Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.
Домены

Подробнее о сайтах, доменах и хостинге в статье "Как сделать свой сайт"

Проектирование освещения офисов (часть 2)

    Осветительную сеть любого здания необходимо разделить на отдельные группы. Количество групп зависит от мощности осветительной установки, количества осветительных приборов, способа управления освещением и других факторов. Увеличение числа групп повышает габариты электрощита и его стоимость, так как каждая группа подключается к отдельному автоматическому выключателю. Кроме того увеличивается расход электрического кабеля. В случае деления осветительной сети на небольшое количество групп труднее обеспечить равномерное распределение нагрузки по фазам, особенно при однофазных групповых линиях. При этом в случае аварийного отключения группы светильников без освещения остается слишком большая часть здания.

    Для люминесцентных светильников в Главе 6.2 ПУЭ (7 издание) рекомендуется подключать в групповой сети не более 75 ламп мощностью до 40 Вт на фазу и не более 100 ламп с мощностью до 20 Вт.

    Разделим осветительную сеть офиса на 8 групп, как показано на Рисунке 1. Каждую группу подключим к отдельному автоматическому выключателю. На схеме осветительной сети каждого помещения указываем нормированную освещенность, количество и тип используемых светильников, количество и мощность ламп в светильнике, и высоту установки осветительных приборов. Например, запись 10 PRBLux 4*18/3,4 означает: десять светильников PRBLux, имеющих 4 лампы по 18 Вт. Высота подвеса 3,4 метра.

    На схеме электрической сети все участки кабельных трасс должны иметь обозначения, позволяющие электромонтажникам иметь полное и четкое представление о прокладываемых кабелях. Необходимо указывать номера групповых линий, типы кабелей, количество и сечения жил. Следует отображать на схеме изменения количества кабелей вдоль трассы, сечений жил, или количества жил в кабеле.

    Иногда отдельным чертежом выпускают план прокладки коробов или лотков с указанием из размеров. Также необходимо указывать все расстояния от коробов до стен и перекрытий потолка.

    Для управления освещением использованы выключатели, которые устанавливаются у дверей со стороны дверной ручки на высоте 90 см от пола. В кабинетах и помещениях для сотрудников офиса выключатели установлены внутри помещения, в санузлах и кладовках – снаружи.

    У двухклавишных выключателей клавиши пронумерованы. Это обеспечивает связь каждой клавиши с включаемыми светильниками – около каждого осветительного прибора проставлена соответствующая цифра.

    Все особенности выполнения электрической сети указывают в пояснительной записке, которая входит в состав проекта освещения. В ней также должны быть перечислены все типы используемых светильников с указанием их мощности и способов обслуживания.

    Наиболее важные замечания по монтажу сети оформляют на схеме в виде примечаний. Также целесообразно добавлять в примечания напоминание, что все электромонтажные работы должны быть выполнены в соответствии с требованиями ПУЭ, ГОСТов и СНиП.

    Следует иметь ввиду, что все требования руководящих документов в пояснительной записке и на схеме перечислить невозможно. Но это не означает, что какие либо требования можно не выполнять, если они не отображены в документации.

   

Сеть рабочего освещения офиса

 

Рис. 1 Сеть рабочего освещения

(Схема освещения в формате PDF)

Сеть аварийных светильников показана на Рисунке 2. Две группы аварийного освещения и световые указатели выхода предполагается подключить к электрощиту питания штепсельных розеток. При таком подключении в случае возникновения необходимости выключения щита освещения, аварийные группы смогут нормально функционировать, не используя при этом аккумуляторные батареи.

 Сеть аварийного освещения офиса

Рис.2 Сеть аварийного освещения

(Аварийное освещение в формате PDF)

    Электрический щит освещения может быть собран в одном корпусе со щитом розеточной цепи. Но, если есть место для установки отдельного осветительного щита, то желательно изготавливать его как самостоятельное устройство.

