Проектирование освещения телятника

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Характеристика объекта

3. Светотехнический раздел

3.1 Выбор источника света

3.2 Выбор нормируемой освещённости и коэффициента запаса

3.3 Выбор типа светильника

3.4 Выбор системы и вида освещения

3.5 Размещение светильников

3.5.1 Размещение светильников в основном помещении

3.5.2 Размещение светильников во вспомогательных помещениях

3.6 Светотехнический расчёт

3.6.1 Точечный метод

3.6.2 Метод коэффициента использования светового потока

3.6.3 Метод удельной мощности

4. Электротехнический раздел

4.1 Выбор напряжения и источников питания

4.2 Выбор места ввода и установки осветительного щитка

4.3 Компоновка осветительной сети

4.4 Выбор марки проводов и способы их прокладки

4.5 Расчёт сечения провода

4.6 Выбор щита и аппаратуры защиты

Список используемой литературы



Введение

Свет - один из важнейших показателей микроклимата. Такие факторы как рост и развитие, здоровье и продуктивность животных, расход кормов, качество продукции существенно зависят от уровня освещенности и спектрального состава света. Световой фактор воздействует на физиологические ритмы и при оптимальных условиях положительно влияет на рост и развитие молодняка, нормализует белковый, минерально-витаминный и углеводный обмен, что в свою очередь приводит к повышению продуктивности и воспроизводительной функции сельскохозяйственных животных.

Основными параметрами видимого излучения, действующими на животных, являются периодичность освещения, уровень освещенности и спектральный состав света.

Естественное освещение обеспечивает лишь 70% требуемой продолжительности освещения в весеннее - летний и лишь 20% в осенне-зимний периоды. Поэтому для обеспечения оптимальной продолжительности светового дня необходимо использовать искусственное освещение.

Рационально спроектированные и грамотно эксплуатируемые осветительные установки позволяют компенсировать недостаток естественной освещенности при минимальных затратах электроэнергии, электротехнического оборудования и материалов.

Эффективное использование света - важнейший резерв повышения производительности труда и качества продукции, снижения травматизма и сохранения здоровья людей, т.к. освещение обеспечивает комфортную световую среду для человека и повышает эффективность технологических процессов. Применение облучательных установок при нормальном питании и содержании животных позволяет повысить в осенне-зимний период удои коров на 7-8%, уменьшает количество различных заболеваний у животных.



1. Исходные данные

Основной производственный объект - телятник.

Общая площадь - 1140 м І, длина 72 м, ширина 20 м, высота 4,5 м.

Общая площадь вспомогательных помещений - 288 м І (20 % от общей площади производственного объекта), длина 14,4 м, ширина 20 м.

Количество вспомогательных помещений - 4.



2. Характеристика объекта

Объектом является телятник, общей площадью 1440 мІ.

Основное помещение - пол выполнен из железобетонных плит. И имеет деревянный настил. Стены построены из железобетонных плит. Не утеплены. Потолок способствует содержанию нормального температурно-влажностного режима в помещениях. В телятнике он построен из железобетонных плит и очень слабо удовлетворяет требованиям гигиены. При нарушении микроклимата пар, исходящий от животных, конденсируется на потолке и стенах, в результате чего в помещениях сыро. Ворота отсутствуют. Перед входом в телятник находится тамбур. Двери в тамбур и в помещении деревянные, одинарные.



3. Светотехнический раздел

3.1 Выбор источника света

В применяемых электрических источниках света электрическая энергия преобразуется в лучистую двумя основными способами: нагрева тела электрическим током и электрическим разрядом в газах и парах металлов. В соответствии с этим электрические источники света подразделяются на тепловые и разрядные.

Тепловые источники света выполняют в виде различных ламп накаливания (ЛН).Разрядные источники света делятся на разрядные лампы низкого давления - люминесцентные лампы (ЛЛ) и разрядные лампы высокого давления: дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛ), металлогалогенные лампы (ДРИ) и натриевые лампы (ДНаТ).

Выбор источников света определяется показателями экономической целесообразности и эффективности.

Лампы накаливания следует применять для освещения вспомогательных (санузлы, лестницы, коридоры, тамбуры и т.д.) и складских помещений, и помещений с частыми включениями и отключеньями ламп. Их допускается использовать в помещениях основного производственного назначения для хранения сельскохозяйственной продукции, размещения растений, животных и птицы.

Люминесцентные лампы следует использовать при повышенных требованиях к цветопередаче, в помещениях с напряженной зрительной работой, в общественных и административных зданиях.

Разрядные лампы высокого давления применяют для освещения высоких производственных помещений при высоте подвеса не менее 4м и для освещения открытых территорий, улиц, дорог.

При выборе источника света необходимо учитывать, что расход электрической энергии по сравнению с лампами накаливания меньше при лампах ДРЛ на 40%, люминесцентных - 55%, металлогалогенных - типа ДРИ - 65%, натриевых лампах - до 70%.

Руководствуясь вышесказанным в основном помещении, моечной и в помещении для персонала устанавливаем газоразрядные лампы высокого давления; в инвентарной, коридорах и тамбуре устанавливаем светильники с лампами накаливания.

3.2 Выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса

Нормированная освещенность - это наименьшая допустимая освещенность в «наихудших» точках рабочей поверхности перед очередной чисткой светильников. Значение нормированной освещенности выбирается в зависимости от характера зрительной работы, размеров объекта различия, фона и контраста объекта с фоном, вида и системы освещения, типа источника света.

При освещенности внутри помещения до 50лк в качестве источника света следует использовать лампы накаливания, а свыше 50лк - люминесцентные.

По приложению № 2 методических указаний выбираем нормированную освещённость: нормированная освещённость основного помещения телятника при освещении газоразрядными лампами - 100 лк; рабочая поверхность, для которой нормируется освещённость пол.

