Розрахунок та проектування освітлювальної установки

Розрахунок та проектування освітлювальної установки

Зміст

Вступ

. Світлотехнічна частина проекту

.1 Вибір джерела світла

.2 Вибір виду і системи освітлення

.3 Вибір нормованої освітленості

.4 Вибір світильника

.5 Розміщення світильників

.6 Розрахунок освітлювальної установки

. Розрахунок електричних світлових мереж

.1 Розрахунок моментів навантаження для ЛР

.2 Розрахунок моментів навантаження для GalogenA

. Методика техніко-економічного співставлення варіантів освітлення

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

Надзвичайно актуальним є питання правильного освітлення магазинів, супермаркетів, власних будинків, не є вийнятком і квартири. Від правильного вирішення поставленої задачі освітлення багато в чому залежить і економічний ефект підприємства(магазину) через те, що покупці звертають увагу не лише на самі товари, а й на те, наскільки природньо вони виглядають, заощадження грошового надходження у сімейний б’юджет і економія в цілому.

Як відомо, освітлення поділяється на природне та штучне. Оскільки природне залежить від того, вдалою чи ні є робота архітектора, то увагу в даній роботі буде зосереджено виключно на створенні освітлювальної електроустановки. Штучне освітлення вирішує ряд задач, що взагалі недоступні природному освітленню. Від особливостей встановлення приладів штучного освітлення, що часом здається досить незначним, багато в чому залежать продуктивність праці, безпека роботи, здоровий зір, архітектурний образ приміщення.

Неможливо уявити сучасне суспільство без використання світла. Освітлювальні установки створюють необхідні умови освітлювання, яке забезпечує зорове сприйняття, що дає близько 90% інформації про навколишнє середовище. Світло створює нормальні умови для роботи і навчання, покращує нам побут.

Важливу роль грають якісні характеристики освітлення (не лише виконання вимог щодо дискомфорту та пульсації). Створення комфортного світлового середовища можливе лише при дотриманні ряду загальних технічних вимог. Рекомендовані коефіцієнти відбивання стелі та підлоги повинні бути відповідно не меншими за 70, 50, 10%.

Світлотехніка область науки і техніки, предметом якої є дослідження принципів і розробка способів генерування, просторового перерозподілу і вимірювання характеристик оптичного випромінювання, а також перетворення його в інші види енергії.

Світлотехніка також включає в себе конструкторську і технологічну розробку джерел випромінювання, освітлювальних опромінювальних і освітлювальних сигнальних приладів, нормування, проектування, монтаж і експлуатацію світлотехнічних установок.

Ефективне використання світла з допомогою сучасної світлотехніки - важливий показник підвищення продуктивності праці та якості продукції, зниження травматизму і забезпечення здоров'я людей.

1. Світлотехнічна частина

.1 Вибір джерела світла

При виборі світлових приладів потрібно враховувати час їх служби, світловіддачу, а також цілий ряд інших характеристик.

Завданням даного курсового проекту є освітлення трьохкімнатної квартири. Для освітлення в квартирах переважно використовують освітлювальні прилади з лампами розжарення. Але в деяких випадках застосовують також і лампи типу HalogenA Pro(їх різновид),в даному випадку - HalogenA Pro Globe, а також одночасно два типи джерела світла.

Для порівняння з лампами розжарення, галогенні лампи мають більш довший строк служби, більшу світлову віддачу і більш високу кольорову температуру.

Галогенні лампи працюють від мереженої напруги 220В без трансформаторі. Вони, як і лампи розжарення являються високотемпературними випромінювачами. В скляній колбі лампи є складова галогенний наповнювач( йод чи бром ). Свічення створюється шляхом підтримування нитки розжарення, близької до точки плавлення вольфраму.

Лампи HalogenA підходять в основному для підсвітки (в ванні, над дзеркалом, коштовних прикрас і інш.), але якщо використовувати різновид із HalogenA, такі, як наприклад:Pro;30S HalogenA Pro;Pro BS/CG;Pro Globe;

і багато інших видів із галогенних лампочок.

Хоч і беззаперечна перевага ламп розжарення в тому, що їх яскравість можна регулювати. Йде безпосереднє включення в мережу без доповнюючи апаратів, вони є компактні.

Важливим фактором при виборі джерела світла є нижня межа зона зорового комфорту (коли освітлення сприймається як цілком достатнє), установки з лампами розжарення для них вона знаходиться на рівні освітленості 30...50 лк, то для установки з люмінесцентними лампами наприклад білого світла 150... 200 лк, а з лампами денного світла 300... 500 лк. Це явище, що одержало назву «сутінкового ефекту», указує на недоцільність застосування люмінесцентних ламп і ламп типу ДРЛ для створення низьких рівнів освітленості - менше 50 лк.

