Освещение в производственных помещениях

Освещение в производственных помещениях

Содержание

Введение

. Светотехническая часть

.1 Характеристика помещения

.2 Расчёт освещения производственных и вспомогательных помещений методом удельной мощности

.3 Расчёт освещения производственных и вспомогательных помещений методом коэффициента использования

. Электротехническая часть

.1 Расчёт электропроводки и защитной аппаратуры

.2 Общая схема подключения

.3 Электромонтажная схема освещения (фрагмент)

Заключение

Литература

Приложения

Введение

Производственное освещение обеспечивает зрительное восприятие объектов окружающего человека пространства. Оно имеет исключительное значение, поскольку около 90% информации поступает к человеку через зрительный канал.

Количество производственного освещения в значительной мере сказывается на безопасности и производительности труда человека. При плохом освещении человек быстро устает, работает менее продуктивно, возникает потенциальная опасность ошибочных действий и несчастных случаев. По имеющимся данным около 5% травм можно объяснить недостаточным или нерациональным освещением, а в 20% оно способствовало возникновению травм. Кроме того, плохое освещение может привести к профессиональным заболеваниям, например, как близорукость.

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда, благотворно влияет на производственную среду, оказывает положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм.

В условиях современного производства важным фактором улучшения условий труда в целом является оптимизация количественных и качественных характеристик освещения рабочих мест.

Решение вопроса рационального освещения производственных помещений и рабочих мест не только улучшает условия зрительной работы, но и ослабляет зрительное и нервное утомление, способствует повышению внимания и улучшению координационной деятельности. Хорошее освещение усиливает деятельность дыхательных органов, способствуя увеличению поглощения кислорода.

Основная задача освещения в производственных помещениях состоит в обеспечении оптимальных условий для видения.

Для освещения производственных помещений используется освещение трех видов: естественное, обусловленное энергией Солнца и рассеянного света небосвода, искусственное, осуществляемое электрическими лампами, и смешанное, т.е. сочетание естественного и искусственного освещения.

Искусственное освещение предприятий осуществляется с помощью двух систем - общего освещения и комбинированного освещения, т.е. совокупности местного и общего освещения.

Для общего освещения помещений следует использовать разрядные лампы и (или) лампы накаливания.

Для местного освещения кроме разрядных источников света, допускается использование ламп накаливания, преимущественно галогенных.

1. Светотехническая часть

.1 Характеристика помещения

Общая площадь производственного с/х объекта составляет S =17x18 =306м2, Высота потолка 3,0м.

Коэффициенты отражения составляют рп =50%, рст=30%, ррп=30% (прил.1)

Помещение разделено на 4 комнаты:

.Производственное помещение (Енорм =250 лк), S =18x14 =252м ;

2. Вспомогательные помещения -3 склада (Енорм = ЮОлк), 3 x84м2

В качестве системы освещения для производственного помещения выберем комбинированное, так как в ряде случаев возможно выполнение работ средней и высокой точности, а обеспечение нормируемой освещённости только за счёт общего освещения экономически нецелесообразно.

Складские помещения отапливаемые, сухие. Уровень пыли в воздухе составляет менее 1 мг/м .

Проводимые в производственном помещении работы следует отнести к классу IV. Нормируемая освещённость системы общего освещения, согласно СН и П 23-05-95 составит Е =250 лк.

СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» предусматривает использование в производственных помещениях следующих систем освещения:

-    общее освещение (применяется при выполнении работ малой точности и большой плотности оборудования);

-   комбинированное освещение (применяется при выполнении работ высокой точности и необходимости направленного освещения).

Работа в складских помещениях отличается малой точностью зрительной работы с периодическим её осуществлением -отнесём данное помещение к классу VIII. Нормируемая освещённость системы общего освещения для класса VIII составит Е =100 лк.

Трубчатые люминесцентные лампы применяются:

для общего освещения помещений, в которых производятся работы разрядов I - V и VII;

для общего освещения помещений с недостаточным или отсутствующим естественным освещением;

для освещения помещений, в которых предъявляются повышенные требования к цветопередаче независимо от разряда работ.

