4. Определение расчетной нагрузки осветительной сети

Для определения расчетной нагрузки предварительно необходимо рассчитать установленную мощность освещения Р_уст. Установленную мощность освещения определяют как сумму мощностей всех ламп, питаемых соответствующим участком сети:

. (2.1)

Для светильников с газоразрядными лампами к мощности ламп добавляют потери в пуско-регулирующей аппаратуре К_ПРА [табл. 18 приложения].

При расчете групповых линий учитывается одновременная нагрузка на все светильники, т.е. расчетная нагрузка Р_расч:

, (2.2)

где К_с – коэффициент спроса [1-3, табл. 19 приложения].

Наличие реактивного сопротивления в цепи газоразрядных ламп обуславливает потребление реактивной мощности [3]. Расчетная реактивная нагрузка определяется по формуле:

, (2.3)

где tg  - соответствует cos  осветительной установки [1-3, табл. 20 приложения].

Таким образом, полная мощность:

. (2.4)

5. Изображение светильников на плане

При выполнении расчета необходимо использовать ГОСТ 21.614-88 [5] «Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах».

Основные обозначения приведены в таблице 21 приложения.

6. Примеры выполнения светотехнического расчета

Задача1: рассчитать рабочее и аварийное освещение цеха по производству бетонных конструкций (формовочное отделение) методом удельных мощностей и методом коэффициента использования. Сравнить полученные результаты. Изобразить принятую схему размещения светильников на плане помещения. Цех имеет размеры 50х30 м² при высоте помещения 10 м.

Подготовительный этап:

1. Нормированная освещенность: Е_н=200 лк для данного типа производства при однородном общем освещении [1-3, табл.1 приложения]. Коэффициенты отражения: _п=0.5; _с=0.3; _р=0.1 [табл.2 приложения].

2. Источник света для рабочего освещения – газоразрядные лампы высокого давления типа ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная) т.к. лампы типа ДРЛ находят применение для освещения высоких помещений (h_p>6 м), где не предъявляется жестких требований к качеству цветопередачи. Учитывая тип производства и характер среды в помещении выбираем пылезащищенный светильник – РСП13 [табл.3 приложения]: Р – лампы ДРЛ, С – подвесной, П – для промышленных предприятий, 13 – номер серии; КСС-Г-1; _св=70%; класс светораспределения П – прямого света; степень защиты IP54. Для аварийного освещения выбираем источник света – лампы накаливания. Тип светильника НСП18 [табл.6 приложения]: Н – лампы накаливания, С – подвесной, П – для промышленных предприятий, 18 – номер серии; КСС-Д-1; _св=65%.

3. С учетом общей длины и ширины помещения выбираем равномерное распределение светильников по вершинам прямоугольных полей (рис.1.3б). Предварительно намечаем общее число источников света рабочего освещения – 30 шт. Число рядов – 3, расстояние между рядами – 10м. Число светильников в ряду – 10 шт., расстояние между светильниками в ряду– 5м. Расчетная высота цеха: м.

Расстояние до стен: м; м.

Для устройства аварийного освещения используем дополнительные светильники (рис.1.5а). Предварительно намечаем общее число источников света аварийного освещения – 7 шт. (число светильников в ряду – 2 шт., один светильник располагается у выхода из помещения).

Порядок расчета:

1. Определение удельной мощности

(Вт/м²) [1-3, табл.8 приложения]

К_з=2 [табл.11 приложения]

К_з1=1.5 [табл.8 приложения]

(Вт/м²).

2. Установленная мощность

Вт.

3. Мощность источника света

Вт.

Из стандартного ряда мощностей с учетом возможности применения лампы в светильнике выбранного типа выбираем лампу с мощностью, ближайшей к расчетной: ДРЛ Р_л=700 Вт.

Проведем проверочный расчет методом коэффициента использования

1. Индекс помещения

2. Коэффициент использования помещения

[табл.10 приложения]

3. Коэффициент использования осветительной установки

4. Световой поток каждого источника света

лм.

Определение производиться по табличным данным в зависимости от рассчитанного светового потока [1-3, табл.15 приложения]. Наиболее близким к расчетному является значение светового потока Ф=40000 лм, которому соответствует лампа ДРЛ(6)700-1: Р_л=700 Вт.

Таким образом, проведенный расчет методом удельных мощностей подтверждает методом коэффициента использования.

5. Расчетные мощности осветительной установки

Вт

По таблице 20 приложения определяем cos=0.65, ему соответствует значение tg=1.17.

Вар

Вт.

6. Определение нормированной освещенности и удельной мощности аварийного освещения

Аварийное освещение должно создавать на рабочей поверхности не менее 5% освещенности, нормируемой для рабочего освещения:

лк.

(Вт/м²) [1-3, табл.8 приложения]

К_з=1.7 [табл.11 приложения]

К_з1=1.3 [табл.8 приложения]

(Вт/м²).

7. Установленная мощность аварийного освещения

Вт.

8. Мощность источника света аварийного освещения

Вт.

Из стандартного ряда мощностей с учетом возможности применения лампы в светильнике выбранного типа выбираем лампу с мощностью, ближайшей к расчетной: Р_л.ав=500 Вт.

