Электроосвещение здания на 366 молодняка КРС

ВВЕДЕНИЕ

Оптическое излучение — один из важнейших факторов микроклимата животноводческих помещений, оказывающих существенное влияние на продуктивность и резистентность животных. Рациональное его использование создает дополнительные резервы совершенствования и повышения эффективности производства.

Трудно преувеличить воздействие света на рост, развитие и воспроизводство животных, а также его значение в жизни и деятельности людей. Искусственное освещение позволяет не только создать необходимую освещенность для животных, но также обеспечить возможность нормальной деятельности человека при отсутствии или недостаточности естественного освещения.

На устройство и эксплуатацию искусственного освещения затрачиваются    большие материальные средства, а также большое количество электроэнергии. Ежегодно у нас в стране на цели освещения расходуется не менее 110... 120 млрд. кВт-ч электроэнергии. Это составляет около 10...12 % всей вырабатываемой электроэнергии. Рациональная организация освещения и облучения позволяет значительно повысить продуктивность животноводства и производительность труда обслуживающего персонала.

Большое внимание в настоящее время уделяется экономической и энергетической эффективности осветительных установок. Основные пути повышения эффективности заключаются в увеличении экономичности источников света и светильников, применении автоматических устройств для регулирования искусственной освещенности в зависимости от естественной, рационализации в эксплуатации, проектировании и разработке прогрессивных индустриальных методов монтажа осветительных установок.

 

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1.ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ПРОЕКТА

 

Животноводство – одна из ведущих отраслей сельского хозяйства, она обеспечивает население страны мясом, кисломолочными продуктами и т.д. Для повышения эффективности отрасли огромное значение имеет перевод его на промышленную основу.

Важнейшим звеном промышленной технологии содержания животных является процесс выращивания и сохранения здорового молодняка. Для этих целей разработаны технические средства, основанные на использовании оптического излучения. Опыт применения в практике сельского хозяйства показал большую эффективность и перспективность» использования инфракрасного (ИК) излучения для локального обогрева молодняка животных и птицы в начальный период выращивания.

   В настоящее  время необходимо уделять большое  внимание дальнейшему развитию молодняка КРС, как наиболее скороспелой отрасли животноводства. В условиях строительства широкогабаритных закрытых животноводческих помещений возросла роль применения искусственного ультрафиолетового (УФ) облучения животных, ликвидирующего «солнечное голодание» живого организма.

На электрическое освещение в нашей стране затрачивается более 13 % вырабатываемой электроэнергии. Расход электроэнергии на облучательные установки также значителен. Рациональное проектное решение, переход к энергоэкономичным лампам и энергосберегающим облучательным установкам, как показывает практика некоторых стран и передовой опыт, позволяют сэкономить не менее 20 % электроэнергии, что дает возможность сократить планы строительства электростанций на 6 млн. кВт.

Грамотное применение осветительных и облучательных установок может повысить производительность труда на 5...10 %, продуктивность животных — на 8...15 %.

 

 

 

 

1.2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА

ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

 

Объектом проектирования является здание на 366 голов молодняка КРС привязного содержания с габаритными размерами: длина — 76 м; ширина —18 м; высота – 3,17м.

Рисунок 1 – План помещения

 

Таблица 1 - Экспликация помещений

№ п/п	Наименование помещений
1	Стойловое помещение
2	Электрощитовая
3	Вентиляционная
4	Помещение для хранения запаса сочных  и концентрированных кормов
5	Помещение для дежурного
6	Помещение для взвешивания животных
7	Тамбур
8	Навозоуборочное помещение

 

 

Характеристика строительных конструкций:

 

Стены — железобетонные панели. Покрытие - сборные железобетонные плиты. Полы – бетонные, деревянные. Окна, двери - деревянные.

Отделка внутренняя - известковая побелка, клеевая.

 

Инженерное оборудование:

 

Отопление – водяное централизованное. Вентиляция - приточно-вытяжная с естественным и механическим побуждением.

 

 

2. СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

2.1. ВЫБОР ИСТОЧНИКА СВЕТА

 

Выбор источника света определяется показателями экономической целесообразности и эффективности. Учитывая более высокую световую отдачу газоразрядных источников и сравнительно больший срок службы, Строительные нормы и правила (СНиП  "Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования") и "Отраслевые нормы освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений" рекомендуют применять эти источники для общего освещения всех производственных помещений, и только в случаях невозможности или технико-экономической нецелесообразности применения ГЛНД или ГЛВД, а также для обеспечения архитектурно-художественных требований, допускается использовать лампы накаливания.

