Учебная работа. Проектирование и расчет электрического освещения
ВВЕДЕНИЕ
Электронное освещение в жизни человека играет гигантскую роль. Значимость его определяется тем, что при правильном выполнении осветительных установок (ОУ), электронное освещение (ЭО) содействует увеличению производительности труда, улучшению свойства выпускаемой продукции, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, понижает утомляемость рабочих; обеспечивает значительную работоспособность и делает обычные Эстетическое, физиологическое и психологическое действия на человека.
Корректность проектирования ОУ регламентируется обилием руководящей и нормативной документацией [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и др.].
Всеохватывающим аспектом, оценивающим эффективность осветительной установки, являются годичные приведенные Издержки, учитывающие начальные издержки и эксплуатационные расходы, также расход электроэнергии, который нередко 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 животрепещущей неувязкой. Применение энергоэффективных, обеспечивающих малые расходы электроэнергии, ОУ является важной задачей.
Целью проектирования осветительной установки является создание таковой световой среды, которая бы обеспечивала светотехническую эффективность освещения с учетом требований физиологии зрения, гигиены труда, техники сохранности при малых расходах электроэнергии и издержек вещественных и трудовых ресурсов на приобретение, установка и эксплуатацию ОУ.
Эти цели достижимы методом выполнения многовариантных расчетов освещения и выбора более экономного с учетом требований работающих нормативных материалов на проектирование, установка и эксплуатацию ОУ.
В данном учебном пособии приведены материалы по проектированию светотехнической и электронной частям электронного освещения. Даются светотехнические способы расчета освещения – способ коэффициента использования светового потока, точечный способ расчета с внедрением пространственных и линейных изолюкс. Описан расчет электронной 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 производиться в одну либо две стадии.
Для на техническом уровне легких объектов, также объектов, стройку которых осуществляется по типовым и повторно используемым проектам проектирование ОУ ведется в одну стадию – разрабатывается рабочий проект (РП).
Для больших и сложных объектов ведется двухстадийное проектирование. На первой стадии производится технический проект (П), на 2-ой – рабочая документация (РД).
РП состоит из светотехнической и электронной частей и рабочих чертежей.
В светотехнической части РП осуществляется выбор значений освещенности и характеристик свойства освещения, систем, видов и методов освещения, типов источников света (ИС) и осветительных устройств (ОП), производятся светотехнические расчеты, в итоге которых определяется мощность и размещение ОП. Заканчивается светотехническая часть проекта составлением светотехнической ведомости (табл. П14).
В электронной части РП осуществляется выбор схемы питания ОУ, выбор напряжения; определяются места расположения групповых и магистральных щитков и выбираются их типы; определяется трасса электронной сети; делается выбор марки проводов и кабелей и методов их прокладки; производится расчет осветительной сети, в итоге которого определяется сечение проводов и кабелей и защита осветительной сети.
В РП разрабатываются рабочие чертежи ОУ, состав и правила дизайна которых регламентируются эталонами [7, 8]. Рабочие проекты должны быть нацелены на выполнение электронного освещения промышленными способами монтажа.
В размер РП освещения всякого объекта заходит спецификация на светотехническое и электротехническое оборудование, кабели, провода, электромонтажные изделия и остальные нужные для монтажа ОУ материалы, ведомость размеров электромонтажных работ.
При двухстадийном проектировании в первой стадии П решаются главные принципные вопросцы в светотехнической части ОУ. При всем этом степень глубины и детализации проработки различных вопросцев может изменяться в значимых границах.
На последующей 2-ой стадии разрабатывается РД в объеме, обозначенном выше для РП, кроме решения главных принципных положений устройства ОУ, выявленных в первой стадии П.
Начальными данными для проектирования ОУ являются планы, соответствующие размеры объектов (спостроек, помещений, сооружений), их черта, сведения о окружающей среде и др., данные о источниках питания.
Проектирование осветительных установок может производиться ручным либо автоматическим машинным методом.
системы освещения. Системы искусственного освещения обуславливаются методами размещения осветительных приборов. По способам размещения осветительных приборов в помещениях различают системы общего и комбинированного освещения.
Система общего освещения создана для освещения всего помещения и рабочих поверхностей. Общее освещение быть может равномерным и локализованным. Осветительные приборы общего освещения располагают в верхней зоне помещения и укрепляют их на строй основаниях строения конкретно к потолку, на фермах, на стенках, колоннах либо на технологическом производственном оборудовании, на тросах и т.д.
При общем равномерном освещении создается равномерная освещенность по всей площади помещения. Освещение с равномерным размещением осветительных приборов применяется в производственных помещениях, в каких технологическое оборудование размещено умеренно по всей площади с схожими критериями зрительной работы либо в помещениях публичного либо административного предназначения.
Общее локализованное освещение предусматривается в помещениях, в каких на различных участках выполняются работы, требующие различной освещенности, либо когда рабочие места в помещении сосредоточены группами и нужно создание определенных направлений светового потока.
Достоинства локализованного освещения перед общим равномерным заключаются в сокращении мощности осветительных установок, способности сделать требуемое направление светового потока, избежать на рабочих местах теней от производственного оборудования и самих работающих.
вместе 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 создано для роста освещенности рабочих мест.
Устройство в помещениях лишь местного освещения нормами запрещено. Местное ремонтное освещение производится переносными светильниками, которые подключаются через понижающий трансформатор на неопасном напряжении 12, 24, 42 В зависимо от группы помещения в отношении сохранности обслуживающего персонала.
Местное и общее освещения, используемые вместе, образуют систему комбинированного освещения. Применяется она в помещениях с точными зрительными работами, требующими высочайшей освещенности. При таковой системе осветительные приборы местного освещения обеспечивают освещенность лишь рабочих мест, а осветительные приборы общего освещения – всего помещения, рабочих мест и основным образом проходы, проезды.
Система комбинированного освещения уменьшает установленную мощность источников света (ИС) и расход электроэнергии, потому что лампы местного освещения врубаются лишь на время выполнения работ конкретно на рабочем месте.
