3. Задача 3 (в4)

Рассчитать зону защиты отдельно стоящего стержневого молниеотвода для защиты здания от прямых ударов молнии.

Исходные данные: наружные размеры здания: ширина S = 9 м, длина L = 16 м, высота h_х = 5 м, расстояние между зданием и молниеотводом l = 3,5, категория производства по степени пожарной опасности, класс опасных зон по пожаро- и взрывоопасности – П-I, интенсивность грозовой деятельности 55 ч/год.

РЕШЕНИЕ:

1). Определяем ожидаемое количество ударов молний в год здания, не оборудованного молниезащитой, по формуле:

N = (S + 6h_x)(L + 6h_x) ∙ n ∙ 10^-6 =

= (9 + 6∙5)(16 + 6∙5) ∙ 6 ∙ 10^-6 = 510 ∙ 10^-6

где S, L – соответственно ширина и длина здания, имеющего в плане прямоугольную форму, м.

h_x – высота здания по его боковым сторонам, м;

n – среднегодовое число ударов молний на 1 км² земной поверхности в районе расположения здания, выбираемое в зависимости от интенсивности грозовой деятельности, при 55 ч/год – n = 6;

2). По приложению 1 по N и исходным данным табл.3.1 определяем тип зоны защиты здания (А или Б) и категорию молниезащиты (I, II или III):

Зона Б, категория молниезащиты III

3). Записываем геометрические размеры выбранной зоны защиты:

h₀ = 0,92h

r₀ = 1,5h

r_x = 1,5(h – h_x/0,92) или

где h₀ – высота конуса зоны защиты, м;

h – высота стержневого молниеотвода, м;

r₀ – радиус зоны защиты на уровне земли, м;

r_x – радиус зоны защиты на высоте защищаемого объекта, м;

h_x – высота защищаемого объекта, м.

Тогда:

h = (r_x + 1,63h_x) / 1,5 = (13,3 + 1,63 ∙ 5) / 1,5 = 14,3 (м)

h₀ = 0,92 ∙ h = 0,92 ∙ 14,3 = 13,2 (м)

r₀ = 1,5 ∙ h = 1,5 ∙ 14,3 = 21,5 (м)

4). Строим на схеме зону защиты (вид сбоку) и проверяем вписываемость здания в зону защиты по высоте:

Рис. 5. Схема зоны защиты

I – защищаемый объект, II – место установки молниеотвода

4. Задача 4 (в4)

Рассчитать освещение горизонтальной рабочей поверхности производственного помещения методом коэффициента использования светового потока.

Исходные данные:

a,м	b,м	h,м	hр.п.,м	Ен, лк	Тип светильника	п,%	с,%	рп,%	k
40	20	3,8	0,6	150	ЛДОР	30	10	10	1,7

РЕШЕНИЕ:

1). Для заданного светильника по типу кривой силы света (КСС) опреде­лим . Светильник ЛДОР имеет в поперечный плоскости кривую светораспределения типа Д, т.е. косинусное распределение. В этом случае  = 1,4.

Дополнительные данные для ЛДОР: число ламп в светильнике – 2, мощность лампы 40/80 Вт, длина светильника 1,24/1,54 м, высота свеса h_с = 0,4 м, косинусная (Д).

2). Определить расчетную высоту подвеса светильника h_р, м:

h_р = h – h_c – h_р.п. = 4,2 – 0,4 – 0,6 = 3,2 (м)

где h – высота помещения, м;

h_с – высота свеса, м;

h_рп – высота рабочей поверхности, м;

3). Определим расстояние между рядами светильников L, м:

L = h_p ∙  = 3,2 ∙ 1,4 = 4,5 (м)

4). Определим число рядов светильников m:

m = b / L = 20/4,5 = 4,44 принимаем 5 рядов

5). Определим расстояние от крайнего ряда светильников до стены l, м:

l = (b – L(m-1))/2 = (20 – 4,5 ∙ (5 – 1))/2 = 1 (м)

6). Определим индекс помещения, i:

i = ab/h_p(a+b) = 40∙20 / 3,2∙(40+20) = 4,16

7). По таблице 4.3 интерполированием находим коэффициент использования светового потока ,% в зависимости от i:  = 61%

8). Определим потребный световой поток ламп в каждом из рядов светильников, F₁, лм:

где Е_н – нормируемая минимальная освещенность, принимаемая по СНиП 23-05-95, лк;

А – площадь освещаемого помещения (а ∙ b), м²;

Z – коэффициент минимальной освещенности (Z = 1,1-1,15).

k – коэффициент запаса, зависящий от вида технологического процесса и типа принимаемых источников света, обычно k = 1,3-1,8.

9). По табл. 4.4 в зависимости от мощности лампы в светильнике определим световой поток выбранной лампы F₁ и рассчитаем количество светильников в ряду N₁ (светильники типа ЛДОР выпускаются с двумя лампами 40 и 80 Вт (табл. 4.2):

а) Если взять светильники с двумя лампами по 40 Вт и потоком F_л = 3000 лм каждая, то необходимое число светильников в ряду составит:

N₁ = F₁/F_л∙n = 73573/3000∙2 = 12,26 принимаем 12

б) Если взять светильники с двумя лампами по 80 Вт и потоком F_л = 5220 лм каждая, то необходимое число светильников в ряду составит:

N₂ = F₁/F_л∙n = 73573/5220∙2 = 7

10). Распределяем светильники в ряду, зная их количество N₁, длину светильника l₁ и длину помещения а (для ламп различной мощности).

а) Для ламп мощностью P₁ = 40 Вт и длине светильника l₁ = 1,24 м (табл.4.2) общая длина светильников составит:

L₁ = l₁N₁ = 1,24 ∙ 12 = 14,88 м  15 м.

При длине помещения а = 40 м примем расстояние между светильниками 2,2 м и от крайних светильников до стен – 1 м, тогда:

15 + 2,09 ∙ 11 + 1∙2 = 40 м.

б) Для ламп мощностью Р₁ = 80 Вт и длине светильника l₂ = 1,54 м общая длина светильников составит:

L₂ = 7∙1,54 = 11 м.

L₂ = 11 + 4,53 ∙ 6 + 1∙2 = 40 м.

11). Определяем суммарную мощность ламп осветительной установки Р, Вт:

а). для ламп мощностью Р₁ = 40 Вт:

Р = m ∙ N₁ ∙ n ∙ P₁ = 5 ∙ 12 ∙ 2 ∙ 40 = 4800 Вт

б). для ламп мощностью Р₁ = 80 Вт:

Р = m ∙ N₂ ∙ n ∙ P₂ = 5 ∙ 7 ∙ 2 ∙ 80 = 5600 Вт

12). Установка с лампами по 40 Вт предпочтительнее из-за меньшей электрической мощности Р₁ < Р₂ и более равномерного распределения светового потока по освещаемой поверхности.

13). Составим схему размещения светильников в помещении согласно выбранному варианту:

Рис. 6. Схема размещения светильников в помещении