Лампы накаливания следует применять для освещения вспомогательных и складских помещений. Их допускается использовать в помещениях основного производственного назначения для хранения сельскохозяйственной продукции, размещения растений, животных и птицы.

 Данные выбора источника света заносим в таблицу 2.

Таблица 2 – Нормируемая освещенность

№ п/п	Наименование помещения	Источники света	Нормируемая освещенность Ен, лк
1	Стойловое помещение	ЛЛ	75
2	Электрощитовая	ЛН	50
3	Вентиляционная	ЛН	20
4	Помещение для хранения запаса сочных  и концентрированных кормов	ЛН	20
5	Помещение для дежурного	ЛЛ	300
6	Помещение для взвешивания животных	ЛЛ	150
7	Тамбур	ЛН	50
8	Навозоуборочное помещение	ЛН	20

 

 

 

2.2. ВЫБОР СИСТЕМЫ И  ВИДА ОСВЕЩЕНИЯ

 

Так как уровень нормируемой освещенности в большинстве  помещениях не превышает 200 лк, то в соответствии с рекомендациями СНиП принимаем систему общего освещения, вид освещения рабочее, для создания требуемой освещенности для создания нормальных условий технологического процесса.

В сельскохозяйственных помещениях, где содержаться животные и птица для периодического контроля в нерабочее время за их состоянием и безопасного движения дежурного персонала в проходах и коридорах из рабочего освещения выделяют 10-15 % светильников на дежурное освещение.

 

 

 

 

 

2.3. ВЫБОР НОРМИРУЕМОЙ  ОСВЕЩЕННОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА  ЗАПАСА

 

Нормированная освещенность - это наименьшая допустимая освещенность в "наихудших" точках рабочей поверхности перед очередной чисткой светильников. Значение этой освещенности устанавливают в зависимости от характера зрительной работы, размеров объекта различия, фона и контраста объекта с ним, вида и системы освещения, типа источника света.

Значение нормируемой освещенности приведены в таблице 2

Снижение светового потока осветительной установки из-за загрязнения светильников и источников света (даже при регулярной чистке) и их старения при расчетах учитывают коэффициентом запаса, представляющим собой отношение светового потока нового светильника с новой лампой к световому потоку того же светильника в конце срока службы лампы. Коэффициент запаса выбирают в зависимости от характеристики помещения и типа источника света по отраслевым нормам освещения, специальной справочной литературе. Коэффициент запаса для ламп накаливания равен 1,15, для газоразрядных ламп 1,3 /1/.

 

2.4. ВЫБОР ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ  И ИХ РАЗМЕЩЕНИЕ 

В ОСВЕЩАЕМОМ ПРОСТРАНСТВЕ

 

От правильного подбора светильников зависят надежность работы осветительной установки, ее эффективность и экономичность. Поэтому необходимо учитывать условия окружающей среды; светораспределение светильников, необходимое для проектируемой осветительной установки; экономическую целесообразность применения; эстетические требования к конструктивному исполнению светильников (в общественных и культурно-бытовых помещениях).

В зависимости от условий окружающей среды помещения подразделяются следующим образом:

- сухие помещения, такие помещения в которых относительная влажность воздуха не превышает 60 %, к таки помещениям относятся: электрощитовая, помещение для дежурного.

- влажные помещения, такие помещения  в которых относительная влажность  воздуха выше 60%, но не превышает 75%, и это помещения: помещение для хранения запаса сочных и концентрированных кормов, тамбур, помещение для взвешивания животных.

- сырые помещения, помещения с  относительной влажностью воздуха  выше 75%, к ни относятся: стойловое  помещение, вентиляционная камера, навозоуборочное помещение.

- особо – сырые помещения, в  которых относительная влажность  воздуха близка к 100%.

Светильники для установки в помещениях подразделяются:

- по степени защиты;

- по попаданию влаги;

- по проникновению пыльных частиц.

Для сухих помещений с ЛЛ – IP20, с ЛН – IP20.

Для влажных помещений с ЛЛ – IP23, с ЛН – IP23.

Для сырых помещений с ЛЛ – IP54, с ЛН – IP51.

Размещаем светильники в помещениях равномерно, распределяем по углам прямоугольника или вершинам ромба с учетом доступа к светильникам к обслуживанию и светотехнически наивыгоднейшего расстояниями между светильниками.

Данные выбора заносим в таблицу3.