Выбор той либо другой системы освещения определяется в главном размещением оборудования и соответственно расположением рабочих мест, технологией выполняемых работ, экономическими соображениями.
Одним из главных характеристик, характеризующим необходимость внедрения общей либо комбинированной системы освещения является плотность расположения рабочих мест в помещении (м2/чел). В табл. 1.1 в согласовании с [9] приведены рекомендуемые системы освещения для разных разрядов зрительной работы зависимо от плотности расположения рабочих мест и дается при всем этом вероятная экономия электроэнергии.
Таблица 1.1 Рекомендуемые области внедрения систем общего и комбинированного освещения
Разряд
зрительной
работы
Системы освещения
Вероятная экономия электроэнергии, %
комбинированная
общая
I, II a, б
+
–
–
II в, г
+ при S > 3
+ при S 3
до 60
III
+ при S > 5
+ при S 5
до 25
IV а, б
+ при S > 10
+ при S 10
15 – 20
IV в, г
–
+
–
Примечание: + – рекомендуется; – – не рекомендуется; S – средняя плотность, м2 на 1-го работающего.
Виды освещения
В согласовании с [2] искусственное освещение разделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное. Аварийное освещение быть может освещением сохранности и эвакуационным.
Рабочим именуется освещение, которое обеспечивает нормируемые осветительные условия (освещенность, свойство освещения) в помещениях и в местах производства работ вне спостроек.
Рабочее освещение производится для всех помещений спостроек, также участков открытых пространств, созданных для работы, прохода людей и движения транспорта. Для помещений, имеющих зоны с различными критериями естественного освещения и разными режимами работы обязано предусматриваться раздельное управление освещением таковых зон.
Нормируемые свойства освещения в помещениях, снаружи спостроек могут обеспечиваться как светильниками рабочего освещения, так и совместным действием с ними осветительных приборов освещения сохранности и (либо) эвакуационного освещения. По мере необходимости часть осветительных приборов рабочего либо аварийного освещения может употребляться для дежурного освещения.
Освещением сохранности именуется освещение для продолжения работы при аварийном выключении рабочего освещения. Таковой вид освещения предусматривается в вариантах, если отключение рабочего освещения и связанное с сиим нарушение обслуживания оборудования и устройств может вызвать: взрыв, пожар, отравление людей; долгое нарушение технологического процесса; нарушение работы ответственных объектов, таковых как электронные станции, узлы радио- и телевизионных передач и связи, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации, в каких неприемлимо прекращение работ и т.п.
Освещение сохранности обязано создавать на рабочих поверхностях в производственных помещениях и на территориях компаний, требующих обслуживания при выключении рабочего освещения, меньшую освещенность величиной 5 % освещенности, нормируемой для рабочего освещения от общего освещения, но не наименее 2 лк снутри спостроек и не наименее 1 лк – для территорий компаний. При всем этом создавать меньшую освещенность снутри спостроек наиболее 30 лк при разрядных лампах и наиболее 10 лк при лампах накаливания допускается лишь при наличии соответственных обоснований.
Эвакуационным именуется освещение для эвакуации людей из помещений при аварийном выключении рабочего освещения. Эвакуационное освещение предусматривается в помещениях либо в местах производства работ вне спостроек в главном в последующих вариантах: в местах, небезопасных для прохода людей; в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующих наиболее 50 чел; по главным проходам производственных помещений, в каких работают наиболее 50 чел; в помещениях публичных спостроек, административных и бытовых спостроек промышленных компаний, если в помещениях могут сразу находиться наиболее 100 чел; в производственных помещениях без естественного света и др.
Эвакуационное освещение обязано обеспечивать меньшую освещенность на полу главных проходов (либо на земле) в помещениях 0,5 лк, на открытых территориях 0,2 лк.
Осветительные приборы эвакуационного освещения и освещения сохранности предусматриваются пылающими, включенными сразу с осветительными устройствами рабочего освещения, и не пылающими, автоматом включаемыми при прекращении питания рабочего освещения.
Охранное освещение, при отсутствии особых технических средств охраны, обязано предусматриваться вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. И оно обязано создавать освещенность не наименее 0,5 лк на уровне земли.
При использовании для охраны особых технических средств освещенность принимается по заданию на проектирование охранного освещения.
Дежурным освещением именуется освещение в нерабочее время. Область внедрения, величины освещенности, равномерность и требования к качеству для дежурного освещения не нормируются.
2. СВЕТОТЕХНИЧЕСКАЯ часть ПРОЕКТА
2.1 Выбор источников света
При существующем обилии источников света (ИС) они все могут быть разбиты на ИС, работающие на принципе термического излучения – обыденные лампы накаливания (ЛН) (вакуумные, газонаполненные, одно- и биспиральные), галогенные лампы (КГ) и ИС, в базе работы которых лежат электронный разряд в газах либо парах металлов – люминесцентные лампы низкого давления (ЛЛ) и разрядные лампы высочайшего давления: обыденные дуговые ртутные лампы (ДРЛ), металлогалогенные лампы (ДРИ), натриевые – (ДНаТ) и др.
Выбор того либо другого ИС определяется требованиями к свету (цветность излучения, зрительный удобство, показатель блескости и др.) и производится на основании сравнения плюсов и недочетов имеющихся источников света. При всем этом предпочтение нужно отдавать разрядным источникам света как более экономным, имеющим световую отдачу наиболее 50 лм/Вт, и в связи с сиим обеспечивающие малое потребление электроэнергии.
В согласовании с [2], общее (независимо от принятой системы освещения) искусственное освещение производственных помещений, созданных для неизменного пребывания людей, обязано обеспечиваться разрядными источниками света.
Применение ламп накаливания допускается в отдельных вариантах, когда по условиям технологии, среды либо требований дизайна интерьера внедрение разрядных источников света нереально либо нецелесообразно.
Для местного освещения не считая разрядных источников света рекомендуется применять лампы накаливания, в том числе галогенные.
Применение ксеноновых ламп снутри помещений не допускается.
Выбор типов источников света для производственных помещений, жилых и публичных спостроек осуществляется в согласовании с приложением Е, Ж [2].
