2. Светотехнический расчет освещения

По заданию дипломного проекта высота фрезерного участка - 6 метров, а источником света являются – энергоэкономичные ЛЛ типа Т8.

Вид освещения – рабочее. Для создания на рабочих поверхностях нормированной освещѐнности, норму освещѐнности принимаем 300 лк.

Расчет мощности освещенности ведем методом коэффициента использования светового потока. Определяем расчѐтную высоту подвеса светильников H_p, м, по формуле:

H_p = H - h_р - h_с , (2)

где H – высота помещения; h_р – высота расчетной поверхности над полом, м, h_р=0,8 м; h_c – высота свеса светильника, м.

Высоту свеса светильника определяем по формуле:

h_c=(0,2-0,25)H₀ , (3)

где H₀ – расстояние от перекрытия до рабочей поверхности, м.

Расчетную высоту над рабочей поверхностью находим по формуле:

H₀=H-h_р (4)

H₀=6-0,8=5,2 м

По формуле (3):

h_c=(0,2-0,25)5,2=1,04-1,30 м.

Принимаем h_c=1,04 м, тогда по формуле (2):

H_p = 6-0,8-1,04= 4,16 м

Определяем расстояние между рядами светильников L, м, по формуле:

L = (L/ H_p) ∙ H_p , (5)

где (L/ H_p) - наивыгоднейшая величина отношения расстояния между

светильниками и расчѐтной высоты подвеса светильников.

Для помещения участка намечаем светильник ЛСП02 с типом кривой силы света (КСС) –Д.

Для светильника с КСС - Д, (L/ H_p) = 1,4 о.е По формуле (5):

L = 1,4 ∙ 4,16 = 5,80 м

Принимаем L = 6 м

Так как у стен нет рабочих мест, то определяем расстояние от стен до ряда по длине l_A , м, и ширине l_B , м, по формуле:

l_A = l_B = (0,5 ∙ L ) (6) l_A = l_B = (0,5 ∙ 6) =3 м

Определяем количество рядов светильников R , шт, в помещении по формуле:

R = ((B - 2 ∙ l_B )/ L )+1 , (7)

где В - ширина помещения, м, В = 30 м.

R = ((30 - 2 ∙ 3 )/6 )+1 = 5 шт.

Определяем требуемый световой поток ламп одного ряда Ф_Rp , лм, по формуле:

Ф_Rp=(Е_норм∙К_зап∙F∙Z)/(R∙η_о.у.), (8)

где Е_норм - нормируемое значение освещенности, лк;

К_зап - коэффициент запаса, о.е., принимаем К_зап = 1,4 о.е.;

F - освещаемая площадь, м² ;

η_o.y - коэффициент использования светового потока осветительной установки, о.е.; z - отношение средней освещѐнности к минимальной, о.е., так как используем лампы типа ЛЛ, принимаем z = 1,10 о.е. Определяем освещаемую площадь по формуле:

F = A ∙ B , (9)

где А – длина помещения, м.

F = 48 ∙ 30 = 1440 м²

Индекс помещения i, о.е., определяем по формуле:

i=F/(H_p∙(A+B)) (10) i = 1440/(4,16∙(48+30)) = 4,43

Для КСС Д-1 и i = 4,43 при заданных коэффициентах отражения находим методом линейной интерполяции коэффициент использования светового потока:

η=f(ρ_n; ρ_c; ρ_p; i) , (11)

где ρ_n - коэффициент отражения потолка, о.е., по принимаем ρ_n = 0,7 о.е.; ρ_c - коэффициент отражения стен, о.е., принимаем ρ_c = 0,5 о.е.; ρ_p - коэффициент отражения рабочих поверхностей, о.е., принимаем ρ_p =0,1 о.е.

η=f(0,7; 0,5; 0,1; 4,43)

Коэффициент использования светового потока осветительной установки находим методом линейной интерполяции:

η_o.y.= η_т.м.+((i-i_т.м.)/(i_т.б.- i_т.м.) (η_т.б.- η_т.м) (12) η_o.y.=73+((4,43-3,0)/(5,0-3,0))∙(79-73))= 77,29%

По формуле (8):

Ф_Rp=(300∙1,4∙1440∙1,1)/(5∙0,7729)=172151,63 лм

Определяем количество светильников в ряду N_св.р. , шт, по формуле:

N_R=Ф_Rp/(n_св∙Ф_л), (13)

где n_св – число ламп в одном светильнике, о.е.;

Ф_л – световой поток одной лампы, лм., Ф_л=4700лм для ЛЛ номинальной мощностью 58 Вт.

N_R=172151,63/(2∙4700)=18,31 светильников

Принимаем 18 светильника.

Расстояние между соседними светильниками в ряду рассчитываем по формуле:

L_А = (А - 2∙l_А – N_R ∙l_c)/( N_R - 1) , (14)

где l_c – длина светильника, м.

L_А = (48 - 2∙3 –18 ∙1,7)/(18 - 1)=0,67 м

Таким образом, светильники вмещаются в ряд, и расстояние между соседними светильниками не превышает 0,5H_p=2,08 м.

Выбираем люминесцентную лампу Т8 с номинальной мощностью 58 Вт, световым потоком равным 4700 лм.

Находим суммарную мощность всех ламп, устанавливаемых в участке P_уст

, Вт, по формуле:

P_уст = N_R ∙ R ∙ Р_ном.cв (15)

P_уст = 18 ∙ 5∙ (2 ∙ 58) = 10440 Вт

Производим проверку расчета с помощью точечного метода. Составляем план размещения светильников в помещении в масштабе 1 см÷5м. План представляем на рисунке 1.

