Определяем расчётное значение линейной плотности светового потока

5. Определяем расчётное значение линейной плотности светового потока

 лм·м^-1 (2.10)

где Е_н - нормированное значение освещённости рабочей поверхности, лк; К_з - коэффициент запаса; µ - коэффициент добавочной освещённости, учитывающий воздействие "удалённых" светильников и отражённых световых потоков на освещаемую поверхность (принимаем равным 1,1…1,2);

6. Выбираем тип источника света (табл.1.7) [1] в зависимости от характеристики зрительной работы - различие цветных объектов без контроля и сопоставления при освещенности 150 … 300 лк. Принимаем лампу типа ЛБ и учитывая мощность светильника, окончательно - ЛБ - 36. По табл.1.7, поток лампы Ф_л=3000 лм.

7. Количество светильников в светящемся ряду длиной

L_р = А-2·l_а =41,7-2·2,25=37,2 м

 светильников (2.11)

где n_с - число ламп в светильнике, шт.;

L_р - длина светящегося ряда, м

Принимаем N₁=10 светильников.

8. Общее число светильников в помещении (по формуле 2,5).

светильников

9. Расстояние между светильниками в ряду, предварительно определив длину светильника по табл.1.17 [1] l_с=1,33м

м (2.12)

10. Проверяем расположение светильников в ряду с учётом требований равномерности:

0 ≤ l_р ≤ 1,5·L′в (2.13)

0 < 2,66 < 6,75

Требование равномерности выполнено.

2.6.2 Метод коэффициента использования светового потока

Метод коэффициента использования светового потока осветительной установки применяют при расчёте общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей в помещениях.

Помещение №2.

1. Определяем в зависимости от материала и окраски поверхностей коэффициенты отражения (табл.2.17 [1]) потолка: ρ_п=30%, стен: ρ_с=10%, рабочей поверхности: ρ_р=10%.

2. Индекс помещения

 (2.14)

По КСС светильника Д-1, индексу помещения i=0,81 и коэффициентам отражения поверхностей ρ_п=30%, ρ_с=10%, ρ_р=10% определяем коэффициент использования светового потока η=19% (табл.2.15 [1]).

4. Выбираем тип источника света (табл.1.7) [1] в зависимости от зрительной работы - работа с ахроматическими объектами при освещённости менее 150 лк. Принимаем лампу типа ЛБ исходя из мощности светильника, окончательно выбираем лампу ЛБ-36, поток которой Ф_л = 3000 лм (табл.2.2) [2].

5. Суммарное число светильников в помещении:

 светильника (2.15)

где S - площадь освещаемого помещения, м².

z - коэффициент минимальной освещённости (отношение средней освещённости к минимальной);

η - коэффициент использования светового потока в долях единицы.

Принимаем N_∑=9 светильников

6. Число светильников в ряду (по формуле 2.5):

шт.

7. Расстояние между светильниками в ряду. (длина светильника таблица 2.15 l_с=1,33м) (по формуле 2.12)

м

8. Проверяем расположение светильников в ряду с учётом требований равномерности (по формуле 2,13):

0 ≤ l_р ≤ 1,5·L′_в

0 ≤ 4,76 ≤ 6,75

Требование равномерности выполнено.

2.6.3 Метод удельной мощности

Метод удельной мощности применяют для приближённого расчёта осветительных установок помещений, к освещению которых не предъявляют особых требований и в которых отсутствуют существенные затенения рабочих поверхностей, например, вспомогательных и складских помещений, кладовых, коридоров и т.п.

Помещение №4.

1. Проверяем применимость метода. Так как помещение не затемнено громоздкими предметами, то для приближённого светотехнического расчёта применяем метод удельной мощности.

2. Табличное значение удельной мощности (табл.2.18 [1])

Р_уд^т=18,4 Вт/м².

3. Определяем в зависимости от материала и окраски поверхностей коэффициенты отражения потолка: ρ_п=30%, стен: ρ_с=10%, рабочей поверхности: ρ_р=10% (табл.2.17).