Лампы накаливания ввиду их низкой световой отдачи можно применять в последующих вариантах:
а) в помещениях с нормируемой освещенностью 50 лк и ниже, т.е. когда при помощи газоразрядных источников света нереально обеспечить зрительный удобство;
б) в помещениях с томными критериями среды и взрывоопасных, при отсутствии нужных осветительных приборов с газоразрядными лампами;
в) в помещениях, где недопустимы радиопомехи;
г) для аварийного и эвакуационного освещения, когда рабочее освещение выполнено разрядными лампами высочайшего давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ).
В табл. П1, П2 приведены характеристики соответственно ламп накаливания и галогенных ламп.
Люминесцентные лампы низкого давления рекомендуется использовать в помещениях:
а) где работа связана с огромным и долгим напряжением зрения;
б) где требуется определение цветовых цветов;
в) без естественного света;
г) где люминесцентное освещение целенаправлено по архитектурно-художественным суждениям.
При отсутствии ограничений к цветопередаче следует использовать люминесцентные лампы типа ЛБ, имеющие самую большую световую отдачу и меньшую пульсацию светового потока. При завышенном требовании к цветопередаче употребляют лампы ЛД и ЛДЦ. В горячих помещениях используют амальгамные люминесцентные лампы типа ЛБА.
Узкополосные люминесцентные лампы типа ЛБЦТ в сопоставлении с широкополосными люминесцентными лампами типов ЛБ, ЛЕЦ, ЛДЦ, ЛХЕ стимулируют положительные эмоциивладеют свойством сдвигать восприятие цвета объектов по сопоставлению с их “естественным” цветом при дневном свете, к примеру, цвет лица, зеленоватая листва, овощи при освещении этими лампами смотрятся “приукрашенными” и воспринимаются с положительными чувствами, но следует держать в голове, что цветопередача в этом случае далека от естественной.
Энергоэкономичные люминесцентные лампы 18, 36, 58 Вт с узкополосным диапазоном излучения различаются от обыденных люминесцентных ламп 20, 40, 65 Вт наиболее высочайшей световой отдачей и разрешают получить экономию электроэнергии в границах до 8 %.
При выбирании газоразрядных ламп низкого давления нужно учесть, что при температуре окружающей среды +5оС и ниже либо относительной влажности наиболее 80 % зажигание ламп не гарантируется.
В табл. П.3 приведены характеристики линейных люминесцентных ламп.
Разрядные лампы высочайшего давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) используются в больших производственных помещениях (Н 6 м). При этом при отсутствии требований к цветопередаче можно использовать лампы ДРЛ, при наличии требований к цветопередаче – ДРИ.
По применению натриевых ламп (ДНаТ) на истинное время нет еще достаточных данных о воздействии монохроматического желтоватого излучения этих ламп на зрительную работоспособность и физическое состояние людей. Потому пока эти лампы рекомендуется использовать в запыленных цехах, в помещениях с интенсивным парообразованием, где производятся работы малой и весьма малой точности.
Многообещающим исходя из убеждений экономии электроэнергии является применение осветительных установок смешанного света с разноспектральными лампами. В данной нам связи рекомендуется применение натриевых ламп высочайшего давления в сочетании с лампами ДРЛ в количестве 40 … 50 % либо с лампами ДРИ в количестве 20 … 40 % суммарной установленной мощности для освещения зрительных работ малой и средней точности. Для данной нам цели можно применять сдвоенные осветительные приборы.
При выбирании разрядных ламп высочайшего давления ДРЛ, ДРИ, ДНаТ нужно учесть, что коэффициент пульсаций светового потока соответственно составляет 0,65; 0,4; 0,75, а световая отдача ламп ДРЛ – 40 … 70 лм/Вт, ДРИ – 60 … 100 лм/Вт и ДНаТ – 70 … 130 лм/Вт, срок службы соответственно 10 … 18 тыс. часов, 3 … 10 тыс. часов, 10 … 50 тыс. часов.
Разрядные лампы высочайшего давления в значимой степени употребляются для освещения открытых пространств, промышленных территорий, улиц, площадей. тут учитываются положительные характеристики ламп нормально работать в широком спектре температур – 40оС.
В табл. П4, П5 приведены значения светового потока разрядных ламп высочайшего давления.
Для аварийного освещения (освещения сохранности и эвакуационного) используются: лампы накаливания; люминесцентные лампы – в помещениях с малой температурой воздуха не наименее 5оС при условии питания ламп во всех режимах напряжения не ниже 90 % номинального; разрядные лампы высочайшего давления при условии их моментального либо резвого повторного зажигания как в жарком состоянии опосля краткосрочного отключения питающего напряжения, так и в прохладном состоянии.
Если рабочее освещение выполнено люминесцентными лампами, то и аварийное освещение также производится ЛЛ при условии, что напряжение в сети понижается в аварийных либо ремонтных режимах не ниже 90 % номинального.
Для охранного освещения могут употребляться любые источники света.
2.2 Выбор освещенности и коэффициента припаса
Выбор нормируемой освещенности выполняемой работы, рабочих мест является одним из важных шагов проектирования осветительных установок. При завышенных значениях освещенности растут приведенные Издержки на осветительную установку, возрастает расход электроэнергии на освещение. Заниженное освещение может являться предпосылкой утомляемости и возникновения брака в работе, понижения производительсти труда. Потому правильное определение нормируемой освещенности в значимой степени обуславливает эффективность осветительной установки.
Под нормируемой освещенностью понимается малая освещенность, которая обязана иметь пространство в “наихудших” точках освещаемой поверхности. Установлена последующая шкала нормируемых значений освещенности: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5; 10; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000; 6000; 7500 лк.
Главным нормативным документом, первоисточником для выбора норм освещенности является СНБ 2.04.05-98, [2].