Рисунок 1.

Светящие линии разбиваем на полуряды 1 -10. Геометрические размеры d и l для каждого полуряда, определяем на основании схемы осветительной установки, расчетные значения d’ и l’, вычисляем по формулам:

l’=l/H_p , (16)

d’=d/Hp , (17)

где l - длина светящей линии, м; d – расстояние от проекции светящей линии на плоскость, проходящую

через расчетную точку, до расчетной точки, м; d’ и l’ – относительные значения d и l. Покажем пример для первого полуряда:

l’=36/4,16=8,65 о.е.

d’=2,4/4,16=0,57 о.е.

Расчет к остальным полурядам аналогичен, данные заносим в таблицу 3.

Определяем значение условный освещенности ε, создаваемых этими полурядами в точке А, найденные по линейным изолюксам на основании этих размеров:

Ε=f(l’;d’) (18)

Покажем пример для первого полуряда:

ε=f(8,65;0,57)=100 лк

Расчет к остальным полурядам аналогичен, данные заносим в таблицу 3. Таблица 3

Полуряд	d, м	l, м	d’	l’	Количество	ε лк
1;3	2,4	36	0,57	8,65	2	100
2;4	2,4	12	0,57	2,88	2	100
5	7,2	36	1,73	8,65	1	23
6	7,2	12	1,73	2,88	1	20
7	12,0	36	2,88	8,65	1	4
8	12,0	12	2,88	2,88	1	3
9	16,8	36	4,04	8,65	1	1,2
10	16,8	12	4,04	2,88	1	0,7
			А			∑ε=451,9
1;2	12	24	2,88	5,76	2	4
3;4;9;10	7,2	24	1,73	5,76	4	23
5;6;7;8	2,4	24	0,57	5,76	4	100
			В			∑ε=500

Рассчитываем необходимую линейную плотность светового потока в линии:

Ф’=(E_н·К_з·H_p·1000)/(μ·∑ε), (19)

где μ – коэффициент дополнительной освещенности, учитывающий освещенность, создаваемую от неучтенных светильников, стен и потолка, о.е., μ=1,1 о.е.

Ф’=(300·1,4·4,16·1000)/( 1,1·451,9)=3514,85 лм/м

Рассчитываем количество светильников в ряду

N_R= (Ф’·А)/(2·Ф_л) (20)

N_R= (3514,85·48)/(2·4700)=17,94

Принимаем 18 светильников ЛСП02-2х58, длина 1700 мм . Расстояние между соседними светильниками в ряду рассчитываем по формуле:

L_А = (48 - 2∙3 –18 ∙1,7)/(16 - 1)=0,67 м

Окончательно принимаем в ряду 18 светильников ЛСП02-2х58 с лампами

Т8 2х58

По формуле (15):

P_уст = 18 ∙ 5∙ (2 ∙ 58)= 10440 Вт

Расчетную активную мощность осветительной нагрузки Р_р.о , кВт, определяем по формуле:

Р_р.о=1,25·К_со·Р_уст·10^-3, (21)

где 1,25 - коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппа-

ратуре, о.е.;

К_со – коэффициент спроса осветительной нагрузки, о.е. Так как освещение питается от отдельного щитка то К_со=0,95.

Р_р.о=1,25·0,95·10440·10 ^-3=12,39 кВт

Расчетную реактивную мощность осветительной нагрузки Q_р.о , квар, определяем по формуле:

Q_р.о=Р_р.о·tgφ_о , (22)

где tgφ_о – коэффициент реактивной мощности освещения. Для ламп ЛЛ tgφ_о=0,33, при cosφ_о=0,95.

Q_р.о=12,39·0,33=4,08 квар

Полную расчетную мощность освещения S_р.о , кВА, определяем по формуле:

S_р.о (23)

S_р.о кВА

Расчетный ток нагрузки освещения I_р.о , А, определяем по формуле:

I_р.о=S_р.о/(√3·U_ном) (24)

I_р.о=13,04/(1,73·0,4)=18,84 А

Так как на данном участке число работающих превышает 50 человек, то необходимо предусмотреть аварийное освещение. Это освещение должно создавать в проходах освещенность 0,5 лк в зданиях и 0,2 лк вне их.

Аварийное освещение может выполняться лампами накаливания или люминесцентными.

Светильники аварийного эвакуационного освещения располагаем между рядами ламп рабочего освещения, по два в ряду.

Светильники аварийного освещения располагаем вдоль прохода.

Расчет аварийного освещения производим точечным методом. Выбираем лампу накаливания общего назначения с U_ном=230 В, Р_л=60 Вт, Ф_л=710 лм. Светильник НСП03-60-01 с КСС типа Д.

N=(Е_норм∙К_зап∙F∙Z)/( Ф_лр ∙η_о.у.) (25)

Нормируемое значение освещенности, лк, Е_норм = 4 лк;

F = 48 ∙ 6 =288 м²

i = 288/4,16∙(48+6) =1,28

Поставив полученные данные получаем:

η_o.y.=56+((1,28-1,25)/(2-1,25))∙(63-56)=56,28% (26) N=(4,0∙1,4∙288∙1,15)/(710 ∙0,5628)=4,64 шт

Принимаем 5 светильников НСП03-60-01