При проектировании осветительных установок необходимо, соблюдая нормы и правила освещения, определить потребности в осветительных приборах, устано­вочных материалах и конструкциях, а также в электрической энергии. Проект обыч­но состоит из четырех частей: светотехнической, электрической, конструктив­ной и сметно-финансовой. Светотехническая часть предполагает выполнение следующих работ.

ознакомление с объектом проектирования, заключающееся в оценке характера и точности зрительной работы на каждом рабочем месте. При этом обязательно надо установить роль зрения в производственном процессе, минимальные размеры объектов различения и расстояние от них до глаза работающего; определить коэффициенты отражения рабочих поверхностей и объектов различения, расположение рабочих поверхностей в пространстве, желательную направленность света, наличие движущихся объектов различения, возможность увеличения контраста объекта с фоном, возможность возникновения травмоопасных ситуаций, стробоскопическо­го эффекта; выявить конструкции и объекты, на которых можно разместить осветительные приборы, а также конструкции и объекты, которые могут создавать тень и др.;

выбор системы освещения, определяемый требованиями к качеству освещения и экономичности осветительной установки;

выбор источника света, обусловливаемый требованиями к спектральному составу Излучения, удельной световой отдачей, единичной мощностью ламп, а также пульсацией светового потока;

определение норм освещенности и других нормативных параметров освещения для данного вида работ в соответствии с точностью работ, системой освещения и выбранным источником света;

выбор осветительного прибора, регламентируемый его конструктивным исполнением по условиям среды, кривой светораспределения, коэффициентом полезного Действия и блескостью;

выбор высоты подвеса светильников, осуществляемый, как правило, совместно с выбором варианта их размещения и определяемый в основном наивыгоднейшим отношением L : h (расстояния между светильниками к расчетной высоте подвеса) а также условиями ослепленности. В зависимости от кривой светораспределения (типа светильника) отношение L : h принимают от 0,9 до 2,0.

После выбора основных параметров осветительной установки (нормированной освещённости, системы освещения, типа осветительных приборов и схемы их размещения) приступают к светотехническим расчетам.

Расчет осветительной установки может быть выполнен различными способами, которые базируются на двух основных методах расчетов: по световому потоку и точечный. Наиболее распространен в проектной практике расчет по методу коэффициента использования светового потока. Этот метод предназначен для расчета общего равномерного освещения и дает возможность определить световой поток источников света, необходимый для создания нормированной освещенности расчетной горизонтальной плоскости. Этим методом учитывается прямой и отраженный (от потолка, стен и пола) световой поток.

Световой поток Ф, который должны излучать лампы в каждом светильнике, определяют по формуле

где Е - нормируемая минимальная освещенность, лк (см. табл. 8.1 и 8.3);

к - коэффициент запаса. Принимают по СНиП II-4-79 в пределах от 1,2 до 2,0 в зависимости от содержания пыли в воздухе, типа источника света и расчетных сроков чистки светильников (2 - 18 раз в год);

S - освещаемая площадь, м 2 ;

z = Eср/Емин - коэффициент, характеризующий неравномерность освещения. Принимают равным 1,0 при расчете на среднюю освещенность или для отраженного освещения; 1,15 - для ламп накаливания и ДРЛ, 1,1 - для светящих линий, выполненных светильниками с люминесцентными лампами;

N - число светильников, намечаемое еще до расчета в соответствии с наивыгоднейшим L : h ;

η - коэффициент использования излучаемого светильниками светового потока на расчетной плоскости. Определяют по справочным таблицам в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения пола, стен, потолка и индекса помещения i, рассчитываемого по формуле
(здесь А и В - размеры помещения в плане, м;h - расчетная высота подвески светильника над рабочей поверхностью, м);

γ - коэффициент затенения. Может вводиться для помещений с фиксированным положением работающих и принимается равным 0,8.

Вычисленный по формуле расчетный световой поток лампы (или светильника с несколькими лампами) сравнивают со стандартным (по ГОСТ на источники света) и принимают ближайшее значение. В практике светотехнических расчетов допускается отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного в пределах от - 10 до +20%.

Разновидностью метода коэффициента использования светового потока является метод удельной мощности, который иногда называют методом ватт. Удельная мощность есть мощность осветительной установки помещения, отнесенная к площади его пола. Этот метод применяют только для ориентировочных расчетов. Он дает возможность определить мощность каждой лампы Р для создания нормируемой освещенности (в Вт)

где ω - удельная мощность лампы, Вт/м 2 ;

S - площадь помещения, м 2 ;

N - число ламп в осветительной установке.

Значения удельной мощности находят по специальным таблицам в зависимо­сти от нормируемой освещенности, площади помещения, высоты подвеса и типов принятых светильников, а также коэффициента запаса.