В табл. 1 [2] приведены значения нормируемой освещенности при системе общего и комбинированного освещения для помещений промышленных компаний зависимо от свойства зрительной работы (точности выполняемой работы), размера объекта различения (от наименее 0,15 мм до наиболее 5 мм), разряда зрительной работы (установлено восемь разрядов зрительной работы (I – VIII) зависимо от точности выполняемой работы и размера объекта различения), контраста объекта с фоном (установлено три контраста – малый, средний и большенный), свойства фона (светлый, средний, черный) и подразряда зрительной работы (установлены подразряды – а, б, в, г зависимо от состояния контраста объекта с фоном и свойства фона).
В общих нормах [2, табл. 1] значения освещенности снутри помещений промышленных компаний приводятся для разрядных источников света. При использовании ламп накаливания нормируемые освещенности должны быть снижены на 1 либо 2 ступени обычной шкалы.
В табл. 2 [2] приведены значения нормируемой освещенности для помещений жилых, публичных и административно-бытовых спостроек зависимо от свойства зрительной работы (точности различения объектов, обзора окружающего места, ориентировки в пространстве интерьера и в зонах передвижения), размера объекта различения (от 0,15 мм и независимо от размера объекта различения), разряда зрительной работы (установлено восемь разрядов зрительной работы (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З) зависимо от свойства зрительной работы и размера объекта различения), относительной длительности зрительной работы при направлении зрения на рабочую поверхность (наименее 70 %, не наименее 70 % и независимо от длительности зрительной работы) и подразряда зрительной работы (установлены подразряды – 1, 2 зависимо от длительности зрительной работы на рабочую поверхность и свойства зрительной работы.
Нормы освещения, принимаемые по [2, табл. 2] могут быть повышены на одну ступень либо снижены на одну либо две ступени зависимо от определенных данных.
Для того чтоб избрать нормируемую освещенность по табл. 1, 2 [2] нужно знать свойства рабочего процесса, различения объектов, обзора окружающего места и т.п., но даже и познание этого не постоянно дозволяет верно избрать разряд и подразряд зрительной работы. Потому эти нормы в главном употребляются для составления отраслевых норм, которые содержат значения освещенности уже для определенных помещений [10, 12].
В [2] приведены нормируемые значения освещенности общепромышленных помещений и сооружений (приложение И), главных помещений публичных и жилых спостроек, административных и бытовых спостроек компаний (приложение К).
В общих и отраслевых нормах не считая количественных характеристик освещенности регламентированы также высококачественные характеристики. Для осветительных установок промышленных компаний таковыми показателями являются: коэффициент пульсации освещенности, показатель ослепленности, коэффициент естественной освещенности. Коэффициент пульсации освещенности (Кп) устанавливается нормами в границах 10 … 20 %. Под коэффициентом пульсации понимается аспект оценки относительной глубины колебаний освещенности в итоге конфигурации во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током и выражается формулой:
(2.1)
где Еmax, Еmin – соответственно наибольшее и малое значения освещенности за период ее колебания, лк;
Еср – среднее
Показатель ослепленности (Р) регламентируется в границах 10 … 40 зависимо от точности зрительных работ. Показатель ослепленности является аспектом оценки слепящего деяния осветительной установки и определяется выражением:
Р = (S-1)1000, (2.2)
где S – коэффициент ослепленности равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
Коэффициент естественной освещенности (КЕО) устанавливается нормами для естественного освещения в границах 0,1 … 4, для совмещенного освещения – 0,1 … 6. Под коэффициентом естественной освещенности понимается отношение естественной освещенности, создаваемой в некой точке данной плоскости снутри помещения светом неба (конкретным либо опосля отражения), к одновременному значению внешной горизонтальной освещенности, создаваемой светом стопроцентно открытого небосклона.
Для осветительных установок помещений жилых, публичных и административно-бытовых спостроек высококачественными чертами освещения являются: цилиндрическая освещенность, показатель дискомфорта (М), коэффициент пульсации освещенности (Кп); коэффициент естественной освещенности устанавливается лишь для естественного освещения. Цилиндрическая освещенность охарактеризовывает насыщенность помещения светом и определяется как средняя плотность светового потока на поверхности вертикально размещенного в помещении цилиндра, радиус и высота которого стремятся к нулю.
Явление зрительного дискомфорта характеризуется как чувство неудобства либо напряженности, возникающее при неравномерном распределении яркости в поле зрения. В нормах приводятся очень допустимые характеристики дискомфорта 15 … 90 зависимо от уровня освещенности.
Коэффициент пульсации освещенности как и для осветительных установок промышленных компаний устанавливается в границах 10 … 20 %.
Нормированные значения освещенности должны быть обеспечены в течение всего времени эксплуатации осветительной установки. Но, в связи с тем, что период эксплуатации имеет пространство неизменное уменьшение освещенности, исходная освещенность обязана быть принята больше нормированной, а конкретно, равна крайней, умноженной на коэффициент припаса, значения которого регламентированы нормами. Этот коэффициент учитывает понижение светового потока источников света к концу срока службы, запыление осветительных приборов, старение крайних, т.е. ухудшение черт, не восстанавливаемых чисткой, и понижение коэффициентов отражения стенок и потолка помещения. Нужный коэффициент припаса зависит от количества и нрава пыли в воздухе, степени старения данного типа источников света (в связи с чем для газоразрядных ламп коэффициент припаса увеличивается), типа осветительных приборов, и, естественно периодичности чистки крайних. Зависимо от обозначенных событий
Таковым образом, при выполнении проекта осветительной установки для всякого помещения по отраслевым нормам [10, 12, 2 (приложения Н, К)] должны быть определены малые освещенности (Еmin) на рабочих местах зависимо от принятой системы освещения, приблизительно определен коэффициент припаса (Кз), который при выбирании осветительных приборов быть может скорректирован, также выписаны регламентированные значения всех высококачественных характеристик освещения.
2.3 Выбор типа осветительных приборов, высоты подвеса и схем их размещения
2.3.1 Предназначение, черта и типы осветительных приборов
Осветительные приборы являются осветительными устройствами близкого деяния и предусмотрены они для оптимального перераспределения светового потока ламп, также защита глаз от лишней яркости, защищают источников света от загрязнения и механических повреждений. Конструктивно они состоят из корпуса-отражателя и (либо) рассеивателя, патрона и крепящего устройства.