Зважаючи на викладені вище факти остаточно зупиняю вибір на застосуванні в проекті лампи розжарення(Standard) з колбою А і HalogenA Pro Globe.

.2 Вибір виду і системи освітлення

У електричних освітлювальних установках розрізняють наступні види освітлення: робоче, чергове, аварійне, охоронне, архітектурне, декоративне. Найбільш широко застосовують в основному освітлення перших чотирьох видів.

Робоче освітлення призначене для створення у всіх точках робочих поверхонь нормальних умов бачення при виконанні робіт. При цьому освітленість у всіх точках повинна бути не нижче нормованої, а пульсація світлового потоку не повинна перевищувати її допустимого значення.

Чергове освітлення служить для створення певних умов бачення при періодичному контролі устаткування, а також у проходах, коридорах, при входах у приміщення і т.д. Відповідно до рекомендацій воно повинно створювати 10...20 % нормованої робочої освітленості, але не менше 0,5 лк у головних проходах і 2 лк у тамбурах і на вхідних площадках. Його варто передбачати у усіх приміщеннях. Для цього з числа світильників загального освітлення в приміщеннях повинно бути виділено 10 %.Світильники чергового освітлення варто розміщати рівномірно над проходами приміщення.

Аварійне освітлення застосовують для забезпечення нормального ритму роботи при раптовому відключенні робочого освітлення. Аварійне освітлення прокладають у тих випадках, коли раптове відключення робочого освітлення може призвести до тривалого порушення технологічного процесу, пожежі, отруєнню людей або їхнього травматизму, неможливості нормального обслуговування хворих в операційних і кабінетах невідкладної помочі, перервам у роботі електростанцій, зв'язку, диспетчерських пунктів, пунктів управління водопостачанням, каналізацією, теплофікацією, вентиляцією і кондиціонуванням повітря.

У сільському господарстві аварійне освітлення виконують на електричних станціях і підстанціях, інкубаторних станціях, ветеринарних пунктах, зернах-токах, різноманітних сушильних установках. При цьому найменша освітленість робочих поверхонь повинна бути не нижче 5 % нормованої освітленості, але не менше 2 лк усередині приміщення і 1 лк на зовнішніх площадках. Евакуаційне аварійне освітлення монтують у виробничих приміщеннях із числом одночасно працюючих 50 і більше людей, у суспільних приміщеннях, де перебувають одночасно понад 100 чоловік, на сходових клітках багатоповерхових житлових будинків.

Евакуаційне освітлення при цьому повинно створювати необхідні умови бачення не тільки в самих приміщеннях, але і у всіх небезпечних і основних проходах, на сходах. Освітленість на підлозі (на землі) проходів і на ступінях сходів повинна бути не менше 0,5 лк у приміщеннях і 0,2 лк на відкритих територіях .

Відповідно до правил устрою електроустановок аварійне освітлення повинно виконуватися лампами розжарення. Припускається використання люмінесцентних ламп у приміщеннях із температурою вище 5 С, якщо при цьому напруга в мережі не менше 0, 9 номінальної.

Живлення аварійного освітлення здійснюється від автономного джерела або від мережі, що не залежить від робочого освітлення. На світильниках повинні бути спеціальні знаки або напису.

У освітлювальних установках розрізняють системи загального і комбінованого освітлення. Система загального освітлення може бути рівномірною і локалізованою. Використання в приміщеннях однієї системи місцевого освітлення не припускається.

Загальне освітлення застосовують у всіх сільськогосподарських, суспільних і культурно-побутових приміщеннях, де нормована освітленість не більш 50 лк в установці з лампами розжарення і 150 лк із люмінесцентними лампами. Якщо освітленість перевищує зазначені значення, то застосовують систему комбінованого освітлення. Ця система забезпечує одночасну дію загального і місцевого освітлення на робочих поверхнях, а на інших площах приміщення - тільки загального освітлення. На робочих поверхнях загальне освітлення повинно створювати 10 % нормованої освітленості, але не менше 50 лк при лампах розжарення і не нижче 150 лк при люмінесцентних.

.3 Вибір нормованої освітленості

Нормована освітленість - це найменша допустима освітленість у «найгірших» точках робочої поверхні перед черговим чищенням світильників. Значення цієї освітленості встановлюють у залежності від характеру зорової роботи, розмірів об'єкта різниці, фону і контрасту об'єкта з ним, виду і системи освітлення, типу джерела світла. Всі норми освітленості приведені в галузевих нормативах, довідковій літературі [1], СНиП [4] і інструктивних матеріалах. При виборі нормованої освітленості необхідно мати на увазі, що при освітленості усередині приміщень до 50 лк у якості джерела світла варто використовувати лампи розжарення, а понад 50 лк - люмінесцентні.

