Разработка электрического освещения

Рекомендации по выполнению электрического освещения. Управление светотехникой.

Освещение является одним из важнейших факторов, характеризующих комфортность жилища. Электрическое освещение обеспечивает возможность нормальной жизни и деятельности людей в быту при отсутствии или недостаточности естественного освещения.

Роль электрического освещения в создании экстерьера здания и интерьера помещений настолько велика, что может в корне менять всю концепцию дизайна помещений по рисунку, архитектурному стилю, размещению мебели, типу и цветовому решению материалов, применяемых при разработке индивидуального проекта.

В настоящее время разнообразие типов источников света, которые можно использовать для освещения индивидуальных домов и квартир (функционального и декоративного), достаточно велико.

Во внутренних помещениях кроме ламп накаливания для люстр и бра, а также широко распространенных галогенных ламп накаливания низкого напряжения могут использоваться компактные люминесцентные лампы. Для установки и подключения источников света, а также для перераспределения их светового потока с целью освещения объекта используются различные светильники.

Многие фирмы-производители разработали светильники с такими лампами, которые по дизайну не уступают светильникам с традиционными источниками света. К тому же компактные люминесцентные лампы могут давать свет от холодного белого до теплого желтого спектра, который может имитировать свет ламп накаливания. Применение линейных люминесцентных ламп оправдано в декоративных карнизах интерьеров, а также на кухне и других хозяйственных помещениях. В настоящее время популярны светодиоды, миниатюрные лампы накаливания и неоновая подсветка, которые незаменимы в праздничном и декоративном освещении.

Исходя из пожеланий заказчика, по освещению каждого помещения могут быть решены вопросы их практической реализации. Здесь решающими могут быть форма и цвет светильников, тип кривой светораспределения, мощность ламп, а также их расположение.

Для архитектурной подсветки коттеджа могут быть использованы прожектора с галогенными лампами накаливания, лампами PAR. Для освещения территории – торшеры с лампами накаливания и газоразрядными лампами малой мощности.

Степень защиты светильника должна соответствовать среде, в которой он применяется. В помещениях с нормальной средой степень защиты может быть IP20, во влажных помещениях и на улице – не менее IP44, в сауне и бассейне светильники должны быть специальные, выполненные именно для этих помещений. Так, в сауне светильники должны быть полугерметическими, с завинчивающимися стеклами и располагаться на недоступной высоте.

Зачастую по требованию заказчика в проекте электрического освещения ставится задача плавного регулирования света. Однако не все источники света позволяют это осуществить. Плавное регулирование света можно осуществить при использовании ламп накаливания 220 В, ламп накаливания низкого напряжения с применением специального трансформатора, люминесцентных ламп с применением специальной электронной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА). Это должно учитываться при выборе источников света.

Основным преимуществом люминесцентных ламп перед лампами накаливания является более высокая световая отдача, приводящая к существенной экономии электроэнергии, и более длительный срок службы. В качестве недостатков можно назвать необходимость использования ПРА, неустойчивость работы при низких температурах, коэффициент мощности меньше 1.

Спектральный состав люминесцентного освещения близок к спектру дневного света и потому люминесцентное освещение требует большего уровня освещенности, чем освещение лампами накаливания.

Нормы освещенности выбираются на основании СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования», СП31-110-2003, МГСН 2.06-99.

Выдержки из МГСН 2.06-99 приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 Нормируемые показатели искусственного освещения

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ, преобразование электроэнергии в свет в целях создания гигиенически благоприятных, комфортных и безопасных условий для зрительного восприятия.

Читайте также:
Описание и характеристики стальной проволоки по ГОСТ 3282—74

ВНУТРЕННЕЕ ОСВЕЩЕНИЕ

На изложенных общих принципах должно базироваться освещение любого внутреннего помещения. Однако в таких общественных помещениях, как магазины и театры, где не ставятся крайне ответственные задачи зрительной работы и где воздействие на воображение и привлекательность более приоритетны, чем комфортность и эффективность зрительного восприятия, качество освещения имеет менее важное значение. Оно весьма существенно там, где приходится иметь дело с очень ответственными задачами зрительной работы, – в операционных, учреждениях, механических цехах, школьных классах, студенческих аудиториях.

В качестве источников света для внутреннего освещения применяются в основном лампы накаливания и газоразрядные лампы (люминесцентные, ртутные и др.). Большинство учреждений, школ и общественных зданий освещается люминесцентными лампами или лампами накаливания, тогда как во многих производственных помещениях, особенно с высокими потолками, используются ртутные, а также люминесцентные лампы. Но во всех случаях источники света должны быть закрыты экранами, исключающими прямую блескость, а там, где это возможно, – и отраженную. В одном из конструктивных вариантов светильник с минимальной прямой и отраженной блескостью посылает почти весь свой выходной световой поток вверх, на потолок, который выполняет роль вторичного источника большой площади с малой яркостью.

Еще один важный способ повышения качества внутреннего освещения – применение матового отделочного покрытия с высокой отражающей способностью для потолка, стен, пола и мебели. Это превращает потолок, стены, пол и мебель во вторичные источники света большой площади, благодаря чему не только повышается коэффициент использования света в помещении, но и увеличивается доля рассеянного света, а также устраняются резкие тени.