Нормированная освещённость вспомогательных помещений:

- коридоры- 30 лк; рабочая поверхность - пол;

- помещения для персонала - 300 лк; рабочая поверхность - 0,8 м от пола;

- инвентарная - 20 лк; рабочая поверхность пол;

- тамбур - 10 лк; рабочая поверхность пол;

- моечная - 150 лк; рабочая поверхность пол.

Снижение светового потока осветительной установки из-за загрязнения светильников и источников света и их старения при расчетах учитывают коэффициент запаса К_з. Для ламп накаливания принимают К_з=1,15…1,7, для газоразрядных К_з=1,3…2,1. Для сельскохозяйственных производственных помещений рекомендуется принимать для ламп накаливания К_з=1,15, для газоразрядных К_з=1,3. Для помещений общественных и жилых зданий рекомендуется принимать для ламп накаливания К_з=1,3, для газоразрядных К_з=1,5.

3.3 Выбор типа светильника

Выбор светильников определяется: характером окружающей среды, требованиями к характеру светораспределения и ограничения слепящего действия, экономической целесообразностью и эксплуатационной группой светильников.

Светильники выбирают так, чтобы степень защиты соответствовала характеру окружающей среды в помещении.

Для сухих отапливаемых помещений тип светильников выбирают по светотехническим характеристикам, а для помещений со сложными условиями еще и его исполнению.

По характеру светораспределения для производственных помещений обычно применяют светильники прямого или преимущественно прямого распределения с типовыми кривыми силы света (КСС) К, Г или Д. Для административных, общественных и жилых помещений применяют светильники рассеянного, преимущественно отраженного или отраженного светораспределения с типовыми кривыми силы света М, Л или Ш.

Для создания требуемого уровня освещенности в вертикальной плоскости применяют светильники класса Р с полуширокой кривой типа Л или равномерной типа М.

Затраты на оборудование и эксплуатацию осветительных установок определяются сроком службы источников, ценой источников и осветительных приборов, числом чисток и стоимостью одной чистки осветительных приборов.

Для сырых помещений с химически активной средой (к которым относятся животноводческие помещения) исполнение светильников должно быть пылеводонепроницаемым, корпус и патроны светильников должны быть выполнены из влагостойких материалов, способных работать в условиях агрессивных сред.

В производственных помещениях с низкими коэффициентами отражения стен, потолков целесообразно применение светильников с прямым или преимущественно прямым светораспределением и кривой силы света типа Д (косинусная) или М (равномерная).

По приложению № 3 методических указаний для основного помещения телятника и моечной выбираем светильник РСП 20 с газоразрядными лампами высокого давления, кривая силы света глубокая (Г-1); в помещении для персонала выбираем светильники РСП 08, кривая силы света глубокая (Г-1); Для вспомогательных помещений - светильник типа НСП02, кривая силы света - М.

3.4 Выбор системы и вида освещения

В сельскохозяйственных помещениях предусматриваются следующие виды освещения: рабочее освещение двух разновидностей - технологическое и дежурное.

Технологическое освещение обеспечивает нужную продуктивность животных, птицы, а также условия видения для выполнения обслуживающим персоналом производственных операций. Технологическое освещение располагают в зоне расположения животных.

Рабочее освещение обеспечивает нормированную освещенность во всех точках рабочей поверхности. Рабочее освещение включается только при выполнении персоналом работ в данном помещении.

Дежурное освещение предназначено для наблюдения на объекте в ночное время с минимальной освещенностью. Светильники дежурного освещения выделяются из числа светильников общего освещения. В помещениях для содержания животных они составляют 10%, а в родильных отделениях 15% от общего числа светильников в помещении. Дежурное освещение располагается равномерно по проходам производственных помещений. К дежурному освещению может относиться наружное освещение входов в помещение.

Различают две системы освещения: общего и комбинированного. Система комбинированного освещения характеризуется наличием местных светильников, установленных непосредственно на рабочих местах. Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается.

Общее освещение может быть равномерным и локализованным. Общее равномерное освещение обеспечивает равномерное распределение освещения заданного уровня по всей поверхности помещения.

Общее локализованное освещение создает необходимую освещенность на различных участках освещаемой поверхности.

Для телятника выбираем вид освещения - рабочее, система освещения - общее равномерное.

3.5 Размещение светильников

Существуют два вида размещения светильников: равномерное и локализованное. При локализованном способе размещения светильников выбор их места расположения решается в каждом случае индивидуально и зависит от технологического процесса и плана размещения освещаемых объектов.

Наиболее рациональным является равномерное размещение светильников по вершинам квадратов и прямоугольников.

3.5.1 Размещение светильников в основном помещении

Принимаем, что в данном помещении светильники находятся в углах квадрата.

Оптимальное расстояние между светильниками определяется по формуле:

(3.1)

Где и-относительные светотехнические и энергетические наивыгоднейшие расстояния между светильниками;

- расчетная высота подвеса светильника, м; - расстояние между светильниками на плане, м.

Численные значения и зависят от типа кривой силы света и определяются по таблице 3 методических указаний.

В данном помещении установлен светильник РСП20 кривая силы света этого светильника Г-1. При определении расстояния между светильниками с газоразрядными лампами не учитывается. = 0,8 …1,2;

Расчетная высота подвеса светильника определяется по формуле:

(3.2)

где - высота помещения, принимаем H = 4,5 м;

- высота свеса светильника, для данного светильника принимаем = 0,5м;

- высота освещаемой рабочей поверхности от пола, для данного светильника принимаем = 0 м (так как рабочая поверхность, для которой нормируется освещённость - пол).