 

 

Таблица 3 – Выбор типа светильника

№ п/п	Наименование помещения	Тип светильника	Степень защиты IP
1	Стойловое помещение	ЛСП14	IP54
2	Электрощитовая	НСП17	IP20
3	Вентиляционная	НСП02	IP54
4	Помещение для хранения запаса сочных  и концентрированных кормов	НСП17	IP20
5	Помещение для дежурного	ЛСП02	IP20
6	Помещение для взвешивания животных	ЛСП14	IP54
7	Тамбур	НСП02	IP54
8	Навозоуборочное помещение	НСП02	IP54

 

 

 

2.5. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ  КОЛИЧЕСТВА СВЕТИЛЬНИКОВ 

УСТАНОВЛЕННЫХ В ПОМЕЩЕНИИ

2.5.1. РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ  ТОЧЕЧНЫМ МЕТОДОМ

 

Точечным методам пользуются для расчета освещения открытых пространств, при расчете местного освещения, а так же для проверки освещенности в отдельных точках рабочей поверхности закрытых помещений.

Необходимый световой поток осветительной установки определяют исходя из условия, что в любой точке освещаемой поверхности освещенность должна быть не меньше нормированной, даже в конце срока службы источника света.

Произведем расчет помещения – для взвешивания животных

Принятые источники света – газоразрядные лампы.

Система освещения – общая, вид освещения – рабочее.

Нормируемая освещенность Ен=150.

Выбранный светильник ЛСП14 двумя лампами по 40 Вт ЛБ–40 Фн=3200 лм. Тип  Д-1/2/.

Определяем расчетную высоту подвеса светильников, м:

Hp=H-hсв-hp                                (1.1)

где   H – высота помещения 3,17 м

hсв – высота света светильника 0,2 м

hp – высота рабочей поверхности 1,5 м

Hp=3,17-0,2-1,5=1,47 м

Определяем расстояние между светильниками, м:

L=λc∙Hp                        (1.2)

где λс – светотехнически наивыгоднейшее расстояние между светильниками, для кривой силы света Д – 1 λс = 1,2 ÷ 1,6/1/

L=1,2 · 1,47=1,76 м

Определяем расстояние от стенки до ближайшего светильника, м:

ℓ = (0,33…0,5)∙L           (1.3)

ℓ = 0,5 · 1,76 = 0,8 м

Определяем количество рядов, рядов:

                  (1.4)

где B – ширина помещения 4,5 м

Принимаем n=4 ряда

Определяем длину ряда светильников

Lp = A - 2 ℓ                                (1.5)

где А – длинна помещения 6,9 м

Lp = 6.9 – 2 · 0,8 =5,3 м

 Изображаем на плане светящиеся  ряды с контрольной точкой:

(1/6)                        (1.7)

 Используя Р' и L' по кривым линейных изолюкс в зависимости от типа КСС определяем освещенность контрольной точки создаваемую одним полурядом светильников, лк:

                      (1.8)

Определяем необходимую линейную мощность светового потока, лм

       (1.9)

 где μ – коэффициент добавочной освещенности, μ =1,1…1,2;

Кз – коэффициент запаса, Кз =1,3

Определяем требующее количество светильников в ряду, шт:

,               (1.10)

Принимаем m=2 светильника.

Определяем общее количество светильников, шт:

N=nּm,                              (l.11)

N=2ּ4= 8шт                   

Определяем установленную мощность

Pycт=PHּNּnаּ10-3                      (1.12)

Pycт=40∙8∙2ּ10-3 =0,64  кВт

2.5.2. РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ МЕТОДОМ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

СВЕТОВОГО ПОТОКА

 

Используется для расчета осветительных установок общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей, в основных помещениях (где содержатся животные, птицы, работают люди, лаборатории и т.д.)

Расчет производим для помещения дежурного

Выбираем источник света - люминесцентная лампа

  Выбираем вид системы освещения – рабочее

Размеры помещения: А=3,5 м; В=3,15 м; Н=3,0 м

Выбираем нормируемую освещенность – Ен=300 лк

Выбираем тип светильника: ЛСП02; количество ламп 2; марка лампы ЛБ-40; класс светораспределения Р; тип КCC Д-2 /2/; способ монтажа С, степень защиты IP20.