4. Вычисляем поправочные коэффициенты:

 (2.16)

где К₁ - коэффициент приведения коэффициента запаса к табличному значению;

К_з^реал = 1,15 - реальное значение коэффициента запаса осветительной установки (табл.2);

К_з^табл = 1,3 - табличное значение коэффициента запаса осветительной установки;

К₂ - коэффициент приведения коэффициентов отражения поверхностей помещения к табличному значению,

К₂= (2.17)

К₂=

Расчётное значение удельной мощности:

 Вт·м^{2 (}2.18)

где К₃ - коэффициент приведения напряжения питания источников к табличному значению (К₃=1 так как Uс = 220 В);

5. Расчётное значение мощности лампы:

 Вт (2.19)

6_. Подбираем мощность лампы с учётом требований (табл.1.2):

0,9Р_р ≤ Р_л ≤ 1,2Р_р

0,9·72,9 ≤ Р_л ≤ 1,2·72,9

65,61 ≤ 75 ≤ 87,48

Выбираем лампу В220-230-75

7. Проверяем возможность установки лампы в светильник:

Р_л ≤ Р_свет

Р_л=75 Вт < Р_свет=100 Вт.

Результаты расчёта приведены на плане помещения (формат А1).

2.7 Составление светотехнической ведомости

После расчета всех помещений здания составляется светотехническая ведомость объекта. В ней сведены все данные, использовавшиеся для проектирования осветительной установки, а также окончательные решения по выбору осветительных приборов и источников света. Светотехническая ведомость приведена в таблице 4.

Таблица 4. Светотехническая ведомость

Наименование помещения	Габариты (длинахширинах высота)	Класс по условиям окружающей среды	Коэффициенты отражения (ρп, ρс, ρр),%	Система освещения	Нормы освещенности, лк	Поверхность нормирования освещенности	Светильники		Лампы (тип, мощность, Вт)	Установленная мощность, Вт	Примечание
							Тип	Число
Помещение для опоросов	41,7х9х3,17	сырое, с хими-чески активной средой	30×10×10	Общая равномерная во всех помещениях	75	Пол	ЛСП18-40	19	ЛБ36	684	Дежурное освещение
Помещение для поросят отъемышей и ремонтных свинок	18х12,7х3,17 5х2,5х3,17 5х2,5х3,17	сырое, с химически активной средой	30×10×10		75	Пол	ЛСП18-40	9 1 1	ЛБ36	396	Условно разбито на три. Деж. освещение
Помещение холостых супоросных маток и отделение для хряков	39,4х9х3,17	сырое, с хими-чески активной средой	30×10×10		75	Пол	ЛСП18-40	17	ЛБ36	612	Дежурное освещение
Тамбур	3,6х2,5х3,17 2,5х2,3х3,17 2,5х2,3х3,17	сырое	30×10×10		50	Пол	НСП21	1 1 1	Б220-230-75 Б220-230-60 Б220-230-60	195	Три помещения
Инвентарная	7,3х5,8х3,17	сухое	30×10×10		10	Пол	НСП21	2	Б220-230-40	80
Помещение теплового узла	7,3х2,9х3,17	сырое	30×10×10		75	В-1,5	ЛСП18-40	2	ЛБ36	72
Электрощитовая	4,5х3,2х3,17	сухое	30×10×10		150	В-1,5	НСП21	2	Б220-230-100	200
Машинное отделение с навозозборником	5,9х2,9х3,17	сырое, с химически активной средой	30×10×10		20	Пол	НСП21	2	Б220-230-40	80
Приточная венткамера	3,1х2,9х3,17	сухое	30×10×10		20	Пол	НСП21	1	В220-230-40	40
Вспомогательное помещ.	5,8х3,6х3,17	сухое	30×10×10		100	Пол	ЛСП02-40	2	ЛБ36	144
Площадка для взвешивания	2,5х1,8х3,17	влажное	30×10×10		100	Г-0,8	НСП21	1	Б220-230-100	100
Служебное помещение	6,3х3,1х3,17	сухое	50×30×10		150	Г-0,8	ЛСП02-40	2	ЛБ36	144
Санузел	3,1х2,2х3,17	сырое	50×30×10		50	Пол	НСП21	1	Б220-230-60	60
Коридор	14,3х6,3х3,17. 4,5х2,7х3,17 ,3х2,9х3,17	сырое	30×10×10		50	Пол	ЛСП18-40	6 1 1	ЛБ36	288	Условно разбито на три
Уличное освещение	-	-	-	-	-	-	ПСХ	5	Б220-230-60	300

3. Расчёт электрических сетей осветительных установок 3.1 Выбор напряжения и схемы питания электрической сети

В общем случае выбор напряжения электрической сети осветительной установки определяется степенью опасности поражения людей и животных электрическим током в рассматриваемом помещении.