Высота свеса подвесных светильников =0,3… 0,5м, а для плафонов и встроенных светильников до . Высота свеса может быть и больше 0,5 м, но в этом случае светильники необходимо устанавливать на жестких подвесах, не допускающих их раскачивания.

Определим расчётную высоту :

Расстояние от стен до крайних светильников выбирается в пределах . Если рабочие поверхности расположены у стен, то расстояние между стеной и крайними светильниками рекомендуется брать .

Расстояние между светильниками равно:

Определим расстояние до крайних светильников или рядов светильников до стены, по формуле:

(3.3)

По рассчитанному значению , , длине и ширине помещения определим число рядов светильников по ширине помещения:

(3.4)

где В = 20 м - ширина помещения.

Определяем число светильников в ряду

(3.5.)

Рассчитаем общее количество светильников в помещении

Если расчет расстояния между светильниками в ряду и между рядами производился с учетом , то полученные значения и округляют до целого числа в сторону наименьшего значения, если с учетом в сторону большего значения.

Определим действительное расстояние от стен до ближайшего ряда светильников

(3.6)

Определяем расстояние до ближайшего светильника в ряду:

(3.7)

3.5.2 Размещение светильников во вспомогательных помещениях

Помещение для персонала

Светильники располагаем равномерно по помещению, по вершинам прямоугольников.

Оптимальное расстояние между светильниками определяется по формуле:

(3.8)

где и - относительные светотехнические и энергетические наивыгоднейшие расстояния между светильниками;

- расчетная высота подвеса светильника, м;

- расстояние между светильниками на плане, м.

Численные значения и зависят от типа кривой силы света и определяются по таблице 3 методических указаний.

В данном помещении установлен светильник РСП 08 кривая силы света этого светильника Г-1. При определении расстояния между светильниками с газоразрядными лампами не учитывается. = 0,8….1,2;

Расчетная высота подвеса светильника определяется по формуле:

(3.9)

где - высота помещения, принимаем H = 4,5 м;

- высота свеса светильника, для данного светильника принимаем = 0,5м;

- высота освещаемой рабочей поверхности от пола, для данного светильника принимаем = 0,8 м (так как рабочая поверхность, для которой нормируется освещённость - 0,8м от пола).

Высота свеса подвесных светильников , а для плафонов и встроенных светильников до . Высота свеса может быть и больше 0,5 м, но в этом случае светильники необходимо устанавливать на жестких подвесах, не допускающих их раскачивания.

Определим расчётную высоту

Расстояние от стен до крайних светильников выбирается в пределах . Если рабочие поверхности расположены у стен, то расстояние между стеной и крайними светильниками рекомендуется брать .

Расстояние между светильниками равно:

Определим расстояние до крайних светильников или рядов светильников до стены, по формуле:

(3.10)

По рассчитанному значению , , длине и ширине помещения определим число рядов светильников по ширине помещения:

(3.11)

Где В = 5м - ширина помещения.

Определяем число светильников в ряду:

(3.12)

Если расчет расстояния между светильниками в ряду и между рядами производился с учетом , то полученные значения и округляют до целого числа в сторону наименьшего значения, если с учетом в сторону большего значения.

Определим действительное расстояние от стен до ближайшего ряда светильников

(3.13)

Определяем расстояние до ближайшего светильника в ряду:

(3.14)

Определим общее количество светильников:

(3.15)

Инвентарная

Принимаем, что в данных помещениях светильники находятся в углах квадрата.

Оптимальное расстояние между светильниками определяется по формуле:

(3.16)



где и - относительные светотехнические и энергетические наивыгоднейшие расстояния между светильниками;

- расчетная высота подвеса светильника, м;

- расстояние между светильниками на плане, м.

Численные значения и зависят от типа кривой силы света и определяются по таблице 3 методических указаний.

В данном помещении установлен светильник НСП02 кривая силы света этого светильника М.

= 1,8….2,6; = 2,6….3,4;

Расчетная высота подвеса светильника определяется по формуле:

(3.17)

где - высота помещения, принимаем H = 4,5 м;

- высота свеса светильника, для данного светильника принимаем = 0,5м;

- высота освещаемой рабочей поверхности от пола, для данного светильника принимаем = 0 м (так как рабочая поверхность, для которой нормируется освещённость - пол).

Высота свеса подвесных светильников , а для плафонов и встроенных светильников до . Высота свеса может быть и больше 0,5 м, но в этом случае светильники необходимо устанавливать на жестких подвесах, не допускающих их раскачивания.

Определим расчётную высоту:

Расстояние от стен до крайних светильников выбирается в пределах . Если рабочие поверхности расположены у стен, то расстояние между стеной и крайними светильниками рекомендуется брать .

Расстояние между светильниками равно:

Определим расстояние до крайних светильников или рядов светильников до стены, по формуле:

(3.18)

По рассчитанному значению , , длине и ширине помещения определим число рядов светильников по ширине помещения:

(3.19)

Где В = 6 м - ширина помещения.

Число светильников по длине помещения:

(3.20)

где А= 7,2 м - длина помещения.

Если расчет расстояния между светильниками в ряду и между рядами производился с учетом , то полученные значения и округляют до целого числа в сторону наименьшего значения, если с учетом в сторону большего значения.

И общее количество светильников:



(3.21)

Определим действительное расстояние от стен до ближайшего ряда светильников

(3.22)

Определяем расстояние до ближайшего светильника в ряду:

(3.23)

Моечная

Принимаем, что в данных помещениях светильники находятся в углах квадрата.

Оптимальное расстояние между светильниками определяется по формуле:

(3.24)

где и - относительные светотехнические и энергетические наивыгоднейшие расстояния между светильниками;

- расчетная высота подвеса светильника, м;

- расстояние между светильниками на плане, м.

Численные значения и зависят от типа кривой силы света и определяются по таблице 3 методических указаний.

