Введение
Свет является одним из важнейших параметров микроклимата. От уровня освещенности и спектрального состава света зависят здоровье людей, продуктивность животных, расход кормов и качество получаемой продукции.
При научной организации труда, как в сельскохозяйственном производстве, так и в промышленности, качество освещения занимает одно из важных мест. Исследованиями установлено, что при современном интенсивном производстве правильно спроектированное освещение позволяет повысить производительность труда на 10…20%. Оно включает в себя не только соблюдение норм освещенности, но и соблюдение качественных характеристик освещения с учетом технологического процесса. Поэтому до начала проектирования следует тщательно разобраться с технологическим процессом, схемой размещения оборудования, механизмов и животных. Нужно ясно представлять, где находятся работающие люди и характер зрительных работ. Это даст возможность правильно выбрать норму освещенности и расположение светильников.
Одна из особенностей освещения в сельском хозяйстве заключается в том, что рабочее освещение в помещениях для содержания животных одновременно и технологическое, т.е. обеспечивающее световой климат для животных: последнее является решающим при расчетах освещения в таких помещениях.
С внедрением новой технологии на крупных специализированных фермах и комплексах существенно изменились условия обитания животных, наблюдается все большая изоляция их от естественной среды. В частности, беспастбищное, безвыгульное содержание животных и птицы лишает их организм благотворного влияния солнечного света. В этих условиях резко возрастает роль осветительных и облучательных установок.
Рационально спроектированные и грамотно эксплуатируемые осветительные установки позволяют компенсировать нехватку естественного света при минимальных затратах электроэнергии, электротехнического оборудования и материала.
Светотехнический раздел
Таблица 1 – Результаты обследования здания
| Наименование помещения | Площадь, м2 | Длина, м | Ширина, м | Высота, м | Среда | Коэф-т отражения |
| Гостиная | 20,2 | 5,6 | 3,6 | 2,5 | нормальная | r(п)=50 r(с)=30 r(рп)=10 |
| Спальня большая | 17,4 | 5,8 | 2,5 | нормальная | r(п)=50 r(с)=30 r(рп)=10 | |
| Спальня малая | 4,4 | 2,2 | 2,5 | нормальная | r(п)=50 r(с)=30 r(рп)=10 | |
| Холл | 6,4 | 3,2 | 2,5 | нормальная | r(п)=50 r(с)=30 r(рп)=10 | |
| Столовая | 8,37 | 3,1 | 2,7 | 2,5 | нормальная | r(п)=50 r(с)=30 r(рп)=10 |
| Прихожая | 4,32 | 1,68 | 2,7 | 2,5 | нормальная | r(п)=50 r(с)=30 r(рп)=10 |
| Кухня | 9,72 | 3,6 | 2,7 | 2,5 | влажная | r(п)=70 r(с)=50 r(рп)=30 |
| Санузел | 5,94 | 2,2 | 2,7 | 2,5 | сырая | r(п)=50 r(с)=30 r(рп)=10 |
1.1 Выбор вида и системы освещения
В сельскохозяйственных помещениях предусматривают следующие виды освещения: рабочее, технологическое, дежурное, аварийное, ремонтное. Также различают две системы освещения: общую (равномерную или локализованную) и комбинированную.
Для освещения данного здания будем проектировать рабочее освещение, а также дежурное освещение на площадке перед входом. Во всех помещениях будем проектировать общую равномерную систему освещения.
1.2 Выбор нормированной освещенности и коэффициента запаса
Выбор нормированной освещенности и коэффициента запаса по всем помещениям представлен в таблице 2.
Таблица 2 – Выбор нормированной освещенности и коэффициента запаса.
| Наименование помещения | Нормированная освещенность, ЕН, лк. | Нормируемая плоскость | Минимальная степень защиты СП | Коэф-т запаса |
| 1. | 2. | 3. | 4. | 5. |
| Гостиная | ЛЛ – 150 | Г – 00 | IP 20 | 1,3 |
| Спальня большая | ЛЛ – 150 | Г – 00 | IP 20 | 1,3 |
| Спальня малая | ЛЛ – 150 | Г – 00 | IP 20 | 1,3 |
| Холл | ЛЛ – 50 | Г – 00 | IP 20 | 1,3 |
| Столовая | ЛЛ – 150 | Г – 00 | IP 20 | 1,3 |
| Прихожая | ЛЛ – 50 | Г – 00 | IP 50 | 1,3 |
| Кухня | ЛЛ – 150 | Г – 00 | IP 23 | 1,3 |
| Санузел | ЛЛ – 50 | Г – 00 | IP 51 | 1,3 |
1.3 Гостиная
1.3.1 Выбор светового прибора.