Зменшення світлового потоку освітлювальної установки через забруднення світильників і джерела світла ( навіть при регулярному чищенні) їхнє старіння при розрахунках враховується коефіцієнтом запасу, що представляє собою відношення потоку нового світильника з новою лампою до світлового потоку того ж світильника наприкінці терміна служби лампи. Коефіцієнт запасу вибирають у залежності від характеристики приміщення і типу джерела світла по галузевих нормах освітлення, спеціальній довідковій літературі. При розрахунку освітленості в будь-якій точці враховують світлові потоки тільки найближчих світильників. Для урахування дії віддалених світильників і відбитих потоків у розрахунковій формулі використовують коефіцієнт додаткової освітленості. Його значення залежить від коефіцієнтів відбитка стін і стелі приміщення і від світлового розподілу світильників, тобто від їхнього типу. Значення коефіцієнта додаткової освітленості дані в довідковій літературі [1].

Стосовно свого приміщення нормована освітленість 200лк для залу, для дитячої кімнати нормована освітленість 100лк з коефіцієнтом додаткової освітленості рівним 1,1; для кухні нормована освітленість 150лк; для спальні нормована освітленість 100лк;для санвузла, коридору, нормована освітленість 75лк з коефіцієнтом додаткової освітленості 1,3.

.4 Вибір світильника

З характеристик, що визначають якість освітлення, від типу світильника залежить прямого і відбитого блиску, рівномірність освітлення, розподіл освітленості по поверхнях приміщення, співвідношення горизонтальної і вертикальної освітленості, степінь пом’якшення тіней.

В багатьох випадках доводиться вибирати світильники з типовими кривими сили світла. Не менше значення, ніж вибір кривої сили має вибір класу світлорозподілу.

В загальних випадках найдоцільніший тип світильника повинен вибиратися на основі повного техніко-економічного співставлення різних варіантів. Так необхідно чинити при виборі типових варіантів освітлення об’єктів, що часто повторюються і також в найбільш відповідальних випадках.

Економічно найдоцільніше використовувати світильники даного типу при найдоцільнішому значенні потужності лампи. Світильники стають недоцільними, якщо при найменш допустимій потужності в даному середовищі, безпеки при пожежі, вибуху і уражені електричним струмом, а також зручність обслуговування.

При освітленні трьохкімнатної квартири вибираємо: світильники для залу ППД, для кухні ПВЛМ-ДР, для сан вузла, коридору, світильники типу ПУН.

.5 Розміщення світильників

Вибір розміщення світильників загального освітлення є одним з основних питань, які вирішуються при встановленні освітлювальних установок, які впливає на економічність останніх, якість освітлення і зручність експлуатації.

Рівномірне розміщення світильників призначене для рівномірного розподілу освітленості по освітлювальному приміщенні. При цьому будь-яке перевищення освітленості в окремих точках приміщення погіршить економічні показники освітлювальних установок. Оскільки освітлювальна установка повинна забезпечити норму освітленості на всіх робочих поверхнях, то спожита електроенергія буде мінімальною при рівномірному розподілі освітленості.

Вирішення задачі розташування світильників залежить від їхнього розміщення на площі (ряди світильників доцільно розміщувати паралельно до стін з вікнами), що визначається наступними розмірами, м:

= 3 - 0,4 - 1,2=1,4

- висотою приміщення,

- відстанню від перекриття до світильника,

- висотою розрахункової поверхні над підлогою,

- розрахунковою висотою.

- відстанню між сусідніми світильниками або рядами люмінесцентних світильників. Якщо по довжині і ширині приміщення відстані між світильниками різні, то їх позначають  i - відстанню від крайніх світильників або рядів світильників до стіни.

Для кожного типу світильника певна оптимальна відносна відстань між світильниками, рівна відношенню відстані між ними до висоти підвісу над робочою поверхнею:

Ці відстані наводять у довідковій літературі [3]

При проектуванні витримати точно такі відстані не завжди вдасться, але необхідно прагнути до того, щоб вони не виходили за рамки допустимих значень. Відстань між стіною і крайніми світильниками рекомендують брати 0,5. Величину  визначаємо після того, як різними методами визначимо кількість світильників.

установка світильник випромінювання

Для розрахунку освітлювальних установок використовують основні три методи:

.Точковий метод.