При выборе люминесцентных ламп следует учитывать, что наиболее экономичными являются лампы типа ЛБ. Поэтому их следует применять во всех помещениях, где нет повышенных требований к правильной цветопередаче.

Если же такие требования есть, то рекомендуется применять лампы ЛДЦ или ЛХБЦ (ЛЕ). Следует помнить, что в порядке от лучшей цветопередачи к худшей люминесцентные лампы располагаются так: ЛЕ (ЛХБЦ), ЛДЦ, ЛХБ, ЛБ, ЛД, ЛТБ.

В соответствии со СНиП 23-05-95 выбор нормы освещения осуществляется в зависимости от размера объекта различения (наименьшей детали предмета, которую необходимо воспринимать с помощью зрения во время работы), контраста объекта с фоном и коэффициента отражения фона (рабочей поверхности). Кроме того, необходимо учитывать тип принятого источника света и систему освещения.

Выбор освещённости может быть упрощён в случае наличия отраслевых норм, которые помимо уровней освещённости дают дополнительные указания: в какой плоскости нормируется освещённость, какая система освещения рекомендуется, называется коэффициент запаса, рекомендуемые источники света и светильники и т.д.

При проектировании осветительных установок следует иметь в виду, что в процессе эксплуатации осветительных приборов освещённость на рабочих местах снижается за счёт уменьшения светового потока источников света и КПД светильников из-за загрязнения ламп и арматуры, загрязнения стен и потолка освещаемого помещения. Поэтому в расчёты вводится коэффициент запаса Кз, который регламентирован СНиП 23-05-95 в зависимости от интенсивности запыления освещаемого помещения и типа источников света.

Коэффициент запаса выберем в зависимости от параметров микроклимата и выбранного типа источников света.

Для производственного помещения он составит -1,8, для складских помещений-1,5.

При выборе типа светильника необходимо учитывать следующие основные условия:

- характер окружающей среды в помещении;

-    требования к светораспределению и ограничению слепящего действия;

-  соображения экономии.

.2 Расчёт освещения производственных и вспомогательных помещений методом удельной мощности

Метод удельной мощности применяется для предварительного определения мощности установленной осветительной установки или для ориентировочной оценки правильности выполненного расчета. Он базируется на средних значениях мощности, необходимой для создания требуемой освещенности при средних значениях коэффициента использования осветительной установки.

Удельной установленной мощностью называют частное от деления общей установленной в помещении мощности ламп на площадь помещения:

Руд = (Рл х n)/S,

где РУд - удельная установленная мощность, Вт/м ,

Рл - мощность лампы, Вт;

п- число ламп в помещении;

S - площадь помещения, м2.

Удельная мощность - это справочное значение. Для того, чтобы правильно выбрать величину удельной мощности необходимо знать тип светильников, нормированную освещенность, коэффициент запаса (при его значениях, отличающихся от указанных в таблицах, допускается пропорциональный пересчет значений удельной мощности), коэффициенты отражения поверхностей помещения, значения расчетной высоты и площадь помещения. Расчетное уравнение для определения мощности одной лампы:

Рл = (Рудх S)/n.

а) Расчёт освещения производственного помещения методом удельной мощности.

Рис.2 План размещения светильников в производственном помещении

Расстояние от светильника до перекрытия зададим hCB =0м; расчётную высоту над полом примем hpu=0,8M.

Тогда, расчётная высота производственного помещения:

hy=H-hpn-hCB=

?0-0?8-0=2?2 м

где Н-высота помещения, м,

hpn-высота подъёма рабочей поверхности, м, hCB- высота свисания светильника, м.

Рис. 3 Определение расчётной высоты при расчётах электрического освещения

Выбираем 15 светильников типа ЛД-2 и располагаем их как показано на рис. 2.

По таблице для расчётной высоты помещения h=2,2 м, площади помещения S=9xl7 =153 м , коэффициентов отражения рп=0,5, рс=0,5, рр=0,3 (коэффициенты отражения приняты в соответствии с таблицей 1) и нормированной освещённости Е=250 лк находим значение W=18,3 Вт/м .