Наиболее целесообразный тип светового прибора должен выбираться на основе полного технико-экономического сопоставления различных возможных вариантов. Выбор светового прибора для данного помещения представлен в таблице 3.
Таблица 3 – Выбор светового прибора [1, стр. 241, 309-310].
| IP 20 | КСС | КПД | Мощность лампы, Вт |
| ЛВП02 | Д1 | 50% | 4*80 |
| ЛВП05 | Д1 | 52% | 4*65 |
| ЛВП06 | Д1 | 52% | 5*65 |
| ЛДОР | Д2 | 75% | 2*40 |
| ЛСП13 | Г1 | 70% | 2*40 |
Выберем световой прибор ЛДОР (двухламповый), так как этот светильник имеет наибольший КПД
1.3.2 Размещение световых приборов
Световые приборы обычно размещают по вершинам квадратов или ромбов, оптимальный размер стороны которых определяется по формуле:
, (1)
где lЭ и lС – относительные светотехническое и энергетическое наивыгоднейшее расстояние между светильниками; НР – расчетная высота осветительной установки, м.
Численные значения lЭ и lС зависят от типа кривой силы света [2, стр.12].
, (2)
где Н0 – высота помещения, м; hСВ – высота свеса светильника, м; hР – высота рабочей поверхности от пола, м.
lс=1,4 и lэ=1,6
м
м
Определим количество световых приборов в помещении:
Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить один световых прибора данного типа.
Определим расстояние между светильниками в ряду и между рядами светильников:
м
м
1.3.3 Определение мощности осветительной установки
Определим мощность осветительной установки методом коэффициента использования
(3)
Вт/м2
Так как световой поток большой добавим светильники.
N=4
По численному значению потока и каталожным данным выберем стандартную лампу: КЛС25/ТБЦ ФН=1200лм [1,стр.62]
Рассчитаем отклонение расчетного потока от каталожного по формуле (5):
Определим удельную мощность осветительной установки по формуле (6):
Вт/м2
1.4 сПАЛЬНЯ БОЛЬШАЯ
1.4.1 Выбор светового прибора.
Наиболее целесообразный тип светового прибора должен выбираться на основе полного технико-экономического сопоставления различных возможных вариантов. Выбор светового прибора для данного помещения представлен в таблице 4.
| IP 20 | КСС | КПД | Мощность лампы, Вт |
| ЛВП02 | Д1 | 50% | 4*80 |
| ЛВП05 | Д1 | 52% | 4*65 |
| ЛВП06 | Д1 | 52% | 5*65 |
| ЛДОР | Д2 | 75% | 2*40 |
| ЛСП13 | Г1 | 70% | 2*40 |
Выберем световой прибор ЛДОР (двухламповый), так как этот светильник имеет наибольший КПД.
1.4.2 Размещение световых приборов
Так как световой прибор ЛДОР имеет кривую силы света типа Д2, то
lс=1,4 и lэ=1,6
м
м
Определим количество световых приборов в помещении:
Согласно расчету в данном помещении необходимо два световых прибора данного типа.
Определим расстояние между светильниками в ряду:
м
Определим мощность осветительной установки методом коэффициента использования
(3)
Вт/м2
Так как световой поток большой добавим светильники.
N=4
По численному значению потока и каталожным данным выберем стандартную лампу: КЛС25/ТБЦ ФН=1200лм [1,стр.62]
Рассчитаем отклонение расчетного потока от каталожного по формуле (5):
Определим удельную мощность осветительной установки по формуле (6):
Вт/м2
1.5 спальня малая
1.5.1 Выбор светового прибора.
Наиболее целесообразный тип светового прибора должен выбираться на основе полного технико-экономического сопоставления различных возможных вариантов. Выбор светового прибора для данного помещения представлен в таблице 4.