Точечный метод дает наиболее правильные результаты и применяется для расчета локализованного и местного освещений, а также освещения негоризонтальных плоскостей и больших территорий, в частности, железнодорожных станций. Он позволяет определять освещенность в любой точке от любого числа осветительных приборов. К недостаткам метода следует отнести трудность учета отраженных составляющих светового потока. Расчетное уравнение точечного метода имеет вид

Е А =I А cos α/r 2 , (8.7)

где Еа - освещенность горизонтальной плоскости в данной точке А, лк;

Iа - сила света в направлении точки А, кд. Значение силы света находят по кривым

светораспределения данного осветительного прибора;

α - угол между нормалью к рабочей плоскости и направлением вектора силы света в точку А;

r - расстояние от светильника до расчетной точки А, м.

Рис. 1. Расчетные кривые E=f(l) для прожектора ПЗС-45 при различных углах наклона его оси θ в вертикальной плоскости

Для удобства расчетов, особенно на ЭВМ, уравнение может быть преобразовано. Принимая r = h/cos α (где h - расчетная высота подвески светильника, м) и вводя коэффициент запаса к, получим E A =(I A cos 3 α)/(кh 2).

В том случае, когда расчетная точка А лежит на любой негоризонтальной плоскости, освещенность ее Е н можно найти из выражения Е н = Е А Ψ, где Ψ - переходный коэффициент, определяемый по специальным номограммам. При расчетах освещенности, создаваемой несколькими осветительными приборами, под- Разновидностью точечного метода расчета является метод изолюкс 1 . В этом случае точечным методом рассчитывают освещенность в горизонтальной плоскости от одного осветительного прибора или компактной их группы. Получают семейство изолюкс, выполненных в масштабе, в котором вычерчена та или иная территория, подлежащая освещению. Изолюксы при проектировании накладывают на план так, чтобы они заполнили всю территорию. Этот прием позволяет графически рассчитать не только освещенность, но и координаты мест установки опор осветительных приборов.

При проектировании осветительных установок для открытых пространств, в том числе железнодорожных станций, расчеты также удобно выполнять с помощью кривых, полученных для определенных осветительных приборов (прожекторов), установленных на той или иной высоте (рис. 1). По этим кривым и заданной нормируемой освещенности можно найти и расстояние между мачтами, на которых устанавливают прожекторы.

Высоту установки прожекторов 2 над уровнем зрения можно рассчитать, используя формулу В проектной практике пользуются обычно упрощенной формулой

, (8.8)

где H - высота установки прожектора над уровнем земли, м;

I макс - осевая сила света прожектора, кд;

h у.з - высота уровня зрения человека, находящегося в наихудших условиях, т. е. для которого разность H – h у.з будет наименьшей.

С - величина, обусловленная нормируемой освещенностью Е на территории:

1 Изолюкса - кривая, представляющая собой геометрическое место точек данной пло­скости с одинаковыми освещенностями.

2 Высоту установки прожекторов определяют исходя из условий не только наименьшего слепящего действия, но и исключения воздействия ультрафиолетовой радиации ксеноновых ламп. При мощности такой лампы 10 кВт Я > 15 м, при 20 кВт Я > 25 м. Кроме того, по ус­ловиям безопасности обслуживания согласно Правилам устройства электроустановок в си­стемах локализованного освещения Н > 3 м.

Наиболее часто используемые прожекторы в зависимости от их типа и применяемых источников света характеризуются большим диапазоном значений осевой силы света. Например, I макс составляет:

у прожекторов ПЗС-45

Источник света

у прожекторов ПСМ-50-1

Источник света

11. Проектирование электрического освещения

Проектирование осветительных установок заключается в разработке светотехнической и электрической частей проекта.

В светотехнической части рабочего проекта производится выбор значений освещенности, систем и видов освещения, типов источников света и осветительных приборов, выполняются светотехнические расчеты, в результате которых определяются тип, мощность и расположение светильников.

В электрической части рабочего проекта выбираются источники питания, решаются (при необходимости) вопросы компенсации реактивной мощности для установок с ртутными лампами, намечаются способы управления освещением, выбираются типы магистральных и групповых щитков и другого электрооборудования.

Исходными данными для проектирования осветительной установки являются: перечень объектов строительства с указанием их основного назначения; архитектурно-строительные планы и разрезы помещений; краткая строительная характеристика здания (количество этажей, длина, ширина и высота помещений); сведения о характере среды в помещениях; данные об особенностях технологического процесса и знание других требований, влияющих на устройство освещения.

В рабочем проекте разрабатываются рабочие чертежи освещения, состав и правила, оформления которых регламентируются стандартами «Системы проектной документации для строительства» .

В состав основного комплекта рабочих чертежей марки ЭО включают:

– общие данные к рабочим чертежам;

– планы расположения электрического оборудования и прокладки электрических сетей;

– принципиальные схемы питающей сети;

– принципиальные схемы дистанционного управления освещением;

– схемы подключения комплектных распределительных устройств на напряжение до 1 кВ;

– кабельный журнал для питающей сети.