Проведём расчёт мощности лампы

Рл = W • S • К3 /п,

здесь п - количество светильников.

Получим Рл = 1,15x18,3x153/15x2= 107 Вт.

Выбираем лампу ЛБ80, световой поток которой Фл =6400лм.

Полная установленная мощность ламп:

Руст =Рл.табл.хп =30х80=2400Вт

Фактическая удельная мощность Рф =2400/153=15,7Вт/м

Рф/Руд=15,7/18,3=0,85

б). Расчёт освещения вспомогательного помещения (склада) методом удельной мощности.

Рис. 4 План размещения светильников во вспомогательном помещении

Предварительно к установке принимаем светильники типа APS/R 4*36W встроенные в потолок, в количестве 6 шт.

Площадь склада составляет:

S=9x5,6=50,4m2.

Расчётная высота складского помещения:

hu=H-hpn-hcB=3,0-0,8-0,l=2,l м.

где Н-высота помещения, м,

hpn-высота подъёма рабочей поверхности, м,

hCB~ высота свисания светильника, м.

По таблице для расчётной высоты помещения hc=2,l м, площади помещения S=50,4 м2 и нормированной освещённости Ен=100 лк находим значение Руд=8,7Вт/м .

Проведём расчёт мощности ламп одного светильника:

Рл= 50,4x8,7/6x4 =18,27Вт.

Выбираем ближайшую по мощности лампу FHILIPS TL"D Standart 36W.

Полная установленная мощность ламп:

Р =Рл.табл.хп =24х36=864Вт

Фактическая удельная мощность Рф =864/50,4=17,1Вт/м

.3 Расчёт освещения производственных и вспомогательных помещений методом коэффициента использования

Метод коэффициента использования светового потока применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа.

Суть метода заключается в вычислении коэффициента для каждого помещения, исходя из основных параметров помещения и светоотражающих свойств отделочных материалов. Недостатками такого метода расчета являются высокая трудоемкость расчета и невысокая точность. Таким методом производится расчет внутреннего освещения.

Освещаемый объем помещения ограничивается ограждающими поверхностями, отражающими значительную часть светового потока, попадающего на них от источников света. В установках внутреннего освещения отражающими поверхностями являются пол, стены, потолок и оборудование, установленное в помещении. В тех случаях, когда поверхности, ограничивающие пространство, имеют высокие значения коэффициентов отражения, отраженная составляющая освещенности может иметь также большое значение и ее учет необходим, поскольку отраженные потоки могут быть сравнимы с прямыми и их недооценка может привести к значительным погрешностям в расчетах.

Коэффициент использования U осветительной установки показывает, какая часть светового потока ламп попадает на рабочую поверхность:

U = Фр/п-Фл

где Фр - световой поток, падающий на рабочую поверхность.

Коэффициент использования U зависит от типа светильника (его КПД и кривой силы света), коэффициентов отражения стен, потолка, рабочей поверхности помещения и, наконец, от показателя помещения i, учитывающего соотношение размеров помещениям:

i = A-B/hCK(A+B)

где А и В - ширина и длина освещаемого помещения.

Значения коэффициента использования U в зависимости от указанных выше параметров приведены в таблицах 1 для типовых кривых силы света светильников, световой поток которых равен 1000 лм (считается г|св=1).

Ввиду того, что число типов светильников очень большое и нужно иметь огромное количество таблиц U, в настоящее время используются таблицы U лишь для типовых кривых силы света. Зная КПД конкретного светильника и определив его типовую кривую силы света, можно по таблицам найти для соответствующих кривых силы света, рп, рс, рр и индекса помещения ф значение U. Коэффициент использования для конкретного светильника находится как произведение Ur|H, где г|н - КПД светильника в нижнюю полусферу. Далее необходимо определить световой поток лампы, необходимый для обеспечения заданной минимальной освещенности:

^ = EH-S-Z-K3/n-U,

где Ен - нормируемая освещённость, лк. Этот параметр является одним из самых важных при расчёте освещения. Нормируемая освещённость зависит от класса зрительной работы выполняемой в освещаемом помещении и выбирается согласно СНиП;

п - количество установленных светильников;

S - площадь рабочей поверхности помещения, м ;

Z - коэффициент минимальной освещенности, равный отношению освещенности Еср к нормированной минимальной Е. Значение Z для осветительных установок, в которых можно не учитывать затемнения оборудованием рабочих мест, зависит от X. Для ламп накаливания и ДРЛ рекомендуется Z = 1,15, для люминесцентных ламп при равномерном расположении светильников Z = 1,1.

