Освещение строительной площадки

Одним из важнейших показателей современного строительного производства является его энерговооруженность. Система электроснабжения строительной площадки охватывает широкий комплекс объектов различного назначения: источники питания, электрические сети и потребители электроэнергии.

К электроснабжению строительного производства предъявляются определенные требования по обеспечению не только необходимого для предприятия количества электроэнергии при нормируемых показателях качества, но и электробезопасности, а также экономичности электроснабжения.

Особенность электроснабжения строительной площадки заключаются в том, что большая часть электрических сетей как, кабельных, так и воздушных, имеет временный характер и, как следствие, выполняется без тщательных расчетов. Это приводит к тому, что качество электрической энергии на строительной площадке часто не соответствует эксплуатационным требованиям. Вследствие этого не обеспечивается необходимая эффективность технологических процессов строительного производства и паспортная производительность электроустановок и строительных механизмов. Кроме того, возникают значительные потери электроэнергии, нерациональное использование установленных мощностей, что приводит к удорожанию строительства и увеличению его энергоемкости.

Мой объект проектирования представляет собой разработку системы электроснабжения и электроосвещения строительной площадки многоэтажного жилого дома. Кроме этого я разработал систему электроосвещения квартир многоэтажного дома и систему управления электропривода пассажирского лифта.

При проектировании систем электроснабжения применяют различные методы определения расчетных нагрузок, которые с достаточной достоверностью позволяют выбрать мощности источников питания, сечения и материал линий распределительных сетей, коммутационно — защитную аппаратуру. К основным методам расчета относят:

— метод коэффициента максимума и средней мощности (упорядоченных диаграмм);

— коэффициент спроса и установленной мощности ([15] с. 47).

Для определения расчетных нагрузок СЭС я выбрал метод коэффициента спроса и установленной мощности, а не метод упорядоченных диаграмм по двум причинам:

— второй метод дает завышенную мощность выбранных в соответствии с расчетом номинальную мощность ТП и низкий коэффициент загрузки трансформаторов ([15] с. 56);

— первый метод является менее точным, однако он позволяет с достаточной степенью достоверности определять расчетную нагрузку практически на всех уровнях СЭС от электроприемников до ГПП и широко применяется на таких объектах проектирования как строительная площадка жилого дома.

Передо мной стояла сложная задача. С одной стороны обеспечить достаточную энергоемкость объекта проектирования, с другой электробезопасность и экономичность электроснабжения. Чтобы выполнить эти задачи, я при расчете системы электроснабжения выполнял все указания и рекомендации ПУЭ, ПТЭ и ПТБ, СНиП и других нормативных документов в области строительства и энергетики. Кроме этого, существенную помощь в выборе элементов электроснабжения электроприемников мне оказал опыт моей работы в качестве электрика в системе жилищно-коммунального хозяйства, где я неоднократно проходил производственную практику.

Я надеюсь, что мой проект обеспечивает высокий уровень надежности, безопасности и экономичности схемы электроснабжения, а выбор электроприемников, как силовых, так и освещения, а также кабельной продукции, коммутационно — защитной аппаратуры отвечает требованиям современности.

1. Общая часть

1.1 Характеристика и анализ электрических нагрузок объекта и его технологического процесса

Строительная площадка предназначена для постройки 12-этажного жилого дома. Дом является составной частью микрорайона.

Вид строительства, объем строительных работ, технология производства в значительной степени определяют характер потребителей электроэнергии, электрических нагрузок и электроснабжения стройплощадки.

Потребная мощность, необходимая для ведения строительных работ рассчитывается на основе фактических характеристик используемого оборудования.

Электротехнической частью проекта производства работ (ППР) решаются следующие вопросы:

— расчет мощности, потребляемой строительной площадкой;

— выбор типа и определение рационального местоположения источника питания;

— выбор надежного и экономичного варианта электроснабжения;

— расчет сечения питающих, магистральных и распределительных сетей, выбор конструктивного исполнения электросетей;

— освещение стройплощадки и обеспечение электробезопасности.

Исходными документами при проектировании электротехнического раздела ППР служат: строительный генеральный план, с указанными на нем электроприемниками, границами опасных и охранных зон; график использования строительного электротехнического оборудования на разных стадиях строительства; проект постоянного электроснабжения.

Территория строительной площадки предусматривает размещение временных производственных, вспомогательных и бытовых помещений.

Строительные механизмы распределены по месту стройки. Транспортно-подъемные операции выполняются башенным краном. Строительная площадка получает электроэнергию от источника электроснабжения существующей трансформаторной подстанции, расположенной в районе строительства (КТП-10/0,4 кВ). Рабочее освещение выполнено на железобетонных опорах прожекторами заливного света типа ПЗС-35, размещенных по периметру территории, охранное — светильниками типа РКУ с лампами ДРЛ-490, сигнальное — лампами накаливания (42В). Все электроприемники по надежности ЭСН имеют имеют 2 категорию.

Количество рабочих смен-2.

Грунт в районе стройплощадки — суглинок. Ограждение стройплощадки выполнено деревянными щитами длиной 5 м каждый.

Размеры ограждения АХВ=100×80 м.

Основными потребителями строительной площадки многоэтажного жилого дома являются двигатели электрооборудования строительных машин и механизмов, а также электроосветительные установки, обеспечивающие рабочее, охранное и сигнальное освещение. Данные электроприемники дают активно-индуктивную нагрузку, с коэффициентом мощности от 0,4 до 0,85.