В данном помещении установлен светильник РСП 20 кривая силы света этого светильника Г-1. При определении расстояния между светильниками с газоразрядными лампами не учитывается. = 0,8….1,2;

Расчетная высота подвеса светильника определяется по формуле:

(3.25)

где - высота помещения, принимаем H = 4,5 м;

- высота свеса светильника, для данного светильника принимаем = 0,5м;

- высота освещаемой рабочей поверхности от пола, для данного светильника принимаем = 0 м (так как рабочая поверхность, для которой нормируется освещённость - пол).

Высота свеса подвесных светильников , а для плафонов и встроенных светильников до . Высота свеса может быть и больше 0,5 м, но в этом случае светильники необходимо устанавливать на жестких подвесах, не допускающих их раскачивания.

Определим расчётную высоту :

Расстояние от стен до крайних светильников выбирается в пределах . Если рабочие поверхности расположены у стен, то расстояние между стеной и крайними светильниками рекомендуется брать .

Расстояние между светильниками равно:

Определим расстояние до крайних светильников или рядов светильников до стены, по формуле:

(3.26)

По рассчитанному значению , , длине и ширине помещения определим число рядов светильников по ширине помещения:

(3.27)

Где В = 6 м - ширина помещения.

Число светильников по длине помещения:

(3.28)

где А= 7,2 м - длина помещения.

Если расчет расстояния между светильниками в ряду и между рядами производился с учетом , то полученные значения и округляют до целого числа в сторону наименьшего значения, если с учетом в сторону большего значения.

И общее количество светильников:

(3.29)

Определим действительное расстояние от стен до ближайшего ряда светильников



(3.30)

Определяем расстояние до ближайшего светильника в ряду:

(3.31)

Коридор

Принимаем, что в данных помещениях светильники находятся в углах квадрата.

Оптимальное расстояние между светильниками определяется по формуле:

(3.32)

где и - относительные светотехнические и энергетические наивыгоднейшие расстояния между светильниками;

- расчетная высота подвеса светильника, м;

- расстояние между светильниками на плане, м.

Численные значения и зависят от типа кривой силы света и определяются по таблице 3 методических указаний.

В данном помещении установлен светильник НПП03 кривая силы света этого светильника Д-1.

= 1,2….1,6; = 1,6….2,1;

Расчетная высота подвеса светильника определяется по формуле:



(3.33)

где - высота помещения, принимаем H = 4,5 м;

- высота свеса светильника, для данного светильника принимаем = 0,5м;

- высота освещаемой рабочей поверхности от пола, для данного светильника принимаем = 0 м (так как рабочая поверхность, для которой нормируется освещённость - пол).

Высота свеса подвесных светильников , а для плафонов и встроенных светильников до . Высота свеса может быть и больше 0,5 м, но в этом случае светильники необходимо устанавливать на жестких подвесах, не допускающих их раскачивания.

Определим расчётную высоту :

Расстояние от стен до крайних светильников выбирается в пределах . Если рабочие поверхности расположены у стен, то расстояние между стеной и крайними светильниками рекомендуется брать .

Расстояние между светильниками равно:

Определим расстояние до крайних светильников или рядов светильников до стены, по формуле:

(3.34)

По рассчитанному значению , , длине и ширине помещения определим число рядов светильников по ширине помещения:

(3.35)

Где В = 9 м - ширина помещения.

Число светильников по длине помещения:

(3.36)

где А= 9 м - длина помещения.

Если расчет расстояния между светильниками в ряду и между рядами производился с учетом , то полученные значения и округляют до целого числа в сторону наименьшего значения, если с учетом в сторону большего значения.

И общее количество светильников:

(3.37)

Определим действительное расстояние от стен до ближайшего ряда светильников

(3.38)

Определяем расстояние до ближайшего светильника в ряду:

(3.39)

Тамбур

Принимаем, что в данных помещениях светильники находятся в углах квадрата.

Оптимальное расстояние между светильниками определяется по формуле:

(3.40)

где и - относительные светотехнические и энергетические наивыгоднейшие расстояния между светильниками;

- расчетная высота подвеса светильника, м;

- расстояние между светильниками на плане, м.

Численные значения и зависят от типа кривой силы света и определяются по таблице 3 методических указаний.

В данном помещении установлен светильник НПП03 кривая силы света этого светильника Д-1.

= 1,2….1,6; = 1,6….2,1;

Расчетная высота подвеса светильника определяется по формуле:

(3.41)

где - высота помещения, принимаем H = 4,5 м;

- высота свеса светильника, для данного светильника принимаем = 0,5м;

- высота освещаемой рабочей поверхности от пола, для данного светильника принимаем = 0 м (так как рабочая поверхность, для которой нормируется освещённость - пол).

Высота свеса подвесных светильников , а для плафонов и встроенных светильников до . Высота свеса может быть и больше 0,5 м, но в этом случае светильники необходимо устанавливать на жестких подвесах, не допускающих их раскачивания.

Определим расчётную высоту:

Расстояние от стен до крайних светильников выбирается в пределах . Если рабочие поверхности расположены у стен, то расстояние между стеной и крайними светильниками рекомендуется брать .

Расстояние между светильниками равно:

Определим расстояние до крайних светильников или рядов светильников до стены, по формуле:

(3.42)

По рассчитанному значению , , длине и ширине помещения определим число рядов светильников по ширине помещения:

(3.43)

Где В = 9 м - ширина помещения.

Число светильников по длине помещения:

(3.44)

где А= 5,4 м - длина помещения.

Если расчет расстояния между светильниками в ряду и между рядами производился с учетом , то полученные значения и округляют до целого числа в сторону наименьшего значения, если с учетом в сторону большего значения.