В помещениях без повышенной опасности напряжение 220 В допускают для всех светильников общего назначения независимо от высоты их установки.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при установке светильников с лампами накаливания на высоте более 2,5 м над полом или обслуживающей площадкой так же допускают напряжение 220 В. При высоте подвеса меньше 2,5 м должны применять светильники, конструкция которых исключает возможность доступа к лампе без специальных приспособлений, либо напряжение должно быть не выше 42 В. Разрешается установка светильников с люминесцентными лампами на высоте менее 2,5 при условии, что их контактные части будут недоступны для случайных прикосновений.

Светильники местного стационарного освещения с лампами накаливания в помещениях без повышенной опасности должны питаться напряжением 220 В, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - не выше 42 В. Для питания переносных светильников в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных также должно применяться напряжение не выше 42 В. При этом применяют трансформаторы типа ОСОВ-0.25 и ТСЗИ.

В случаях, если опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, соприкосновением с большими металлическими хорошо заземленными поверхностями, питание переносных светильников должно быть не выше 12 В.

Наиболее часто для питания электрического освещения в сельскохозяйственном производстве применяют систему трехфазного тока с глухим заземлением нейтрали напряжением 380/220 В. Источники света при этом подключают, как правило, на фазное напряжение. Газоразрядные лампы высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ, ДКсТ и др.), рассчитанные на напряжение 380 В, допускается подключать на линейное напряжение 380 В системы 380/220 В.

Осветительные и облучательные сети, прокладываемые от источников питания до потребителей, состоят из групповых и пи тающих линий. Групповые линии прокладывают от групповых щитков до светильников или облучателей и штепсельных розеток. К питающим линиям относят участки сети от источника питания до групповых щитков.

Питающие линии обычно выполняют пятипроводными (трёхфазными), а групповые - трех - и четырёхпроводными в зависимости от нагрузки и длинны.

Питающие линии могут быть магистральными, радиальными или радиально-магистральными. Наиболее широкое распространение на сельскохозяйственных предприятиях нашли радиально-магистральные схемы.

Схемы питания осветительной или облучательной установки выбирают по следующим условиям: надёжность электроснабжения, экономичность (минимальные капитальные и эксплуатационные затраты), удобство в управлении и простота эксплуатации.

Радиальные сети по сравнению с магистральными имеют меньшее сечение проводов, меньшие зоны аварийного режима при неисправности в питающих сетях, но большую общую протяжённость. Необходимость применения радиальной сети может быть также вызвана условиями взаимной планировки мест подстанций и осветительных щитков, при которых трасса магистральной питающей сети будет чрезмерно удлинена.

Применение чисто магистральной сети целесообразно для сокращения общей протяженности. В месте разветвления линии устанавливают распределительный пункт, от которого могут отходить как магистральные, так и радиальные групповые линии.

При планировке сети возможны различные варианты её выполнения, даже в пределах одной радиально магистральной системы. Когда применение одного варианта не очевидно, тогда необходимо прибегать к технико-экономическому сопоставлению вариантов.

Помещения относится к помещениям без повышенной опасности. ПУЭ в этом случае допускает применение напряжения 220В. При этом конструкция светильника должна исключать доступ к лампе без специальных приспособлений (для светильников с лампами накаливания) и случайное прикосновение к контактным частям (для светильников с люминесцентными лампами).

3.2 Определение количества и мест расположения групповых щитков, выбор их типа и компоновка трассы сети

Количество групповых щитков осветительной установки определяют, исходя из размеров здания и рекомендуемой протяжённости групповых линий. Принимают длину четырехпроводных трехфазных групповых линий напряжением 380/220В равной 80 м, напряжением - 220/127 В - 60 м и, соответственно, двухпроводных однофазных - равной 35 м и 25 м. Однофазные групповые линии целесообразно применять в небольших конторах, а также в средних помещениях при установке в них светильников с лампами накаливания мощностью до 200 Вт и с люминесцентными лампами. Применение трехфазных групповых линий экономично в больших помещениях (птичниках, коровниках и т.д.), освещаемых как лампами накаливания, так и газоразрядными лампами.

Ориентировочное количество групповых щитков можно определить по формуле:

 (3.1)

где n_щ - рекомендуемое количество групповых щитков, шт.;

А, В - длина и ширина здания, м;

r - рекомендуемая протяженность групповой линии, м.