Таблица 4 – Выбор светового прибора [1, стр. 240].
| IP 20 | КСС | КПД | Мощность лампы, Вт |
| ЛВП02 | Д1 | 50% | 4*80 |
| ЛВП05 | Д1 | 52% | 4*65 |
| ЛВП06 | Д1 | 52% | 5*65 |
| ЛДОР | Д2 | 75% | 2*40 |
| ЛСП13 | Г1 | 70% | 2*40 |
Выберем световой прибор ЛДОР (двухламповый), так как этот светильник имеет наибольший КПД.
1.4.2 Размещение световых приборов
Так как световой прибор ЛДОР имеет кривую силы света типа Д2, то
lс=1,4 и lэ=1,6
м
м
Определим количество световых приборов в помещении:
Согласно расчету в данном помещении необходимо один световой прибор данного типа.
Так как световой поток большой добавим светильники.
N=4
По численному значению потока и каталожным данным выберем стандартную лампу: ЛБ13 ФН=830лм [1,стр.62]
Рассчитаем отклонение расчетного потока от каталожного по формуле (5):
Определим удельную мощность осветительной установки по формуле (6):
Вт/м2
Вт/м2
1.6 Столовая
1.6.1 Выбор светового прибора.
Наиболее целесообразный тип светового прибора должен выбираться на основе полного технико-экономического сопоставления различных возможных вариантов. Выбор светового прибора для данного помещения представлен в таблице 4.
| IP 20 | КСС | КПД | Мощность лампы, Вт |
| ЛВП02 | Д1 | 50% | 4*80 |
| ЛВП05 | Д1 | 52% | 4*65 |
| ЛВП06 | Д1 | 52% | 5*65 |
| ЛДОР | Д2 | 75% | 2*40 |
| ЛСП13 | Г1 | 70% | 2*40 |
Выберем световой прибор ЛДОР.
1.6.2 Размещение световых приборов
Так как световой прибор ЛДОР имеет кривую силы света типа Д2, то
1.4.2 Размещение световых приборов
Так как световой прибор ЛДОР имеет кривую силы света типа Д2, то
lс=1,4 и lэ=1,6
м
м
Определим количество световых приборов в помещении:
Определим расстояние между светильниками в ряду:
м
Определим мощность осветительной установки методом коэффициента использования
(3)
Вт/м2
Так как световой поток большой добавим светильники.
N=2
По численному значению потока и каталожным данным выберем стандартную лампу: КЛС25/ТБЦ ФН=1200лм [1,стр.62]
Рассчитаем отклонение расчетного потока от каталожного по формуле (5):
Определим удельную мощность осветительной установки по формуле (6):
Вт/м2
1.7 ХОЛЛ
1.7.1 Выбор светового прибора.
Наиболее целесообразный тип светового прибора должен выбираться на основе полного технико-экономического сопоставления различных возможных вариантов. Выбор светового прибора для данного помещения представлен в таблице 4.
| IP 20 | КСС | КПД | Мощность лампы, Вт |
| ЛВП02 | Д1 | 50% | 4*80 |
| ЛВП05 | Д1 | 52% | 4*65 |
| ЛВП06 | Д1 | 52% | 5*65 |
| ЛДОР | Д2 | 75% | 2*40 |
| ЛСП13 | Г1 | 70% | 2*40 |
1.7.2 Размещение световых приборов
1.4.2 Размещение световых приборов
Так как световой прибор ЛДОР имеет кривую силы света типа Д2, то
lс=1,4 и lэ=1,6
м
м
Определим количество световых приборов в помещении:
Определим расстояние между светильниками в ряду:
м
Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить один световой прибор данного типа. 1.6.3 Определение мощности осветительной установки
Определим мощность осветительной установки методом удельной мощности.
(7)
где РЛ – мощность лампы, Вт; N – число светильников; РУД.– фактическая удельная мощность освещения, которая определяется по следующей формуле:
РУД=6,1 Вт/м2
Вт/м2
По численному значению потока и каталожным данным выберем стандартную лампу: КЛС25/ТБЦ Р=25 Вт.
1.8 ПРИХОЖАЯ
1.8.1 Выбор светового прибора.
Наиболее целесообразный тип светового прибора должен выбираться на основе полного технико-экономического сопоставления различных возможных вариантов. Выбор светового прибора для данного помещения представлен в таблице 3.
| IP 20 | КСС | КПД | Мощность лампы, Вт |
| ЛВП02 | Д1 | 50% | 4*80 |
| ЛВП05 | Д1 | 52% | 4*65 |
| ЛВП06 | Д1 | 52% | 5*65 |
| ЛДОР | Д2 | 75% | 2*40 |
| ЛСП13 | Г1 | 70% | 2*40 |
1.8.2 Размещение световых приборов
Так как световой прибор ЛДОР имеет кривую силы света типа Д2, то
lс=1,4 и lэ=1,6
м
м
Определим количество световых приборов в помещении:
Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить один световых прибора данного типа.