И общее количество светильников:

(3.45)

Определим действительное расстояние от стен до ближайшего ряда светильников

(3.46)

Определяем расстояние до ближайшего светильника в ряду:

(3.47)



3.6 Светотехнический расчёт

Задача светотехнического расчета - определить потребную мощность источников света для обеспечения нормированной освещенности. В результате расчета находят световой поток источника света, устанавливаемого в светильнике. По расчетному световому потоку выбирают стандартную лампу. Отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного значения допускается в пределах -10…+20 % . Если расхождение больше, то необходимо изменить число светильников, их размещение, тип и выполнить перерасчет, чтобы это расхождение укладывалось в допустимые пределы.

Иногда возникает необходимость в проверочном расчете - определение освещенности на рабочих поверхностях при известной установленной мощности источника.

Светотехнические расчеты осветительных установок в значительной мере унифицированы и обеспечены большим объемом справочных материалов. В практике расчета общего электрического освещения помещений наиболее распространены следующие методы светотехнического расчета: точечный метод, метод коэффициента использования светового потока и метод удельной мощности, подразделенный, в зависимости от вида источника, на методы пространственных (лампы накаливания. ДРЛ, ДРИ, ДнаТ) и линейных (люминесцентные лампы) изолюкс.

3.6.1. Точечный метод

Светотехнический расчет светильников в телятнике проведем точечным методом. Данный метод позволяет определить световой поток источников света, необходимый для создания требуемой освещенности в любой точке, произвольно расположенной на плоскости при известном размещении светильников, и условия, что отражение от стен, потолка, пола не учитывается.

На плане помещения с размещенными светильниками намечаем контрольные точки А и В, в которых следует рассчитать по пространственным изолюксам условную освещенность. Составим для этих точек расчётную таблицу.

Рисунок 1. Схема выбора контрольных точек.

Таблица 1: расчётная таблица

Контрольные точки	№ светильника	d, м	е, лк
			От 1 св.	От всех светил.
А	1, 2	2	12	24
	3	6	7,5	7,5
	19,20	4	4,4	8,8
	21	7,8	0,4	0,8
	37,38	8,3	0,45	0,9
	39	10,2	0,15	0,3
В	1,2,19,20	2,9	8	32
	3,21,37,38	6,5	1,3	5,2
	39	8,8	0,28	0,28

Затем вычисляют условную освещенность e в каждой контрольной точке.

Условная освещенность e - это освещенность, создаваемая в контрольной точке от источника света с условным световым потоком в 1000лм.

Условную освещенность в контрольной точке определяют по формуле:

(3.48)

где - условная освещенность в контрольной точке от Я- ого источника света, которую определяют по кривым пространственным изолюкс или по формуле:

(3.49)

где - угол между вертикалью и направлением силы света Я- ого светильника в контрольную точку, град. (рисунок 3.2).

- сила света Я- ого источника света с условной лампой, световой поток которой равен 1000лм, в направлении расчетной точки, лк (приложение 4 методических показаний).

Условную освещенность в контрольной точке определяют по формуле:

Расчётной точкой считается точка а, в которой е_а=20,08 лк.

Определим расчётный световой поток источника.

Световой поток источника света в каждом светильнике рассчитывают по формуле:

(3.50)

где 1000 - световой поток условной лампы, лм;

- коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность от удаленных светильников и отражение от ограждающих конструкций,

Е_{н -} нормированная освещённость рабочей поверхности, Е_н = 100 лк;

К_{з -} коэффициент запаса, для газоразрядных ламп К_к = 1,3

По вычисленному значению светового потока и табличным данным (приложение 5 и 7 методических указаний) выбираем тип, размер лампы, ее мощность Р_л и световой поток лампы Ф_л.

По данному световому потоку подбираем ближайшую лампу: ДРЛ 125:

Световой поток лампы 6000 Лм; мощность лампы Р_л=125 Вт.

Световой поток лампы выбран верно, если выполняется неравенство:

(3.51)

Неравенство выполняется, значит лампу выбрали верно.

Определим установленную мощность осветительной установки по формуле: освещение телятник спектральный

(3.52)

Удельная мощность осветительной установки:

3.6.2. Метод коэффициента использования светового потока

Этот метод применяется при расчете общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей в помещении со светлыми ограждающими поверхностями и при отсутствии крупных затеняющих предметов.

Помещение для персонала.

Определим коэффициент отражения потолка, стен, рабочих поверхностей (или пола). Значения коэффициентов отражения для различных материалов и покрытий приведены в таблице 4 методических указаний.

с_п =70%, с_с =30%, с_р =10%

Находят индекс помещения по формуле:

(3.53)

где А, В - длина и ширина помещения, м;

h - расчетная высота, м;

По типу светильника, коэффициента отражения и индексу помещения определяют коэффициент использования светового потока (приложение 9 методических указаний).

= 67 %.

Световой поток источника света в каждом светильнике находится по формуле:

(3.54)

где - нормируемая освещенность, Е_н 300= лк

- коэффициент запаса, К₃ =1,3

S - площадь освещаемого помещения, S=43,2 м²;

z - коэффициент неравномерности освещения, z=1,1…1,2;

N - общее количество светильников в помещении, N = 4 шт;

- коэффициент использования светового потока в относительных единицах.

По найденному световому потоку, пользуясь справочными данными, выбирают типоразмер лампы и ее мощность (приложение 4,5,6 методических указаний). Если ближайшие лампы имеют световой поток, отличающийся от расчетного на -10%…+20%, то выбирают лампу с другим световым потоком и уточняют число светильников. Затем рассчитывают мощность всей осветительной установки.

По данному световому потоку подбираем ближайшую лампу: ДРЛ 250:

Световой поток лампы 13000 Лм; мощность лампы Р_л=250 Вт.