Даний метод дозволяє розрахувати розподіл нерівномірного освітлення: загального локалізованого, місцевого, похилих поверхонь, зовнішнього. Необхідний світловий потік освітлювальної установки визначають виходячи з умови, що в будь-якій точці що освітлюється поверхні освітленість повинна бути не менше нормованої, навіть наприкінці терміна служби джерела світла.

Освітленість у контрольній точці робочої поверхні розраховують по формулі :

 (4)

де  - фактичний світловий потік лампи, лм;

 - коефіцієнт додатковий освітленості [2, 9];

 - коефіцієнт запасу [ 2, 91];

 - сумарна умовна освітленість розрахункової точки, створювана  світильниками, у кожному з яких встановлена умовна лампа зі світловим потоком 1000 лм, лк.

Умовна освітленість що розраховується в точці може бути визначена як сума освітленостей від найближчих світильників або по довідковим кривим просторового світлового розподілу обраних світильників, або по кривим просторових ізолюкс. По кривим світлового розподілу

 (5)

де  - кут між віссю світильника і розрахункової точки;

 - сила світла будь-якого світильника, визначена по кривим світлового розподілу, кд;

 - розрахункова висота світильника, м.

. Метод питомої потужності.

Застосовують для розрахунку потужності освітлювальних установок при загальному рівномірному освітленні горизонтальних поверхонь. Під питомою потужністю розуміють відношення сумарної потужності джерел світла до площі що освітлюється. Цей спосіб розроблений на основі методу коефіцієнта використання світлового потоку, дає більш просте вирішення задачі, але і менше точне. У його основі лежить формула:

де - потужність лампи, Вт;

 - питома потужність, Вт/м2;

    - площа приміщення, м ;

     - число ламп в освітлювальній установці.

Послідовність розрахунку освітлювальної установки методом питомої потужності:

вибирають джерело світла, тип світильників і розміщають їх на плані приміщення;

визначають нормовану освітленість, по довідкових таблицях - питому потужність; знаходять потужність освітлювальної установки, при необхідності по формулі - потужність лампи; по довідкових таблицях підбирають найближчу стандартну лампу і по її потужності остаточно розраховують потужність всієї освітлювальної установки.

Метод коефіцієнта використання світлового потоку.

Метод застосовують для знаходження рівномірного освітлення. Для розрахунку локалізованого освітлення, освітлення похилих і вертикальних поверхонь використовувати його не можна через велику похибку одержуваних результатів.

Основна розрахункова формула:

де  - світловий потік лампи, встановленої у світильнику, лм;

 - число світильників , що освітлюють поверхню;

 - коефіцієнт використання світлового потоку;

 - коефіцієнт мінімальної освітленості;

 - площа освітлюється поверхні,

 - коефіцієнт запасу.

Це вираз використовують для визначення освітленості при перевірочних розрахунках. При прямому розрахунку з формули знаходять світловий потік лампи, що необхідно встановити у світильник, щоб на розрахунковій поверхні була створена освітленість не нижче нормованої

Коефіцієнт, який входить в формулу використання світлового потоку вибирають по довідкових таблицях в залежності від типу світильника, його ККД і характеру світлового розподілу, коефіцієнтів відбивання стелі, стін і робочої поверхні і від розмірів і форми приміщення, які враховуються індексом приміщеннях

де  - розрахункова висота, м;

 - довжина і ширина приміщення, м.

Розрахунок проводимо на основі метотоду коефіцієнта використання світлового потоку (для ЛР STANDARD з лампою А), для залу.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для Залу:

Обчислення:

розміри зали:4,5 х 4,00 х 3,0; S-площа, =4,5 х 4,0=18;

= 1,4;

і = 4,5*4,0/1,4*(4,5+4,0)=1,5

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для залу - 0,51;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=200*1,15*1,3*18/0,51*1340=7,8 ≈ 8 (лампочок)

А отже, це означає, що в світильнику розміститься вісім лампочок.

Розрахунок проводимо на основі метотоду коефіцієнта використання світлового потоку (для ЛР STANDARD з лампою А), для дитячої кімнати.

,(1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

,(2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для дитячої кімнати:

Обчислення: розміри зали:3,5 х3,0 х 3,0; S-площа,  S=3,5 х 3,0=10,5;

= 1,4; і = 3,5*3,0/1,4*(3,5+3,0)=1,15

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для дитячої кімнати - 0,45;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф,(3)

=100*1,15*1,3*10,5/0,45*1340=2,6≈3

Розрахунок проводимо на основі метотоду коефіцієнта використання світлового потоку (для ЛР STANDARD з лампою А), для спальної кімнати.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для спальної кімнати:

Обчислення:

розміри зали:3,0 х 3,0х 3,0; S-площа, =3,0 х 3,0=9;

= 1,4;

і = 3,0*3,0/1,4*(3,0+3,0)=1,07

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для спальної кімнати - 0,45;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=100*1,15*1,3*9/0,45*1340=2,23≈2

А отже, це означає, що в світильнику розміститься дві лампочки.