Исследования условий оптимального освещения помещений, требующих комфортности, привели к следующим выводам: потолки лучше всего делать белыми с высоким коэффициентом отражения, порядка 85%; коэффициент отражения стен должен составлять 40–60% (при этом возможен широкий спектр приятных оттенков); коэффициент отражения мебели должен составлять около 35%, пола – не менее 20%. Эти требования подразумевают, в частности, что на окнах должны быть предусмотрены неяркие занавеси, задергиваемые в темное время суток, а поверхность стола должна иметь достаточно высокий коэффициент отражения, чтобы по яркости она не контрастировала с белой бумагой. Высокие коэффициенты отражения способствуют созданию идеальных условий для зрительной работы.

НАРУЖНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Изложенные выше общие принципы относятся и к наружному освещению. Рекомендуемое количество света здесь обычно меньше, так как задачи зрительной работы менее ответственны и высокий уровень освещенности экономически неоправдан. Качество освещения тоже менее существенно, особенно при очень низких уровнях освещенности, но прямая блескость должна устраняться или сводиться к минимуму.

Освещение дорог.

Главная цель освещения дорог – обеспечение хорошей видимости в ночное время, необходимой для безопасного и удобного движения пешеходов и транспорта.

При проектировании дорог обычно учитываются такие факторы, как интенсивность движения, рельеф, статистика дорожно-транспортных происшествий, типы транспортных средств, ожидаемые скорости движения, правила парковки, строительные характеристики (размеры, материалы) и наличие особых участков – пересечений, развязок, мостов, путепроводов, подъездных путей. Источниками света на улицах городов и автомагистралях служат в основном газоразрядные лампы.

Заливающий свет.

Заливающий свет, создаваемый лампами (накаливания и газоразрядными) с рефлекторами, применяется для наружного освещения зданий, а также для освещения стадионов, автомобильных стоянок и других открытых многолюдных зон. В широких масштабах такое освещение впервые было применено на Панамерикано-Тихоокеанской международной выставке в Сан-Франциско в 1915, где полная затрачиваемая на это мощность составляла около 8 МВт. С появлением более совершенных источников света стало возможно освещение заливающим светом многих видов спортивных сооружений – для игры в бейсбол, футбол, теннис.

Читайте также:
Сколько стоит выкопать колодец под воду: обзор факторов влияющие на стоимость работ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Существуют два основных вида электрических источников света – лампы накаливания и газоразрядные лампы. Среди газоразрядных ламп особое место занимают люминесцентные.

ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ

В лампах накаливания свет испускает металлическая проволочка (нить), раскаленная добела проходящим по ней током.

Устройство лампы.

Типичная бытовая лампа накаливания (общего назначения) состоит из следующих частей (рис. 1): нити накала в виде спирали из вольфрамовой проволочки, стеклянного баллона (который откачивается и заполняется инертным газом) и цоколя, который является объединяющей и силовой деталью лампы и имеет контакты для подключения нити накала к электропитанию. Все эти три элемента конструкции могут быть разного размера и различной формы в зависимости от назначения – лампа общего назначения, с внутренним отражателем, витринная, для уличного освещения, для автомобильных фар, для карманного фонаря, фотографическая лампа-вспышка. В бытовых лампах с тремя режимами накаливания имеются две нити накала, которые можно включать по отдельности и вместе, получая разную яркость. Средний срок службы большинства бытовых ламп при номинальном напряжении составляет 750–1000 ч.

 Edison National Historic Site, U.S Department of the Interior, National Park Service ПЕРВАЯ ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ – копия лампы, изобретенной Т. Эдисоном в 1879. Нить накала лампы, полученная обугливанием хлопковой нитки, светила в течение 40 ч.

Достоинства и недостатки.

Достоинства лампы накаливания таковы: низкая начальная стоимость лампы и необходимого для нее оборудования, компактность, благодаря которой она хорошо подходит для регулирования светового потока, надежная работа при низких температурах и довольно высокий при ее размерах световой выход. К недостаткам же, способным при некоторых обстоятельствах перевесить достоинства, относятся низкий световой КПД, высокая рабочая температура и заметные колебания светового выхода при изменениях напряжения питания.

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЛАМПЫ

В газоразрядных лампах электроэнергия преобразуется в свет при прохождении электрического тока через газ или пары металла. Цвет светового излучения зависит от рода газа, его давления и от вида люминофора, нанесенного на внутренние стенки стеклянного баллона лампы. Газоразрядные лампы наполняются инертными газами (неоном, аргоном, криптоном или ксеноном), а также парами ртути или натрия.

 Collier

Ртутные лампы.

Ртутные лампы типа применяемых в промышленности состоят из следующих частей (рис. 2): кварцевой трубки дугового разряда, наполненной аргоном и парами ртути; наружной стеклянной колбы (с внутренним люминофорным покрытием), окружающей трубку дугового разряда, закрывающей ее от воздействия потоков окружающего воздуха и предотвращающей окисление; цоколя, на котором держится вся лампа и имеются электрические контакты для подвода напряжения питания. Размеры и форма этих конструктивных элементов могут быть разными в зависимости от типа лампы – общего назначения (с прозрачной колбой, с люминесцентным покрытием, с исправленной цветностью, рефлекторная, полурефлекторная лампы), ультрафиолетовые, солнечного света и фотохимические лампы. Средний срок службы ртутных ламп общего назначения составляет 6000–12 000 ч.