    Однолинейная схема электрощита должна включать в себя: вводной автоматический выключатель, выключатели отходящих линий и узел учета (электросчетчик). На схеме указывают наименования нагрузок (групп), их мощности и токи, полную мощность электрощита, типы кабелей, их длины и способы прокладки, а так же потери в линиях. В обязательном порядке должна быть показана точка подключения щита и характеристики (тип, длина, сечение) кабеля питания. Схема щита показана на Рис. 3. Рассмотрим, как она заполнялась и рассчитывалась. Необходимая информация для всех расчетов содержится в статьях сайта: Выбор сечения кабелей, Расчет потерь в кабеле, Сопротивление цепи фаза - ноль, Нормирование потерь в осветительных сетях, Проектирование освещения.

 Однолинейная схема щита освещения

Рис.3 Однолинейная электрическая схема щита рабочего освещения

(Щит рабочего освещения в формате PDF)

    Мощность каждой группы вычисляем как сумму всех ламп в светильниках данной группы, умноженную на коэффициент 1,1, учитывающий потери в пускорегулирующих аппаратах (ПРА). Предполагается использование светильников с электронными ПРА. Для электромагнитных ПРА этот коэффициент может находиться в пределах 1,25 – 1,4. Номинальный рабочий ток каждой группы Ip в Амперах вычисляем как Ip=P/(U*cosφ), где P – мощность группы, Вт; U – напряжение, для однофазной группы 220 В, cosφ - коэффициент мощности, для электронных ПРА примерно 0,95, для электромагнитных ПРА – 0,6-0,7.

        Прокладка кабелей осветительной сети по помещениям офиса чаще всего производится в полости подвесного потолка. Для прокладки используют лотки или короба.

    Линии аварийного освещения рекомендуется прокладывать отдельно от линий рабочего освещения. При прокладке их в одном коробе или лотке необходимо обеспечивать сохранность кабелей аварийного освещения в случае выхода из строя (расплавления изоляции и замыкания жил) кабелей рабочего освещения. Для этого используют перегородки, устанавливаемые вдоль короба.

    Длины линий вычисляем по геометрическим размерам помещения с учетом подъема кабелей от электрощита до потолка, опускам к выключателям, ответвлением к каждому светильнику (на каждое ответвление к светильнику берем по 1,5 метра). Полученная длина линии умножается на коэффициент 1,07 – 1,15, учитывающий, что кабели укладываются в лотке не строго по прямой линии, а «змейкой». Коэффициент зависит от количества и вида различных препятствий (ригели, воздуховоды), которые приходится преодолевать кабельным линиям. Полученная длина кабеля нам нужна для расчета потерь и сопротивления петли фаза – ноль. Строительная длина кабеля, которую записывают в смету материалов и кабельных изделий,  может превышать полученное значение, так как нас интересует длина кабеля до самого удаленного светильника, и некоторые ответвления от линии мы можем здесь не учитывать.

    Лучшее место установки электрощита – центр помещения. Такое расположение позволяет избежать использования групповых линий большой протяженности, что позволяет существенно уменьшить потери в линиях и сопротивление цепи фаза – ноль. В рассматриваемом офисном помещении щит установлен в соответствии с данной рекомендацией. Но в коридоре длина групповой линии получилась большой из-за установки выключателей в зоне рисепшн. Кабель проходит дважды по участку коридора.

    Кабели для групповых линий сети освещения должны соответствовать требованиям ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности». Для обычных общественных зданий используют кабели с медными жилами с изоляцией в исполнении нг-LS (не распространяющие горение с пониженным дымо- и газовыделением). Но, если в помещении имеется большое количество компьютерной и микропроцессорной техники, то следует использовать кабели в исполнении нг-HF (не выделяющие коррозионно-активных газообразных продуктов при горении и тлении). Необходимо уделить особое внимание при выборе типа кабеля, если офисное помещение находится в здании, в котором расположены детские дошкольные учреждения, дома престарелых и спальные корпуса интернатов и детских учреждений. Во всех случаях желательно предварительно согласовать типы используемых кабелей со службой эксплуатации здания, в котором находится проектируемый офис. Для рассматриваемого офиса будут использованы кабели ВВГнг-LS.

