполнения – навесной; с аппаратом ВН-32 на вводе.

Расчет мощности, потребляемой каждой группой первого щита:

Р_1гр = 1103 Вт;

Р_2гр = 1102 Вт;

Р_3гр = 500 Вт;

Р_4гр = 1100 Вт;

Р_5гр = 400 Вт;

Р_6гр = 760 Вт;

Р_7гр= 300 Вт;

Р_8гр= 1500 Вт;

Р_9гр= 1500 Вт;

Р_10гр= 40 Вт;

Р_11гр= 2220 Вт;

Р_12гр= 5520 Вт;

Р_13гр= 2170 Вт.

Расчет мощности, потребляемой каждой группой второго щита:

Р_1гр = 180 Вт;

Р_2гр = 460 Вт;

Р_3гр = 720 Вт;

Р_4гр = 620 Вт;

Р_5гр = 1501 Вт;

Р_6гр = 1503 Вт;

Р_7гр= 404 Вт;

Р_8гр= 1500 Вт;

Р_9гр= 107 Вт.

Расчет мощности, потребляемой каждой группой третьего щита:

Р_1гр = 682 Вт;

Р_2гр = 1205 Вт;

Р_3гр = 401 Вт;

Р_4гр = 303 Вт;

Р_5гр = 901 Вт;

Р_6гр = 941 Вт;

Р_7гр= 102 Вт;

Р_8гр= 1501 Вт;

Р_9гр= 1502 Вт;

Р_10гр= 2250 Вт;

Р_11гр= 302 Вт;

Р_12гр= 303 Вт;

Р_13гр= 1104 Вт.

Расчет мощности, потребляемой каждой группой третьего щита:

Р_1гр = 208 Вт;

Р_2гр = 502 Вт;

Р_3гр = 911 Вт;

Р_4гр = 512 Вт;

Р_5гр = 1509 Вт;

Р_6гр = 1505 Вт;

Р_7гр= 315 Вт;

Р_8гр= 192 Вт.

Рассчитываем ток, потребляемый каждой группой:

(2.18)

где I_гр – потребляемый группой ток, А;

Р_гр – потребляемая группой мощность, Вт;

U_н – номинальное напряжение, В;

cosφ – коэффициент мощности. Рекомендуется 0,8 ÷ 0,9.

Первый щит.

Ток потребляемый группой 1:

.

Ток потребляемый группой 2:

.

Ток потребляемый группой 3:

.

Ток потребляемый группой 4:

.

Ток потребляемый группой 5:

.

Ток потребляемый группой 6:

.

Ток потребляемый группой 7:

.

Ток потребляемый группой 8:

.

Ток потребляемый группой 9:

.

Ток потребляемый группой 10:

.

Ток потребляемый группой 11:

.

Ток потребляемый группой 12:

.

Ток потребляемый группой 13:

.

Второй щит.

Ток потребляемый группой 1:

.

Ток потребляемый группой 2:

.

Ток потребляемый группой 3:

.

Ток потребляемый группой 4:

.

Ток потребляемый группой 5:

.

Ток потребляемый группой 6:

.

Ток потребляемый группой 7:

.

Ток потребляемый группой 8:

.

Ток потребляемый группой 9:

.

Третий щит.

Ток потребляемый группой 1:

.

Ток потребляемый группой 2:

.

Ток потребляемый группой 3:

.

Ток потребляемый группой 4:

.

Ток потребляемый группой 5:

.

Ток потребляемый группой 6:

.

Ток потребляемый группой 7:

.

Ток потребляемый группой 8:

.

Ток потребляемый группой 9:

.

Ток потребляемый группой 10:

.

Ток потребляемый группой 11:

.

Ток потребляемый группой 12:

.

Ток потребляемый группой 13:

.

Четвертый щит.

Ток потребляемый группой 1:

.

Ток потребляемый группой 2:

.

Ток потребляемый группой 3:

.

Ток потребляемый группой 4:

.

Ток потребляемый группой 5:

.

Ток потребляемый группой 6:

.

Ток потребляемый группой 7:

.

Ток потребляемый группой 8:

.

Расчет тока автоматических выключателей для каждой отходящей группы осветительной нагрузки

, (2.19)

где I_тр – ток автоматических выключателей, А;

К - коэффициент надежности. Рекомендуется 1,1 ÷ 1,3;

I_гр - потребляемый группой ток, А.

Ток автоматических выключателей для первого щита:

1)

.

2)

.

3)

.

4)

.

5)

.

6)

.

7)

.

8)

.

9)

.

10)

.

11)

.

12)

.

13)

.

Ток автоматических выключателей для второго щита:

1)

.

2)

.

3)

.

4)

.

5)

.

6)

.

7)

.

8)

.

9)

.

Ток автоматических выключателей для третьего щита:

1)

.

2)

.

3)

.

4)

.

5)

.

6)

.

7)

.

8)

.

9)

.

10)

.

11)

.

12)

.

13)

.

Ток автоматических выключателей для четвертого щита:

1)

.

2)

.

3)

.

4)

.

5)

.

6)

.

7)

.

8)

.

-Выбор марки однофазных автоматических выключателей

Для первой группы по таблице выбираю автоматический выключатель марки ВА47-29 с номинальным током расцепителя 5 А.

Для второй группы по таблице выбираю автоматический выключатель марки ВА47-29 с номинальным током расцепителя 20 А.

Для третьей группы по таблице выбираю автоматический выключатель марки ВА47-29 с номинальным током расцепителя 4 А.

Для четвертой группы по таблице выбираю автоматический выключатель марки ВА47-29 с номинальным током расцепителя 2,5 А.

ВА47-29 16 А

- Расчет тока на вводе осветительного щита

(2.20)

где I_{в.що n} – ток на вводе n - ого осветительного щита, А;

∑Р_гр – сумма всей нагрузки осветительного щита, Вт;

U_л – линейное напряжение сети, В. U_л = 380 В;

cosφ – коэффициент мощности,

Рекомендуется cosφ=0,96.

Ток на вводе осветительного первого щита:

.

Ток на вводе осветительного второго щита:

.

Ток на вводе осветительного третьего щита:

.

Ток на вводе осветительного четвертого щита:

.

Расчет тока автоматического выключателя на вводе щита освещения

(2.21)

где I_{тр.що n} – ток автоматического выключателя на вводе n - ого щита освещения, А;

К – коэффициент надежности. Рекомендуется 1,1 ÷ 1,3;

I_в.що - ток на вводе осветительного щита, А.

Ток автоматического выключателя на вводе первого щита освещения:

Ток автоматического выключателя на вводе щита освещения равен , следовательно автоматический выключатель марки ВА51-31 на вводе с номинальной силой тока 63 А будет иметь ток расцепителя 100 А.

Ток автоматического выключателя на вводе второго щита освещения:

Ток автоматического выключателя на вводе щита освещения равен , следовательно автоматический выключатель марки ВА47-29 на вводе с номинальной силой тока 63 А будет иметь ток расцепителя 32 А.

Ток автоматического выключателя на вводе третьего щита освещения:

Ток автоматического выключателя на вводе щита освещения равен , следовательно автоматический выключатель марки ВА47-29 на вводе с номинальной силой тока 63 А будет иметь ток расцепителя 50А.

Ток автоматического выключателя на вводе четвертого щита освещения:

Ток автоматического выключателя на вводе щита освещения равен , следовательно автоматический выключатель марки ВА47-29 на вводе с номинальной силой тока 25 А будет иметь ток расцепителя 32 А.