Планы расположения

Планы расположения выполняют с учетом требований .

В качестве подосновы для планов расположения, как правило, следует принимать планы помещений, выполненные в основных комплектах рабочих чертежей других марок. Масштаб этих планов должен обеспечивать четкое графическое изображение электрических сетей и электрического оборудования.

На планах расположения наносят и указывают:

– строительные конструкции и технологическое оборудование в виде упрощенных контурных очертаний сплошными тонкими линиями;

– наименования помещений (допускается наименования помещений приводить в экспликации помещений по форме 1 (рис. 11.1);

– классы взрывоопасных и пожароопасных зон, категорию и группу взрывоопасных смесей для взрывоопасных зон по правилам устройства электроустановок;

– нормируемую освещенность от общего освещения; количество, тип светильников;

– количество и мощность ламп в светильнике;

– высоту установки светильников;

– привязочные размеры для светильников или рядов светильников к элементам строительных конструкций или координационным осям здания;

– комплектные распределительные устройства на напряжение до 1 кВ, относящиеся к питающей сети (распределительные щиты, щиты станций управления, распределительные пункты, ящики и шкафы управления, вводно-распределительные устройства) и их обозначения;

– групповые щитки и их обозначения;

– понижающие трансформаторы;

– выключатели, штепсельные розетки;

– линии питающей и групповой сети и сети управления освещением, их обозначения, сечение и, при необходимости марку и способ прокладки;

– другое электрическое оборудование, относящееся к внутреннему освещению.

Форма 1

Рис 11.1 . Форма таблицы экспликация помещений

При большом числе линий питающей сети, групповой сети и сети управления освещением, указанные сети и относящееся к ним электрическое оборудование допускается изображать на отдельных листах и в разных масштабах.

На листах планов расположения приводят данные о групповых щитках по форме 2 (рис. 11.2).

Форма 2

Рис. 11.2 . Форм таблицы данных о групповых щитках

Пример оформления плана расположения электрооборудования приведен на рис. 11.3.

Рис. 11.3 . План расположения электрооборудования и прокладки электрических сетей электроосвещения

Условные графические обозначения на планах расположения электрического оборудования внутреннего освещения и рекомендуемые размеры условных графических обозначений приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1

Порядок записи условных обозначений на планах расположения
оборудования внутреннего освещения

Наименование		Обозначение
	Нормируемая освещенность
	Обозначение классов взрыво- и пожароопасных зон по ПУЭ
	Сведение о светильниках: для одноламповых светильников для двух и многоламповых светильников
	Светильник с люминесцентной лампой
	Светильник с лампой накаливания, ДРЛ, ДРИ, ДНаТ
	Выключатель днополюсный
	Розетка штепсельная двухполюсная
	Ящик с понижающим трансформатором
	Количество проводов в линии (например три) Примечание. На двухпроводных линиях черточки не показываются
	Трос и концевое крепление троса
	Надписи на линиях групповой сети: а – номер группы; б – марка, количество и сечение проводов; в – способ прокладки	а – б – в

Принципиальные схемы питающей сети

Принципиальные схемы питающей сети выполняют в однолинейном изображении в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД на правила выполнения электрических схем.

Форма, размеры таблицы и пример оформления принципиальной схемы питающей сети приведен на рис. 11.4.

Форма 3

Рис. 11.4 . Пример выполнения схемы питающей сети

Проектирование электрического освещения животноводческих помещений

При проектировании искусственного освещения должны быть обеспечены:

– нормированные значения освещенности искусственного освещения;

– необходимая продолжительность освещения;

– нормированные значения коэффициента естественной освещенности (к.е.о.) в зоне расположения животных;

– защита животных и людей от слепящего действия источников света;

– экономичность сооружения;

– удобство и безопасность эксплуатации установок освещения;

– пожарная безопасность.

Требования к освещенности и качеству освещения

Норма освещенности помещений, предназначенных для выращивания и содержания телят, поросят-сосунов и отъемышей, ремонтного молодняка, свиноматок и производителей (быков или хряков), согласно требованиям «отраслевых норм освещения определяется с учетом обеспечения животных естественным светом.

В зоне размещения этих животных с недостаточным по нормам естественным светом следует повышать освещенность на одну ступень по шкале освещенности 30, 40, 50, 65, 75, 100, 125, 150 лк.

При проектировании искусственного освещения границы зоны с недостаточным по нормам естественным светом следует определять согласно табл. 11.2.

При расчетах искусственного освещения следует вводить коэффициент запаса , учитывающий старение источника света, загрязнение элементов светильника, снижение отражающих свойств отражающих поверхностей помещения.

Для всех животноводческих помещений в расчетах следует принимать коэффициент запаса для трубчатых люминесцентных ламп , для ламп накаливания .

При проектировании освещения коровников, в которых доение производится в стойлах, согласно требованиям «Отраслевых норм» необходимо предусматривать дополнительные светильники для повышения освещенности на время доения до 150 лк.