Проверим отклонение светового потока выбранной лампы от расчётного, которое дожно находиться в пределах -10 %... + 20 %.

?Ф = ( Ф_табл - Ф) х 100 / Ф = ( 13000-12573) х 100 / 12573 = 3,3 %

Установленная мощность осветительной установки равна:

(3.55)

где - мощность светильника, ,

- мощность дросселя, Вт;

n - количество ламп в светильнике, шт.

Моечная

Определим коэффициент отражения потолка, стен, рабочих поверхностей (или пола). Значения коэффициентов отражения для различных материалов и покрытий приведены в таблице 4 методических указаний.

с_п =50%, с_с =30%, с_р =10%

Находят индекс помещения по формуле:

(3.56)

где А, В - длина и ширина помещения, м; h - расчетная высота, м;

По типу светильника, коэффициента отражения и индексу помещения определяют коэффициент использования светового потока (приложение 9 методических указаний).

= 37 %.

Световой поток источника света в каждом светильнике находится по формуле:

(3.57)

где - нормируемая освещенность, Е_н 150= лк

- коэффициент запаса, К₃ =1,3

S - площадь освещаемого помещения, S=43,2 м²;

z - коэффициент неравномерности освещения, z=1,1…1,2;

N - общее количество светильников в помещении, N = 2 шт;

- коэффициент использования светового потока в относительных единицах.

По найденному световому потоку, пользуясь справочными данными, выбирают типоразмер лампы и ее мощность (приложение 4,5,6 методических указаний). Если ближайшие лампы имеют световой поток, отличающийся от расчетного на -10%…+20%, то выбирают лампу с другим световым потоком и уточняют число светильников. Затем рассчитывают мощность всей осветительной установки.

По данному световому потоку подбираем ближайшую лампу: ДРЛ 250:

Световой поток лампы 13000 Лм; мощность лампы Р_л=250 Вт.

Проверим отклонение светового потока выбранной лампы от расчётного, которое дожно находиться в пределах -10 %... + 20 %.

?Ф = ( Ф_табл - Ф) х 100 / Ф = ( 13000-13660) х 100 / 13660 = - 4,8 %

Установленная мощность осветительной установки равна:

(3.58)

где - мощность светильника, ,

- мощность дросселя, Вт;

n - количество ламп в светильнике, шт.

3.6.3. Метод удельной мощности

Этот метод является упрощенным методом коэффициента использования светового потока и рекомендуется для расчета осветительных установок второстепенных помещений (складские помещения, кладовые, коридоры, тамбуры, и т.д.) и для предварительного определения осветительной нагрузки на начальной стадии проектирования.

Расчетная формула метода:

(3.59)

где Р_р - расчетная мощность лампы, Вт;

Р_уд - удельная мощность общего равномерного освещения, Вт/м²;

S - площадь помещения, м²;

N - количество светильников в помещении, шт;

Инвентарная.

Определим расчетную единицу мощности источника по формуле 3. 59:

где Рр - расчетная мощность лампы, Вт;

Руд - удельная мощность общего равномерного освещения, Руд= 6.4 Вт/м2;

S - площадь помещения, S = 43.2 м2;

N - количество светильников в помещении, N = 1 шт;

По расчетной мощности лампы, с учетом шкалы мощностей выбираем лампу Г215-225-300.

Световой поток лампы Фл =4610 лм

Мощность лампы Pл = 300 Вт.

Световой поток лампы выбран верно, если выполняется неравенство:

(3.60)

При выборе мощности источника необходимо стремиться, чтобы мощность выбранной лампы по возможности совпадала с допустимой номинальной мощностью для данного светильника.

Установленная мощность осветительной установки равна:

(3.61)

где - мощность светильника, ,

n - количество ламп в светильнике, шт.



Коридор

Определим расчетную единицу мощности источника по формуле 3. 59:

где Р_р - расчетная мощность лампы, Вт;

Р_уд - удельная мощность общего равномерного освещения, Р_уд= 9,4 Вт/м²;

S - площадь помещения, S = 81 м²;

N - количество светильников в помещении, N = 4 шт;

По расчетной мощности лампы, с учетом шкалы мощностей выбираем лампу Б215-225-200.

Световой поток лампы Фл =2920 лм

Мощность лампы Pл = 200 Вт

Световой поток лампы выбран верно, если выполняется неравенство:

(3.62)

При выборе мощности источника необходимо стремиться, чтобы мощность выбранной лампы по возможности совпадала с допустимой номинальной мощностью для данного светильника.

Установленная мощность осветительной установки равна:

(3.63)

где - мощность светильника, ,

n - количество ламп в светильнике, шт.

Тамбур

Определим расчетную единицу мощности источника по формуле 3. 59:

где Р_р - расчетная мощность лампы, Вт;

Р_уд - удельная мощность общего равномерного освещения, Р_уд= 3,7 Вт/м²;

S - площадь помещения, S = 48,6 м²;

N - количество светильников в помещении, N = 2 шт;

По расчетной мощности лампы, с учетом шкалы мощностей выбираем лампу Б215-225-100

Световой поток лампы Фл =1350 лм

Мощность лампы Pл = 100 Вт

Световой поток лампы выбран верно, если выполняется неравенство:

(3.64)

При выборе мощности источника необходимо стремиться, чтобы мощность выбранной лампы по возможности совпадала с допустимой номинальной мощностью для данного светильника.

Установленная мощность осветительной установки равна:

(3.65)

где - мощность светильника, ,

n - количество ламп в светильнике, шт.

Светотехнический раздел заканчивается составлением светотехнической ведомости (приложение 1).