Перечень электрооборудования приведен в таблице 1.

Мощность электропотребления (P_ном) указана для одного электро-приемника. Коэффициент спроса (К_с) и коэффициент мощности (cos) для электроприемников найден из ([1] табл. 2.11, с. 52).

Таблица 1 Исходные данные для расчетов

1.2 Классификация помещений по взрыво, пожаро и электробезопасности

Зоны класса B-I — зоны расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы.

Зоны класса B-IА — зоны расположенные в помещениях в которых при нормальной эксплуатации производственного оборудования взрывоопасной смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а такие смеси возможны только в результате аварий или неисправностей.

Зоны класса B-IБ — зоны расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварии или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей:

— горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15% и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях;

— помещения производств, связанных с образованием водорода, в которых по техническим условиям исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения, имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения.

Зоны класса B-Iг — пространства у наружных технологических установок, содержащих ГТ и ЛВЖ.

Зоны класса В-II — зоны расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы.

Зоны класса В-IIА — зоны расположенные в помещениях, характеризующие класс В-II, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только при аварийных ситуациях и при неисправностях.

Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещения, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества.

Зоны класса П-I — зоны расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61⁰С;

Зоны класса П-II — зоны расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65г/м³ к объему воздуха;

Зоны класса П-IIА — зоны расположены вне помещения зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61⁰С или твердые горючие вещества.

Зоны класс П-III — зоны расположенные в помещениях, в которых образуются горючие жидкости с температурой вспышки более 61⁰С или твердые горючие вещества вне помещений (например, склады минеральных масел, и т. п.).

Классификацию помещений объекта проектирования определена по ([2] с. 209).

Условия работы электроустановок на строительных площадках под открытым небом — сырость, атмосферные осадки, передвижные механизмы с электроприводом, временные сети — создают повышенную опасность поражения электрическим током, таким образом, строительная площадка жилого дома является по электробезопасности объектом повышенной опасности. Помещения жилого дома являются помещениями без повышенной опасности.

Все помещения жилого дома, за исключением ванной, относятся к помещением с нормальными условиями среды. Ванная комната является помещением с сырой средой.

2. Расчетно-техническая часть

2.1 Категория надежности и выбор схемы электроснабжения

Бесперебойное снабжение электрической энергией — один из наиболее важнейших факторов обеспечения нормального развертывания и высокого качества проведения строительных работ.

Строительная площадка получает питание от источника электроснабжения существующей трансформаторной подстанции, расположенной в районе строительства, снабжающей соседние жилые дома и имеющей резерв по мощности.

Для питания электроэнергией строительных механизмов и электроосветительных установок сооружаются в основном временные электрические сети. Внутри строящихся зданий выполняются временные электропроводки. Электрические сети на строительных площадках имеют специфические особенности, связанные с питанием электроэнергией передвижных строительных машин и механизмов. Отсюда следует основная особенность сетей на строительных площадках: они должны быть мобильны. В связи с этим на строительстве применяют переносные участки электросетей, выполняемые преимущество шланговыми кабелями и инвентарными электротехническими устройствами, перемещаемыми с места на место. К таким устройствам относятся:

— передвижные и переносные распределительные шкафы;

— подключательные пункты;

— осветительные вышки;

— силовые ящики и пр.

Электроприемники строительных площадок относятся в основном по ЭСН ко второй категории (подъемно-транспортные устройства, электросварочное оборудование, электронагревательные установки, электроосветительные установки и пр.), а такие общепромышленные установки, как вентиляторы, насосы, компрессоры, относятся к первой категории.

Для данной категории потребителей электроснабжение можно выполнить от одного источника питания при наличие централизованного резерва. И при условии, что перерывы в электроснабжении не будут превышать время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала, то есть по обеспечению надежности электроснабжения объект относится ко 2-ой категории надежности электроснабжения. Поэтому выбираем двух трансформаторную подстанцию с автоматическим вводом резерва.

Напряжение силовых потребителей, рабочего и охранного освещения осуществляется напряжением 380/220 В, светильников сигнального ограждения-36 В. Для учета потребляемой электроэнергии используются счетчики, размещенные в шкафу ШС. После ШС установлен силовой распределительный шкаф ШРС1, от которого получают питание линии внутреннего электроснабжения. Упрощенная схема сетей внутреннего электроснабжения стройплощадки приведена на рисунке 1. На рисунке 2 приведена схема электроснабжения уже построенного жилого дома.

1 — трансформатор;

2 — вводное распределительное устройство;

3 — шкаф распределительный;

4 — щиток рабочего освещения;

5 — щиток аварийного освещения.

Рисунок 1

2.2 Осветительные сети

Двенадцатиэтажный жилой дом содержит на каждом этаже 4 квартиры, каждая из которых имеет комнаты, бытовые и вспомогательные помещения. Квартиры имеют в зависимости от числа помещений различную площадь. Высота потолков в помещениях составляет 2,6 м.

Категория электроснабжения по ЭСН-вторая.

Расчет осветительной сети осуществляется в соответствии с рекомендациями ПУЭ, свод правил по проектированию СП31−110−2003,

СНиП 23−05−95 и других нормативных документов.

Выбор источника света В качестве источников электрического света, для модернизации осветительных приборов, примем современные светодиодные лампы.