Светильники дежурного освещения необходимо выделять из числа светильников общего освещения. В коровниках и свинарниках дежурное освещение должно составлять 15 % от общего освещения.

Светильники дежурного освещения следует равномерно распределять по проходам животноводческого помещения.

Ослепленность животных и людей ограничивается высотой подвеса светильников на полом помещения. Допускается использование люминесцентных ламп при высоте помещения 3 м и менее мощностью до 80 Вт.

Таблица 11.2

Границы зоны с недостаточным естественным светом при
двустороннем освещении

Граница помещения,	Высота светового проема,	Расстояние от наружной стены до границы зоны с недостаточным по нормам естественным светом, м, при боковом двустороннем освещении для значений к.е.о., %

Таблица 11.3

Границы с недостаточным естественным светом при
одностороннем освещении

Требования к источникам света

Выбор источников света основывается исходя из эффективности их биологического воздействия на организм животного, световой отдачи, срока службы и т.д.

Для освещения основных животноводческих помещений следует принимать, как правило, люминесцентные лампы низкого давления типа ЛБ. Не допускается применение разрядных ламп в установках:

– питаемых или переключаемых на питание от сети постоянного тока, в которых напряжение сети снижается до 90 % и менее от номинального;

– в помещениях с температурой воздуха менее плюс 5ºС.

Применение ламп накаливания для освещения животноводческих помещений допускается только при соответствующих технико-экономических обоснованиях.

Лампы накаливания следует применять для освещения отдельных вспомогательных помещений, периодически посещаемых персоналом, например инвентарной, помещения для моющих средств, фуражной и т.д.

Выбор типа светильников

В основных животноводческих помещениях следует принимать светильники имеющие соответствующую степень защиты и стойкие к химически активной и к влажной среде, характеризующиеся, как правило, косинусной кривой силы света имеющие стартерную схему зажигания с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами (ПРА), а также с электронными ЭПРА.

При выборе типа светильников следует учитывать условия окружающей среды, где будут установлены светильники. В неотапливаемых помещениях следует устанавливать светильники с лампами, устойчивая работа которых будет и при низких температурах.

Расчет освещения

Для освещения животноводческих помещений, как правило, используется система общего локализованного освещения с расположением светильников рядами. В отдельных случаях допускается применять систему общего равномерного освещения.

Для определения параметров осветительной установки (расстояния между светильниками, расстояния между рядами светильников, средней удельной мощности) животноводческих помещений с целью упрощения светотехнических расчетов рекомендуется пользоваться таб. 11.2.

Таблица 11.2 предназначена для определения параметров осветительной установки при системе общего локализованного освещения.

Порядок расчета параметров осветительной установки с использованием табл. 11.2 и 11.3 следующий:

– согласно норм для данного вида животных с учетом их возраста и направления продуктивности (мясное, молочное) определяется норма минимальной освещенности . Если помещение предназначено для выращивания телят, поросят-сосунов и отъемышей, ремонтного молодняка, производителей (быков, хряков) и свиноматок, то выделяются зоны с недостаточным по норме естественным светом, в которых размещены животные.

Норма освещенности в зонах с недостаточным естественным светом повышается на одну ступень по шкале освещенности 30, 50, 75, 100, 125, 150 лк;

– выбирается тип светильников по каталогам;

– определяется высота подвеса; намечается расположение рядов светильников в зависимости от размеров помещения, размещения животных и оборудования в нем.

,

где – расстояние между рядами светильников;

– высота подвеса светильников над полом;

Определяется площадь помещения S .

По исходным данным, согласно табл. 11.2, определяется расстояние между светильниками в ряду, средняя удельная мощность, находится число светильников в ряду, которое при необходимости корректируется, определяется количество светильников, необходимое для освещения помещения.

Расчеты в таблице выполнены для высоты подвеса светильников над полом 3 м при коэффициентах отражения потолка, стен и пола, соответственно равных , , .

В ответственных случаях производится проверочный расчет освещенности в контрольных точках.

Окончательный выбор параметров осветительной установки производится по минимуму приведенных затрат.

Светотехническим расчетом могут быть определены:

Основными при проектировании являются задачи первого вида, поскольку тип светильников и их расположение должны выбираться исходя из качества освещения и его экономичности.

Решение задач при расчете освещения второго вида производится, если мощность ламп точно задана, например необходимо применить светильники с люминесцентными лампами мощностью 80 Вт.

Задачи третьего вида решаются для существующих установок, если освещенность невозможно измерить, и для и расчетов, например, для проверки точечный методом расчетов, выполненных методом коэффициента использования.

Выполнение светотехнических расчетов возможно методами:

1) методом коэффициента использования светового потока,

2) методом удельной мощности,

3) точечным методом.

Метод коэффициента использования применяется для (расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа.

Метод удельной мощности применяется для приближенного предварительного определения установленной мощности осветительной установки.