9. Расчетные мощности аварийного освещения

Вт.

По таблице 20 приложения определяем cos=1, ему соответствует значение tg=0.

Вар.

Cхема размещения светильников на плане помещения изображена на рис.П1 приложения.

Задача2: В помещении, часть которого показана на рис.2.7 необходимо обеспечить освещенность Е_н=100 лк при коэффициенте запаса К_з=1.5, используя светильники типа УПМ-15, установленные на высоте h_р=3 м. Расстояние между светильниками в ряду 4 м, расстояние между рядами светильников 6 м. Определить тип и мощность лампы накаливания.

Порядок расчета:

1. Выбираются две расчетные точки (А и Б)

Рис. 2.7 посередине между рядами.

2. Обмером по масштабному плану или по правилам геометрии определяется расстояние d от каждого светильника до точки расчета. Некоторые из расстояний оказываются равны между собой: d_А1=d_А4=d_А3=d_А2; d_А5=d_А6; d_А7=d_А8; d_Б1=d_Б3; d_Б2=d_Б4; d_Б5=d_Б6.

Для примера определим расстояние d_А2 по теореме Пифагора для прямоугольного треугольника со сторонами 1-2, 2-3 и 1-3:

м.

3. По заданному значению h_р=3 м и найденным значениям d с помощью пространственной изолюксы для заданного типа светильника УПМ-15 (рис.2.2б) определяется условная освещенность е. При отсутствии изолюкс для данного светильника используются пространственные кривые горизонтальной освещенности для различных типов кривых силы света (рис.2.3-2.4). Для светильника УПМ-15 кривая сила света Д-2 [1, табл. 6 приложения]. Условная освещенность, создаваемая, например, вторым светильником в точке А равна: е_2А=4.5 лк. Расчеты для остальных светильников представлены в табл.2.1.

Таблица 2.1

Точка	Номера светильников	Расстояние d, м.	Условная освещенность е, лк.
			От одного светильника	От всех светильников
А	1,2,3,4 5,6 7,8	3.6 6.7 9.2	4.5 0.9 0.3	1.8 0.6
Б	1,3 2,4 5,6 7	3 5 8.5 9	7 2 0.4 0.31	14 4 0.8 0.31

4. Суммарные условные освещенности для расчетных точек А и Б

лк.

лк.

Точка с меньшей освещенностью Б.

5. Определение светового потока

Для наихудшей по освещенности расчетной точки Б определяют световой поток, принимая =1.1:

лм.

Согласно справочным данным [1-3, табл. 12 приложения] выбираем лампу Г220–230–500–1 мощностью Р_н=500 Вт и световым потоком Ф=8400 лм.

Задача3: Рассчитать количество источников света, необходимых для обеспечения нормированной освещенности Е_н=200 лк в помещении, изображенном на рис. 2.8. Освещение предусмотрено светильниками ЛДР с лампами ЛБ. Расчетная высота h_р=3 м, К_з=1.5. Расстояние между рядами светильников равно 4 м. В средней части потолок занят оборудованием, поэтому в каждом из двух рядов светильников сделано по вынужденному разрыву длинной 3 м. Длина каждого полуряда равна 6.5 м [2].

Рис.2.8

Порядок расчета:

1. Выбираются две расчетные точки (А и Б) посередине между линиями (рядами) светильников.

2. Определяется расстояние р от каждой линии до точки расчета. Для определения расстояний p для точки А каждую линию дополняем отрезком 1.5 м до перпендикуляра, проведенного из точки А. Расстояния оказываются равны между собой: р_А1=p_А2=p_А3=p_А4=p=2 м. Для каждого дополненного полуряда имеем:

3. Для определения суммарной условной освещенности е_А на линейной изолюксе для светильника ЛДР (рис.2.5б) или на кривой равной освещенности для кривой силы света Д-1, соответствующей светильнику ЛДР [табл.4 приложения], (рис.2.6), ищется точка с координатами (р^’; l^’), которой соответствует освещенность е_А=110 лк. Из полученной освещенности нужно вычесть освещенность от добавленных несуществующих отрезков:

.

Каждый из несуществующих отрезков дает освещенность е_А0=60 лк.

В результате, суммарная условная освещенность е_А от всех четырех участков линий равно: лк.

Для определения суммарной условной освещенности е_Б на линейной изолюксе или кривой равной освещенности для кривой силы света Д-1 ищется точка с координатами (р^’; l^’), которой соответствует освещенность е_Б=110 лк. В результате, суммарная условная освещенность е_Б от двух участков линий, участвующих в создании освещенности точки Б равно: лк.

4. Выбирается точка с меньшей освещенностью (точка А), для которой определяется плотность светового потока:

лм/м.

5. Световой поток от каждого из четырех участков линий

лм.

Выберем для освещения лампы ЛБ-40, которым соответствует световой поток Ф=3000 лм [табл.13 приложения]. Поскольку светильники ЛДР являются двухламповыми [табл.4 приложения], то лм.

6. Количество светильников в каждом отрезке линии

шт.

Итак, задача решается установкой в каждом отрезке линии пяти светильников с лампами 2х40 Вт, занимающих длину м [табл.4 приложения], что является достаточно близким к заданию значением.