После того как ртутная лампа включена и в ней установился дуговой разряд, ток разряда через пары ртути сам по себе непрерывно нарастает. Поэтому его приходится ограничивать внешним балластным устройством.

Достоинства и недостатки.

Ртутные лампы отличаются высоким световым КПД (в 2–3 раза большим, чем у ламп накаливания общего назначения), большим сроком службы и компактностью, благодаря чему они хорошо подходят для регулирования светового потока. Их недостатки – высокая стоимость лампы и вспомогательного оборудования, синевато-зеленый оттенок свечения и медленный повторный пуск. Цветность ртутной лампы исправляется применением внутреннего люминофорного покрытия.

Читайте также:
Оформление в частном доме интерьера веранды

Люминесцентные лампы.

Люминесцентные лампы состоят из следующих основных деталей (рис. 3): стеклянного баллона, двух цоколей (с выводными контактами) на обоих концах баллона и двух подогревных катодов (электронных эмиттеров) из вольфрамовой нити или стальной трубки. Баллон наполнен парами ртути и инертным газом (аргоном); на внутренние стенки баллона нанесено люминофорное покрытие, преобразующее ультрафиолетовое излучение газового разряда в видимый свет. Конструкция лампы, представленная на рис. 3, типична для самых распространенных 40-Вт ламп.

Лампа действует следующим образом. Электрод на одном из концов лампы испускает электроны, которые с большой скоростью летят вдоль лампы, пока не произойдет столкновение со встретившимся атомом ртути. При этом они выбивают электроны атома на более высокую орбиту. Когда выбитый электрон возвращается на прежнюю орбиту, атом испускает ультрафиолетовое излучение. Последнее, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет.

Типы ламп.

Люминесцентные лампы делятся на две группы соответственно типу электродов: с подогревными катодами и с холодными катодами. В лампах с подогревными катодами, которые рассчитываются на большие токи (1–2 А), как правило, используются спиральные активированные вольфрамовые нити накала. В лампах же с холодными катодами предусматриваются цилиндрические электроды с покрытием из эмиттерных материалов, и они рассчитываются на меньшие токи. Средний срок службы ламп с подогревными катодами зависит от наработки на один пуск: 7500 ч при 3 ч наработки на один пуск и более 18 000 ч в непрерывном режиме. Для ламп же с холодными катодами срок службы не зависит от числа пусков и достигает 25 000 ч.

Лампы с подогревными катодами по способу их пуска делятся на лампы с предварительным прогревом, быстрого и моментального пуска. Как и все другие газоразрядные приборы, лампы с подогревными катодами нельзя присоединять к источнику питания без балластного устройства, ограничивающего ток (рис. 4). Лампы с предварительным прогревом нуждаются также в стартере; при пуске такой лампы замыкается стартер, и катоды, соединенные последовательно, подключаются к сети питания, так что по ним проходит ток. После того как катоды разогреются настолько, что могут эмиттировать электроны, стартер автоматически размыкается, и лампа загорается. В благоприятных условиях весь пуск занимает несколько секунд. В лампах быстрого пуска катоды нагреваются постоянно, а разряд возникает при повышении напряжения. Стартеры не требуются, и время пуска значительно меньше, чем у ламп с предварительным прогревом. В лампах моментального пуска не требуется ни прогрева катодов, ни стартера. Просто на катод подается повышенное напряжение, которое вызывает эмиссию электронов и зажигание разряда в лампе.

Достоинства и недостатки.

К достоинствам люминесцентных ламп относятся высокая световая отдача (до 77 лм/Вт) и большая долговечность. Недостатки – высокая начальная стоимость лампы и светильника, шум дросселя стартера и мерцание. Хотя перечень недостатков обширнее, достоинства столь велики, что уже к 1952 лампы накаливания в США были вытеснены люминесцентными лампами в качестве основного электрического источника света.

Электролюминесцентные лампы.

В отличие от люминесцентных ламп (в которых свет испускается при возбуждении люминофора ультрафиолетовым излучением газового разряда), в электролюминесцентных лампах, изобретенных в 1936, электроэнергия преобразуется непосредственно в свет благодаря применению специальных люминофоров. Лампа представляет собой многослойную конструкцию из слоя люминофора (цинк-сульфидного, активированного медью или свинцом) и двух электропроводящих пластин, одна из которых прозрачна. Устройство электролюминесцентных ламп двух типов показано на рис. 5. Цвет свечения лампы (синий, зеленый, желтый или розовый) зависит от частоты напряжения питания, а яркость – от частоты и напряжения. Электролюминесцентные лампы пока что не отличаются большой световой отдачей. См. также ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ И ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ.

Читайте также:
Преимущества и создание буранобивного фундамента

 IGDA/W. Buss ПИКАДИЛЛИ-СЕРКУС – одна из центральных площадей Лондона.