4. Электротехническая часть

4.1 Выбор напряжения и источников питания

Источниками питания осветительных установок сельскохозяйственных объектов чаще всего служат трехфазные понизительные трансформаторные подстанции напряжением 10/0,4кВ, размещенные в населенных пунктах или вблизи предприятий сельскохозяйственного производства. Причем они общие для осветительных и силовых нагрузок.

В сельскохозяйственном производстве в основном применяют осветительные сети переменного тока с заземленной нейтралью напряжением 380/220В.

В помещениях опасных и особо опасных при применении напряжения 380/220В светильники должны устанавливаться на высоте не менее 2,5м и конструкция должна исключать доступ к лампам без специального инструмента. Если светильники располагаются ниже 2,5м, то напряжение должно быть не более 42В. В помещениях без повышенной опасности допускается устанавливать светильники на высоте менее 2,5м.

Для питания установок местного освещения в помещениях без повышенной опасности применяют напряжение до 220В, с повышенной опасностью - до 42В от специальных понижающих трансформаторов.

Для питания ручных светильников в помещениях с повышенной или особой опасностью следует использовать напряжение не более 42В, а при особо неблагоприятных условиях - не более 12В.

4.2 Выбор места ввода и установки осветительного щитка

Осветительный щит устанавливается вблизи основного рабочего входа в здание, в местах недоступных для случайных повреждений его, с учетом подхода воздушной линии. В то же время щит рекомендуется устанавливать в центре нагрузки. В случае, если некоторые перечисленные выше пункты при выборе щита окажутся противоречивыми, то решающими должны быть экономические соображения.

Ввод в помещение осуществляется наружной магистральной линией напряжением 380/220В, которая может быть воздушной (ВЛ) или кабельной (КЛ).

На рис. 2а приведена типовая схема электропитания осветительной сети переменного тока от трансформаторной подстанции с первичным напряжением 6 или 10кВ и вторичным - 380/220В и схема 2 б - питание осветительного щита (ОЩ) от силового щита (СЩ).

Рисунок 2 - Схемы электропитания осветительного щита.

Питание рабочего освещения должно быть от отдельного ввода. Однако допускается питание осветительных щитков от общего с силовой нагрузкой ввода при условии, что питающая линия обеспечит отклонение напряжения у наиболее удаленных ламп не более 2,5% от номинального напряжения сети.

Групповые щитки располагают по возможности в центре питаемых или электрических нагрузок в местах, удобных для обслуживания. Рациональное размещение групповых щитков обеспечивает удобство эксплуатации осветительной установки и позволяет сократить протяжность внутренних сетей.



4.3 Компоновка осветительной сети

При компоновке осветительной сети вычерчивают в масштабе план объекта проектирования, на котором отмечают места расположения выбранных светильников, выключателей, розеток и т. п., а так же силового щита и щита освещения.

После размещения осветительного оборудования все светильники делят на группы. При этом всю нагрузку вначале делят на три части (по числу фаз питающей сети), а затем нагрузку каждой фазы делят на группы с учетом следующих рекомендаций:

1. Однофазные группы светильников рекомендуется применять для небольших помещений с малым числом светильников небольшой мощности. В остальных случаях общее освещение выполняют трехфазным с однофазными ответвлениями к отдельным группам светильников.

2. Рекомендуется, чтобы в каждой однофазной группе было не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРИ, ДнаТ и розеток, или не более 75 люминесцентных ламп мощностью до 40Вт или 60 ламп мощностью до 80Вт.

3. Длина четырехпроводной группы, как правило, не должна превышать 80м, трехпроводной - 60м и двухпроводной - 35м.

4. Групповые линии сетей внутреннего освещения должны быть защищены предохранителями или автоматическими выключателями на рабочий ток не более 25А.

5. Светильники дежурного и наружного освещения лучше всего включить в отдельную группу.

6. Штепсельные розетки в жилых помещениях устанавливают по одной на каждые 6м² жилой площади и на 10м² площади коридоров, а также до трех розеток на кухню. Мощность розеток принимают равной или мощности подключаемого приемника, или 500Вт.

Заканчивают этот раздел составлением расчетной схемы, на которой указывают все осветительные щиты и группы, число проводов и длину групп, мощность источников света и розеток, а также места ответвлений.

4.4 Выбор марки проводов и способов их прокладки

Для распределения электроэнергии электрическая осветительная часть выполняется в виде электропроводки с установкой аппаратов автоматической защиты и коммутации.

Выбор марки провода для проводки осветительной сети определяется условиями окружающей среды, назначением помещения, электро- и пожаробезопасностью, удобством монтажа и эстетическими требованиями. Выбор производится по специальным таблицам (приложение 13 методических указаний).

Способ прокладки должен обеспечить надежность, долговечность, пожарную безопасность, экономичность и по возможности заменяемость проводов. Основными видами прокладок являются скрытые и открытые.

Скрытой электропроводкой называется проводка, проложенная внутри конструктивных элементов зданий и сооружений (в стенах, полах, фундаментах, перекрытиях и т. д.).

Открытой электропроводкой называется проводка, проложенная по поверхности стен, потолков, по фермам и другим строительным элементам зданий, сооружений, по опорам и т. п.

В общественных, административных, бытовых, лабораторных помещениях, как правило, используют скрытые электропроводки. При скрытой прокладке плоских проводов под штукатуркой запрещается заделка проводов растворами, содержащими и другие вещества, которые могут разрушать изоляцию.

В производственных и вспомогательных помещениях следует преимущественно применять открытую проводку, выполненную на тросах или тросовыми проводами, кабелями, шнурами и изолированными проводами с размещением на изоляторах, в лотках, коробах, трубах. Открытые электропроводки должны прокладываться в местах, где исключена возможность их механических повреждений.

На вводе в помещение к осветительному щитку будем использовать кабель медный, марки ВВГ на скобах. От осветительного щитка будем использовать провод медный, марки ПВ, проложенный в лотках.