Все осветительные приборы зависимо от соотношения светового потока, излучаемого в нижнюю полусферу (Ф) ко всему световому сгустку осветительного прибора (Фсв) разделяются на последующие 5 классов:
П – прямого света
Н – в большей степени прямого света
Р – растерянного света
В – в большей степени отраженного света
О – отраженного света
.
Любой из осветительных приборов может характеризоваться одной из 7 типовых кривых силы света: концентрированной (К), глубочайшей (Г), косинусной (Д), полуширокой (Л), широкой (Ш), равномерной (М) и синусной (С). Типовые кривые приведены на рис. 2.1.
Соотношение световых потоков и кривые светораспределения являются важными светотехническими чертами осветительного прибора, определяющими распределение его светового потока в пространстве, окружающем осветительный прибор.
Рис. 2.1. Типовые кривые силы света осветительных приборов
По конструктивному выполнению в общем случае осветительные приборы делятся на:
открытые – лампа не разделена от наружной среды;
защищенные – лампа защищена от механических повреждений;
закрытые – защищены от проникания пыли и механических повреждений лампы;
пыленепроницаемые – защищены от проникания узкой пыли;
гидрозащищенные – противостоят действию воды;
взрывозащищенные – противостоят возникновению взрыва (В – взрывонепроницаемые, Н – завышенной надежности против взрыва).
Аналогично с систематизацией электронного оборудования по конструктивному выполнению, которая описывает сразу степень защиты оборудования от попадания вовнутрь их жестких сторонних тел (а именно пыли), степени защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением частями, расположенными снутри оболочки изделий и степени защиты от воды, для осветительных приборов также установлена интернациональная система защиты, состоящая из букв IP (International Protection) и 2-ух цифр, обозначающих степень защиты. 1-ая цифра описывает защиту лампы от пыли. Существует 6 последующих классов защиты осветительных приборов от пыли:
незащищенные (открытые – 2, перекрытые – 2′);
пылезащищенные (стопроцентно – 5, отчасти – 5′);
пыленепроницаемые (стопроцентно – 6, отчасти – 6′),
и семь последующих классов защиты от воды:
0 – водонезащищенный – защита отсутствует;
2 – каплезащищенный – защита от капель, падающих сверху под углом к вертикали 15о;
3 – защищенный – защита от капель либо струй воды, падающих сверху под углом к вертикали 60о;
4 – брызгозащищенный – защита от попадания капель либо брызг под хоть каким углом;
5 – струезащищенный – защита от попадания воды при обливании струей под хоть каким углом;
7 – водонепроницаемый – защита от попадания воды при краткосрочном погружении в воду;
8 – герметичный – защита от попадания воды при неограниченно долгом погружении в воду.
Если указана цифра со “штрихом” буковкы IP в обозначении защиты не указываются, к примеру 6’3.
защита осветительных приборов от пыли, воды и брутальных сред обеспечивается, как правило, конструкционными и светотехническими материалами, различной степенью герметизации внутреннего размера осветительного прибора либо его отдельных полостей, токоведущих частей и (либо) электронных контактов.
Не считая этого, главными чертами осветительных приборов являются:
коэффициент усиления (Ку), представляющий отношение наибольшей силы света осветительного прибора (Iмакс) к средней сферической силе света (Iср.сф.):
, (2.3)
где .
Коэффициент усиления охарактеризовывает повышение силы света осветительного прибора в данном направлении;
коэффициент полезного деяния ():
, (2.4)
где Фсв – световой поток осветительного прибора;
Фл – световой поток источника света;
защитный угол () – описывает степень защиты глаза от действия ярчайших частей источника света.
На рис. 2.2 приведена структура обозначения и маркировка осветительных приборов в согласовании с ГОСТ 13828-74.
Х Х Х ХХ-Х Х-ХХХ-ХХ
Тип источника света (одна буковка на первом месте в шифре): Н – лампа накаливания; И – галогенные; Л – люминесцентные лампы; Р – ДРЛ; Г – металлогалогенные; Ж – натриевые; Б – антибактериальные; К – ксеноновые.
Главный метод установки осветительного прибора: С – навесные; П – потолочные; Б – стенные; Н – настольные; Т – напольные; В – встраиваемые; К – консольные; Р – ручные.
Основное предназначение осветительного прибора: П – для промышленных компаний; Р – для рудников и шахт; О – для публичных спостроек; Б – для жилых (бытовых) помещений; У – для внешнего освещения; Т – для телевизионных студий.
Номер серии, к которой принадлежит осветительный прибор (две числа);
количество ламп в осветительном приборе:
Мощность ламп, Вт:
Номер модификации осветительного прибора (трехзначное число):
Обозначение климатического выполнения и группы размещения.
Рис. 2.2. структура обозначения и маркировка осветительных приборов
Примеры обозначений осветительных приборов:
НСП05500-016-У3 – осветительный прибор с лампой накаливания мощностью 500 Вт, общего предназначения, навесной для промышленных компаний, серии 05, модификации 016, климатическое выполнение У, категория размещения 3;
ЛС02-240-005-У3 – осветительный прибор с 2-мя люминесцентными лампами мощностью по 40 Вт, навесной, для публичных спостроек, серии 02, модификации 005, климатическое выполнение У, категория размещения 4;
РКУ08400-014-ХЛ1 – осветительный прибор с ртутной лампой типа ДРЛ мощностью 400 Вт, консольный, уличный, серии 08, модификации 014, климатическое выполнение ХЛ (прохладный климат), категория размещения 1.
вместе с приведенным условным обозначением светильникам могут присваиваться собственные имена, к примеру: “Глубокоизлучатель”. Не считая того, действуют еще наиболее ранешние ГОСТы, также обозначения, присваемые заводом изготовителем. Все это делает определенные трудности в расшифровке условного обозначения осветительных приборов.
При существующем обилии осветительных приборов главными различительными чертами их являются тип источника света, его мощность, конструктивное выполнение с определенной защитой от действия окружающей среды, светораспределение.