Рассчитав световой поток лампы, зная ее тип, по таблицам выбирают мощность лампы так, чтобы световой поток выбранной лампы был равен расчётному или незначительно отличался (±10%) от него.

Это даёт возможность определить общую установленную мощность осветительной установки. При заданном потоке лампы Ф и известном U можно найти количество необходимых светильников.

а) Расчёт освещения производственных помещений методом коэффициента использования.

Расчётная высота производственного помещения:

hu=H-hpn-hCB=3,0-0,8-0=2,2 м.

где Н-высота помещения, м,

hpn-высота подъёма рабочей поверхности, м,

hCB- высота свисания светильника, м.

Показатель помещения:

i = АхВ/Ьц(А+В) = 17x9/2,2(17+9) = 2,67

Для выбранного светильника ЛД-2 определяем его кривую силы света по таблице 9- Д-1.

Для кривой силы света Д-1, показателя помещения i=2,67, коэффициента отражения стен рс=0,5, потолка рп^ОЗ, рабочей поверхности рр=0,3 по таблице найдём коэффициент использования светильников U.

Он равен U=69/100%=0,69.

Световой поток одного светильника составит:

ФСв= E-S-K3-Z/n-U, здесь

Е - нормированное значение освещенности, лк;

п - количество установленных светильников;

S - площадь рабочей поверхности помещения, м ;

Z - коэффициент минимальной освещенности, равный отношению освещенности Еср к нормированной минимальной Е.

Значение Z для осветительных установок, в которых можно не учитывать затемнения оборудованием рабочих мест, зависит от X.

Фсв = 250-1,15-1,8-17-9/15-0,69 = 4887 лм.

По таблице находим ближайшую стандартную лампу - ЛБ80, световой поток которой равен 6400 лм.

б) Расчёт освещения вспомогательных помещений (складов) методом коэффициента использования.

Показатель помещения третьей зоны (склада): i - AxB/hc(A+B) = 5,6x9/2,1(5,6+9) = 1,64

Для выбранного светильника типа APS/R 4*36W, показателя помещения i=l,64, коэффициента отражения стен рс=0,5, потолка рп=0,3, рабочей поверхности рр=0,3 по таблице найдём коэффициент использования светильников U.

U=45/100%=0,45.

Определим число ламп FHILIPS TL"D Standart 36W, необходимое для обеспечения нормированной освещённости 250лк:

По таблице определим световой поток лампы Фл =2850лм

n = EHxSxk3xkH/OnxU =250x1.5x1.15x50,4/2850x0,45=16,9

Фактическая освещённость Еф=Енхпф/п =250x16,9/24 =176,5лк

Светотехнический расчёт для складских помещений №2 и №3 производится аналогично.

. Электротехническая часть

.1 Расчёт электропроводки и защитной аппаратуры

Марку и сечение провода выбираем исходя из расчётного тока нагрузки.

1)      Производственное помещение (цех):

Питание ламп будет осуществляться от осветительных шинопроводов.

Расчётный ток нагрузки:

Wp =P/(Uxcoscp) =2400/(220x0.9) =12,1А,

где UH -номинальное напряжение сети, В;

Р -установленная мощность, В;

коэффициент мощности cos 9=0.9.

Выбираем провод ВВГ 3^1,0 с медными жилами (кабель силовой, с медными жилами, поливинилхлориднои изоляцией, в поливинилхлориднои оболочке).

2)      Вспомогательные помещения (склады):

Расчётный ток нагрузки:

Wp =P/(Uxcoscp) =864/(220x0,9) =4,36А,

Выбираем провод ВВГ 3x1,0 с медными жилами.