Епанешников М.М. Электрическое освещение. М., 1973
Кнорринг Г.М. и др. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Л., 1976
Лозовский Л.И. Проектирование электрического освещения. Минск, 1976
Кунгс Я.А., Фаермарк М.А. Экономия электрической энергии в осветительных установках. М., 1984

Начало развития электрического освещения

Идея использования электрической энергии для освещения появилась еще у первых исследователей гальванического электричества. В 1801 г. Л. Ж. Тенар, пропуская через платиновую проволоку электрический ток, довел ее до белого накала. В 1802 г. русский физик В. В. Петров, получив впервые электрическую дугу, заметил, что ею может быть освещен «темный покой». Тогда же он наблюдал электрический разряд в вакууме, сопровождавшийся свечением.

Несколько лет спустя английский ученый Г. Дэви также высказывал мысль о возможности освещения электрической дугой. Таким образом, в экспериментальных работах начала XIX в. уже были выявлены три принципиально разные возможности электрического освещения, реализованные позднее в лампах накаливания, дуговых и газоразрядных осветительных приборах, однако до практического их освоения было тогда далеко.

Первые попытки были направлены на создание источника света, действующего вследствие накаливания проводника током. В 1820 г. французский ученый Деларю предложил цилиндрическую трубку с двумя концевыми зажимами для подвода тока и платиновой спиралью в качестве тела накала. Лампа Деларю оказалась непригодной для практического использования. Изобретательская мысль обратилась к отысканию приемлемых материалов для тела накала и технологии его получения.

Начало развития электрического освещения

Бельгийский инженер Жобар в 1838 г., русский изобретатель Барщевский в 1845 г., немецкий механик Г. Гебель в 1846 г., английский физик Д. В. Свон в 1860 г. предлагали новые конструкции и усовершенствования, но ощутимого успеха достигнуто не было. В то же время было установлено, что в качестве тела накала могли быть использованы платина, обугленные растительные волокна или ретортный уголь. Правда, платина была слишком дорогостоящей, а уголь — недолговечным. Для увеличения времени службы лабораторных образцов Г. Гебель в 1856 г. поместил тело накала в вакуум.

К 1860 г. относится создание русским подполковником В. Г. Сергеевым оригинального прожектора (лампы-фары), предназначенного для освещения минных галерей. Телом накала в лампе служила платиновая спираль; предусматривалось водяное охлаждение прибора.

Заметный прогресс в создании электрических осветительных приборов наступил в 70-е годы благодаря работам русского изобретателя А. Н. Лодыгина и американского изобретателя Т. А. Эдисона. В течение 1873—1874 гг. Лодыгин неоднократно устраивал временное электрическое освещение на улицах и в общественных зданиях Петербурга с помощью созданных им светильников.

В качестве тела накала в них использовались стержни из ретортного угля; для увеличения долговечности в ряде образцов (конструкции Лодыгина—Дидрихсона) монтировали несколько стерженьков, автоматически включавшихся взамен сгоравших, а из баллонов откачивали воздух. Лодыгин первым продемонстрировал практическую пригодность и эксплуатационное удобство ламп накаливания, преодолев барьер скептического отношения многих ученых и инженеров к принципиальной возможности осуществления этого вида освещения.

Читайте также:
Особенности и дизайн кухонь под старину

Конструкция лампы накаливания: а – Лодыгина—Дидрихсона, б – Эдисона

В 1879 г. Эдисон, добившись получения высококачественных материалов для тела накала и улучшения откачки воздуха из баллона, создал лампу с продолжительным сроком службы, пригодную для массового употребления. Особенно стремительное развитие электрического освещения начинается после освоения технологии изготовления вольфрамовых нитей. Способ применения вольфрама (или молибдена) для тела накала впервые дал А. Н. Лодыгин, предложивший в 1893 г. накаливать платиновую или угольную нить в атмосфере хлористых соединений вольфрама (или молибдена) вместе с водородом. Начиная с 1903 г. австрийцы Юст, Ф. Ханаман стали использовать идею Лодыгина в промышленном производстве ламп накаливания.

Введение электрического освещения способствовало развитию различных отраслей электротехники (электромашиностроения, электроизоляционной техники, приборостроения) и в конечном счете создавало объективные условия для перехода к централизованному электроснабжению.

На определенном этапе важная историческая роль в развитии электротехники принадлежала также дуговому освещению. Интерес к разработке дуговых источников света проявился несколько позже, чем к лампам накаливания, так как казалось, что создать конструкцию дуговой лампы, в которой бы обеспечивалась неизменность расстояния между электродами по мере их сгорания, затруднительно. Кроме того, долгое время не удавалось разработать технологию изготовления качественных угольных электродов.

Первые дуговые лампы с ручным регулированием длины дуги построили французы — ученый Ж. Б. Л. Фуко и электротехник А. Ж. Аршро в 1848 г. Эти лампы годились лишь для кратковременного подсвечивания. Изобретательская мысль направляется на создание автоматических регуляторов с часовыми механизмами и с электромагнитными устройствами. В 50—70-х годах это были наиболее распространенные электроавтоматические устройства. Дуговые лампы с регуляторами получили некоторое применение на маяках, для освещения гаваней и больших помещений, требующих интенсивной освещенности.