 Определяем высоту подвеса  светильника Нp, м по формуле (1.1):

Нр=3,17-0,3-0=2,87

Определяем расстояние между светильниками, м, по формуле (1.2)

                                                L=3,8ּ1,2 =4,56 м

Определяем расстояние от стены до 1-го ряда светильника, по формуле (1.3)

 м

Определяем количество рядов светильников по формуле (1.4)

 шт   

Принимаем n=1 ряд

Определяем индекс помещения

                     (1.13)

где В- ширина помещения, м;

А- длина   помещения, м

Определяем значение коэффициента использования светового потока:

U=29%

Определяем общее количество светильников в помещении, шт:

,        (1.14)

где Z=1,3 - коэффициент неравномерности освещения для люминесцентных ламп;

nЛ -количество ламп в светильнике;

К3 -  коэффициент запаса кз =1,3 для люминесцентных ламп;

S – площадь помещения, м2;

nл – количество ламп в светильнике, шт;

Фл –световой поток выбранной лампы, Фн=3400 лм

 шт

Принимаем N∑=3 светильника

Определяем количество светильников в ряду, шт:

                                 (1.15)

 шт

Определяем установленную мощность по формуле (1.13)

Pycт=40∙3ּ2ּ10-3 =0,24  кВт

 

2.5.3. РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ МЕТОДОМ УДЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ

Расчет освещения методом удельной мощности применяется для приближенного расчета осветительных установок в помещениях, которым предъявляются особые требования по освещенности и в которых отсутствуют существенные затемнения рабочих поверхностей (коридоры, тамбуры, уборные).

Производим расчет электрощитовой.

Выбираем источник света - лампа накаливания

Выбираем вид системы освещения – рабочее.

Выбираем нормируемую освещенность— 75 лк.

      Выбираем тип светильника: НСП17, количество ламп 1; мощность 100-200 класс светораспределения Р; тип КСС Л; КПДобщий=75% /2/.

Определяем высоту подвеса светильника Нp по формуле (1.1):

Нр=3,17-0,3-0=2,87м

Определяем расстояние между светильниками, м по формуле (1.2):

                                                L=2,87ּ 1,4= 4 м

Определяем расстояние от стены до 1-го ряда светильника по формуле (1.3)

 м

Определяем количество рядов светильников по формуле (1.4):

 шт

принимаем n=2 ряда

Определяем количество светильников в ряду, шт:

, шт                (1.16)

 шт

принимаем m=2 светильника

    Определяем общее количество светильников в помещении, шт:

N=nּm,.шт

N=2ּ2 = 4 шт

Из таблиц выбираем значение удельной мощности, Вт/м2:

Вт/м2

Определяем требуемую мощность освещения, Вт:

PTР = Pуд ּS  ,Вт                           (1.17)

РТР =24ּ27,5=660 Вт

Определяем мощность одной лампы, Вт:

, Вт                                 (1.18)

Вт

Из таблиц выбираем стандартную мощность лампы из условия:

0,9Рл≤Рн≤1,2Рл                              (1.19)

0,9ּ165 =148,5

1,2ּ165 = 198

148,5 ≤ 150 ≤ 198

Принимаем лампу Б-230-240-150 /4/.

Определяем установленную мощность освещения, кВт по формуле(1.13):

Pycт=150ּ4ּ10-3 =0,6  кВт

Расчет и выбор осветильных осветительных приборов в помещениях производим аналогично, данные расчета и выбора заносим в таблицу 4.

 

2.6. Составление светотехнической ведомости

Светотехническая ведомость отображает в себе: наименование помещений объекта проектирования с выбранными источниками света и соответствующими светильниками, а также с их эксплуатационными и электрическими характеристиками.

 

Таблица 4- Светотехническая ведомость

№ п/п	Наименование помещений	Размеры помещений	Ен, лк	Нр, м	N, шт	Тип КСС	Тип светильника	Данные по лампе		Марка лампы	Руст, кВт
								Фн, лм	Рн, Вт
1	Стойловое помещение	69×18×3,17	75	2,87	60	Д-2	ЛСП14	3200	40	ЛБ	4,8
2	Электрощитовая	6,2×4,5×3,17	50	2,87	4	Д-2	НСП17	2100	150	Б	0,6
3	Вентиляционная	3,5×3,4×3,17	20	2,87	2	Д-2	НСП02	790	60	Б	0,12
4	Помещение для хранения запаса сочных  и концентрированных кормов	3,5×3,4×3,17	20	2,87	2	Д-2	НСП17	790	60	Б	0,12
5	Помещение для дежурного	3,5×3,15×3,17	300	2,87	3	Д-2	ЛСП02	3200	40	ЛБ	0,24
6	Помещение для взвешивания животных	6,9×7,7×3,17	150	1,47	8	Д-2	ЛСП14	3200	40	ЛБ	0,64
7	Тамбур	3,5×3,15×3,17	50	2,87	1	Д-2	НСП02	790	60	Б	0,06
8	Навозоуборочное помещение	3,5×3,4×3,17	20	2,87	1	Д-2	НСП02	790	60	Б	0,06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.  РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ  ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ

УСТАНОВОК

 

3.1 Выбор напряжения и схемы  питания электрической сети

 

По данным расчетам принято, что все светильники установлены на высоте более 2,5м, от поверхности пола поэтому для питания электрического освещения принято принимать систему трехфазного тока, с глухозаземлённой нейтралью напряжением 380/220В, при этом источники света присоединены на фазное напряжение 220В.