Общий расчётный ток Тобщ.расч^ 12,1+4,36x3 =25,2А

Для каждого помещения выбираем автоматический выключатель DX Ш фирмы Legrand по номинальному току теплового расцепления: Автоматические выключатели устанавливаем в распределительный щит Nedbox RAL-9010.

На вводе устанавливаем вводной автоматический выключатель DX ЗП фирмы Legrand с номинальным током теплового расцепления 40А.

Автоматический выключатель DX Legrand применяется в вводно-распределительных устройствах бытовых и промышленных электроустановок для следующих целей:

· Проведение тока в нормальном режиме.

· Отключение тока при коротких замыканиях или перегрузке.

· Оперативное включение и выключение электрических цепей. Автоматические выключатели DX обеспечивают защиту

цепей переменного тока от 1 до 125 А напряжением 230/400 В~. Отключающая способность от 6 А до 25 кА.

Автоматический выключатель DXLegrand предназначен для защиты распределительных и групповых цепей, имеющих различную нагрузку:

Электроприборы, освещение, двигатели с небольшими пусковыми токами (компрессор, вентилятор) - выключатели с характеристикой С,

Двигатели с большими пусковыми токами (подъемные механизмы, насосы) - выключатели с характеристикой D.

2.2 Общая схема подключения

,2,3,4 - автоматический выключатель DX Ш фирмы Legrand. 5- распределительный щит

.3 Электромонтажная схема освещения (фрагмент)

Для того чтобы подключить люминесцентные лампы необходимо использовать специальную пуско-регулирующую аппаратуру или ПРА. ПРА классифицируются на электронные, сокращенно ЭПРА (электронный балласт) и электромагнитные, сокращенно ЭМПРА (стартер и дроссель).

Рис. 6 Схема подключения люминесцентных ламп:

LL - дроссель

С - конденсатор компенсационный

EL - лампа люминесцентная

SF - стартер

Наиболее распространенными являются светильники с двумя люминесцентными лампами, которые соединены между собой последовательно.

освещение помещение провод светильник

Заключение

В результате выполнения курсовой работы была спроектирована система освещения производственного и вспомогательных (складских) помещений.

Расчёт освещения был произведён двумя методами: методом удельной мощности и методом коэффициента использования. Несущественное расхождение результатов расчёта подтвердило его правильность.

Произведён выбор марки провода и защитной аппаратуры.

Литература:

1.   Хомутов, О.И. Электрическое освещение: Учебное пособие [Текст] / О.И. Хомутов, А.Г. Порошенко, В.А. Порошенко, А.Р. Упит, СО. Хомутов; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. - 146 с: ил.

2.   Грибанов, А.А. Электрическое освещение: Информационно-методические материалы к изучению дисциплины [Текст] / А.А. Грибанов / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул, 2006. - 120 с.

3.   Справочник по электроснабжению промышленных предприятий [Текст]: в 2 т. / под ред. А.А. Федорова, Г.В. Сербиновского. - М.: Энергия, 1985.-820 с.

Приложения

Таблица 1-Коэффициенты отражения поверхностей помещения

Таблица 2. Нормы освещённости рабочих поверхностей в производственных помещениях по СНиП 23-05-95

Таблица 3. Значения коэффициента запаса К3

Таблица 4. Основные типы светильников внутреннего освещения

Таблица 5. Рекомендуемые и максимально допустимые значения X

Таблица 6. Конструктивно-светотехнические схемы светильников для трубчатых люминесцентных ламп

Таблица 7. Характеристики люминесцентных ламп

Примечание: После обозначения ламп фирмы «Осрам» в скобках указана маркировка цвета российского аналога

Таблица 8. Характеристики ламп типа ДРЛ по ГОСТ 16354-77

Примечание: Тип цоколя по ГОСТ 170011-71 для ДРЛ 80 и 125 Вт Е27/30-32, для остальных ламп - Е40/45

Таблица 9. Значения коэффициентов использования, %, для рп=0,5, рс=0,3, РР=°>3