применяется для расчета общего равномерного и локализованного освещения, местного освещения независимо от расположения освещаемой поверхности при светильниках прямого света.

Кроме вышеуказанных методов расчета освещения, имеется комбинированный метод, который применяется в тех случаях, когда неприменим метод коэффициента использования, а светильники не относятся к классу прямого света.

Для некоторых видов помещений (коридоров, лестниц и т. д.) существуют прямые нормативы, задающие мощность ламп для каждого такого помещения.

Рассмотрим методику проведения расчетов по каждому из описанных методов.

Метод коэффициента использования светового потока

В результате решения по методу коэффициента использования светового потока находится световой поток лампы, по которому она подбирается из числа стандартных. Поток выбранной лампы не должен отличаться от расчетного более чем на +20 или -10%. При большем расхождении корректируется намеченное число светильников.

Расчетное уравнение для определения необходимого светового потока одной лампы:

F = (Емин х S х k з х z) / (n х η )

где F - световой поток лампы (или ламп) в светильнике, лм; Емин - нормируемая освещенность, лк, k з - коэффициент запаса (зависит от типа ламп и степени загрязненности помещения), z - поправочный коэффициент, учитывающий, что средняя освещенность в помещении больше, чем нормируемая, минимальная, n - число светильников (ламп), η - коэффициент использования светового потока, равный отношению светового потока, падающего на рабочую поверхность, к суммарному потоку всех ламп; S - площадь помещения, м2.

Коэффициент использования светового потока - справочное значение, зависит от типа светильника, параметров помещения (длины, ширины и высоты), коэффициентов отражения потолков, стен и полов помещения.

Порядок расчета освещения по методу коэффициента использования светового потока:

1) определяется расчетная высота Нр, в помещении.

Расчетная высота подвеса светильника определяется исходя из геометрических размеров помещения

H р = H - hc - h р, м,

где Н - высота помещения, м, hc – расстояние светильника от перекрытия ("свес" светильника, принимается в пределах от 0, при установке светильников на потолке, до 1,5 м), м, h р – высота рабочей поверхности над полом (обычно h р = 0,8м).

Рис. 1. Определение расчетной высоты при расчетах электрического освещения

2) по таблицам находятся: коэффициент запаса k з поправочный коэффициент z , нормированная освещенность Емин,

3) определяется индекс помещения i (он учитывает зависимость коэффициента использования светового потока от параметров помещения):

i = (A х B) / (Нр х (A + B) ,

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

4) коэффициент использования светового потока ламп η в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения стен, потолка и рабочей поверхности ρ с, ρ п, ρ р;

5) находится по формуле необходимый поток одной лампы F ;

6) выбирается стандартная лампа с близким по величине световым потоком.

Если в результате расчета окажется, что лампа больше по мощности, чем применяемые в выбранном светильнике, или если требуемый поток больше, чем могут дать стандартные лампы, следует увеличить количество светильников и повторить расчет или отыскать необходимое количество ламп, задавшись их мощностью (а следовательно и световым потоком лампы F ):

n = (Емин х S х k з х z) / (F х η )

Метод удельной мощности

Удельной установленной мощностью называют частное от деления общей установленной в помещении мощности ламп н а площадь помещения:

p уд = (P л х n) / S

где p уд - удельная установленная мощность, Вт/м2, P л - мощность лампы, Вт; n - число ламп в помещении; S - площадь помещения, м2.

Удельная мощность - это справочное значение. Для того, что бы правильно выбрать величину удельной мощности необходимо знать тип светильников, нормированную освещенность, коэффициент запаса (при его значениях, отличающихся от указанных в таблицах, допускается пропорциональный пересчет значений удельной мощности), коэффициенты отражения поверхностей помещения, значения расчетной высоты и площадь помещения.

Расчетное уравнение для определения мощноc ти одной лампы:

P л = (p уд х S ) / n

Порядок расчета освещения по методу удельной мощности:

1) определяется расчетная высота Нр, тип и количество светильников и в помещении;

2) по таблицам находятся нормированная освещенность для данного вида помещений Емин, удельная мощность p уд;

3) рассчитывается мощность одной лампы и подбирается стандартная.

Если расчетная мощность лампы оказывается большей чем при меняемая в принятых светильниках, следует определить необходимое количество светильников, приняв величину мощности лампы в светильнике Рл.

Точечный метод расчета освещения

Этим методом находятся освещенность в любой точке помещения.

Порядок расчета для точечных источников света:

1) Определяется расчетная высота H р, тип и размещение в светильников в помещении и чертится в масштабе план помещения со светильниками,

2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от проекций светильников до контрольной точки - d;

Рис. 2. Расположение контрольной точки А при размещении светильников по углам квадрата и В по сторонам прямоугольника

3) по пространственным изолюксам горизонтальной освещенности находится освещенность е от каждого светильника;

4) находится общая условная освещенность от всех светильников ∑ е;

5) рассчитывается горизонтальная освещенность от всех светильников в точке А:

Еа = (F х μ / 1000х k з) х ∑ е,

Где μ - коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность от удаленных светильников и отраженного светового потока, k з - коэффициент запаса.