Для уменьшения протяженности и сечения проводов групповой сети щитки устанавливают по возможности в центре электрической нагрузки, координаты которого

;  (3.2)

где х_ц, у_ц - координаты центра электрических нагрузок в координатных осях х, у;

Р_i - мощность i-й электрической нагрузки, кВт;

х_i, у_i - координаты i-й электрической нагрузки в координатных осях х, у;

При выборе мест установки групповых осветительных щитков учитывают также и то, что групповые щитки, предназначенные для управления источниками оптического излучения, устанавливают в местах, удобных для обслуживания: проходах, коридорax и на лестничных клетках. Щитки, имеющие отключающие аппараты, устанавливают на доступной для обслуживания высоте (1,8...2,0 м от пола).

При компоновке внутренних сетей светильники объединяют в группы так, чтобы на одну фазу группы приходилось не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРН, ДНаТ и розеток или 50 люминесцентных ламп.

Осветительные щитки выбирают в зависимости от количества групп, схемы соединения, аппаратов управления и защиты, а также по условиям среды, в которых они будут работать. В зависимости от условий среды в помещениях применяют групповые щитки незащищенные, защищенные и защищенные с уплотнением. Щитки защищенные с уплотнением предназначены для установки в производственных помещениях с тяжелыми условиями среды. Большое значение имеет также выбор трассы сети, которая должна быть не только кратчайшей, но и наиболее удобной для монтажа и обслуживания. Прокладка сети по геометрически кратчайшим трассам практически невозможна или нецелесообразна по причинам конструктивного и технологического характера.

Трассу открытой проводки, как по конструктивным, так и по эстетическим соображениям намечают параллельно и перпендикулярно основным плоскостям помещений.

Только при скрытой проводке на горизонтальных плоскостях можно применять прямолинейную трассировку между фиксированными точками сети.

Выбранные трассы питающих и групповых линий, места установки групповых щитков, светильников, выключателей и розеток наносят на план помещения согласно условным обозначениям, принятым в ГОСТ 21.608 - 84 и ГОСТ 2.754 - 72.

В соответствии с результатами светотехнического расчёта вычерчиваем план здания (формат А1). Наносим на него в виде условных обозначений светильники (ряды светильников). Принимаем щиток с трехфазными группами. Рекомендуемая протяжённость линий r = 80 м.

Вычисляем требуемое количество групповых щитков по формуле (3.1):

Принимаем один щиток. Для определения места его установки рассчитываем координаты центра электрической нагрузки. Исходя из количества светильников и мощности ламп, в каждом помещении определяем установленную мощность по формуле

Р_i = N_i ·n_ci ·P_{лi (}3.3)

Р₁=19·1·0,036=0,684 кВт, Р₇ =2·1·0,1=0,2 кВт,

Р₂=11·1·0,036=0,396 кВт, Р₈=2·1·0,04=0,08 кВт,

Р₃=17·1·0,036=0,612 кВт, Р₉ =1·1·0,04=0,04 кВт,

Р_{4 (1)} =1·1·0,075=0,075 кВт, Р₁₀=2·2·0,036=0,144 кВт,

Р_{4 (2)} =1·2·0,06=0,06 кВт, Р₁₁ = 1·1·0,1=0,1 кВт,

Р_{4 (3)} = 1·1·0,06=0,06 кВт, Р₁₂ = 2·2·0,036=0,144 кВт,

Р₅ =2·1·0,04=0,08 кВт, Р₁₃= 1·1·0,06=0,06 кВт

Р₆ =2·1·0,036=0,072 кВт, Р₁₄ =8·1·0,036=0,288 кВт,

Приняв, что нагрузка каждого помещения сосредоточена в центре, и построив оси координат, определим координаты центров всех помещений, считая левый нижний угол началом координат. Данные сводим в таблицу 5.