Однако конструкции электродуговых светильников с регуляторами, на усовершенствование которых было затрачено много усилий, не могли служить для массового применения. Радикальное решение проблемы было найдено русским изобретателем П. Н. Яблочковым, предложившим в 1876 г. дуговую лампу без регулятора — «электрическую свечу».

Решение Яблочкова было гениально просто: расположить электродные угли, изолировав их тонким слоем каолина, параллельно один другому и поставить вертикально. В таком положении по мере сгорания углей расстояние между ними не менялось — они сгорали подобно свече, и нужда в регуляторе отпадала. В процессе совершенствования своего изобретения Яблочков пришел к интереснейшим решениям, которые существенно отразились на всем ходе развития электротехники.

Прежде всего это относилось к освоению на практике переменных токов. В течение всего предшествующего периода применение электричества базировал исключительно на постоянном токе. Сложилось убеждение, что переменный ток не пригоден для технических целей. Для питания же свечей, как заметил Яблочков, лучше подходил переменный ток, обеспечивавший равномерное сгорание обоих углей. В короткий срок осветительные установки по системе Яблочкова были переведены на питание переменным током. Естественным результатом был увеличившийся спрос на генераторы однофазного переменного тока.

Электрическая свеча П. В. Яблочкова

Яблочкову принадлежит заслуга решения задачи освещения любым числом ламп от одного генератора. До него каждая дуговая лампа должна была иметь свой источник тока. Яблочков разработал несколько весьма эффективных схем «дробления электрической энергии», одна из которых — дробление посредством индукционных катушек — легла в основу построения электроэнергетических установок переменного тока, а сами индукционные катушки стали заметной вехой на пути создания трансформатора. В схемах Яблочкова впервые появились основные элементы современных энергетических установок: первичный двигатель, генератор, линия передачи и приемники.

Читайте также:
Назначение и особенности выбора вентиляторов дымоудаления для крыш

Электрические свечи Яблочкова, названные «русский свет», в конце 70-х годов появились на улицах и в общественных зданиях многих столиц мира; они проникли в производственные корпуса крупных заводов, на строительные площадки, верфи и т. п. С осени 1878 г., после основания в Петербурге предприятия П. Н. Яблочкова по изготовлению электрических машин и аппаратов, введение электрического освещения в Россия также заметно ускорилось.

Рост установок дугового электрического освещения вызывал потребность в мощных источниках тока. Появление динамомашины — экономичного электромашинного генератора — способствовало расширению сферы энергетического применения электричества. Разработка относительно дешевого и доступного приемника электрической энергии повлекла за собой зарождение идеи централизованного производства электроэнергии. Таким образом, электродуговое освещение, не войдя в дальнейшем. в практику столь широко, как освещение лампами накаливания, сыграло большую историческую роль в развитии новых направлений электротехники.

Проектирование электрического освещения

Проектирование внутреннего освещения

Электрическое освещение является неотъемлемой частью нашей жизни. Оно есть везде — дома, на работе, на улице и в магазинах. Большую часть информации из окружающего мира мы получаем при помощи глаз. Для человека очень важно иметь качественное освещение везде, где бы он ни находился. Грамотно выполненная система освещения позволяет снизить усталость и сохранить зрение, расслабиться или взбодриться, подчеркнуть преимущества товара и скрыть его недостатки, предотвратить или снизить вероятность несчастных случаев.

Это с одной стороны. А с другой стороны электрическое освещение является одним из электротехнических разделов проектной и рабочей документации. Для разработки проекта освещения необходимо знать требования норм проектирования, состав проекта, а также последовательность проектирования.

Нормативные документы

При проектировании искусственного электрического освещения необходимо учитывать требования следующих документов:

  • ГОСТ Р 21.1101—2013 «Основные требования к проектной и рабочей документации»;
  • ГОСТ 21.608-2014 «СПДС. Правила выполнения рабочей документации внутреннего электрического освещения. Рабочие чертежи»;
  • СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная версия СНиП 23-05-95*»;
  • СанПиН 2.2.½.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий»;
  • ПУЭ «Правила устройств электроустановок»;
  • СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»;
  • СП 6.13130-2013 «Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности».

Дополнительно к приведенным документам необходимо изучить требования документов, которые могут предъявлять дополнительные требования к конкретным видам зданий.

Состав комплекта рабочих чертежей внутреннего электрического освещения

В соответствии с ГОСТ 21.608-84, в состав основного комплекта рабочих чертежей марки ЭО включают:

  • Общие данные по рабочим чертежам;
  • Планы расположения электрического оборудования и прокладки электрических сетей;
  • Принципиальные схемы питающей сети;
  • Принципиальные схемы дистанционного управления освещением;
  • Схемы подключения комплектных распределительных устройств на напряжение до 1000В; для питающей сети (при необходимости);
  • Чертежи установки электрического оборудования (при отсутствии типовых).

К основному комплекту рабочих чертежей прикладывают спецификацию оборудования, изделий и материалов, выполненную по ГОСТ 21.110-2013 .