Освещение: во всех помещениях применяются светодиодные лампы т.к. эти лампы имеют устойчивую работоспособность при изменении напряжения. Главными достоинствами светодиодных ламп являются высокая светоотдача и более длительный срок службы.

Принцип работы светодиодных ламп следующий; генерация света и СД происходит за счет энергии, выделяемой при рекомбинации носителей тока — электронов и дырок — на границе полупроводниковых материалов с разным характером проводимости. Характер проводимости определяется не только самим материалом, но и примесями (легирующими веществами), вводимыми в основной материал в строго дозированных количествах. Материал, у которого в результате легирования проводимость определяется, в основном, избытком электронов, называется «полупроводником типа n». Материал с недостатком электронов, т. е. с избытком положительно заряженных ионов (так называемых «дырок»), способных поглотить электрон и стать нейтральным атомом, называется «полупроводником типа p». На границе таких материалов образуется p-n переход. При подаче напряжения прямой полярности (минус — к материалу с электронной проводимостью p) через переход пойдет ток, а при рекомбинации электронов и дырок будет выделяться энергия. Величина энергии квантов, выделяемых при рекомбинации, зависит от разницы энергетических уровней электронов в возбужденном и нейтральном атомах, т. е. от ширины запретной зоны. При ширине запретной зоны от 1,7 до 3,4 эВ энергия излучаемых квантов соответствует видимому диапазону спектра с длинами волн от 700 до 400 им.

Выбор энергосберегающих ламп обусловлен тем, что начальная стоимость лампы высока, но быстро она себя окупает, и может служить несколько лет. Также они просты по конструктивному исполнению, что обеспечивает простоту эксплуатации, не требуют дополнительной пускорегулирующей аппаратуры. Благодаря своей компактности они хорошо подходят для регулирования светового потока. Также к достоинством можно отнести надежную работу при низких температурах и довольно высокий при таких размерах световой выход.

Выбор системы освещения Различают три системы освещения: общее, местное и комбинированное.

Общее освещение может быть равномерным и локализованным (с различной освещенностью в разных местах помещения).

Общее равномерное освещение применяется в производственных помещениях с однотипными работами, общее локализованное — на различных участках, требующих различной освещенности.

Местное освещение предусматривается на отдельных рабочих местах и выполняется светильниками, установленными непосредственно у рабочих мест.

Комбинированное освещение представляет собой совокупность общего и местного освещения. Оно позволяет создавать лучшие условия для работы. Установка только местного освещения не разрешается. При комбинированном освещении светильники общего освещения должны создавать освещенность не менее 10% от нормируемой на рабочем месте.

В осветительных установках различают два вида освещения: рабочее и аварийное. Рабочее освещение служит для обеспечения нормальных условий работы на каждом рабочем месте.

Аварийное освещение может быть двух видов: для эвакуации и для продолжения работы. Аварийное освещение для эвакуации должно обеспечить необходимые условия для безопасного выхода людей при погасании рабочего освещения. В местах прохода людей должна быть обеспечена освещенность не менее 0,3 лк.

Аварийное освещение для продолжения работы должно обеспечить на рабочей поверхности освещенность не менее 10% величины, установленной для рабочего освещения этих поверхностей при системе общего освещения.

Более удобна при эксплуатации система комбинированного освещения.

Выбор освещённости и коэффициента запаса

Для общественных и жилых помещений нормы освещённости установлены с учётом обеспечения надлежащего уровня видимости предметов при выполнении различных работ. Выбор освещенности по СНиП 23−05−95 осуществляется в зависимости от размера объекта различения, контраста объекта с фоном и коэффициента отражения фона в помещении.

Освещённость (E) характеризует степень зрительного восприятия объекта, освещаемого источником света. Освещённость какой-либо поверхности определяется как отношение приходящегося на неё светового потока к площади этой поверхности: E=dФ/dS и измеряется в люксах (Лк).

Исходя из вышеприведённых требований, освещённость помещений имеет следующие значения:

— комната отдыха Е = 150 лк k_з = 1,5

— гостинная Е = 150 лк k_з = 1,5

— туалет Е = 50 лк k_з = 1,5

— ванная Е = 50 лк k_з = 1,5

— коридор Е = 50 лк k_з = 1,5

— кухня Е = 150 лк k_з = 1,5

— кладовка Е =50 лк k_з = 1,5

— прихожая Е = 50 лк k_з = 1,5

Выбор типов осветительных приборов Светильники разделяют, в зависимости от условий среды, по своей конструкции на следующие: открытые незащищенные, частично пылезащищенные, полностью пылезащищенные, частично и полностью пыленепроницаемые, брызгозащищенные, повышенной надежности против взрыва и взрывонепроницаемые.

В данном дипломном проекте выбраны следующие типы светильников: MW-LIGHT, Lightstar.

Светильники типа MW-LIGHT 374 013 503, применяются в жилых помещениях и крепятся на потолке.

Светильники типа Lightstar — крепятся данные светильники на стенах.

Расчет количества светильников Существует несколько методов расчета освещения: метод коэффициента использования, и упрощенный вариант — метод удельной мощности, точечный и комбинированный методы.

Точечный и комбинированный методы предназначены для расчета освещения при любом расположении светильников, при наличии затемнений и при необходимости учета отраженной составляющей освещенности. Эти методы используются, как правило, для расчета локализованного освещения и освещения открытых пространств на минимальную освещенность.