В табл.2.1 приведены главные характеристики неких типов осветительных приборов, используемых для общего освещения производственных помещений и помещений публичных спостроек.
Таблица 2.1 Номенклатура и главные характеристики неких осветительных приборов
Тип,
серия осветительного прибора
количество и
мощность,
Вт
Степень
защиты
КСС/ Класс светораспределения по ГОСТ 17677-82
КПД,
%
метод установки
Метод монтажа
Осветительные приборы с ртутными лампами высочайшего давления
РПП01
50, 80, 125
IP54
Д1/П
65
П
4
ГПП01
125
IP54
Д2/П
60
П
4
ЖПП01
70, 100
IP54
Д3/П
60
П
4
РПП05
80, 125
IP54
М/П
55
П
2, 4
РСП05
250-1000
IP20
Д2/П
75
С
1; 2; 3
РСП08
250, 400
IP20
Д3/П
75
С
1
РСП11
400
IP52
Д1/П
72
С
1
РСП12
700
IP52
Д3/П
62
С
1
РСП13
400,700,1000
IP53
Д3/П
70
С
1; 2
ГСП15
400
IP52
Г1/П
72
С
1; 2; 3
ГСП18
250,400,700
IP20
Г1/П
75
С
1; 2
Осветительные приборы с люминесцентными лампами
ЛСП02
240(236)
IP20
Д2/П
70
С
2; 3; 5
ЛВП02
480
IP20
Д1/П
50
В
5
ЛВП06
565(558)
IP20
Д1/П
52
В
5
ЛСП13
240(236)
IP20
Ш1/П
75
С
2; 3; 8
ЛДОР
240,280
IP20
Д2/Н
75
С
5; 6
ПВЛП1
240
IP54
Д1/П
65
С
2; 5
ПВЛМ
240
М/Н
85
С
5; 6
ЛСР01-20
20
IP54
М/Р
70
С
7
ЛСР01-40
40
IP54
М/Р
70
С
7
ЛСП29
218,236
IP54
Д1/Р
65
С
1; 7
Осветительные приборы с лампами накаливания
НСР01
100, 200
IP54
Г/П
75
С
1; 3
НСП02
100
IP52
Н/М
75
С
3
НСП03М
60
IP54
-/Н
85
С
4
НПП04
60
IP20
М/Р
55
Н, Б, Д
5; 6
НСП17
200-1000
IP20
Ш1,Г2/П
75
С
1; 2; 3
НСП20
500, 1000
IP52
Д2/П
77
С
1; 2
Н4БН
150
IP54
Д1/П
55
С
1
Н4Б-300МА
300
IP54
Д1/П
50
С
1; 2
ВЗГ/В4А200
200
IP54
Д1/П
50
С
1
ПСХ 60М
60
IP54
Ш1/П
60
С
1;2;3;4
Примечания:
метод монтажа для осветительных приборов с ртутными лампами: 1 – на трубу с резьбой 20 мм; 2 – на монтажный профиль; 3 – на крюк; 4 – на опорную поверхность; 5 – особое крепление.
Метод монтажа для осветительных приборов с люминесцентными лампами: 1 – на трубу с резьбой 20 мм; 2 – на шинопровод; 3 – на штангах; 5 – на потолок; 6 – на стержнях; 7 – на крюк; 8 – на монтажный профиль.
метод монтажа для осветительных приборов с лампами накаливания: 1 – на трубу с резьбой 20 мм; 2 – на монтажный профиль; 3 – на крюк; 4 – на потолок; 5 – на горизонтальную опорную поверхность; 6 – на наклонную опорную поверхность.
Главными факторами, определяющими выбор осветительных приборов являются:
а) условия окружающей среды (наличие пыли, воды, хим злости, пожароопасных и взрывоопасных зон);
б) строительная черта помещения (размеры помещения, в том числе его высота, наличие ферм, технологических мостиков, размеры строительного модуля, отражающие характеристики стенок, потолка, пола и рабочих поверхностей);
в) требования к качеству освещения.
Выбор определенного типа осветительного прибора осуществляется по конструктивному выполнению, светораспределению и ограничению слепящего деяния, экономическим суждениям.
Конструктивное выполнение осветительного прибора в значимой степени определяется уровнем защиты его от действия окружающей среды.
От конструктивного выполнения осветительных приборов зависит их надежность и долговечность в данных критериях среды помещения, сохранность в отношении пожара, взрыва и поражения электронным током, также удобство обслуживания.
В обычных сухих и мокроватых помещениях допускается внедрения всех типов незащищенных (IP20) осветительных приборов.
В сырых помещениях также допускается применение незащищенных (IP20) осветительных приборов, но при условии выполнения корпуса патрона из изоляционных и гидростойких материалов.
В особо сырых помещениях и в помещениях с химически активной средой рекомендуется применение осветительных приборов со степенью защиты не ниже IP22, в пыльных помещениях – не ниже IP44.
В горячих помещениях – не ниже IP20, при этом в светильниках с люминесцентными лампами рекомендуется применение амальгамных ламп.
В пожароопасных зонах используются осветительные приборы с минимальными допустимыми степенями защиты, обозначенными в табл. 2.2.
Таблица 2.2 Малые допустимые степени защиты осветительных приборов зависимо от класса пожароопасной зоны
Источники света, устанавливаемые в светильниках
Степень защиты осветительных приборов для пожароопасной зоны класса
П-I
П-II
П-IIa
П-III
Лампы накаливания
IP53
IP53
2’3
2’3
Лампы ДРЛ
IP53
IP53
IP23
IP23
Люминесцентные лампы
5’3
5’3
IP23
IP23
Примечание. Допускается изменять степень защиты оболочки от проникания воды (2-я цифра обозначения) зависимо от критерий среды, в какой инсталлируются осветительные приборы.
Во взрывоопасных зонах могут применяться осветительные приборы при условии, что уровень их взрывозащиты либо степень защиты соответствует табл. 2.3 либо является наиболее высочайшими.