Определим мощность осветительной установки методом удельной мощности.
(7)
где РЛ – мощность лампы, Вт; N – число светильников; РУД.– фактическая удельная мощность освещения, которая определяется по следующей формуле:
РУД=6,1 Вт/м2
Вт/м2
По численному значению потока и каталожным данным выберем стандартную лампу:: КЛС25/ТБЦ Р=25 Вт.
1.9 КуХНЯ
1.9.1 Выбор светового прибора.
Наиболее целесообразный тип светового прибора должен выбираться на основе полного технико-экономического сопоставления различных возможных вариантов. Выбор светового прибора для данного помещения представлен в таблице 3.
| IP 54 | КСС | КПД | Мощность лампы, Вт |
| ЛВП04 | Д1 | 51% | 4*65 |
| ЛВП05 | Д1 | 52% | 4*65 |
| ЛСП16 | Д1 | 60% | 2*40 |
| ПВЛП-1 | Д1 | 65% | 2*40 |
| Н4Т4Л | Д2 | 62% |
1.8.2 Размещение световых приборов
Так как световой прибор ПВЛП-1имеет кривую силы света типа Д1, то
lс=1,4 и lэ=1,6
м
м
Определим количество световых приборов в помещении:
Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить два световых прибора данного типа.
Определим мощность осветительной установки методом коэффициента использования
(3)
Вт/м2
По численному значению потока и каталожным данным выберем стандартную лампу: КЛС25/ТБЦ ФН=1200лм [1,стр.62]
Определим удельную мощность осветительной установки по формуле (6):
Вт/м2
1.10.САНУЗЕЛ.
1.10.1 Выбор светового прибора.
Наиболее целесообразный тип светового прибора должен выбираться на основе полного технико-экономического сопоставления различных возможных вариантов. Выбор светового прибора для данного помещения представлен в таблице 3.
| IP 20 | КСС | КПД | Мощность лампы, Вт |
| ЛВП04 | Д1 | 51% | 4*65 |
| ЛВП05 | Д1 | 52% | 4*65 |
| ЛСП16 | Д1 | 60% | 2*40 |
| ПВЛП-1 | Д1 | 65% | 2*40 |
| Н4Т4Л | Д2 | 62% |
1.10.2 Размещение световых приборов
Так как световой прибор ПВЛП-1имеет кривую силы света типа Д1, то
lс=1,4 и lэ=1,6
м
м
Определим количество световых приборов в помещении:
Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить один световой прибор данного типа.
1.10.3 Определение мощности осветительной установки
Определим мощность осветительной установки по методу удельной мощности. По формуле (7) найдем мощность лампы.
РУД=6.1Вт/м2
Вт/м2
По расчетным данным выбираем лампу КЛС25/ТБЦ Р=25 Вт.
Электротехнический раздел
2.1 Выбор схемы электроснабжения и напряжения питания осветительной сети.
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания осветительной сети данного здания выберем сеть с напряжением 220В.
2.2 Компоновка осветительной сети
На этой стадии проектирования решаются вопросы о месте расположения осветительных щитов, о числе групп и количестве проводов на участках сети.
При компоновке сети следует руководствоваться следующими соображениями:
Групповые щиты должны располагаться в помещениях, удобных для обслуживания и по возможности с благоприятными условиями среды. Нельзя располагать их в занимаемых кабинетах, складах и т.п. помещениях. Если управление освещением производится со щитков, то рекомендуется размещать щитки так, чтобы с места их установки были видны управляемые светильники. Щитки устанавливаем в комнате персонала.
Число светильников на однофазную двухпроводную группу не должно превышать 20 шт., а на двух фазную трехпроводную и трехфазную четырехпроводную – 40 и 60 шт. соответственно.
Длина четырехпроводной группы должна быть около 80 м, а трех- и двухпроводной соответственно 60 и 35 м.
В результате получаем три группы.