Последовательность разработки проекта внутреннего электрического освещения

Последовательность разработки проекта внутреннего электрического освещения мало отличается от других электротехнических проектов:

  1. Определяем назначение здания и перечень нормативных документов;
  2. Изучаем задание на проектирование (техническое задание) и технические условия на электроснабжение;
  3. Готовим подосновы для чертежей — планов расположения электрического оборудования и прокладки электрических сетей;
  4. Изучаем планировки здания, определяем требуемую освещенность в помещениях, требования к светильникам по пыле- влаго- и взрывозащите. Выбираем типы светильников и ламп;
  5. Выполняем светотехнические расчеты (рекомендую использовать DIALux) и определяем необходимое количество светильников для каждого помещения и расставляем их на плане;
  6. Определяем помещения, в которых необходимо наличие светильников аварийного освещения. На основе светотехнических расчетов выделяем светильники аварийного освещения из числа светильников рабочего освещения или устанавливаем дополнительные (СП 52.13330.2011 предъявляет требования к величине освещенности, создаваемой аварийным освещением);
  7. Расставляем на плане щиты рабочего освещения ЩО и щиты аварийного освещения ЩАО;
  8. Определяем способ управления освещением, группы управления освещением. Расставляем выключатели;
  9. Объединяем светильники в группы и вычерчиваем на плане трассы прокладки кабелей групповой сети;
  10. Определяем способы прокладки кабелей и добавляем необходимые примечания на планах расположения;
  11. Выполняем электротехнические расчеты для каждого щита и отрисовываем схемы щитов освещения;
  12. Отрисовываем схемы управления освещением;
  13. Выполняем чертежи установки светильников, выключателей;
  14. Оформляем общие данные, кабельный журнал для питающей сети (в случае необходимости);
  15. Составляем и заполняем спецификацию оборудования, изделий и материалов.
Читайте также:
Преимущества балясин из гранита и другого натурального камня

После выполнения данных пунктов получаем готовый проект внутреннего электрического освещения.

Создание электрического освещения

Характерной особенностью техники рассматриваемого периода явилось повышение роли электричества. В энергетике были сдела­ны крупнейшие изобретения, обеспечившие колоссальный техни­ческий прогресс XX в. Новый вид энергии – электричество – и новый тип универсального теплового двигателя – паровая турбина -вот главнейшие достижения энергетики, оказавшее революциони­зирующее влияние на всю технику этой эпохи.

В 70-80-е годы XIX в. были сделаны крупные научные обобще­ния в области изучения электричества и магнетизма. Эксперимен­тальные данные, накопленные при исследовании электричества и магнетизма в первой половине XIX в. (опыты Фарадея и др.), дали материал для создания электромагнитной теории Максвелла, ко­торая и стала основой развития электротехники в конце XIX – на­чале XX в. В это время начинается интенсивная разработка теоре­тических вопросов электротехники, связанных с практическим применением электроэнергии в самых различных областях капи­талистического производства.

В первую очередь инженерная мысль обратилась к вопросу об источниках электроэнергии – генераторах, так как без рациональ­ного источника электрического тока, способного вырабатывать токи необходимой мощности и частоты, было невозможно осуще­ствить внедрение электроэнергии в промышленное производство. Наиболее существенным достижением являлось изобретение ин­женерами Граммом, Гефнер-Альтенеком Фонтенем и др. электро­магнитного генератора с самовозбуждением и кольцевым якорем.

В ходе работ над усовершенствованием электрического освещения были сделаны многие важные открытия и изобретения. Была разработана схема дробления “электрического света”, изобретен трансформатор, был впервые применен переменный ток и т.д. эти новшества способствовали практическому разрешению вопроса о централизованном производстве электроэнергии и передаче ее к отдаленным местам потребления.

Проблема передачи электроэнергии на дальние расстояния раз­рабатывалась в основном в 80-х годах XIX в. В ходе многочислен­ных экспериментов русский ученый Лачинов и француз Депре, повысив напряжения тока в линии передач, наметили правильный путь к разрешению этой проблемы

В конце XIX в. проблема передачи электроэнергии на большие расстояния была в основном решена. Техническим средством, по­зволившим решить ее, явилось применение переменного тока, сначала однофазного, затем двухфазного и, наконец, трехфазного, передача которого оказалась наиболее выгодной и удобной. Сис­тема трехфазного тока была предложена русским инженером М.О. Доливо-Добровольским.

Решение проблемы передач электроэнергии на большие рас­стояния освободило промышленность от сковывавших ее местных энергетических условий. Электрическая энергия с начала XX в. прочно вошла в промышленное производство, сначала в виде группового, а затем индивидуального электропривода, который и осуществил реконструкцию всего силового хозяйства машинной индустрии начала XX в.

Читайте также:
Наружная отделка дома из арболита: выбор материала для облицовки

Создание электрического освещения

С 70-х годов XIX в. весьма быстро развивается техника элек­трического освещения. После изобретения электромагнитного те­леграфа создание электрического освещения было вторым шагом по пути практического применения электричества. Первые попытки применения электроэнергии для освещения относятся еще к началу XIX в.. В.В. Петров, наблюдавший в 1802 г. явления электрической дуги, впервые указал на возможность ее широкого использования для освещения. Явление светящейся электрической дуги исследовал в 1812г. английский ученый Дэви, который также высказал мысль о возможности электрического освещения. Создание источника света, действующего по принципу накали­вания проводника током, т.е. лампы накаливания, явилось первым шагом по пути практического применения электричества для нужд освещения. Самая ранняя по времени лампа накаливания была создана французским ученым Деларю в 1820 г. Она представляла собой цилиндрическую трубку с двумя концевыми зажимами для подвода тока, в ней накаливалась платиновая спираль. Однако лампа Деларю не получила практического применения. Но попыт­ки создания ламп накаливания не прекращались.