Таблица 2.3 Допустимый уровень взрывозащиты осветительных приборов зависимо от класса взрывоопасной зоны
Класс взрывоопасной зоны
Уровень взрывозащиты
B-I
Взрывобезопасные
B-Ia, B-Iг
Завышенной надежности против взрыва
В- Iб
Без средств взрывозащиты. IP53
В-II
Завышенной надежности против взрыва
В-IIа
Без средств взрывозащиты. IP53
В [1, 12 и др.] приведены подробные советы выбора осветительных приборов по конструктивному выполнению.
Если существующая номенклатура осветительных приборов представляет возможность внедрения в помещении не единственного, а нескольких вероятных по конструктивному выполнению осветительных приборов, из их практически постоянно целенаправлено избрать тот, который владеет более высочайшей эксплуатационной группой [2] (табл. П7), характеризующей способность осветительного прибора сохранять в процессе работы высочайшие светотехнические свойства. Таковой подход дозволяет в определенных критериях [2, табл. 3] принять наименьшие значения коэффициентов припаса, это в свою очередь приводит к понижению установленной мощности источников света, уменьшению расхода электроэнергии.
Верный выбор осветительного прибора по светораспределению обуславливает экономное внедрение светового потока источника света, приводит к понижению установленной мощности осветительной установки. При равных критериях лучше выбирать осветительные приборы с наиболее высочайшим КПД, невзирая на их наиболее высшую стоимость. Эти доп Издержки окупаются за счет экономии электроэнергии.
В производственных помещениях с низкими коэффициентами отражения стенок, потолков целенаправлено применение осветительных приборов прямого света класса П со светораспределением типа К (концентрированная) при больших потолках (наиболее 6-8 м), с наименьшей высотой потолков – со светораспределением типа Д (косинусная), пореже Г (глубочайшая). С повышением высоты помещения используемый осветительный прибор должен иметь огромную степень концентрации светового потока (К, Г) и напротив, в низких помещениях рекомендуется применять осветительные приборы с наиболее широким светораспределением (Д, Г).
При больших отражающих свойствах стенок и потолков производственных помещений (светлые потолки и стенки) целенаправлено применение осветительных приборов в большей степени прямого света класса Н.
При больших отражающих свойствах пола либо рабочих поверхностей преимущество получают осветительные приборы класса П, так как в этом случае за счет отражения в верхнюю полусферу попадает довольно светового потока для сотворения применимого зрительного удобства.
Осветительные приборы в большей степени прямого света класс П и растерянного света класса Р с кривыми светораспределения Д (косинусная) и Л (полуширокая) целенаправлено использовать для освещения административных, учебных помещений, лабораторий и т.п.
Осветительные приборы классов В (в большей степени отраженного света) и О (отраженного света) используют для сотворения строительного освещения производственных помещений, штатских спостроек. Для внешнего освещения – осветительные приборы с кривой силы света Ш (широкая).
Учет при выбирании осветительных приборов слепящего их деяния осуществляется по показателю ослепленности, который нормируется [2] и сравнивается с фактическим показателем ослепленности. Расчет этого показателя приведен в [11], но на практике при проектировании осветительных установок в связи с трудностью расчета этого показателя эта черта учитывается косвенно мало допустимой высотой подвеса осветительных приборов.
Выбор осветительных приборов по аспекту экономичности производится по минимуму приведенных издержек. Но беря во внимание, что главный составляющей годичных эксплуатационных расходов являются Издержки на электроэнергию, можно с неким приближением оценивать экономичность осветительного прибора по аспекту энергетической экономичности (Ээ). Под энергетической экономичностью понимается отношение нормируемой (малой) освещенности (Еmin) к удельной мощности Руд:
, (2.5)
где Руд – удельная мощность, равная отношению установленной мощности ламп к площади освещаемого помещения.
Рост энергетической экономичности в согласовании с выражением (2.5), является следствием уменьшения удельной установленной мощности источников света, нужной для сотворения данной освещенности.
Было установлено, что энергетическая экономичность является функцией комбинированного аргумента , где Еmin – освещенность по нормам, Кз – коэффициент припаса, Нр – расчетная высота подвеса осветительных приборов над рабочей поверхностью (см. рис. 2.3).
Это дозволяет найти области, целесообразного с экономической точки зрения, использования разных типов осветительных приборов. В [13] для неких типов осветительных приборов приведены самые большие и меньшие мощности ламп и надлежащие им значения аргумента . Если при проектировании фактическое
Как видно из аргумента энергетическая экономичность осветительных приборов в значимой степени зависит от принимаемой при проектировании расчетной высоты подвеса осветительных приборов (Нр); которая в определенной степени зависит от высоты помещения.
При малой высоте (до 6 м) достигнуть высококачественных характеристик, таковых как малая неравномерность освещения, допустимая пульсация и ослепленность, может быть лишь при помощи огромного числа осветительных приборов с относительно малой единичной мощностью источника света (ЛН и ЛЛ). В больших помещениях экономически выгодней использовать массивные источники света (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) и маленькое число осветительных приборов, любой из которых должен иметь среднее светораспределение для определенного варианта.
Потому выбор типа осветительных приборов производится сразу с выбором их схем размещения на плане освещаемого помещения.
Высота освещаемого помещения описывает и экономный тип светораспределения осветительных приборов.
Для каждой типовой кривой силы света (типа осветительного прибора) существует наивыгоднейшее относительное расстояние меж светильниками , при которой обеспечивается большая равномерность распределения освещенности, также наивыгоднейшее относительное расстояние меж светильниками при которой обеспечивается наибольшая энергетическая экономичность. Под относительным расстоянием меж светильниками понимается отношение расстояние меж ними (L) к расчетной высоте подвеса осветительных приборов над рабочей поверхностью (Нр) (табл. П.8, П.9).
Избранные осветительные приборы должны быть размещены и установлены таковым образом, чтоб обеспечивалось [6]:
а) сохранность и удачный доступ к светильникам для обслуживания;
б) создание нормированной освещенности более экономным методом;
в) соблюдение требований к качеству освещения (равномерность освещения, направление света, ограничение вредных причин: теней, пульсаций освещенности, прямой и отраженной блескости;
г) меньшая протяженность и удобство монтажа групповой сети;
д) надежность крепления осветительных приборов.