Метод коэффициента использования и удельной мощности предназначены для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей помещений без затемнения. Расчеты этими методами производятся с достаточной точностью. В данном проекте будет использоваться метод коэффициента использования светового потока.

Рассчитывается освещение в жилой комнате (гостинная). Размеры помещения, А х В х H= 5×3,5×2,6 м.

Освещенность Е_н=150 лк на расчетной поверхности h_p=0 м.

Коэффициенты отражения поверхностей помещения: с_п =70%,

p_с =50%, с_р =30%. Источник света — лампы светодиодные типа LED.

Выбран ОП (осветительный прибор) — MW-LIGHT 374 013 503 E27. Светильник крепится на потолке.

Критерий экономичности л=0,96.

Размещение осветительных установок на плане:

(1) где L_ВР — расстояние между рядами расчетное, м;

л — коэффициент наивыгоднейшего размещения СП;

h — расчетная высота, м.

Расчетная высота h зависит от высоты помещения, от рабочей высоты поверхности h_р, на которой необходимо обеспечить нормируемую освещенность и от высоты свеса светового прибора h_С.

Определяется высота свеса по формуле:

h_с=(0,2…0,25) H_о, (2)

где H_о — расстояние от рабочей поверхности до потолка, м

H_о=2,6

Следовательно, h_с =0

Принимается h_с=0 м.

Определяется расчетная высота, м

h_р=2,6

По формуле 1 определяется расчетное расстояние между рядами, м

Определяется число рядов осветительной установки

(3)

где В-ширина помещения, м;

L_ВР — расстояние между рядами, м По формуле 3 определяется расчетное число рядов Принимается значение n_p=1

Уточняется расстояние между рядами, м

(4)

Тогда расстояние от стены до ряда по ширине, м

(5)

Определяется расстояние между осветительными приборами по длине помещения, м

L_AP=(1…1,5) L_B. (6)

По формуле 6 определяется расстояние по длине между ОП

L_AP= (1…1,5) 3,5=3,5…5,25

Принимается L_A=5 м.

Тогда расстояние от стены до ряда по длине, м

(7)

Определяется количество ОП в ряду

(8)

Принимается N_p=1.

Проверяется размещение О П на плане по ширине В и по длине А помещения

_М,

=5 (1−1)+2•2,5=5 м.

Проверка показала, что размещение ОП на плане по ширине и по длине помещения, произведено верно.

Определяется общее число ОП по формуле

N=N_P•n_p (9)

N=1•1=1.

Так как это жилая комната, и обычно вешается один ОП посередине комнаты, то мы выбираем один ОП с большим числом ламп.

Светотехнический расчет ОУ:

Расчетное уравнение для определения необходимого светового потока ряда

(10)

где Ф_рр — расчетный световой поток ряда, лм;

К_З — коэффициент запаса, отн. ед.;

z — коэффициент минимальной освещенности;

Е — нормируемая освещенность, лк;

S — площадь освещаемой поверхности, м²;

з — коэффициент использования, отн. ед.;

n — число рядов в осветительной установке, шт.

Коэффициент запаса К_З зависит от типа помещения. Для ОУ промышленных помещений при использовании светодиодных ламп — К_З=1,25.

Коэффициент минимальной освещенности z = 1,15 — для светильников с светодиодными лампами. з=F (i, с, ОП), т. е. коэффициент использования зависит от индекса помещения i, от коэффициентов отражения с и от осветительного прибора.

Для определения коэффициента использования з находят индекс помещения i, который определяется размерами помещения (А, В и расчетной высотой ОУ — h):

(11)

Определяется индекс помещения по формуле 16, отн. ед.

Исходя из заданных коэффициентов отражения и типа осветительного прибора, по ([4] с. 26, табл. 9) определяется коэффициент использования з, %

з =F (i, с, ОП)=F (70, 50, 30%; 2,1; ТОР)=90%.

По формуле 15 определяется величина светового потока ряда, лм Выбор ИС:

По рассчитанному световому потоку по ([4] с. 12, табл. 4) выбирается осветительный прибор MW-LIGHT 374 013 503 E27 со световой лампой типа А70 со световым потоком Ф_Л=1600 лм.

Формирование марки ОУ:

Определяется эксплуатационная высота h_э, м

h_э=Н-h_с, (12)

где H — высота помещения, м

h_c — высота свеса, м.

h_э=2,6

Таблица 1 Светотехническая ведомость

Размещение светильников на плане Размещение светильников в помещении должно обеспечить равномерное распределение освещенности. Для этого расстояние от крайних светильников или рядов до стен принимают равным l/2, где l — расстояние между соседними светильниками или рядами светильников. На рисунке 1 показано размещение светильников LED на примере помещения по ремонту аппаратов и приборов.

(13)

где Ф_л.р — световой поток лампы расчетный, лм;

К_З — коэффициент запаса, отн. ед.;

z — коэффициент минимальной освещенности;

Е — нормируемая освещенность, лк;

S — площадь освещаемой поверхности, м²;

з — коэффициент использования, отн. ед.;

N — число ламп в осветительной установке.

Коэффициент запаса К_З зависит от типа помещения. Для ОУ промышленных помещений при использовании газоразрядных ламп — К_З=1,5.