Вместо пространственных изолюкс условной горизонтальной освещенности возможно использование таблиц значений горизонтальной освещенности при условной дампе 1000 лм.

Порядок по точечному методу расчета для светящихся полос:

1) определяется расчетная высота H р, тип светильников и люминесцентных ламп в них, размещение светильников в полосе и полос в помещении. Затем полосы наносятся на план помещения, вычерченный в масштабе;

2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от точки А до проекции полос р. По плану помещения находится длина половины полосы, которую принято в точечном методе обозначать L. Ее не следует путать с расстоянием между полосами, обозначенным также L и определяемым по наивыгоднейшему соотношению (L/ Нр);

Рис. 3. Схема к расчету освещения точечным методом полосами светильников

3) определяется линейная плотность светового потока

F" = (F св х n) / 2L ,

где F св - световой ноток светильника, равный сумме световых потоков ламп, светильника; n - количество светильников в полосе;

4) находятся приведенные размеры p" = p/ Нр, L" = L/ Нр

5) по графикам линейных изолюксов относительной освещенности для люминесцентных светильников (светящихся полос) находится для каждой полуполосы в зависимости от типа светильника р" и L"

Еа = (F" х μ / 1000х k з) х ∑ е

ВВЕДЕНИЕ

Электрическое освещение в жизни человека играет огромную роль. Значимость его определяется тем, что при правильном выполнении осветительных установок (ОУ), электрическое освещение (ЭО) способствует повышению производительности труда, улучшению качества выпускаемой продукции, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижает утомляемость рабочих; обеспечивает значительную работоспособность и создает нормальные эстетическое, физиологическое и психологическое воздействия на человека.

Правильность проектирования ОУ регламентируется множеством руководящей и нормативной документацией .

Комплексным критерием, оценивающим эффективность осветительной установки, являются годовые приведенные затраты, учитывающие первоначальные затраты и эксплуатационные расходы, а также расход электроэнергии, который часто рассматривается как самостоятельный показатель.

В связи с тем, что расход электроэнергии на освещение значителен и составляет 11 … 14 % от всей потребляемой электроэнергии в стране. А экономия энергетических ресурсов является актуальной проблемой. Применение энергоэффективных, обеспечивающих минимальные расходы электроэнергии, ОУ является важнейшей задачей.

Целью проектирования осветительной установки является создание такой световой среды, которая бы обеспечивала светотехническую эффективность освещения с учетом требований физиологии зрения, гигиены труда, техники безопасности при минимальных расходах электроэнергии и затратах материальных и трудовых ресурсов на приобретение, монтаж и эксплуатацию ОУ.

Эти цели достижимы путем выполнения многовариантных расчетов освещения и выбора наиболее экономичного с учетом требований действующих нормативных материалов на проектирование, монтаж и эксплуатацию ОУ.

В данном учебном пособии приведены материалы по проектированию светотехнической и электрической частям электрического освещения. Даются светотехнические методы расчета освещения – метод коэффициента использования светового потока, точечный метод расчета с использованием пространственных и линейных изолюкс. Описан расчет электрической осветительной сети – выбор сечений проводов и кабелей и расчет защиты сети.

В пособии проведены в достаточном для проектирования ОУ объеме нормативно-справочные материалы.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТИРОВАНИИ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК И ИСКУССТВЕННОМ ОСВЕЩЕНИИ

Проектирование осветительных установок (ОУ) может выполняться в одну или две стадии.

Для технически несложных объектов, а также объектов, строительство которых осуществляется по типовым и повторно применяемым проектам проектирование ОУ ведется в одну стадию – разрабатывается рабочий проект (РП).

Для крупных и сложных объектов ведется двухстадийное проектирование. На первой стадии выполняется технический проект (П), на второй – рабочая документация (РД).

РП состоит из светотехнической и электрической частей и рабочих чертежей.

В светотехнической части РП осуществляется выбор значений освещенности и показателей качества освещения, систем, видов и способов освещения, типов источников света (ИС) и осветительных приборов (ОП), выполняются светотехнические расчеты, в результате которых определяется мощность и расположение ОП. Завершается светотехническая часть проекта составлением светотехнической ведомости (табл. П14).

В электрической части РП осуществляется выбор схемы питания ОУ, выбор напряжения; определяются места расположения групповых и магистральных щитков и выбираются их типы; определяется трасса электрической сети; производится выбор марки проводов и кабелей и способов их прокладки; выполняется расчет осветительной сети, в результате которого определяется сечение проводов и кабелей и защита осветительной сети.

В РП разрабатываются рабочие чертежи ОУ, состав и правила оформления которых регламентируются стандартами . Рабочие проекты должны быть ориентированы на выполнение электрического освещения индустриальными методами монтажа.