    Для осветительных групповых линий внутреннего освещения используют кабели с сечением жил 1,5 мм2 и более. Сечение жил каждой группы определяется после вычисления рабочего тока, и корректируется, при необходимости, после расчета потерь и токов короткого замыкания.

    При  использовании светильников аварийного освещения без встроенных аккумуляторных блоков питания сеть аварийного освещения должна быть проложена кабелями, сохраняющими работоспособность при пожаре в соответствие с СП 6.13130.2013. Кабели выбирают по ГОСТ 31565-2012 с исполнением FRLS, либо в зависимости от назначения здания с другим исполнением, в которое входит индекс FR. Светильники со встроенными аккумуляторами иногда подключают кабелем без исполнения FR, так как они в аварийном режиме работают при снятом с них напряжении питания. Но в связи с постоянным повышением требований к электропроводкам аварийного освещения целесообразно всегда использовать огнестойкие кабели.

    Автоматические выключатели для групповых линий взяты с номинальным током 10 А и характеристикой срабатывания «С». Что бы предотвратить ложные срабатывания автоматических выключателей они должны выбираться с учетом возможного нагрева выключателей как от проходящего по ним тока, так и вследствие повышенных температур окружающей среды. Номинальные токи автоматических выключателей приводят при температуре окружающей среды 25 градусов. При этом номинальный ток уменьшается примерно на 5-6% при повышении температуры окружающей среды на каждые 10 градусов. Для групповых линий желательно иметь рабочий ток, не превышающий 0,7-0,75 от номинального тока автоматического выключателя. Для некоторых типов светильников необходимо учитывать пусковые токи, возникающие в момент зажигания ламп.

    Номинальный ток вводного автоматического выключателя следует выбирать наименьшим по расчетным токам, но таким образом, что бы аппарат защиты не отключался при кратковременных перегрузках (от пусковых токов). Данное требование отражено в п. 3.1.4 ПУЭ.

    При этом номинальный ток теплового расцепителя должен, как минимум, на 10% превышать расчетный ток электроустановки.

    Вводной автоматический выключатель возьмем с номинальным током 20 А, выключатель в ВРУ при этом должен иметь номинальный ток не менее 32 А, что бы обеспечить условие селективности. То есть при перегрузке или коротком замыкании должен отключаться вводной автомат в нашем щите, а не в ВРУ. При выборе номинала вводного автоматического выключателя необходимо учитывать возможное неравенство токов в наименее и наиболее нагруженных фазах. В соответствии с п.9.5 в СП 31-110-2003 допускается неравенство токов до 30% в пределах одного щитка и не более 15% в начале питающих линий.

    Кабель, питающий щит освещения, по условиям длительно допустимого тока выбирается по номиналу аппарата защиты, установленного в ВРУ (то есть по току 32А). По данному показателю достаточно иметь сечения жил кабеля 6 мм2. Но для уменьшения потерь и сопротивления цепи фаза-ноль его сечение увеличено до 10 мм2.

        Для определения токов короткого замыкания необходимо вычислить сопротивление цепи фаза-ноль наиболее протяженных линий, или определить максимально допустимую длину кабеля групповой линии при заданном сечении жил. Для автоматических выключателей групповых линий с номинальным током 10 А и характеристикой срабатывания «С» ток короткого замыкания должен превышать значение 10А*10*1,2=120А. При номинальном напряжении 220В допустимое сопротивление цепи фаза – ноль должно быть менее величины Rmax=220В/120А=1,83 Ом. Вычислим максимальную длину кабелей групповых линий с сечениями жил 1,5 мм2 и 2,5 мм2, при которых будут соблюдаться условия согласования параметров цепи с характеристиками аппаратов защиты. Исходные данные для этого расчета:

-трансформатор ТП 1000 кВА, соединен по схеме треугольник – звезда.