2.3 Выбор марок проводов и способа их прокладки
Основными видами прокладки проводов являются открытые безтрубные электропроводки, а также электропроводки в пластмассовых трубах. Прокладку проводов в стальных трубах не следует применять в соответствии с требованиями «Технических правил по экономному расходованию основных строительных материалов» и ПУЭ.
Открыто провода должны прокладываться в местах, где исключена возможность их механических повреждений, или они должны иметь соответствующую защиту.
Запрещается открытая прокладка незащищенных изолированных проводов со сгораемой изоляцией. Плоские провода запрещается применять во взрывоопасных помещениях, особо сырых и с химически агрессивной средой, непосредственно по сгораемым основаниям; для зарядки подвесных светильников; в зрительных залах, клубах и спортивных сооружениях; на чердаках при открытой прокладке. При скрытой прокладке плоских проводов под слоем штукатурки или цементного раствора и заштукатуриваемых бороздах и т.п. запрещается применение для заделки проводки штукатурных растворов, содержащих добавки потоша, мылонавта и т.п., разрушающих изоляцию.
Исходя из выше перечисленного, выбираем провод марки ПРТ01, прокладываемый в пластмассовых трубах.
2.4 Выбор сечения проводов и кабелей
Сечение проводов и кабелей выбирают, исходя из механической нагрузки на них, нагрева и потери напряжения.
Сечение жилы провода определяют по следующей формуле:
, (12)
где с – коэффициент, зависящий от напряжения сети, материала токоведущей жилы и числа проводов в группе; Мi – электрический момент i-го приемника (светильника), кВт×м; DU – допустимая потеря напряжения (примем равной 2,5%)
Электрический момент Мi находится по формуле:
, (13)
где Рi – мощность i-го светильника, кВт; li – расстояние от щита до i-го светильника, м.
При вычислении также следует учитывать, что мощность светового прибора с ГРЛ примерно на 20% больше мощности лампы.
Выберем сечение провода в первой группе (Г-1). Для этого найдем электрический момент по формуле (13) и рассчитаем сечение по потере напряжения по формуле (12):
мм2
Полученное значение округлим до ближайшего большего стандартного сечения: 1,0 мм2.
Проверим сечение на нагрев:
А
Выберем сечение провода во второй группе (Г-2). Для этого найдем электрический момент по формуле (13) и рассчитаем сечение по потере напряжения по формуле (12):
2.5 Выбор защитной аппаратуры
Согласно ПУЭ все осветительные сети подлежат защите от токов короткого замыкания.
Ток уставки теплового расцепителя автоматического выключателя определяется по формуле:
, (14)
где IP – расчетный ток группы; k’ – коэффициент, учитывающий пусковые токи; для газоразрядных ламп низкого давления и ламп накаливания k’=1, а для других типов ламп – k’=1,2.
А
Выберем по справочным данным стандартную уставку автоматического выключателя: 
А.
Проверим согласование тока уставки с допустимым током провода:
, (15)
А
Выберем для защиты осветительной сети от токов короткого замыкания автоматические выключатели ВА 5125-34.
2.6 Разработка схемы управления
Управление освещением помещений должно производиться выключателями, расположенными у входа, как правило, со стороны дверной ручки; для эпизодически посещаемых помещений – вне помещений.
В данном зданий во всех помещениях осуществляется только местное управление освещением при помощи выключателей.
2.7 Выбор щита управления
Для приема и распределения электроэнергии и защиты отходящих линий в осветительных сетях применяют вводно-распределительные устройства и вводные щиты. В каждом конкретном случае в зависимости от окружающей среды, назначения, количества групп, схем соединений, аппаратов защиты выбирают то или иное вводно-распределительное устройство.
Выберем групповой осветительный щит ОП-12
Список литературы
1. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю. Б. Айзенберга. – М.: Энергоатомиздат, 1983.
2. Методические указания к курсовой работе по проектированию электрических осветительных установок. – Челябинск, 2003.
3. Козинский В. А. Электрическое освещение и облучение. – М.: Агропромиздат, 1995.
4. Кнорринг Г.М. Осветительные установки. – М., Энергоиздат, 1981.
5. Справочная книга для проектирования электрического освещения / Под ред. Г.М. Кнорринга – СПб.: Энергия, 1992.
6. Отраслевые нормы освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений. – М.: Колос, 1980.
7. Методические указания указания к курсовой работе по проектированию электрических осветительных установок. Быков, 2005г.