Таблица 5 - определение координат центра нагрузок

№ по плану и наименование помещения	Руст, кВт	Х, м	У, м
1 Помещение для опоросов	0,684	31,7	13,5
2 Помещение для поросят отъемышей и ремонтных свинок	0,396	59,3	9
3 Помещение холостых супоросных маток и отделение для хряков	0,612	32,6	4,5
4 Тамбур	0,075 0,06 0,06	50,3 71,1 71,1	1,6 13,3 4,7
5 Инвентарная	0,08	68,9	9
6 Помещение теплового узла	0,072	68,9	16,2
7 Электрощитовая	0,2	70,2	1,6
8 Машинное отделение с навозосборником	0,08	9,5	16,2
9 Приточная венткамера	0,04	10,9	1,6
10 Вспомогательное помещение	0,144	8,6	9
11 Площадка для взвешивания	0,1	11,3	9,4
12 Служебное помещение	0,144	3,6	1,6
13 Санузел	0,06	7,7	1,6
14 Коридор	0,288	3,4	10,8

Определяем координаты центра электрических нагрузок всего здания по формуле: (3.2)

С учётом рассчитанного центра электрических нагрузок и с целью обеспечения удобства обслуживания и экономии проводникового материала размещаем групповой щиток в помещении №4 на стене, максимально близко к центру электрической нагрузки, с координатами x=51 м; y=1,6 м.

Определяем требуемое количество групповых линий в групповом щитке:

 (3.4)

n=2.

Для удобства управления освещением в разных половинах здания принимаем три группы.

Выбираем из [4] табл. П.5.2 групповой щиток ЯРН 8501-8301 с 6-ью однополюсными автоматическими выключателями.

На плане здания намечаем трассы прокладки сетей, места установки выключателей, обозначаем, номера групп и приводим данные светильников.

3.3 Выбор марки проводов (кабелей) и способов прокладки сети

Осветительную электропроводку, как правило, следует выполнять проводами и кабелями с алюминиевыми жилами. С медными жилами ее выполняют только во взрывоопасных помещениях классов В-1 и В-la. Гибкие кабели с медной жилой и резиновой изоляцией марки КРПТ, КРПГ применяют для подключения переносных или передвижных источников оптического излучения.

При проектировании сельскохозяйственных объектов используют следующие способы прокладки электропроводок: на тросе; на лотках и в коробах; в пластмассовых и стальных трубах; металлических и гибких резинотехнических рукавах; в каналах строительных конструкций; проводом и кабелем по строительным основаниям и конструкциям (ОСТ 70.004.0013 - 81).

При выборе того или иного способа прокладки электропроводки необходимо учитывать условия среды помещения, его строительные особенности, архитектурно-художественные экономические требования.

В помещении №1,2,3 и 5 способ прокладки кабеля - на тросе, во всех остальных помещениях - скрытая проводка.

По категории помещения и условиям окружающей среды из табл. П.5.1 [4] выбираем кабель АВВГ.

Рис.2 - Расчётная схема осветительной сети

Составляем расчётную схему сети, на которой указываем номера расчетных точек, длины участков и присоединенные мощности.

3.4 Защита электрической сети от аварийных режимов

К аварийным режимам в осветительных сетях относят: токи короткого замыкания, неполнофазный режим работы (для трёхфазной линии), токи утечки. Для защиты от токов короткого замыкания служат автоматические выключатели ВА 14 - 26. Для защиты от токов утечки согласно ПУЭ принимаем УЗО с установкой 30 мкА.

3.5 Расчёт и проверка сечения проводников электрической сети

Принимаем допустимые потери напряжения ΔU = 2,5% и коэффициент спроса К_с=0,8 [4] П.5.5. Тогда расчётное значение сечения проводника на участке:

 (3.5)

где S - сечение проводов участка, мм²;

ΣМ = ∑Р·l - сумма моментов рассчитываемого и всех последующих участков с тем же числом проводов, что и у рассчитываемого, кВт·м;

Σα·m - сумма моментов всех ответвлений с числом проводов, отличающихся от числа проводов рассчитываемого участка, кВт·м;

α - коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов рассчитываемого участка и в ответвлениях [4] П.5.3;

С - коэффициент зависящий от материала проводов, системы и напряжения сети,

ΔU - допустимая потеря напряжения, % от U_н;

l - длина участка, м.

Определяем сечение линии от ВРУ до щитка освещения:

С учётом механической прочности принимаем ближайшее, стандартное большее сечение S_0-1=2,5 мм².

Принимаем для люминесцентных светильников соsφ_{л. л.1}=0,85, для ламп накаливания cosφ_{л. н}=1,0.

Определим коэффициент мощности на участке 0-1:

 (3.6)

Определяем расчётный ток на участке 0-1:

 (3.7)

где U_л=380В

Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения I_доп=19А.

I_доп ≥ I_{р (}3.8)