2.3.2 Высота подвеса осветительных приборов
Высота подвеса осветительных приборов над освещаемой поверхностью (НР) – расчетная высота подвеса осветительных приборов (рис. 2.3) в значимой степени описывает характеристику и технико-экономические характеристики проектируемой осветительной установки.
От ее величины зависит установленная мощность источников света, размещение осветительных приборов на плане; высота подвеса описывает высококачественные характеристики освещения, выбор осветительных приборов по светораспределению, экономическим суждением.
Рис. 2.3. Размещение осветительного прибора по высоте помещения: Н – высота помещения; Нр – высота подвеса осветительного прибора над освещаемой поверхностью; hс – высота свеса осветительного прибора; hр – высота рабочей поверхности
В связи с тем, что ряд характеристик ОУ регламентируется нормами искусственного освещения, высота подвеса осветительных приборов принимается сразу с решением остальных задач проектирования – выбора типа осветительных приборов, их размещения и обслуживания и др. Малая высота подвеса осветительных приборов ограничена условием ослепляющего их деяния (нормированный показатель ослепленности). Наибольшая высота ограничена размерами помещения и критериями обслуживания осветительных приборов.
При выбирании высоты подвеса учитываются строй индивидуальности помещений – наличие ферм, технологических мостиков, размеры строительного модуля; сразу рассматриваются методы прокладки и монтажа проводов и кабелей осветительной сети.
В помещениях ограниченной высоты осветительные приборы инсталлируются или на свесах, или конкретно на потолке и обслуживаются с лестниц либо стремянок. По условию доступности высота подвеса осветительных приборов не обязана превосходить 5 м от пола, при этом осветительные приборы не должны размещаться над большим оборудованием, приямками и в остальных местах, где невозможна установка лестниц либо стремянок.
В помещениях с ферменным перекрытием почаще всего осветительные приборы общего освещения инсталлируются на фермах. В этих вариантах они могут обслуживаться с мостовых кранов, при этом осветительные приборы должны быть расположены на уровне не наименее 1,8 м над настилом площадки обслуживания на кране либо же на уровне нижнего пояса ферм.
При проектировании осветительных установок нужно предугадывать, чтоб может быть большая часть осветительных приборов была доступна для обслуживания с пола при помощи переносных приспособлений (табуретов, лестниц и стремянок).
К числу обозначенных мер относятся [6]:
а) установка осветительных приборов при помощи креплений на стенках либо колоннах на высоте не наиболее 5 м;
б) подвеска осветительных приборов на тросах, коробах, трубах, монтажных профилях и т.п. на высоте не наиболее 5 м либо же на тросах с опускными приспособлениями;
в) установка осветительных приборов на мостиках либо площадках, созданных для обслуживания шинопроводов, тельферов и т.п., также установка на большом технологическом оборудовании;
г) внедрение технологических площадок верхних отметок для установки на их осветительных приборов, освещающих нижние отметки.
Не считая того, в согласовании с нормами [6] рекомендуется принимать последующие высоты установки осветительных приборов, м:
2,1 – в электропомещениях, при установке осветительных приборов поблизости открытых токоведущих частей;
не наиболее 3,5 – на технологических площадках, мостиках, переходах и т.п. при установке осветительных приборов на стенках;
2,5 – на технологических площадках, мостиках, переходах и т.п. при установке осветительных приборов на стойках вдоль огораживаний;
на уровне настила 0,5 – на мостиках для обслуживания осветительных приборов.
Навесные осветительные приборы общего освещения, устанавливаемые на потолках либо фермах, как правило, должны крепиться к крайним со свесом не наиболее 1,5м. Повышение свеса этих осветительных приборов может предусматриваться в вариантах:
а) если это нужно в целях обеспечения доступа к светильникам для обслуживания;
б) когда это дозволяет сделать лучше экономические характеристики установки без ухудшения свойства освещения.
При установке осветительных приборов с увеличенным свесом система их крепления обязана ограничивать возможность раскачивания осветительных приборов под действием потоков воздуха.
В общем случае расчетная высота подвеса осветительных приборов определяется по выражению:
Hp = H – (hc + hp), (2.6)
где Н – высота помещения;
hc – высота свеса осветительного прибора;
hp – высота рабочей поверхности, при отсутствии определенной величины принимается равной 0,8м.
2.3.3 Схемы размещения осветительных приборов
При общем равномерном освещении, а по способности также и при локализованном освещении, осветительные приборы рекомендуется располагать по верхушкам квадратных, прямоугольных (с отношением большей стороны прямоугольника к наименьшей не наиболее 1,5) либо ромбических (с острым углом при верхушке ромба близким к 600) полей.
Осветительные приборы с люминесцентными лампами следует в большей степени располагать рядами, параллельными стенкам с окнами. Другое размещение допускается:
а) в узеньких помещениях с окнами на торцевых стенках;
б) в случае, когда это диктуется размещением производственного оборудования.
Ряды производятся непрерывными либо с разрывами (в свету), не превосходящими 0,5 расчетной высоты подвеса осветительных приборов.
При общем равномерном освещении расстояние от последних осветительных приборов либо рядов осветительных приборов до стенок следует принимать в помещениях, созданных для работы приблизительно в три раза наименьшим, а в других помещениях – в два раза меньше, чем расстояние меж рядами осветительных приборов либо стороны поля. При размещении рабочих мест конкретно у стенок либо колонн последние ряды осветительных приборов следует в границах необходимости приближать к стенкам либо колоннам, а именно устанавливать осветительные приборы на креплениях.
Расстояние меж примыкающими светильниками (L) либо их рядами зависит от расчетной высоты подвеса осветительных приборов (Hр) и светораспределения (типа осветительного прибора). Как было показано в разделе 2.3.1 (выбор осветительных приборов по экономическим суждениям) для всякого типа осветительных приборов (обычной кривой силы света) существует наивыгоднейшее относительное расстояние (табл. П8, П9). Тогда
]]>