Коэффициент минимальной освещенности z = 1,1 — для светильников со светодиодными лампами. з =F (i, с, КСС), т. е. коэффициент использования зависит от индекса помещения i, от коэффициентов отражения с и от кривых силы света КСС.

Для определения коэффициента использования з находят индекс помещения i, который определяется размерами помещения (А, В и расчетной высотой ОУ — h):

(14)

Определяется индекс помещения по формуле 14, относительных ед.

Исходя из заданных коэффициентов отражения и типа осветительного прибора, по ([4] с. 28, табл. 9)

Определяется коэффициент использования з, %

з =F (i, с, ОП)=F (70, 50, 30%; LED)=58%.

По формуле 13 определяется величина светового потока и тип ИС, лм По рассчитанному световому потоку выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой удовлетворяет условию:

0,9 Ф_Л.СТ < Ф_{Л, Р} < 1,2 Ф_Л.СТ. (15)

Согласно условия Ф_Л.СТ=(0,9…1,2) 1604=1444…1925.

По ([4] с. 28 табл. 9) выбирается осветительный прибор MW-LIGHT 374 013 503 E27 cо светодиодной лампой типа А70 со световым потоком Ф_Л=1600 лм ([4] с. 12, табл. 4), что вполне удовлетворяет условию, приведенному выше.

Марка ОУ-1×5 MW-LIGHT 374 013 503 E27.

Определяется эксплуатационная высота H_э, м

H_э=Н-h_с, (16)

где H — высота помещения, м

h_c — высота свеса, м.

H_э=2,6

Определяются фактические величины освещенности Е_Ф и мощности Р_ОУ осветительной установки, лк. и кВт соответственно.

(17)

где N — число ламп в осветительной установке;

Ф_Л.СТ — световой поток стандартной лампы, лм;

з — коэффициент использования, отн. ед.;

S — площадь освещаемой поверхности, м²;

z — коэффициент минимальной освещенности;

К_З — коэффициент запаса, отн. ед.

Определяется фактическая освещенность по формуле 17, лк

P_oy=P_л•N, (18)

где P_oy — мощность осветительной установки, кВт;

P_л — мощность ОП, кВт;

N — общее количество ОП в осветительной установке.

Определяется фактическая мощность осветительной установки по формуле 25, кВт

P_oy=16•5•10^-3=0,08 кВт.

ОУ-1×3 MW-LIGHT; Е_Ф=161 лк; P_oy=0,08кВт.; Ф_Л=1600 лм.

Размещение — l_B=2,5 м, l_A=1,75 м.

Рисунок 1 — Размещение ОУ на плане.

Аварийное освещение Аварийное освещение предусмотрено на случай внезапного отключения рабочего освещения. Так как в жилых домах его, как обычно, нет, аварийным освещением будут аккумуляторные ручные фонари марки «Космос» модель 9199 LED. Фонари будут находиться в каждой квартире по 2 шт.

Выбор электроустановочных изделий

Всю осветительную электропроводку необходимо разделить на группы, защищенные автоматическими выключателями. Автоматические выключатели устанавливаются комплектно на каждую группу электропроводки.

При разветвлении проводки предусмотреть распределительные коробки. Распределительные коробки бывают ответвительные, вводные, протяжные и коробки с зажимами. Осветительные щитки, предназначенные для установки аппаратов защиты и коммутирования, располагаются на стыке питающих и групповых линий.

Выключатели, предназначенные для включения осветительной аппаратуры, бывают однополюсные, двухполюсные, сдвоенные для открытого и скрытого исполнения проводок монтируют на высоте согласно ПУЭ 1,5 м от уровня пола комнаты или помещения, в которой они монтируются. Выключатели, которые я выбрал для своего курсового проекта, берем по ([5], с. 74, таблица 47).

Ответвительные коробки монтируются, согласно ПУЭ, на высоте 0,2 м от потолка того помещения в котором они монтируются.

Ответвительные электромонтажные коробки выбираем по ([5], с. 74, таблица 47).

Таблица 2

2.3 Расчет и проектирование электрического освещения

Выбор питающего напряжения Согласно ПУЭ питание осветительной аппаратуры общего освещения производится напряжением 380/220 В, промышленной частоты 50Гц.

Выбор схемы питания осветительной установки Существует 5 схем питания освещения:

— общая линия рабочего и аварийного освещения с разделением на вводе;

— отдельные линии рабочего и аварийного освещения от щита подстанции;

— схема питания аварийного освещения от силового ввода;

— схема питания освещения от двухтрансформаторной подстанции;

— схема питания освещения от двух подстанций.

Наиболее распространенной для жилых зданий является схема питания освещения от двухтрансформаторной подстанции, позволяющая сохранить рабочее освещение при аварии одного из трансформаторов на подстанции.

Схема питания осветительной установки включает в себя: 2 трансформатора, щит низкого напряжения подстанции, линии питающей сети (от подстанции до распределительного щита), линии от вводно распределительного щита групповых щитков с аппаратами защиты групповых линий, линии групповой сети от источников света.

Объект относится ко второй категории надежности ЭСН и в нормальных условиях должен обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. При нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или оперативной бригады. Объект получает питание от двух трансформаторов, структурная схема питания показана на рисунке 3.

1 — Трансформатор;

2 — Вводное распределительное устройство;

3 — Щиток рабочего освещения;

Рисунок 3

Схема питания осветительных участков приведена на рисунке 3 как наиболее рекомендуемая из практики эксплуатации.