Особое место в области усовершенствования ламп накаливания занимают работы русского изобретателя А.Н.Лодыгина (1847-1923). В 1873 г. А.Н. Лодыгин применил электричество для осве­щения улицы в Петербурге. От всех предшествующих ламп нака­ливания лампы Лодыгина отличались тем, что в них в качестве тела накала применялись тонкие стерженьки из ретортного угля, помещенные в стеклянный шар или в цилиндр. В начале Лодыгин не удалял воздух из внутреннего пространства колбы, но затем, в процессе совершенствования своих ламп, он стал выкачивать воз­дух из них. В течение 1873-1875 гг. Лодыгиным и его помощника­ми было создано несколько конструкций ламп накаливания. Лам­пы Лодыгина были самыми ранними по времени осветительным установками, вполне пригодными для освещения улиц, помеще­ний общественного пользования, кораблей и т.п.Выдающийся американский техник-изобретатель Т. Эдисон (1847-1931), ознакомившись с устройством ламп Лодыгина, также занялся их усовершенствованием. После нескольких лет напря­женной работы в 1879 г. Эдисону удалось получить достаточно хорошую конструкцию лампы накаливания вакуумного типа с угольной нитью. В 1876 г. русский изобретатель П.Н.Яблочков (1847-1896) предложил так называемую “электрическую свечу” -дуговой источник света без применявшегося ранее регулятора. Яблочков во время одного из опытов установил, что дуговая лампа может действовать и без регулятора, если угли поставить параллельно, а не на одной прямой линии, как это ранее делалось. На этом принципе и была основана “свеча” Яблочкова, представляющая собой два угольных стержня, разделенных прослойкой какого-нибудь огнеупорного изолирующего материала, например каолина, гипса и т.п., испаряющегося под действием электрической дуги. Угли в “свече” Яблочкова присоединялись к зажимам источника тока, в результате между ними образовывалась дуга “Свеча” Яблочкова горела всего около двух часов. Но для своего времени она была самым удобным и доступным для широкого круга потребителей источником света.

Одновременно с электрическим освещением была решена про­блема применения электроэнергии в силовом аппарате промышлен­ности. В 1869 г. 3. Грамм (1826-1901), бельгиец по происхождению, работавший во Франции, получил патент на генератор нового типа, в котором изобретатель успешно применил принцип самовозбуж­дения вместе с весьма удачным конструктивным решением коль­цевого якоря.

Читайте также:
Сифон для ванной: как собрать сифон для ванны

Развитие генераторов и электродвигателей

Этот недостаток был устранен изобретением немецкого элек­тротехника Гефнер-Альтенека (1872 г.), который поместил обмот­ку генератора на наружной поверхности железного цилиндра, в результате чего было достигнуто максимальное использование движущихся в магнитном поле проводников. Изобретение Гефнер-Альтенека представляет собой один из важнейших этапов в исто­рии генераторов. С созданием электромагнитного генератора была решена проблема генерирования, или производства электрической энергии. Это было величайшим достижением электротехники.

В течение 70-80-х годов электрическая машина постоянного то­ка приобрела все основные черты современной машины. Даль­нейшие усовершенствования были направлены главным образом на повышение качества и улучшение использования динамо ма­шин.

Как составить проект освещения

Качественный проект освещения – залог долговечности электрической системы объекта

Освещение любого объекта осуществляется по специально разработанному или типовому проекту и рабочим чертежам с учетом требований санитарно-технических норм, ГОСТов, ПУЭ и другой действующей нормативной документации с учетом требований техники безопасности. Для проектирования привлекается большое количество специалистов разного профиля, которые совместными усилиями создают проект освещения помещений объекта. Туда входят не только специалисты-электрики, но и архитекторы, дизайнеры, инженеры по телемеханике, автоматике, электронике. Они должны хорошо знать возможности современной светотехнической индустрии, производителей осветительного оборудования, номенклатуру осветительных устройств, нюансы монтажа. Только в этом случае проект освещения квартиры, промышленного предприятия, магазина, развлекательного центра или другого объекта будет отвечать необходимым требованиям.

Необходимо знать, что на промышленных предприятиях и в учреждениях разных форм собственности помимо рабочего должны проектироваться другие виды освещения, такие как эвакуационное, дежурное, аварийное и т.д. Они требуют специфических знаний, чтобы грамотно произвести проектирование освещения помещения необходимо разбираться в терминах и нормах освещенности.

Важно! Производить проектирование освещения разрешается проектным организациям и частным лицам при наличии лицензии и специального допуска. Без наличия этих документов не получится согласовать проект в нужных инстанциях.

Этапы проектирования

Проект освещения является составной частью проекта строительства объекта любого назначения при возведении здания или его специально разрабатывают при реконструкции старого фонда.