-кабель питающей сети (от шин 0,4 кВ ТП до ВРУ) 4*150 мм2 с медными жилами длинной 190 метров;

-кабель распределительной сети (от ВРУ до щита освещения) 5*10 мм2 с медными жилами длиной 40 метров;

Используя приведенные в статье «Сопротивление цепи фаза-ноль» таблицы и методы расчета получаем сопротивление источника питания от шин ТП до клемм автоматических выключателей групповых линий Rи.п.=0,26 Ом. Тогда допустимое сопротивление кабеля групповой линии составит величину Rгр.max=Rmax- Rи.п.-Rдуги=1,83-0,26-0,12=1,45 Ом. Здесь Rдуги=0,12 Ом - активное сопротивление дуги.

Искомая максимальная длина групповой линии с сечением жил 1,5 мм2 равна:

L1,5=1,45 Ом /(29,1 Ом/км)=0,050 км (или 50 метров), здесь 29,1 Ом/км – удельное сопротивление кабеля (фазной и нулевой жил) сечением 1,5 мм2 при температуре 65 градусов.

При сечении жил 2,5 мм2 максимальная длина групповой линии составит:

L2,5=1,45 Ом /(17,46 Ом/км)=0,083 км (83 метра), здесь 17,46 Ом/км – удельное сопротивление кабеля (фазной и нулевой жил) сечением 2,5 мм2 при температуре 65 градусов.

    Исходя из проведенных вычислений кабель для групповой линии 5 необходимо взять с сечением 2,5 мм2, остальных групп – 1,5 мм2.

    Расчет потерь необходимо выполнить для всех групповых линий. При этом следует учитывать, что на участке линии от щита освещения до выключателя по кабелю проходит ток всех светильников группы. При использовании двухклавишного выключателя ток разветвляется на два направления. Потери в кабеле после выключателя следует определять для одного (более протяженного и нагруженного участка линии). Кроме того, для уменьшения потерь и сопротивления цепи фаза–ноль, целесообразно от каждой клавиши проводить отдельный кабель к каждому ряду светильников, как показано на Рис. 4. На данном рисунке показана монтажная схема помещений 1 и 4. Такую схему часто делают для всех помещений, что бы упростить работу монтажникам и уменьшить вероятность ошибок при монтаже.

 Монтажная схема помещений 1 и 4

Рис. 4 Монтажная схема помещений 1 и 4

    При расчете потерь Гр-О-1 выделены три участка: от щита до выключателя помещения 4; от выключателя помещения 4 до выключателя помещения 1, от выключателя помещения 4 до наиболее удаленного светильника. На первом участке потери в линии создают все светильники группы, на втором светильники помещения 1 и на третьем светильники, отходящие от клавиши №1 (выделены красным цветом). Потери вычисляются на каждом участке, и затем складываются.

    Потери, как указано в статье «Нормирование потерь в осветительных сетях», должны быть не более 2,5% на участке сети от ВРУ до наиболее удаленного светильника при величине потерь менее 4,5% на участке сети от шин 0,4 кВ ТП до ВРУ. В нашем случае потери питающей линии не превышают 3% (кабель с медными жилами сечением 150 мм2, длиной 190 метров при мощности 150 кВт).

    Потери распределительной сети (от ВРУ до ЩО) не превышают 0,45% (кабель с медными жилами сече6нием 10 мм2, длиной 40 метров при мощности 7,83 кВт). Следовательно, в групповых линиях рассматриваемой осветительной установки мы можем допустить потери 2,05%.

    В ГОСТы и другие руководящие документы, в которых содержатся требования к проектированию освещения, часто вводятся изменения и дополнения. Поэтому всегда необходимо следить за всеми изменениями в существующих документах и быть в курсе введения в действие новых стандартов.

                                                                                                                                        Виктор Чернов

                                                                                                                                        8 сентября 2013 г.

    К первой части статьи

    К ОГЛАВЛЕНИЮ (Все статьи сайта)

    К разделу  СВЕТИЛЬНИКИ