Определение мест расположения групповых щитков и трассы сети Согласно ПУЭ групповые щитки должны располагаться в помещениях, удобных для обслуживания и, желательно, с нормальными условиями среды.

Доступ к ним не должен быть затруднен обслуживающему персоналу, не следует их размещать в складских, конторских и тому подобных помещениях.

Предельный ток аппаратов, защищающих групповые линии, не должен превышать 25 А, число светильников с лампами накаливания, подсоединённых к групповой линии, не должно превышать 20 на одну фазу. Для светодиодных светильников допускается 50 светильников на фазу.

Трассировка линий групповой сети подчинены целому ряду нормативных требований и практических рекомендаций, из которых важнейшее следующие.

Линии должны прокладывается по возможно по более коротким трассам, при открытой прокладке — параллельно стенам помещения, при скрытой, если это возможно, по кратчайшему направлению. Желательно совмещать трассы линий, идущих в одном направлении, даже если это удлиняет протяженность линий. При возможности следует прокладывать линии по стенам, а не по потолкам, линии же, открыто проложенные по потолку, необходимо прокладывать перпендикулярно стене с окнами. Желательно организовать минимальное число проходов сквозь стены, число ответвленных коробок и число обходов строительных элементов. Метод применим для всех помещений комплекса.

В данном курсовом проекте выбраны щитки этажные учетно-распределительно-групповые, со слаботочным отсеком ЩЭУГ, ЩЭУГ2 ИЖСК.

Выбор марки проводов и способов прокладки сетей В качестве проводниковых материалов для выполнения сетей освещения используются медь. Медь имеет ряд преимуществ: по сравнению с алюминием, меньшее удельное сопротивление, большая механическая прочность и лучшая устойчивость к воздействиям среды. В своём курсовом проекте я использовала кабели с медными жилами.

Для питания однофазных сетей рабочего освещения мной были выбран кабель ВВГнг 3×1,5 — небронированные кабели с медными жилами с поливинилхлоридной изоляцией и поливинилхлоридной оболочкой различного сечения.

Кабель, питающий ВРУ рабочего освещения — пятижильный кабель СИП 5×16.

В зависимости от способа монтажа различают внутреннюю и наружную электропроводки. Наружная выполняется снаружи по конструктивным элементам зданий и сооружений, а внутренняя, соответственно, внутри их.

В свою очередь наружную и внутреннюю проводку можно выполнить открыто и скрыто.

Скрытая электропроводка прокладывается внутри стен, потолков, фундаментов перекрытий, под съемными полами и в других конструктивных элементах зданий. Скрытая проводка может производиться с помощью труб, гибких металлических рукавов, а также в пустотах строительных конструкций, в бороздах под штукатуркой.

Открытая электропроводка прокладывается по поверхности стен, потолков и другим конструктивным элементам зданий и сооружений. Существует много способов прокладки открытой проводки. Применяется также проводка электрических проводов и кабелей на тросах, струнах, роликах, изоляторах, в гибких металлических рукавах, в трубах, коробах, на лотках, в электротехнических плинтусах и наличниках, а так же z профилях.

В моём курсовом проекте кабели от ВРУ до этажных щитов проложены в трубах, а в квартирах проложены в бороздах под штукатуркой.

Выбор сечений проводов и кабелей Проектирование осветительных сетей сводится к объединению светильников в группы. Каждая группа осветительной сети может быть охарактеризована потребляемой мощностью и током нагрузки.

Расчетные мощности осветительных установок вычисляют из соотношения

— для ламп накаливания, кВт

P_ро= k_coP_у= k_co? P_н; (19)

— для люминесцентных ламп при стартерных схемах зажигания, кВт

P_ро= 1,2k_coP_у=1,2 k_co? P_н; (20)

— для люминесцентных ламп при бесстартерных схемах зажигания, кВт

P_ро= 1,3k_coP_у=1,3 k_co? P_н; (21)

— для ртутных ламп ДРЛ, ДРИ, кВт

P_ро= 1,1k_{c. o}P_у= 1,1k_co? P_н, (22)

где k_cо — коэффициент спроса для линий освещения,

P_у=? P_н-суммарная мощность ламп накаливания, люминесцентных или ДРЛ, входящих в группу;

1,2; 1,3; 1,1 — коэффициенты, учитывающие потери в ПРА.

При расчете групповых линий принимается, что все светильники, питаемые группой, могут гореть одновременно, т. е. считается, что расчетная нагрузка групповых сетей P_ро равна установленной мощности ([10], с. 22, п. 6.14).

Иначе обстоит дело с линиями питающей сети. Маловероятно, что все светильники многих групп, будут включены одновременно, какая? то часть из них может не работать, поэтому расчетная нагрузка питающей сети определяется умножением установленной мощности на коэффициент спроса k_cо.

Для данного объекта принимаем:

?для групповой сети рабочего освещения k_cо=1;

?для распределительных и групповых сетей эвакуационного и аварийного освещения k_cо=1;

?для питающей сети и вводов зданий k_cо=0,8.

В качестве примера определим расчетную мощность осветительных установок первой группы по формуле 36.

P_ро=1,2· 1 (5•10+5•12+5•16+5•12+5•8+5•4) = 0,372

Аналогично определяются расчетные мощности осветительных установок остальных.