Розрахунок проводимо на основі метотоду коефіцієнта використання світлового потоку (для ЛР STANDARD з лампою А), для кухні.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для кухні:

Обчислення:      

розміри зали:2,5 х4,0 х 3,0; S-площа, =2,5 х 4,0=10;

= 1,4;

і = 2,5*4,0/1,4*(2,5+4,0)=1,098

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для кухні - ;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=150*1,15*1,3*10/0,7 *1340 = 2,3 ≈2

А отже, це означає, що в світильнику розміститься дві лампочки.

Розрахунок проводимо на основі метотоду коефіцієнта використання світлового потоку (для ЛР STANDARD з лампою А), для коридору.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для коридору:

Обчислення:      

розміри зали:7,5 х 1,5х 3,0; S-площа, =7,5 х 1,5=11,25;

= 1,4;

і = 7,5*1,5/1,4*(7,5+1,5)=0,89

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для коридору - 0,30;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=25*1,15*1,3*11,25/0,30*1340=1,04≈1

А отже, це означає, що в світильнику розміститься одна лампочка.

Розрахунок проводимо на основі метотоду коефіцієнта використання світлового потоку (для ЛР STANDARD з лампою А), для ванної кімнати.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для ванної кімнати:

Обчислення:      

розміри зали:2,0 х 1,5х 3,0; S-площа, =2,0 х 1,5=3;

= 1,4;

і = 2,0*1,5/1,4*(2,0+1,5)=0,61

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для ванної кімнати - 0,22;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=25*1,15*1,3*3/0,22*1340=0,4≈1

А отже, це означає, що в світильнику розміститься одна лампочка.

Розрахунок проводимо на основі метотоду коефіцієнта використання світлового потоку (для ЛР STANDARD з лампою А), для туалету.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Обчислення:      

розміри зали:2,0 х 1,5х 3,0; S-площа, =2,0 х 1,5=3;

= 1,4;

і = 2,0*1,5/1,4*(2,0+1,5)=0,61

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для туалету - 0,18;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=25*1,15*1,3*2/0,18*1340=0,3≈1

А отже, це означає, що в світильнику розміститься одна лампочка.

Розрахунок проводимо на основі методу коефіцієнта використання світлового потоку (для лампочки HalogenA Pro Globe),

для залу.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для Залу:

Обчислення:      

розміри зали:4,5 х 4,00 х 3,0; S-площа, =4,5 х 4,0=18;

= 1,4;

і = 4,5*4,0/1,4*(4,5+4,0)=1,5

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для залу - 0,51;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=200*1,15*1,3*18/0,51*1480=7 ≈ 7 (лампочок)

А отже, це означає, що в світильнику розміститься сім лампочок.

Розрахунок проводимо на основі методу коефіцієнта використання світлового потоку (для лампочки HalogenA Pro Globe),

для дитячої кімнати.

,(1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

,(2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для дитячої кімнати:

Обчислення:      

розміри зали:3,5 х3,0 х 3,0; S-площа, =3,5 х 3,0=10,5;

= 1,4;

і = 3,5*3,0/1,4*(3,5+3,0)=1,15

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для дитячої кімнати - 0,45;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф,(3)

=100*1,15*1,3*10,5/0,45*1480=2,35≈2

А отже, це означає, що в світильнику розміститься дві лампочки.

Розрахунок проводимо на основі метотоду коефіцієнта використання світлового потоку (для лампочки HalogenA Pro Globe),

для спальної кімнати.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для спальної кімнати:

Обчислення:      

розміри зали:3,0 х 3,0х 3,0; S-площа, =3,0 х 3,0=9;

= 1,4;

і = 3,0*3,0/1,4*(3,0+3,0)=1,07

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для спальної кімнати - 0,45;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=100*1,15*1,3*9/0,45*1480=2,02≈2

А отже, це означає, що в світильнику розміститься дві лампочки.

Розрахунок проводимо на основі метотоду коефіцієнта використання світлового потоку (для лампочки HalogenA Pro Globe),

для кухні.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для кухні:

Обчислення:      

розміри зали:2,5 х4,0 х 3,0; S-площа, =2,5 х 4,0=10;

і = 2,5*4,0/1,4*(2,5+4,0)=1,098

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для кухні - ;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=150*1,15*1,3*10/ 0,45 *1480 = 2,34

А отже, це означає, що в світильнику розміститься дві лампочки.