В объем РП освещения каждого объекта входит спецификация на светотехническое и электротехническое оборудование, кабели, провода, электромонтажные изделия и другие необходимые для монтажа ОУ материалы, ведомость объемов электромонтажных работ.

При двухстадийном проектировании в первой стадии П решаются основные принципиальные вопросы в светотехнической части ОУ. При этом степень глубины и детализации проработки разных вопросов может изменяться в значительных пределах.

На следующей второй стадии разрабатывается РД в объеме, указанном выше для РП, за исключением решения основных принципиальных положений устройства ОУ, выявленных в первой стадии П.

Исходными данными для проектирования ОУ являются планы, характерные размеры объектов (зданий, помещений, сооружений), их характеристика, сведения об окружающей среде и др., данные об источниках питания.

Проектирование осветительных установок может выполняться ручным или автоматизированным машинным способом.

Системы освещения. Системы искусственного освещения обуславливаются способами размещения светильников. По способам размещения светильников в помещениях различают системы общего и комбинированного освещения.

Система общего освещения предназначена для освещения всего помещения и рабочих поверхностей. Общее освещение может быть равномерным и локализованным. Светильники общего освещения располагают в верхней зоне помещения и крепят их на строительных основаниях здания непосредственно к потолку, на фермах, на стенах, колоннах или на технологическом производственном оборудовании, на тросах и т.д.

При общем равномерном освещении создается равномерная освещенность по всей площади помещения. Освещение с равномерным размещением светильников применяется в производственных помещениях, в которых технологическое оборудование расположено равномерно по всей площади с одинаковыми условиями зрительной работы или в помещениях общественного или административного назначения.

Общее локализованное освещение предусматривается в помещениях, в которых на разных участках производятся работы, требующие различной освещенности, или когда рабочие места в помещении сосредоточены группами и необходимо создание определенных направлений светового потока.

Преимущества локализованного освещения перед общим равномерным заключаются в сокращении мощности осветительных установок, возможности создать требуемое направление светового потока, избежать на рабочих местах теней от производственного оборудования и самих работающих.

Наряду с системой общего освещения в помещениях может применяться местное освещение. Местное освещение предусматривается на рабочих местах (станках, верстках, столах, разметочных плитках и т.д.) и предназначено для увеличения освещенности рабочих мест.

Устройство в помещениях только местного освещения нормами запрещено. Местное ремонтное освещение выполняется переносными светильниками, которые подключаются через понижающий трансформатор на безопасном напряжении 12, 24, 42 В в зависимости от категории помещения в отношении безопасности обслуживающего персонала.

Местное и общее освещения, применяемые совместно, образуют систему комбинированного освещения. Применяется она в помещениях с точными зрительными работами, требующими высокой освещенности. При такой системе светильники местного освещения обеспечивают освещенность только рабочих мест, а светильники общего освещения – всего помещения, рабочих мест и главным образом проходы, проезды.

Система комбинированного освещения уменьшает установленную мощность источников света (ИС) и расход электроэнергии, так как лампы местного освещения включаются только на время выполнения работ непосредственно на рабочем месте.

Выбор той или иной системы освещения определяется в основном размещением оборудования и соответственно расположением рабочих мест, технологией выполняемых работ, экономическими соображениями.

Одним из основных показателей, характеризующим целесообразность применения общей или комбинированной системы освещения является плотность расположения рабочих мест в помещении (м 2 /чел). В табл. 1.1 в соответствии с приведены рекомендуемые системы освещения для различных разрядов зрительной работы в зависимости от плотности расположения рабочих мест и дается при этом возможная экономия электроэнергии.

Таблица 1.1 Рекомендуемые области применения систем общего и комбинированного освещения

Виды освещения

В соответствии с искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное. Аварийное освещение может быть освещением безопасности и эвакуационным.

Рабочим называется освещение, которое обеспечивает нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне зданий.

Рабочее освещение выполняется для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта. Для помещений, имеющих зоны с разными условиями естественного освещения и различными режимами работы должно предусматриваться раздельное управление освещением таких зон.

Электрическое освещение является неотъемлемой частью нашей жизни. Оно есть везде — дома, на работе, на улице и в магазинах. Большую часть информации из окружающего мира мы получаем при помощи глаз. Для человека очень важно иметь качественное освещение везде, где бы он ни находился. Грамотно выполненная система освещения позволяет снизить усталость и сохранить зрение, расслабиться или взбодриться, подчеркнуть преимущества товара и скрыть его недостатки, предотвратить или снизить вероятность несчастных случаев.

Это с одной стороны. А с другой стороны электрическое освещение является одним из электротехнических разделов проектной и рабочей документации. Для разработки необходимо знать требования норм проектирования, состав проекта, а также последовательность проектирования.

Рассмотрим в статье нормативные документы, регламентирующие разработку проекта внутреннего электрического освещения, состав проекта и последовательность его выполнения.