Определяем номинальный ток для каждой группы по формуле, А

(23)

где P_ро — мощность расчетная осветительных установок, кВт;

U_н — номинальное напряжение, В;

cosц — коэффициент мощности (для ламп накаливания cosц = 1, для ламп светодиодных cosц = 0,98

Рассчитываем номинальный ток первой группы щитка ЩО1 по формуле 23.

Главное требование к выбору сечений проводов — это ограничение их температуры значением, обеспечивающим пожарную безопасность и сохранность изоляции (t=65°С).

Подробные таблицы длительно допустимых токовых нагрузок проводов и кабелей приводятся в ПУЭ.

Определяем длительно допустимый ток, проходящий по проводам и кабелям к осветительным установкам, А

(24)

I_доп =1,25•1,7=2,1

По длительно допустимому току выбираем сечение провода по ([8], с. 24, таблица 1.3.6) ВВГнг 3?1,5 мм².

где Р_уд - удельная мощность на одну розетку, 0,1 — 0,06 кВт (При числе розеток до 100 принимается 0,1 кВт);

n_p — число розеток;

k_ор — коэффициент одновременности для сети розеток Р_рр = 0,1 • 14 • 0,9 =1,3 кВт

Таблица 3.Сводная ведомость распределения нагрузки, аппаратов защиты ОУ, проводов (кабелей)

Расчет электроосветительных сетей по потере напряжения Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) допускается снижение номинального напряжения у наиболее отдаленных ламп не более чем на 2,5% - для внутреннего рабочего освещения промышленных предприятий.

Проверяем каждую группу по потере напряжения, %

(25)

Аналогично рассчитываем номинальные токи остальных групп, а данные результатов расчета заносим в таблицу 3.

Рассчитаем нагрузку рабочего освещения питающей сети и ввода в здание. Например, рассчитаем нагрузку осветительного щитка ЩО1 (ОЩВ-12), кВт

Р_що1= k_c.о?P_ро, (26)

где k_c.о — коэффициент спроса для расчета нагрузок питающей сети;

?P_ро-суммарная расчетная мощность всех групп щитка, кВт.

Определяем нагрузку этажного щита ЩО1 по формуле 26.

Р_що1= 1,2 (0,31+0,12+0,19+0,23)+1,3+0,6+0,9+1,3=5,12

Выбираем провод марки ВВГнг 3?4.

Расчет значений тока в линиях распределительной сети определяем по ([9], с. 392) по формуле, А

(27)

где Р_р-сумма расчетных мощностей групп светильников щитка;

Определяем длительно допустимый ток, проходящий по проводам и кабелям к осветительным установкам, А

I_доп=1,25I_гр (28)

I_доп=1,25•7,95=9,94

Расчетная нагрузка Р_рр групповых и питающих линий от электроприёмников, подключаемым к розеткам ([24] с. 15) определяется по формуле, кВт Р_рр = Р_уд • n_p • k_ор (29)

где М — момент нагрузки, кВт•м;

s — площадь поперечного сечения проводов, мм²;

с — коэффициент, значение которого зависит от напряжения сети, числа фаз в линии и рода проводникового материала.

Для упрощения расчетов по выражению 43 используются таблицы моментов, которые позволяют по заданным Mи ДU определить сечение проводника S, или по S и Mопределить ДU ([5], таблицы 12−19).

При расчете групповых линий особенно часто приходится встречаться с разветвленными сетями, для которых сечение проводов обычно принимается неизменным в пределах каждой группы. В этих случаях бывает достаточно оценить, какая лампа является наиболее удаленной, определить моменты нагрузки только по пути тока к этой лампе и по ним выбрать сечение проводов.

Таким образом, сумма моментов групповой сети (рисунок 4, а) может быть определена выражением, кВт

M =l₁(P₁+P₂+P₃) + l₂(P₂+P₃)+ l₃P₃ (30)

Рисунок 4.

Сумма моментов групповой сети (рисунок 4) может быть определена с помощью упрощенного приема для линии с несколькими одинаковыми равномерно распределенными по длине нагрузками по формуле, кВт м

(31)

где P? мощность лампы с учетом потерь в ПРА, кВт;

n?количество ламп (светильников), шт.;

l₀?расстояние от источника питания до первой лампы (светильника), м;

l?расстояние между лампами (светильниками);

L?расстояние до центра нагрузки, м.

Определим, например, момент нагрузки для первой группы щита ЩО1 по формуле 30, кВт м М=1,2•1 (0,004•7+0,004•9,5+0,004•10,5+5•0,008•11,5+5•0,012•14+5•0,012•13 +0,004•12,5+5•0,012•16+0,004•14+0,004•15,5+5•0,01•16)= 4,116

По полученному значению момента, определяем потерю напряжения по формуле 30, %

Проверим полученное значение Д U по таблице моментов. Расчетное значение потери напряжения точно совпадает с табличным значением.

Аналогично рассчитаем потерю напряжения ДU во всех остальных групповых линиях.

Определяем потерю напряжения ДU в кабелях, питающих линий. Для этого сначала определим момент нагрузки М по формуле 30, а затем по формуле 25 определим потерю напряжения ДU. Результаты заносим в табличную часть чертежа Д270 116.51.322.221.02.00.000Э3.