Розрахунок проводимо на основі метотоду коефіцієнта використання світлового потоку (для лампочки HalogenA Pro Globe),

для коридору.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для коридору:

Обчислення:      

розміри зали:7,5 х 1,5х 3,0; S-площа, =7,5 х 1,5=11,25;

= 1,4;

і = 7,5*1,5/1,4*(7,5+1,5)=0,89

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для коридору - 0,30;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=25*1,15*1,3*11,25/0,30*1480=0,94≈1

А отже, це означає, що в світильнику розміститься одна лампочка.

Розрахунок проводимо на основі методу коефіцієнта використання світлового потоку (для лампочки HalogenA Pro Globe),

для ванної кімнати.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для ванної кімнати:

Обчислення:      

розміри зали:2,0 х 1,5х 3,0; S-площа, =2,0 х 1,5=3;

= 1,4;

і = 2,0*1,5/1,4*(2,0+1,5)=0,61

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для ванної кімнати - 0,22;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=25*1,15*1,3*3/0,22*1480=0,34≈1

А отже, це означає, що в світильнику розміститься одна лампочка.

Розрахунок проводимо на основі метотоду коефіцієнта використання світлового потоку (для лампочки HalogenA Pro Globe),

для туалету.

, (1)

Знаходимо індекс приміщення і приблизно визначаємо коефіцієнти відбивання поверхонь приміщення.

, (2)

де  - розрахункова висота, м;

  - довжина і ширина приміщення, м.

Для туалету:

Обчислення:      

розміри зали:2,0 х 1,5х 3,0; S-площа, =2,0 х 1,5=3;

= 1,4;

і = 2,0*1,5/1,4*(2,0+1,5)=0,61

Тоді по таблиці визначаємо коефіцієнт використання для приміщення, для туалету - 0,18;

Виходячи з формули (1) знайдемо кількість лапочок в світильнику:

N=Emin*z*k*S / η*Ф, (3)

=25*1,15*1,3*2/0,18*1480=0,28≈1

А отже, це означає, що в світильнику розміститься одна лампочка.

2. Розрахунок електричних світлових мереж

Розрахунок електричних світлових мереж полягає у виборі марки проводів та кабелів, та визначенні січень, при яких робочий струм лінії не створює перегріву проводів, забезпечуються необхідні рівні напруги в ламп і достатня механічна міцність проводів.

Електричні освітлювальні мережі, як правило виконуються проводами і кабелями з алюмінієвими жилами.

Марки проводів вибираємо в залежності від умов середовища, що задаються типом приміщення, і від способу проклади, згідно норм.

Приймаємо марку кабелю - ПВГ (з поліхлорвініловою ізоляцією, гнучкий), що використовується для нерухомої прокладки в сухих і вологих приміщеннях, коли необхідна гнучкість.

Поперечний переріз провідників визначається на основі:

мінімальної допустимої напруги на джерелах світла:

 В;         (3.1)

максимальної допустимої напруги на джерелах світла:

 В;(3.2)

розрахункового струму, який визначається за формулою:

,(3.3)

де  - загальна потужність ламп, Вт;

Для ламп розжарення:

 А.

Для GalogenA:

 А.

.1 Розрахунок моментів навантаження

Розрахунок моментів навантаження для ламп розжарення

Розраховуємо загальний момент навантаження для освітлювальної лінії ламп розжарення:

МΣ = М1 + М2 +α·(nр·М3), 

де М1, М2, М3 - моменти окремих ділянок освітлювальної сітки;

Рис. 2.1. Схема для розрахунку моментів для ЛР

α - коефіцієнт приведення моментів (α = 1,83);

nр - кількість рядів в даному приміщенні.

М1 = N·Рі·L1,

де N - кількість ламп розжарення;

Рі - потужність лампи, кВт;- довжина лінії від трансформаторної станції до щитка (РП), м.

М1 = 18·0,1·50 = 90 кВт·м.

М2 = Nр·Рі·L2,

де L2 - довжина лінії від щитка до рядів ламп;р - кількість лампочок в одному ряді.

М2 = 2·0,1·2,5 + 9·0,1·4,5 + 3·0,1·3 + 4·0,1·5,5 = 10,31 кВт·м.

М3 = Nр·Рі·L3,  

де L3 - довжина ряду.

М3 1= 2·0,1·0,2 = 0,04 кВт·м.

М3 2= 9·0,1·0,9 =0,81 кВт·м.

