Меню

Расчет освещения для электротехнического цеха



Как сделать расчет освещения разного типа для производственных помещений

На любом промышленном объекте самым важным аспектом создания необходимых условий труда, а также обеспечения безопасности сотрудников на рабочих местах, является правильно организованная система освещения.

Подсветка промышленного помещения

Чтобы это сделать, необходимо провести расчет производственного освещения по всем правилам. Помочь с этим сможет наша сегодняшняя статья.

Условия производственной деятельности

На любом промышленном производстве свет оказывается ведущее значение в создании зрительной работоспособности работников. Кроме этого уровень освещённости оказывает прямое воздействие на моральное и физическое состояние людей, что естественным образом влияет на качество продукции и травматизм. Поэтому, чтобы создать правильный уровень освещенности, необходимо руководствоваться следующими требованиями:

  • при создании естественного и искусственного типа освещения (пример: общего, рабочего, аварийного и т.д.) помещений нужно руководствоваться регламентирующей документацией. Отличный пример регламентирующей документации — СНиП;

Обратите внимание! Кроме СНиПа, при создании определенной степени освещенности для различных производственных помещений, нужно использовать нормы ГОСТа и СанПина.

  • требования к уровню яркости освещаемых поверхностей (особенно важно для рабочего типа подсветки). Для рабочего освещения требуется равномерное распределение светового потока. Это пример того, каким образом должно быть организовано любое местное освещение;

Освещение рабочего места

  • отсутствие резких теней при подсветке производственных помещений;
  • испускаемый световой поток должен иметь правильную цветопередачу;
  • отсутствие негативных факторов, при работе системы общей и местной (рабочего, аварийного и другого типа) подсветки. Здесь речь идет о том, что светильники при своей работе не должны издавать шум, создавать риск появления пожара или нести угрозу жизни и здоровью людей.

При этом стоит помнить, что свет для производственных помещений необходим двух типов:

  • естественного плана. Создаются с помощью оконных проемов и стеклянных конструкций крыж и потолка;
  • искусственного плана. Бывает местного, рабочего, аварийного, охранного и т.д. Реализуется с помощью разнообразных светильников и лампочек.

Методы расчета, которые применяются для естественного и искусственного типа освещения производственных помещений, сильно различаются между собой. Каждый пример вычислений освещения для таких помещений имеет свои нюансы и тонкости. Поэтому рассмотрим их более детально.

Обратите внимание! Все методы, применимые для высчитывания уровня освещенности помещений производственного плана, должны базироваться на нормах, указанных в регламентирующей документации.

Естественная подсветка и ее вычисление

Самым важным параметром для естественного типа освещения является необходимая площадь окон, которые будут реализованы в конкретном типе помещения. Поэтому для естественного типа подсветки расчет предполагает использование следующей формулы (для бокового размещения):

  • So- площадь окон;
  • Sп- площадь пола, который имеется в помещении;
  • No- световая характеристика проема (табличный параметр);
  • K3- стандартный коэффициент запаса (табличный параметр);
  • En–КЕО (табличный параметр);
  • r1– параметр, отражающий увеличение КЕО (коэффициент естественного освещения) для бокового типа размещения;
  • Кзд- коэффициент, отражающий затемнение стекол, которое создается противостоящими зданиями (табличный параметр);
  • To- общий коэффициент для эффекта светопропускания. Он вычисляется по следующей формуле T0 = T1T2T3T4T5,(2,2) . Все эти коэффициенты являются табличными значениями.

Подставив все необходимые значения в формулу, вы легко вычислите площадь оконного проема, который должен быть в конкретном производственном помещении. При другом варианте расположения окон, методы подсчета остаются такими же, лишь формула немного меняется. Но чаще всего для естественного освещения характерен боковой вариант расположения оконных проемов.

Искусственная подсветка и ее вычисление

Из-за того, что искусственный тип подсветки комнат на производстве бывает самым различным (рабочее, аварийное и т.д.), здесь используют и различные методы расчета для определения требуемого уровня освещенности.

Искусственное освещение промышленных сооружений

Наиболее часто используются следующие методы расчета:

  • коэффициент использования;
  • точечный метод;
  • способ удельной мощности.

Разберемся с каждым методом в отдельности.

Коэффициент использования

Суть способа заключается в использовании коэффициента η. Этот коэффициент равен соотношению светового потока, ниспадающего на поверхность, к общему световому потоку, идущего от осветительного прибора.

Обратите внимание! Коэффициента η является табличным значением.
Для определения этого показателя нужна оценка геометрических параметров комнаты, для которой, собственно, нужно высчитать степень освещенности. Геометрия комнаты вводится через индекс помещений (i).

В нашем случае «i» рассчитывается следующим образом i=(B+A)/h*(A+B), где:

  • В – ширина;
  • А – длина;
  • h – расчетная высота.

Кроме этого нужно рассчитать световой поток для каждого работающего светильника. Расчет проводиться по следующей формуле

Читайте также:  Освещение для круглого аквариума своими руками

  • Е – заданный уровень минимальной освещенности;
  • К – стандартный коэффициент запаса;
  • S –площадь, которую освещает светильник;
  • z – коэффициент, отражающий неравномерность подсветки;
  • N – количество ламп, которые установлены в комнате. Этот параметр должен быть определен заранее до расчетов.

Этим методом можно легко вычислить световой поток для каждого осветительного прибора, который будет использоваться в помещении.

Точечный способ

Пользуясь таким методом нужно помнить, что он применяется для кругло-симметричных ламп (например, ДРЛ). При этом нужно принимать световой поток светильника равным 1000 лм. Это так называемая условная освещённость. Этот параметр зависит от следующих факторов:

  • светораспределение светильника;
  • его геометрические размеры: высота установки осветительной установки, расстояние от светильника до проекции падения светового потока.

В данной ситуации световой поток от осветительного прибора определяется по такой формуле Ф = 1000·Еу·Кз/μ·∑Еу, где:

  • μ – специальный коэффициент, при помощи которого учитывается действие «удаленных» ламп;
  • ∑Еу – условная суммарная освещенность, установленная для контрольной точке;
  • Еу – для отдельного светильника.

По вычисленному световому потоку следует выбирать лампочки, данный параметр которых будет находиться в диапазоне -10…+20%.

Третий метод расчета

Сегодня довольно часто для расчета степени освещённости применяется способ удельной мощности. При помощи метода удельной мощности можно рассчитать степень светового потока в зависимости от вида светильника. Суть способа расчета удельной мощности рассчитывается в зависимости от вида лампы, места ее размещения, а также дистанции ее положения над рабочей поверхностью, а также подсветки горизонтальных поверхностей и параметра удельной мощности.

Обратите внимание! Способ удельной мощности, под этим параметром понимается отношение мощности источника света к площади освещаемой светильников площади.

При этом значение удельной мощности берется из таблиц.
Мощность для общей лампы вычисляем по такой формуле Р=w·S/N, где:

  • w – параметр удельной мощности,
  • S – площадь комнаты,
  • N – количество осветительных установок.

Обратите внимание! Вместо самостоятельных расчетов для естественного и искусственного типа освещения можно воспользоваться онлайн-калькуляторами.

Заключение

Для определения степени освещенности различных помещений производственного плана следует использовать различные методы вычислений, каждый из которых имеет свои особенности. При этом помните: для естественного и искусственного светового потока стоит использовать разные способы расчета.

Источник

Светотехнический и электротехнический расчет освещения механосборочного цеха

Выбор систем освещения помещений цеха и источников света. Расчет электрического освещения. Выбор напряжения и источника питания. Расчет нагрузки электрического освещения, сечения проводников по нагреву и потере напряжения, потерь напряжения в проводниках.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 22.10.2015
Размер файла 589,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Светотехническая часть

1.1 Выбор систем освещения помещений цеха

1.2 Выбор нормируемой освещенности

1.3 Выбор источников света

1.4 Выбор светильников и их размещение

1.5 Расчет электрического освещения

2. Электротехническая часть проекта

2.1 Выбор напряжения и источника питания

2.2 Выбор схемы питания осветительной установки

2.3 Расчет нагрузки электрического освещения

2.4 Выбор групповых щитков освещения

2.5 Выбор марки и способов прокладки проводников

2.6 Расчет сечения проводников по нагреву и потере напряжения

2.7 Выбор защитно-коммутационных аппаратов

2.8 Расчет токов однофазного короткого замыкания и проверка аппаратов защиты

2.9 Расчет потерь напряжения в проводниках

Список использованных источников

Высокий технический уровень проектных решений и хорошее качество проектов электрического освещения в значительной степени зависят от организации светотехнического проектирования. Специфика осветительных установок обуславливает целесообразность выполнения проектов освещения специализированными проектными подразделениями.

В крупных проектных институтах проектирование освещения осуществляется светотехническими отделами или секторами. В ряде отраслевых комплексных проектных организаций в составе электротехнических отделов имеются светотехнические бригады, реже секторы. Однако во многих проектных организациях одни и те же проектировщики выполняют проекты разных электрических установок. В составе светотехнического отдела кроме проектировщиков целесообразно иметь конструкторов, специализирующихся в разработке рабочих конструктивных чертежей для проектов освещения.

Отдельные части проектов — сложные схемы управления освещением, задания заводам электротехнической промышленности на щиты и пульты управления, сметы — нужно выполнять в соответствующих специализированных подразделениях проектных организаций при обязательном участии проектировщиков-светотехников, состоящем в выдаче заданий и контроле.

Проектирование осветительных установок подчиняется общим положениям, принятым в области разработки проектов и смет для строительства предприятий, зданий и сооружений.

Читайте также:  Зрачки разные при плохом освещении

В целом при проектировании электроосвещения выделяют светотехническую и электротехническую части проекта.

Проектирование осветительных установок регламентировано СП 52-13330-2011 «Естественное и искусственное освещение», отраслевыми нормами искусственного освещения, инструкциями по проектированию, а также ПУЭ, ГОСТами и некоторыми другими нормативными документами.

Исходные данные представлены в таблице В1

Задание: проектирование электрического освещения механического цеха.

Цех промышленного предприятия

Высота основного(ых) помещения(ий) цеха, м

Высота вспомогательных помещений цеха, м

Размеры и характеристика помещений представлены в таблице В2

Склад готовой продукции

1. СВЕТОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Выбор системы освещения

Систему комбинированного освещения — освещение, при котором к общему освещению добавляется местное. Данная система включает в себя как светильники, расположенные непосредственно у рабочего места и предназначенные для освещения только лишь рабочей поверхности (местное освещение), так и светильники общего освещения, предназначенные для выравнивания распределения яркости в поле зрения и создания необходимой освещенности по проходам помещения.

Систему общего освещения — это освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения. Его назначение состоит не только в освещении рабочих поверхностей, но и всего помещения в целом, поскольку светильники общего освещения обычно размещаются под потолком помещения на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностей.

Данные по выбранным системам освещения для каждого помещения представлены в таблице 1.1

1.2 Выбор нормируемой освещенности

Выбор освещенности производим по табл. 1, 2, 3 СП 52-13330-2011 и табл. 14.2, 12.39[9], 4-2, 4-4з,4-4к,4-5 [4].

1.3 Выбор источников света

Для вспомогательных помещений (бытовое помещения, складских помещений, ремонтной мастерской, инструментальной, вентиляционной, трансформаторной подстанции выбираю промышленные светодиодные светильники Айсберг 36W-4400Lm, IP 65, для рабочего помещения выбираю сведодиодный прожектор СЦС-100 С диаграммой рассеивания 90*90 град. Заявленный срок службы этих светильников 100000 ч.

1.4 Выбор светильников и их размещение

Осветительным прибором называют совокупность осветительной арматуры и помещенного в нее источника света. Осветительные приборы, предназначенные для освещения объектов, расположенных относительно близко от них, называют светильниками.

Склад готовой продукции

Taiwan Genesis Photonics

Данные по выбранным светильникам приведены в таблице 1.3.

Данные по способу размещения и высоте подвеса сведены в таблицу 1.4.

h рабочего места

h до рабочего места,м

Склад готовой продукции

Данные по способу размещения, расстояниям и количеству светильников сведены в таблицу 1.4.

расстояние между светильниками L,м

расстояние до стены l, м

Склад готовой продукции

1.5 Расчет электрического освещения

Расчет будем производить методом коэффициента использования. Данный метод применим, и дает достаточные для практики результаты при расчете общего равномерного освещения. При этом определяется освещенность поверхности с учетом как светового потока, падающего непосредственно на освещаемую поверхность, так и отраженного от стен, потолков и самой освещаемой поверхности.

Как известно, на рабочую поверхность падает не весь световой поток установленных ламп, так как некоторая часть его поглощается осветительной арматурой, стенами и потолком. Следовательно,

где n — число ламп, Фл — световой поток одной лампы.

Коэффициентом использования светового потока осветительной установки называется отношение светового потока, подающего на поверхность, равную площади помещения, к суммарному световому потоку всех источников света

Для определения коэффициента использования можно воспользоваться выражением

где зС — КПД светильника, зП — коэффициент использования помещения, определяемый по светотехническому справочнику с учетом коэффициентов отражения спот — потолка, сст — стен, ср — расчетной поверхности, а также индекса помещения

где a и b — длина и ширина помещения.

Средняя освещенность поверхности определяется выражением

Нормативные документы устанавливают наименьшие величины освещенности. Поэтому при расчете необходимо обеспечить минимальную освещенность. Для этого вводится поправочный коэффициент

Значение z можно принять для светодиодных ламп, равным 1,15.

Также в выражение вводится коэффициент запаса kз для компенсации снижения освещенности от осветительной установки с течением времени. С учетом вышесказанного получаем:

Тогда основное выражение для определения светового потока отдельной лампы будет следующим:

Произведем расчет освещения станочного отделения в порядке указанном в методическом пособии [1].

определяем индекс помещения:

По табл. 9.14 [3] определяем коэффициент использования, который равен 50. Определяют по справочным данным значение коэффициента запаса kз по табл. 7.33 [9] коэффициент запаса равен 1,5

Читайте также:  Дрл 250 технические характеристики площадь освещения

Определение коэффициента запаса: коэффициент запаса зависит от степени загрязнения помещения, частоты техническогообслуживания светильника, интенсивности эксплуатации светильников и принимает значения от 1,2 до 2 см.

Таблица коэффициентов отражения:

Поверхность белого цвета

Поверхность серого цвета

Поверхность темно-серого цвета

Табл. 1.5 Характеристика помещений:

К-т отражения помещения потолок/стены/пол

Поправочный к-т z

Склад готовой продукции

Рассчитывается необходимое количество ламп:

Устанавливаем 86 светильников СЦС-100. Поток лампы не должен отличаться от требуемого расчетом более, чем на -10 и +20%, что соответствует данным условиям (отличие +2 %).

Расчеты остальных помещений аналогичны приведенному.

Данные расчетов приведены в таблицах 1.5 и 1.6

Склад готовой продукции

2. Электротехническая часть проекта

Структура электротехнической части проекта, направленной на выполнение проектирования осветительной электрической сети, включает в себя выбор напряжения и источника питания осветительной установки, выбор и обоснование схемы питания, расчет марки и сечения проводников, способов их прокладки и т.д.

2.1 Выбор напряжения питания

Для светильников общего освещения применяем напряжение не выше 380/220 В переменного тока — при заземленной нейтрали.

Напряжение большинства выпускаемых промышленностью источников света не превышает 220В, что соответствует требованиям электробезопасности.

Осветительные сети обычно не совмещаются с силовыми сетями. Тем не менее, питание осветительных установок обычно производится от общих для силовых и осветительных сетей трансформаторов на напряжении 380/220 В при глухом заземлении нейтрали.

2.2 Выбор схемы питания

Электрическая осветительная сеть в общем случае состоит из следующих звеньев (рис. 2.1): распределительное устройство трансформаторной подстанции 1, питающая сеть 2, магистральный щиток 3, щитки аварийного 4 и групповые щитки рабочего 5 освещения, групповая сеть 6, а также источники света 7. При реализации конкретных схем питания осветительных установок те или иные звенья могут отсутствовать.

Как показано, сети освещения разделяются на питающие и групповые. К питающей сети относятся линии от трансформаторных подстанций или других точек питания до групповых щитков, к групповой сети — линии от групповых щитков до осветительных приборов.

Магистральные осветительные щиты получают питание одной мощной линией от подстанции, а затем осуществляют распределение электроэнергии между присоединенными к ним групповым щиткам.

Групповые щитки, в которых устанавливаются аппараты защиты и управления для групповых линий, предназначены для питания непосредственно осветительных приборов.

При распределении светильников между линиями групповой сети следует руководствоваться установленными ПУЭ предельными данными по максимальному току аппаратов и числу подключенных ламп.

При построении групповой сети для трехфазной системы переменного тока применим следующие схемы — трехпроводная двухфазная с нулевым проводом (рис. 2.2.а), двухпроводная однофазная (рис. 2.2.б)

В качестве способа подключения осветительных приборов по фазам групповой линии предпочтительным является A-B-C-A-B-C. Такой вариант наиболее оптимален с точки зрения, как снижения пульсаций освещенности, так и равномерности распределения освещенности

Рис. 2.2 Схема групповой сети

2.3 Расчет нагрузки электрического освещения

При выполнении осветительных сетей выдвигаются ряд обязательных требований, которые должны быть при этом учтены. Среди таких требований можно выделить надежность, долговечность, пожаробезопасность, экономичность, а также удобство эксплуатации сетей.

В зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп по различным причинам обычно не включена, поэтому при расчете сетей электрического освещения пользуются расчетной мощностью, которая определяется с использованием коэффициента спроса.

где n — количество ламп, Р — мощность одной лампы, Кс — коэффициент спроса, б — коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре.

Для светодиодных ламп коэффициент б равен 1 Коэффициенты спроса для некоторых объектов приведены в [9].

Реактивная мощность осветительной установки вычисляется по формуле

При этом коэффициент реактивной мощности определяется видом источников света. Для светодиодных ламп tgц равен 0,1-0,2

Данные расчетов сведены в таблицу 2.1

2.4 Выбор групповых щитков освещения

Для щита освещения (ЩО) выбираю корпус ЩРн-36з-0 74 У2 IP54, предназначенные для установки в жилых, общественных, промышленных и др. зданиях, объектах средней мощности включая металлические сооружения с повышенными требованиями к электробезопасности. В щите установлены автоматические выключатели серии ВА 47-29 для распределения по групповым сетям: 8 групп однофазных на дополнительные помещения и одна трехфазная группа для цехового освещения.

· Ввод трехфазный или однофазный электрической сети

· Распределение электрической энергии по трехфазной или/и однофазной цепям

· Защита всех цепей от перегрузок и токов короткого замыкания

Источник