Проектирование освещения выполняется поэтапно. Они включают в себя выполнение следующих работ:

  1. изучение дизайн-проекта с учетом поэтажных планов;
  2. подсчет нагрузок на электросеть;
  3. распределение розеток и источников света по помещениям и объединение их в единую сеть;
  4. проектирование трассы электроснабжения объекта;
  5. подбор защитно-коммутационных устройств и оборудования;
  6. проектирование электрического/электрических щитов или централизованного управления системой освещения.

Важно! Правильный подсчет электрической мощности станет важным фактором для ее выделения в необходимом количестве на объект от энергопоставляющей компании.

Каждый из этих этапов важен. Все вместе они обязательно выполняются с учетом норм и правил, а также стандартов пожаро- и электробезопасности. При этом решаются задачи, которые должны привести к таким факторам:

  • сделать себестоимость минимальной при сохранении качественных характеристик;
  • оптимальному способу прокладки трассы с минимальными затратами труда;
  • правильному подбору сечения кабелей;
  • установки необходимого количества розеток, выключателей в помещениях;
  • установки необходимых средств защиты для безопасности пользования системой;
  • экономному расходованию электрической энергии.

План освещения содержит документы текстовые и графические. В них дается анализ технических решений. Их может быть несколько, но выбирается более рациональный. Он станет основанием для определения мощности, способов и мест прокладки кабелей и проводов, размещения и выбора типа источников света, способов управления освещением. Для этого проводятся необходимые расчеты, которые прикладываются к проекту. После его утверждения в соответствующих инстанциях разрабатываются рабочие чертежи, по которым осуществляются монтажные работы на объекте.

Читайте также:
С44 профлист: размеры, вес, технические характеристики профнастила

Рабочий проект электроснабжения объекта включает в себя следующие документы:

  • акт балансовой принадлежности и ответственности за эксплуатацию;
  • пояснительную записку;
  • ведомость чертежей;
  • планы розеточных, распределительных и питающих сетей с указанием мест расстановки оборудования, устройств и приборов;
  • однолинейную схему электроснабжения;
  • схемы щитов;
  • спецификации.

Указанные документы содержат полную информацию по электроснабжению объекта. Их используют в своей работе электромонтажники, которые будут выполнять работы, а также надзорные органы, осуществляющие контроль над выполнением работ и подключением к энергопоставляющим сетям.

Типовой проект

План электроснабжения и освещения жилой квартиры

План освещения квартиры, частного дома или другого объекта может быть выполнен по типовому проекту освещения. Он представляет собой готовое решение, которое может быть выполнено в постройках стандартного типа. Такое решение давно уже выполняют по хорошо зарекомендовавшим себя проектам. При желании выполнить самостоятельно все работы при реконструкции освещения квартиры, дома или объекта нежилого фонда можно подобрав типовой проект в сети интернет и руководствоваться его указаниями и рекомендациями. Там план освещения квартиры подбирается в зависимости от количества помещений, а других объектов от уровня освещенности, который должен быть в помещении.

Секреты освещения квартир заключаются в составлении подробной схемы установки осветительных приборов и коммутационных устройств во всех помещениях с учетом подключения каждого электрического изделия, объединения их в группы и подключения к управлению. На рабочих чертежах указывают вид выключателя с учетом количества клавиш или тумблеров для включения/выключения и стрелками указывают источник света или их группу, к которым он относится. Для помещений длинных и больших предусматривают дублирующие выключатели. Они устанавливаются в разных точках помещения, но включают один и тот же источник света. Все осветительные приборы, розетки, выключатели на планах привязывают соответствующими обозначениями к стене или любому проему (оконному, дверному).

Проектирование светодиодного освещения

Светодиодная подсветка в интерьере помещения квартиры

В настоящее время широко используются для освещения объектов разного назначения LED-светильники, которые выпускаются производителями в большом и разноплановом ассортименте. Благодаря этому и своему уникальному качеству потреблять малое количество электрической энергии они чаще всего используются для освещенности объектов разного назначения. Проектирование светодиодного освещения требует знаний рынка этой продукции, нюансы монтажа, подключения и эксплуатации.

Пример расположения розеток и светильников в квартире на чертеже

Светодиодные источника света подбираются с учетом габаритных размеров помещения и стиля, в котором оно выполнено. Для небольших квартир их подбирают и устанавливают так, чтобы визуально увеличить пространство. Чаще всего выполняют контурное освещение пола и потолка, а также устанавливают небольшие по размерам люстры в центре помещения. Таким источником света может быть как светодиодная лента, так и шнур. Подсветка этими приборами мебели создаст уникальное решение.

Подсветка мебели светодиодными лентами

Помещения квартир и объектов больших и средних размеров требуют совсем другой подход. Источники света здесь устанавливают так, чтобы, подчеркнуть достоинства помещения и скрыть изъяны. Здесь можно создать удивительные композиции, которые зависят от вкуса заказчика и полета фантазии дизайнера. Предпочтение следует отдавать системам освещения с дистанционным управлением. Это актуально для частных домов, коттеджей, где светодиодное освещение выполняют не только в помещениях, но и на территориях.

Проект освещения – основа создания уюта, комфорта и дизайна любого интерьера. Требует знаний во многих областях, включая компьютерные программы, без которых невозможно создать грамотный и работоспособный проект.

Видео о составлении проекта освещения

Ссылка на основную публикацию