При определении схемы питания осветительной установки рекомендуется

исходя из условия надёжности электроснабжения, экономичности, удобства управления и простоте обслуживания.

Радиальные схемы по сравнению с магистральными имеют меньшее сечение проводов, меньшие зоны аварийного режима при неисправности в питающих сетях, но большую общую протяженность. Необходимость применения радиальной схемы может быть также вызвана условиями взаимной планировки мест подстанций и осветительных щитков, при которых трасса магистральной питающей сети будет чрезмерно удлинена.

Применение чисто магистральной сети целесообразно для сокращения общей протяженности. В месте разветвления линии устанавливают распределительный пункт, от которого могут отходить как магистральные, так и радиальные групповые линии.

Наиболее распространенным и отвечающим данным требованиям является магистрально-радиальная схема, которая совмещает в себе преимущества двух, т.е. обладает высокой надёжностью электроснабжения, невысокий расход проводникового материала и способны к реконструкции.

 

3.2. Определения количества и  мест расположения групповых  щитков, выбор их типа и компоновка трассы сети

 

Распределительные устройства для силовых линий выбираются в зависимости от   количества   силового   оборудования   и   выбранной   аппаратуры   защиты. Осветительные щитки выбирают с учетом установленной мощности, а так же количества однофазных групп.

Для уменьшения протяженности и сечения проводов групповой сети групповой щиток устанавливают по возможности осветительной нагрузки, но если имеется электрощитовая, устанавливают в ней. Щитки устанавливают вертикально в помещениях, легкодоступных для обслуживания на высоте 1.5- 1.7 м от пола.

При компоновке намечают места установки групповых щитков, светильников выключателей и розеток. При этом равномерном распределяет нагрузку на фазы питающих сетей.

Тока приемники располагают в отдельные группы так, чтобы на одну фазу приходилось не более 20 ламп накаливания или 50 газоразрядных ламп низкого давления.

Протяженность может быть для однофазной групповой линии равно 35м. В сельскохозяйственном производстве устанавливают следующие типы групповых щитков ЩС, ЩО которые не имеют больших конструктивных отличий.

По формуле определяем количество групповых щитков , шт

                                                                                            (3.1)

где  – рекомендуемое количество групповых щитков, шт;

, –длина и ширина здания, м;

– рекомендуемая протяженность групповой линии, м.

Так как на проектируемом объекте имеется два помещения электрощитовых, поэтому принимаем 2 щитка освещения и устанавливаем их в каждом из них.

Определяем количество групповых линий

где NЛH- количество ламп накаливания

NЛЛ - количество люминесцентных ламп

Определяем количество групповых линий

Исходя из удобства управления светильниками принимаем по 3 групповые линии  рабочего освещения и одной дежурной линии. Таким образом, необходимы 2 осветительных щитка с 3 групповыми однофазными линиями ЯРУ8501-3802, Iн=63 А, тип выключателя на отходящих линиях типа ВА14-26.

Для уменьшения протяженности и сечения проводов групповой сети щитки устанавливают по возможности в центре электрической нагрузки, координаты которого:

                                     (3.2)

где хц ,уц – координаты центра электрических нагрузок в координатных осях , ;

– мощность i-й электрической нагрузки, кВт;

, – координаты i-й электрической нагрузки в координатных осях , .

С учетом рассчитанного центра электрических нагрузок и с целью обеспечения удобства обслуживания и, не препятствуя технологическому процессу, размещаем щитки освещения  в помещении электрощитовой на стене. Размещение щитка и определение точек координат  показываем на рисунке 2.

 

 

3.3. Выбор марки проводов (кабелей) и способы прокладки сети

 

Выбор проводов производим по следующим показателям: номинальному нагревы проводников, допустимому току провода, условий эксплуатации. Согласно ПУЭ во всех случаях кроме мобильных потребителей (облучающих установок и т.д.) в качестве токоведущих жил принимаются алюминиевые.

Выбора проводов и кабелей мы обращаем внимание на показатели: вид электропроводки, вид помещения (сухих, пыльных, влажных, сырых, особо сырых, особо сырых с химической средой, пожароопасных, взрывоопасных).