В результате расчетов обнаружено, что потеря напряжения в групповой сет и в кабелях, питающих линий, не превышает допустимого значения. Поэтому во всех группах и питающей сети, оставляем выбранное ранее сечение кабеля.

2.4 Расчет и выбор аппаратов защиты

Защиту сетей будем осуществлять с помощью автоматических выключателей.

Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и коротких замыканиях в защищаемой линии. Для выполнения защитных функций автоматические выключатели снабжаются чувствительными элементами — расцепителями: тепловыми, электромагнитными и полупроводниковыми.

Тепловые расцепители осуществляют защиту от токов перегрузки, электромагнитные — от токов короткого замыкания, полупроводниковые — как от токов перегрузки, так и от токов КЗ. Согласно ПУЭ осветительные и силовые сети должны быть защищены не только от токов короткого замыкания, но и от токов перегрузки.

В данном проекте используем наиболее современные автоматические выключатели серии ВА. Автоматы этой серии отличаются от других уменьшенными габаритами, более совершенными конструктивными узлами и элементами. Автоматы этой серии предназначены для отключений при коротких замыканиях и перегрузках в электрических сетях, отключений при недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей. В таблице 3 приведены расчетные данные электрооборудования.

Для защиты осветительных сетей на каждую группу устанавливаем автоматические выключатели ВА 47−29 с комбинированным расцепителем.

Выключатели ВА 47−29 рекомендуются к применению в вводно — распределительных устройствах для жилых и общественных зданий для защиты распределительных и групповых сетей, имеющих различную нагрузку:

— электроприборы, освещение — выключатели с характеристикой В;

— двигатели с небольшими пусковыми токами — выключатели с характеристикойС При выборе автоматических выключателей, нужно учитывать, чтобы номинальный ток расцепителя автомата был не меньше рабочего тока участка сети, который он защищает.

Защита выбирается таким образом, чтобы не происходило ложных отключений сети при включении установки.

Определяем номинальный ток расцепителя I_н.р, А

I_р.р ?1,25?I_гр, (32)

где I_гр — номинальный ток группы, А.

Принимаем ближайшее стандартное значение номинального тока расцепителя.

Выбираем автоматический выключатель по номинальному току и производим проверку, А

I_н.а? 1,25? (33)

Выбор автоматических выключателей показываем на примере первой группы 1 щита ЩО1 (I_гр = 7,95А).

Определяем номинальный ток расцепителя I_р.р по формуле 32.

I_р.р =1,25?1,7=2,1

Выбираем автоматический выключатель и производим проверку по формуле 33.

I_р.а? 1,25?3=, 75

Из выбираем автомат со следующими показателями:

— тип ВА47−29;

— номинальный ток автомата Iн. а, 16 А;

— номинальный ток теплового расцепителя Iн. р, 3 А.

Так как условия 32 и 33 выполнены, то автомат выбран верно.

Аналогичным образом производим расчет автоматов для остальных групп.

Данные расчетов заносим в таблицу 3.

Производим проверку защищенности кабелей автоматами по условию

Iдоп? Iн. р· Кз, (34)

где Iдоп — длительно допустимый ток кабелей, А;

Кз — коэффициент защиты. Кз = 1,0.

Например, проверим защищенность кабеля первой группы щита ЩО1 по условию 34.

21? 3· 1,0?3

Так как длительно допустимый ток провода больше чем произведение номинального тока расцепителя на коэффициент защиты, то провод защищен автоматом. Аналогичным образом проверяем провода и кабели остальных групп.

В результате этой проверки установлено, что длительно допустимые токи всех кабелей удовлетворяют условию 34.

Остальные результаты расчета номинальных токов расцепителей приведены на листе графической части Д270 116.322.007.01.00.000Э3.

В распределительном щите на отходящих линиях устанавливаем автоматы ВА47−29 3Р с комбинированными расцепителями. Токи расцепителей этих автоматов определяем по условиям 32, 33 и 34, также, как и для групповых автоматов. Результаты расчетов поместим в таблицу 3.

Освещение строительных площадок Проектирование освещения строительных площадок состоит в определении необходимой освещенности, подборе и расстановке источников света, расчете потребной для их питания мощности.

Необходимая освещенность и требуемая для этого мощность источника определяются в соответствии с нормативами в зависимости от назначения системы освещения и вида строительно-монтажных работ.

Источниками света служат прожекторы с лампами накаливания мощностью до 1,5 кВт, устанавливаемые группами до 3,4 и более, и осветительные приборы с лампами единичной мощности 5,10,20 и 50 кВт. Лампы должны использоваться только с применением соответствующей арматуры — прожектора, светильника. Промышленность выпускает галогенные лампы единичной мощностью 5,10 и 20 кВт на напряжение 220 В.

Для установки источников света используют имеющиеся строительные конструкции, стационарные и инвентарные мачты и опоры и переносные стойки, а также естественные возвышенности местности.

Предпочтение следует отдавать мобильным осветительным установкам — передвижным прожекторным мачтам. Инвентарную переносную прожекторную мачту для освещения строительно-монтажных работ устанавливают на покрытии монтируемого этажа строящегося здания и переставляют с этажа на этаж с помощью башенного крана.

Расстановку источников света производят с учетом особенностей планировки освещаемой территории и назначением отдельных участков производства работ, мачты располагают, как правило, по периметру строительной площадки.

Для повышения эффективности системы освещения источник следует размещать с соблюдением определенных правил: