Материал: Электроснабжение систем освещения корпуса заводоуправления

а)                                                      б)

в)                                                     г)

Рис. 3. Схема щелевого всетильника

Выбор расположения светильников определяет качество и удобство эксплуатации осветительных установок. На рис. 29 показаны варианты размещения светильников в производственных с учетом доступности их для обслуживания:

а - при обслуживании со стремянки. Высота до 5м.

б - на технологических площадках. Высота от 2.5м до 3.5м от покрытия площадки.

Высота ограничивается для того, чтобы на площадку не нужно было бы затаскивать стремянку.

в - на светотехническом мостике, которые располагаются в конструкциях ферм перекрытия.

г - на ферме с обслуживанием светильников с мостового крана.

- светильники под мостом крана для компенсации его затенения.

1.4 Основные принципы расчета освещенности

Обычно сначала решается «прямая» задача - определение числа и мощности светильников, требуемых для обеспечения нормируемой освещенности. Затем, после определения конкретных типов светильников и их размещения выполняется «обратная» задача - поверочные расчеты, при которых определяется освещенность в контрольных точках помещения. Расчеты начинаются с того, что «намечается» количество точечных светильников или количество рядов люминесцентных светильников и определяется мощность отдельного источника света. Погрешность этого расчета - 10 ч + 2%.

Основные формулы этих расчетов:

E = ф /S = I * соs б/r² (лк)

где: Е - освещенность, лк

ф - световой поток, лм;

S - освещаемая площадь, м²;

I - осевая сила света источника, кд;

б - меридиональный угол между направлением осевой силы света и направлением на освещаемую точку, град;- расстояние от источника до освещаемой точки, м.

На показаны величины, используемые в расчетах освещенности помещений:

Н - высота помещения или расстояние от пола до низа фермы перекрытия, м;_с - расстояние от точки подвеса до светильника, м;

Рекомендуется h_c=0 ч1.5м, так как при большей длине подвеса возможно ракачивание светильника, сто плохо сказывается на зрительном восприятии.

h_р - высота рабочей поверхности,м;

Для пола h_р = 0 м.Для рабочего стола h_р = 0.8 м._п - высота установки светильника над полом, м- расчетная высота - высота установки светильника над рабочей

поверхностью.

= H - h_с - h_р = h_п - h_р;

_р - высота рабочей поверхности, м;

Для пола hр = 0 м. Для рабочего стола hр = 0.8 м.

Рис. 4. Варианты размещения светильников в производственных помещениях: h_п - высота установки светильника над полом, м;

Рис. 5

h - Расчетная высота - высота установки светильника над рабочей поверхностью. h = H - h_с - h_р = h_п - h_р ;

L - расстояние между светильниками или их рядами, м;_a и L_b - расстояние между светильниками вдоль (L_a) и поперек (L_b) помещения.

Если L_a ≠ L_b ,то рекомендуется - La : L_b ≤ 1.5.

I - расстояние от стен до крайних рядов светильников, м;

При наличии проходов у стен - 1 = 0.5 • L;

При отсутствии проходов у стен -1 = 0.33 • L;

Расчет освещенности помещения может быть выполнен несколькими методами:

.5 Метод коэффициента использования

Этот метод применяется, если требуется обеспечение средней освещенности. При расчете учитывается не только световой поток, падающий от светильников, но т световые потоки, отраженные потолком, стенами и полом.

Пусть в помещении установлено N светильников с потоком ф.

з - коэффициент использования - это доля потока, падающая на освещенную поверхность.- освещаемая поверзность, м²;

= E_cp ⁄ E_min - коэффициент минимальной освещенности;

E_cp = (N∙ф∙з) ⁄ S;_min = (N∙ф∙з) ⁄ (S∙z);

- фактическая освещенность, лк;

К - коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока из-за старения и плохого обслуживания ламп светильников во времия эксплуатации.

Поэтому:

= (N∙ф∙з) ⁄ (S∙z∙К);

Следовательно:

ф = (E∙S z∙К) ⁄ (N∙з) или= (E∙S∙z∙К) ⁄ (ф∙з)

Коэффициент z зависит от размеров помещения, коэффициентов отражения ограждающих поверхностей, характеристик светильников, а больше всего от показателя л = L : h. С увлечением л сверх оптимальных значений коэффициент z начинает быстро возрастать, что и обусловливает энергетическую невыгодность больших значений л. В больших помещениях имеет значение и увеличение коэффициента z при значениях л меньше оптимальных.

В помещениях неограниченно больших размеров можно пренебречь отражением от стен и потолка и л→ 0. Тогда все множество светильников можно рассматривать как сплошную светящуюся поверхность и , если точка А в центре помещения освещается всеми четырьмя квадрантами светящейся поверхности, то точка В насьтолко удалена от квадрантов 2-4, что освещается только квадрантом 1, то есть ее освещенность в 4 раза меньше, чем точки А.

Таким образом предельное значение z = 4.

При оптимальных значениях л приближенные значения:= 1,15 - для точечных светильников;= 1,10 - для линий (рядов) люминесцентных светильников.

Коэффициент использования з зависит от:

КПД светильника;

формы кривой силы света ;

размеров помещения;

высоты подвеса светильника и т.д.

Зависимость з от размеров помещения определяется «индексом помещения-i:

i = S ⁄ (h ∙ (A+B)):

Введем обозначение б = A ⁄ B, то

i = (√S ⁄ h) ∙(√б ⁄ (1 + б));

при б = 1→ i = 0.50 ∙ √S ⁄ h;

при б = 2→ i = 0.47 ∙ √S ⁄ h;

Для не слишком длинных помещений i = 0.478∙ √S ⁄ h;

Для помещений неограниченной длины A » B → i = B ⁄ h.

Существует специальная таблица для определения «индекса помещения» в зависимости от расчетной высоты h, формы помещения б = A ⁄ B и его площади. При пользовании этой таблицей величина i округляется до ближайших величин.

При i > 5 принимается i = 5.

По таблице 1 коэффициентов использования светового потока при известных значениях i и коэффициентах отражения р_п - потолка , р_с- стен, р_р - рабочей поверхности или пола, определяется значения з. Рекомендуемые значения л. Мощности и световые потоки ламп разных видов представлены расчеты методом коэффициента использования:

Исходные данные:

Помещение: A = 20м; B = 10м; Е_н = 300 лк; Н = 5м; h_р = 0.8м;

Р_п =70%; Р_с = 50%; Р_р = 10%.

Принимаем для использования люминесцентные светильники ЛСО 02 с лампи - ЛБ.

Следоветельно: л = 1.5; hс = 1,2м; К =1,5; z= 1.1.

Таблица 1

л_с - когда увеличение л не приводит к применению ламп с повышенной светоотдачей.

л_а - в остальных случаях л_а < л _{опт.экон}. на 20 -50 %

Расчет:

= Н - hс -hр = 5 - 1,2 - 0,8 = 3,0м= ( 20 ∙ 10) ⁄ (3∙ (20+ 10)) = 2,22

По таблице для светильников ЛСО - з = 0,44

Принимаем, что светильники будут размещены в 6 рядов.

Ф = (300 ∙ 1,5 ∙ 20 ∙10 ∙ 1,1)/(6 ∙ 0,44 ) = 37500 лм.

Если использовать светильники с лампами мощностью 2∙40 Вт, т.е. со световым потоком 2∙3000 лм = 6000лм, то потребуется в каждом ряду установить з₁ светильников. _n1 = 37500 ⁄ 6000 = 6,25 →7шт.

При длине светильника 1,24 м длина ряда 1,24∙7 = 8,68 м <10 м.

Если использовать светильники с лампами мощностью 2 ∙ 80 Вт, т.е. со световым потоком 2 ∙ 5220 лм = 10440 лм, то потребуется в каждом ряду установить n₂ светильников.n₂ = 37500 ⁄ 10440 = 3.59 →4 шт.

при длине светильника 1,53 м длина ряда 1,53 ∙ 4 = 6,12м <10м.

Принимаем, что светильники будут размещены в 5 рядов.

Ф = (300 ∙ 1,5 ∙ 20 ∙10 ∙ 1,1) / (5 ∙ 0,44) = 45000 лм.

Если использовать светильники с лампами мощностью 2 ∙ 40 Вт, т.е. со световым потоком 2 ∙ 3000 лм = 6000 лм, то потребуется в каждом ряду установить n₃ светильников.n₃ = 55000 ⁄ 6000 = 7.5 →8шт.

при длине светильника 1,24 м длина ряда 1,24 * 8 = 9,32 м <10 м.

Если использовать светильники с лампами мощностью 2 * 80 Вт, т.е. со световым потоком 2 ∙ 5220лм = 10440 лм, то потребуется в каждом ряду установить n₅ светильников.n₅ = 55000 ⁄ 10440 = 4.31 →5 шт.

при длине светильника1,53 м длина ряда 1,53 ∙ 5 = 7,65 м <10 м.

Пример - 2.

Исходные данные:

Помещение: А =144 м; В = 24 м; Н = 14,4 м; Е_н =150 лк._р = 0.0м; Р_п = 50 %; Р_с = 30%; Р_р = 10%.

Принимаем для использования светильники с лампами ДРЛ, размещаемые с шагом 12 м, т.е.144 светильника.

Следовательно: h_р = 0.0м; К = 1,5; z =1,15.

Расчет:

= Н - h_с -h_р = 14,4 - 0,0 -0,0 = 14,4м.= (144 м∙24) ⁄ 14.4 ∙ (144+24) 1,43.

По таблице для светильников лампами ДРЛ: з = 0.63.

Ф = (150 ∙ 1,5 ∙ 144 24 ∙ 1,15)/(144 ∙ 0,63 ) = 9857 лм

К установке принимаем светильники РСП - 08 с лампой ДРЛ -250 имеющей световой поток ф = 11000 лм.

Упрощенная форма метода коэффициента использования.

Для условий нашего примера -1:

Помещение:= 20м; B = 10м; Е_н = 300 лк; Н = 5м; h_р = 0.8м;

Р_п =70%; Р_с = 50%; Р_р = 10%.

Принимаем для использования люминесцентные светильники ЛСО 02 с лампи - ЛБ. А/В =20/10 =2; h_р = 3м; S = 20∙10 = 200 м²; l = 2,25. В нашем расчети i = 2,25.

Этот способ пригоден при А/В ≤ 2,5. Если А/В > 2,5, то освещаемая площадь разбивается на фрагмента S_ф = 2∙В².

.6 Метод «удельной мощности»

Для каждого помещения существует точное решение для обеспечения нормируемой освещенности с использованием определенного типа светильника, если допустить возможность применения даже дробного количества светильников и любую мощность устанавливаемых в них ламп.

На основании формулы

ф = (Е ∙ S ∙ z ∙ К) ⁄ (N ∙ з) лм  с учетом, что ф =С ∙ Р,

где С - световая отдача лампы, лм/Вт

Р - мощность лампы, Вт, получаем, что «удельная мощность»

= (Е ∙К ∙ z) ⁄ (С ∙з) (Вт ⁄ м²).

Для определенных интервалов расчетных высот (h) и площадей помещений (А ∙ В), при заданных Р_п; Р_с; Р_р; К; z; итипах светильников рассчитаны таблицы w Вт⁄м2.

Продемонстрируем метод «удельных мощностей» на условиях наших примеров:

Исходные данные:

Помещение:= 20м; B = 10м; Е_н = 300 лк; Н = 5м; h_р = 0.8м;

Р_п =70%; Р_с = 50%; Р_р = 10%.

Принимаем для использования люминесцентные светильники ЛСО 02 с лампы - ЛБ.

По вспомогательной таблице удельная мощность при которой обеспечивается освещенность 100 лк для светильников ЛСО 02 с лампами ЛБ - 40 → 6.1 Вт ⁄ м2, для ЛБ → 7.2 Вт ⁄ м2.

Мощность, необходимая для создания в нашем помещении заданной освещенности:₁ = (300 ⁄ 100) ∙ 6.1 ∙ (20 ∙10)∙ 1,1 =4026 Вт.₂ = (300 ⁄ 100)∙ 7.2 ∙(20 ∙ 10)∙ 1.1 = 4752Вт.

Следовательно:

при 6 рядах n₁ = 4026 ⁄ (6 ∙ 2∙40) = 8.39 → 8 шт;1.24 ∙ 8 = 9.92 <10 м.₂ = 4752 ⁄ (6 ∙ 2∙80) = 4.95 → 5 шт; 1.53 ∙ 5= 7.65 < 10 м

при 5 рядах n₁ = 4026 ⁄ (5 ∙ 2∙40) = 10.07 → 10 шт; 1.24 ∙ 10 = 1.24 >10 м₂ = 4752 ⁄ (5 ∙ 2 ∙ 80) = 5.94 → 6шт ; 1.53 ∙ 6 = 9.18< 10 м

Исходные данные:

Помещение:= 155м; B = 25м; Е_н = 150 лк; Н = 15.5м; h_р = 0.0м;

Р_п =50%; Р_с = 30%; Р_р = 10%.

Принимаем для использования светильники ДРЛ, размешемые с шагом 12 м, т.е. N = 144 светильника.

Следовательно: h_р = 0.0м; К =1.5; z = 1,15.

По вспомогательной таблице удельная мощность, при которой обеспечивается овешенность 100 лк для светильников РСП - 08⁄ГОЗ с лампой ДРЛ - 250 → 5.9 Вт/м².

Мощность необходимая для созидания в нашем помещении заданной освещенности:= (150 ⁄ 100) ∙ 5.9 ∙ (155 ∙25) ∙ 1.15 = 29211.85 Вт:

Следовательно:

Р₁ =w ⁄ N = 29211.85 ⁄ 144 = 202.86 → 250Вт

.7 Точечной метод

Если известны светильники, которые будут использоваться для освещения помещения их размещение, то можно определить освещенность любой точки помещения. При этом не учитывается «подсветка» проверяемой точки светом, отраженным от других поверхностей помещения. Например: пол от потолка и стен.

Для выполнения расчетов используются вспомогательные графики и таблицы, рассчитанные для условного источника света со световым потоком ф₀ = 1000 лм.

Основа расчета: Освещенность точки А описывается выражением.

;

где

Рис. Схема к определению коэффициента z

Рис. Кривая относительной освещенности для светильника с лампой ДРЛ

Рис. Схема к точечному методу расчета освещения

Рис. Суммирование освещенностей от нескольких источников света

Обозначим для лампы с потоком 1000 лм:

е_а = I б ∙ соs³ б и e_а =е/h²

е_а - «относительная освещенность» точки а, распложенной на расстоянии 1м от источника света 0 с ф₀ = 1000 лм.

е_а - освещенность точки А от источника света с ф₀ = 1000 лм.

Следовательно, действительная освещенность в точке А при использовании одного светильника со световым потоком ф равна.

Е_А = ф ∙е_а ⁄ 1000 ∙ h2

Если в помещении установлено n светильников, то освещенность суммируется после расчета освещенности от каждого светильника с учетом его расположения относительно точки А.

Расчета точечным методом по кривым относительной освещенности. Помещение освещается двумя светильниками ДРЛ-500 ф =19000 лм. Светильники размещены на высоте h=6 м на расстоянии L = 15 м.

Наихудшая освещенность посередине между светильниками. Следовательно: d = 0.5 ∙L = 0.5 ∙ 15 =7м; d > h; h ⁄ d = 6 ⁄ 7 = 0.86;

По кривой относительной освещенности для светильника с лампой ДРЛ определяем е_а =35 лк.

По вычисляем

лк

осветительный розеточный защитный пускорегулирующий

2. Расчет искусственного освещения

Целью расчета является выбор количества светильников, определение мощности источников света, расположение их в помещение цеха, а также расчет осветительной сети. Расчет искусственного освещения административного помещения ведется в следующей последовательности:

·  Выбор типа источников света.