М3 3= 3·0,1·0,2 = 0,06 кВт·м.

М3 4= 4·0,1·0,4 = 0,16 кВт·м.

Визначаємо МΣ для ламп розжарення:

МΣ = 90 + 10,31 +1,83·(0,04+0,81+0,06+0,16) = 102,3 кВт·м.

З довідкової літератури при МΣ = 102,3 кВт·м знаходимо поперечний переріз кабелю, який прокладений з трансформаторної станції до щитка: s1 = 10.мм2, при такому перерізі і МΣ = 102,3 кВт·м з цієї ж таблиці вибираємо ΔU1 = 2,6 %.

Спад напруги від щитка до лінії становить ΔU2 = ΔU - ΔU1 = 4 - 2,6 = 2,4 %.

За сумою моментів М2 і М3 (М2 + М3 = 11,38 кВт·м), та за ΔU2.= 2,4 % знаходимо поперечний переріз провідника від щитка до лінії - s =6.мм2.

Визначаємо спад напруги по дільниці між щитком та рядами ламп за М2 = =.10,31 кВт·м., та s2 =6 мм2 - ΔU3.= 1,4 %.

При М3 = 1,07 кВт·м і ΔU4.= ΔU2 - ΔU3 = 2,4 - 1,4 = 1 %, знаходимо поперечний переріз провідника s3 = 2 мм2.

Визначимо також поперечний переріз провідника за формулою:

,

де С - коефіцієнт, який залежить від напруги, роду струму і матеріалу провідника (з довідкової літератури для U = 380/220 В, трьохфазної лінії з нулем, виконаний алюмінієвим провідником знаходимо С = 46).

 мм2.

 мм2.

Для однофазної мережі з U = 220 В та алюмінієвим провідником С = 7,7.

 мм2.

.2 Розрахунок моментів навантаження для GalogenA

Розраховуємо моменти навантаження для освітлювальної лінії люмінісцентних ламп.

Рис. 2.1. Схема для розрахунку моментів для Galogen A

α - коефіцієнт приведення моментів (α = 1,83);

nр - кількість рядів в даному приміщенні.

М1 = N·Рі·L1,    

де N - кількість ламп розжарення;

Рі - потужність лампи, кВт;- довжина лінії від трансформаторної станції до щитка (РП), м.

М1 = 16·0,1·50 = 80 кВт·м.

М2 = Nр·Рі·L2,

де L2 - довжина лінії від щитка до рядів ламп;р - кількість лампочок в одному ряді.

М2 = 2·0,1·2,5 + 8·0,1·4,5 + 2·0,1·3 + 4·0,1·5,5 = 6,9 кВт·м.

М3 = Nр·Рі·L3,  

де L3 - довжина ряду.

М3 1= 2·0,1·0,2 = 0,04 кВт·м.

М3 2= 8·0,1·0,9 =0,72 кВт·м.

М3 3= 2·0,1·0,2 = 0,04 кВт·м.

М3 4= 4·0,1·0,4 = 0,16 кВт·м.

Визначаємо МΣ для ламп розжарення:

МΣ = 800 + 6,9 +1,83·(0,04+0,72+0,04+0,16) = 88,65 кВт·м.

З довідкової літератури при МΣ = 88,65 кВт·м знаходимо поперечний переріз кабелю, який прокладений з трансформаторної станції до щитка: s1 = 8.мм2, при такому перерізі і МΣ = 88,65 кВт·м з цієї ж таблиці вибираємо ΔU1 = 2,6 %.

Спад напруги від щитка до лінії становить ΔU2 = ΔU - ΔU1 = 4 - 2,6 = 2,4 %.

За сумою моментів М2 і М3 (М2 + М3 = 7,86 кВт·м), та за ΔU2.= 2,4 % знаходимо поперечний переріз провідника від щитка до лінії - s =6.мм2.

Визначаємо спад напруги по дільниці між щитком та рядами ламп за М2 = =.6,9 кВт·м., та s2 =6 мм2 - ΔU3.= 1,4 %.

При М3 = 0,96 кВт·м і ΔU4.= ΔU2 - ΔU3 = 2,4 - 1,4 = 1 %, знаходимо поперечний переріз провідника s3 = 2 мм2.

Визначимо також поперечний переріз провідника за формулою:

,

де С - коефіцієнт, який залежить від напруги, роду струму і матеріалу провідника (з довідкової літератури для U = 380/220 В, трьохфазної лінії з нулем, виконаний алюмінієвим провідником знаходимо С = 44).

 мм2.

Для однофазної мережі з U = 220 В та алюмінієвим провідником С = 7,7.