Нормативные документы

В соответствии с ГОСТ Р 21.1101—2013 , Приложение А, на стадии «П» (проектная документация) раздел проектной документации выпускается под маркой ИОС (Сведения об инженерном оборудовании, о сетях инженерно-технического обеспечения, перечень инженерно-технических мероприятий, содержание технологических решений). На стадии «Р» (рабочая документация) комплект рабочих чертежей электрического освещения выпускается под маркой ЭО (Электрическое освещение (внутреннее)) и ЭН (Наружное электроосвещение) в соответствии с ГОСТ Р 21.1101—2013 , Приложение Б.

Приложения А и Б ГОСТ 21.1101—2013 носят рекомендуемый характер, поэтому часто чертежи стадии «П» выпускают под маркой ЭО и ЭН. Также, довольно часто, чертежи раздела электрического освещения объединяют с чертежами раздела ЭМ (силовое электрооборудование) и выпускают под одной маркой — ЭО, ЭМ или ЭОМ. Несмотря на то, что марка ЭОМ не указана среди рекомендуемых, её существование допускает примечанием к таблице Б.1: «При необходимости могут быть назначены дополнительные марки основных комплектов рабочих чертежей. При этом в марку рекомендуется включать не более трех прописных букв русского алфавита, соответствующих, как правило, начальным буквам наименования основного комплекта рабочих чертежей» .

Разработку рабочих чертежей внутреннего электрического освещения выполняют в соответствии с ГОСТ 21.608-2014 . Данный ГОСТ также допускает объединять чертежи марки ЭО с чертежами комплекта «Силовое электрооборудование» и выпускать их под одной маркой.

При проектировании искусственного электрического освещения необходимо учитывать требования следующих документов:

• ГОСТ Р 21.1101—2013 «Основные требования к проектной и рабочей документации»;
• ГОСТ 21.608-2014 «СПДС. Правила выполнения рабочей документации внутреннего электрического освещения. Рабочие чертежи»;
• СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная версия СНиП 23-05-95*»;
• СанПиН 2.2.½.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий»;
• ПУЭ «Правила устройств электроустановок»;
• СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»;
• СП 6.13130-2013 «Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности».

Дополнительно к приведенным документам необходимо изучить требования документов, которые могут предъявлять дополнительные требования к конкретным видам зданий.

Состав комплекта рабочих чертежей внутреннего электрического освещения

В соответствии с ГОСТ 21.608-84, в состав основного комплекта рабочих чертежей марки ЭО включают:

• Общие данные по рабочим чертежам;
• Планы расположения электрического оборудования и прокладки электрических сетей;
• Принципиальные схемы питающей сети;
• Принципиальные схемы дистанционного управления освещением;
• Схемы подключения комплектных распределительных устройств на напряжение до 1000В;
• Кабельный журнал для питающей сети (при необходимости);
• Чертежи установки электрического оборудования (при отсутствии типовых).

К основному комплекту рабочих чертежей прикладывают , выполненную по ГОСТ 21.110-2013 .

Последовательность разработки проекта внутреннего электрического освещения

Последовательность разработки проекта внутреннего электрического освещения мало отличается от других электротехнических проектов:

1. Определяем назначение здания и перечень нормативных документов;
2. Изучаем задание на проектирование (техническое задание) и технические условия на электроснабжение;
3. Готовим подосновы для чертежей — планов расположения электрического оборудования и прокладки электрических сетей;
4. Изучаем планировки здания, определяем требуемую освещенность в помещениях, требования к светильникам по пыле- влаго- и взрывозащите. Выбираем типы светильников и ламп;
5. Выполняем светотехнические расчеты (рекомендую использовать DIALux) и определяем необходимое количество светильников для каждого помещения и расставляем их на плане;
6. Определяем помещения, в которых необходимо наличие светильников аварийного освещения. На основе светотехнических расчетов выделяем светильники аварийного освещения из числа светильников рабочего освещения или устанавливаем дополнительные (СП 52.13330.2011 предъявляет требования к величине освещенности, создаваемой аварийным освещением);
7. Расставляем на плане щиты рабочего освещения ЩО и щиты аварийного освещения ЩАО;
8. Определяем способ управления освещением, группы управления освещением. Расставляем выключатели;
9. Объединяем светильники в группы и вычерчиваем на плане трассы прокладки кабелей групповой сети;
10. Определяем способы прокладки кабелей и добавляем необходимые примечания на планах расположения;
11. Выполняем электротехнические расчеты для каждого щита и отрисовываем ;
12. Отрисовываем схемы управления освещением;
13. Выполняем чертежи установки светильников, выключателей;
14. Оформляем общие данные, кабельный журнал для питающей сети (в случае необходимости);
15. Составляем и заполняем спецификацию оборудования, изделий и материалов.

После выполнения данных пунктов получаем готовый проект внутреннего электрического освещения.