4.5 Расчет сечения проводов

Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической прочности, тока нагрузки и потери напряжения.

В процессе монтажа и эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в зависимости от способа прокладки и материала токоведущих жил. Например, согласно ПУЭ в общем случае сечение жил проводов и кабелей, используемых для внутренней электропроводки, должно быть не менее 2,5 мм² для алюминиевых жил и 1 мм² для медных, а при прокладке на изоляторах - соответственно 4 мм² и 1,5мм².

Нагрев проводников вызывается прохождением по ним электрического тока. Температура провода зависит от величины этого тока и условий теплоотдачи в окружающую среду. Допустимая температура провода ограничивается классом нагревостойкости его изоляции. Чтобы температура не превысила допустимого значения, в зависимости от класса изоляции, материала жил провода и способа его прокладки (в воздухе, в трубе, в земле и т.д.), для каждого стандартного значения согласно табличным данным, приводимых в ПУЭ, ограничивают допустимую силу рабочего тока. В приложении 14 методических указаний приведены значения длительно допустимых токов нагрузки для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными и алюминиевыми жилами, проложенными открыто и в одной трубе.

Сечение жил проводов можно рассчитать по потере напряжения и на минимум проводникового материала.

Расчет сечения проводов на минимум проводникового материала производится по формуле:

(4.1)

где S - сечение провода рассматриваемого участка, мм²;

- сумма моментов рассчитываемого и всех последующих их участков с тем же числом проводов, что и у рассчитываемого, кВт·м;

- сумма моментов от n участков с другим числом проводов, чем у рассчитываемого участка, умноженные на коэффициент б, кВт·м;

б - коэффициент приведения моментов (таблица 4.1 методических указаний);

С - характерный коэффициент сети (таблица 4.2 методических указаний);

cosц - средневзвешенный коэффициент мощности нагрузки;

- располагаемая потеря напряжения, %.

Потеря напряжения в проводах зависит от сечения, материала токоведущих жил, длины провода, силы тока и принятой системы напряжения. Обычно, значение допустимой потери напряжения во внутренней осветительной сети принимается до 2,5% от номинального, чтобы обеспечить требуемый уровень напряжения у всех потребителей данной сети.

Электрический момент М определяют как произведение мощности светильника P на расстояние от щитка или точки разветвления l:

(4.2)

Рассчитаем моменты всех участков:

Основное помещение телятника:

М₀= 0,125*13,7+0,125*25,2+0,2(13,7+28,7)+0,1(7,2+7,2)+

0,3(12,2)+0,25(15,5+15,5)== 22,96 кВт*м

М_{1гр.1 =} 0,125 (3,5+7,5+15,5+19,5+23,5+27,5+31,5+35,5+39,5+43,5

+47,5+51,5+55,5+ 59,5++63,5+67,5+71,5) = 82,9 кВт *м.

М_2гр.1 = 0,125 (0,5+4,5+8,5+12,5+16,5+20,5+28,5+32,5+36,5+40,5+44,5

+48,5+52,5+60,5++64,5+68,5) =67,5 кВт *м.

М_3гр.1 = 0,125 (9+13+17+21+25+29+33+37+41+45+53+57+61+65+69) = 71,8 кВт*м.

М_4гр.1 = 0,125 (8+12+16+24+28+32+36+44+48+52+56+60+68+72+76) = 79 кВт *м.

М_5гр.1 = 0,125 (13+17+21+25+29+33+37+41+45+49+53+57+61

+65+69+73+77+81) =105,75 кВт*м.

Дежурное освещение:

М_6гр.2= 0,125( 31,5+46+59,5+91,5+77,5+103,5+51,5+71,5+95,5) + 0,2 ( 17+32) = 88,3 кВт*м.

М_{7 гр3} = 0,25 (15,3+18,5+21,7+15,3+18,5+21,7+24,9+28,1

+31,3+34,5)+0,2(9,5+15,5)+ 0,1(15,7+15,7)+0,3 (20,7)+0,25 ( 20 + 20 ) = 81,9 кВт*м.

Принимаем ближайшее стандартное сечение: 10 мм².

Находим фактическую потерю напряжения на данном участке:



(4.3)

Найденное сечение провода проверяют на нагрев и механическую прочность.

Провода на допустимый нагрев проверяют на выполнение условия

(4.4)

где - длительно допустимый ток на проводе, А (приложение 14 методических указаний);

- расчетный ток нагрузки на рассматриваемом участке сети, А;

(4.5)

где - расчетная нагрузка ( включая потери ПРА), Вт;

m - количество фаз в сети;

U_ф - фазное напряжение, В.

Условие выполняется.

На механическую прочность провода проверяют на выполнение условия

(4.6)

где - минимальное допустимое сечение провода по механической прочности, мм².

Условие выполняется.

Рисунок 3. - Расчётная схема осветительной сети.

- расстояния, м;

Р₁ … Р₁₃ - мощности светильников, Вт;

А,В,С - точки разветвления.

Моменты отдельных участков равны:



Сечение провода головного участка определяют как :

Принимаем ближайшее стандартное сечение 10 мм^2.

Полученное расчетное сечение головного участка округляют до ближайшего большего стандартного сечения . Затем находят фактическую потерю напряжения на головном участке

Последующие участки рассчитывают аналогично на оставшуюся потерю напряжения.

Рассчитаем ток и сечение каждого участка:

Принимаем ближайшее стандартное значение 6 мм^2.

;

;

Определим действительные потери на участке гр. 2, по формуле:

Принимаем ближайшее стандартное значение 2,5 мм^2.

;

;

Определим действительные потери на участке гр. 3, по формуле:

Принимаем ближайшее стандартное значение 2,5 мм^2.