 мм2.

3. Методика техніко-економічного співставлення варіантів освітлення

При визначенні найвигідніших варіантів освітлення, необхідно приймати до уваги всі фактори, які впливають на економічність освітлюваних установок. Зміна умов освітлення може призвести до підвищення продуктивності праці і якості продукції, яка виробляється. Це необхідно при виконанні особливо точних зорових робіт.

Визначення найбільш економічного варіанта освітлення приводить до мінімуму приведених затрат, при визначенні яких враховують витрати на електричну частину, монтаж і експлуатацію освітлюваної установки. До складу приведених затрат освітлюваної установки входить сума річних експлуатаційних витрат по утриманню освітлюваної установки, капітальні затрати (придбання освітлювальних приладів, їх монтаж і комплект ламп).

Річні експлуатаційні витрати складаються з вартості електричної енергії, яку споживає освітлювальна установка вартості ламп, які замінилися на протязі року, вартості робіт по заміні цих ламп, вартість чистки світильників, амортизаційні відрахування, які складають 10% від вартості освітлювальних приладів, і 2% капітальних затрат на будівельні установки.

Приведені затрати для освітлювальної установки визначаються за формулою:

Де N - кількість освітлюваних приладів,- число годин виникнення максимуму освітлювального навантаження в рік= 2150 год (без природного світла та при одній зміні);- ціна однієї лампи, грн.;- вартість робіт по заміні однієї лампи, грн.;

τ - термін служби ламп, год.;- кількість ламп в одному світильнику;

β - коефіцієнт, що враховує втрати потужності мережі і в пускорегулюючих апаратах:

β =1,03 - для ЛР

β = 1,15 - для HalogenA- потужність однієї лампи, Вт;- тариф на електроенергію, грн./кВт;

Б - вартість одного освітлювального приладу, грн.;- вартість монтажу одного освітлювального приладу, грн.;- кількість чисток освітлювальних приладів в рік, m = 4- вартість однієї чистки , одного освітлювального приладу, грн.

Для ЛР приведені затрати будуть становити:= 7;

А = 1,05 грн.;= 2150 год;= 0,7;

τ = 1000 год;= 2;= 8;= 3; = 1; = 1; = 2; = 1;

∑n = 18;

β =1,03;

P = 0,01кВт;= 0,22 грн.;

Б = 40 грн.;= 2,5 грн.;= 4;= 0,7.

Для HalogenA Pro Globe ці затрати становлять:= 7

А = 1,25 грн.= 2150 год= 0,95 грн.

τ = 2000= 2;= 7;= 2; = 1; = 1; = 2; = 1;

∑n = 16;

β =1,15= 0,01кВт = 0,22 грн.

Б = 40 грн.;= 2,75 грн.= 4= 1

Економія електричної енергії .

Для визначення цієї величини використовують формулу:

ΔE=[β1.1 *P1.1*n1.1*N1.1 - β2.2 *P2.2 *n2.2*N2.2]

ΔE=[1,03*0, 1*18*7 - 1,15*0, 1*16*7]= 21,07 кВт.

Приведені річні затрати розраховані на один світильник.

де  - річні відрахування капітальних затрат, грн;

 - амортизаційні відрахування грн;

 - вартість ламп грн;

 - вартість використаної електроенергії грн;

 - вартість чистки грн.

 Galogen A PRO

 Galogen A PRO

 Galogen A PRO

При відомих капітальних затратах та різних вартостях освітлювальних установок можна визначити термін окупності:

де  - капітальні затрати установок

- річна вартість освітлювальних установок

Висновки

Для порівняння з лампами розжарення, галогенні лампи мають більш довший строк служби, більшу світлову віддачу і більш високу кольорову температуру.

Галогенні лампи працюють від мереженої напруги 220В без трансформаторі. Вони, як і лампи розжарення являються високотемпературними випромінювачами.

При розрахунках освітлення квартири при лампах розжарення і A Pro різниця на лампочку в грошах 20 копійок. Різниця приведених затрат по лампочках для освітлювальної установки 179,9. Економія електричної енергії 21,07 кВт.

Список використаної літератури

1.      Довідкова книга для проектування електричного освітлення /За ред. Г.М. Кноррінга.- Л.:Енергія, 1976,- 384 с.

.        Довідкова книга по світлотехніці / За ред.Айзенберга - М.:Енергоатомвидів, 1983 -472с.

.        СниП п-4-79. Природне і штучне освітлення. Норми проектування.

.        Общий каталог осветительного оборудования и электротехнической продукции. - PROECO. Выпуск 1 , 2003г.