Проэктирование освещения улиц и дорог

 

 

міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни

 

Харківська національна  академія міського господарства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

 

з дисципліни «Освітлення міст та спортивних споруд»

 

на тему: «Проектування електричного освітлення вулиць і доріг»

 

 

 

 

Студентки) 5 курсу групи МСДС-1

напряму підготовки 6.050701 «Електротехніка та електротехнології»

спеціальності 8.05070105 «Світлотехніка і джерела світла»

Вася Вася ВАся

(прізвище та ініціали)

Керівник ст.викл. каф. СДС О. М. Ляшенко

 

Національна шкала ________________

  

Кількість балів: ______  Оцінка:  ECTS _____

 

           Члени комісії ________________  __________________

                                                                                                                                            (підпис)                        (прізвище та ініціали)

________________  __________________

                                                                                                                                            (підпис)                        (прізвище та ініціали)

________________  __________________

                                                                                                                                            (підпис)                        (прізвище та ініціали)

 

 

 

 

 

 

м. Харків – 2012 рік

 

Зміст

Вступ …………………………………………………………………………. 3

1 Розрахунок кроку ліхтарів за середньою яскравістю …………………… 5

2 Вибір ОУ за техніко-економічними показниками…………………………. 6

3 Світлотехнічні розрахунки ОУ…………………………………….….….. 9

3.1 Розрахунок яскравості в окремих точках………………….…........... 9

3.2 Розрахунок середньої яскравості і коефіцієнта використання за яскравістю…………………………………………………………….......... 13

3.3 Розрахунок яскравості  за допомогою світлотехнічної  програми

DiaLux……………………………………………………………………… 16

3.4 Розрахунок освітлювальної установки пішохідних зон за

 середньою світленістю…………………………………………………… 18

3.5 Розрахунок показника засліпленості……………………………..….. 19

4 Схеми живлення освітлювальної установки і розрахунок перерізів

ліній живлення………………….………….……………………………… 20

Література .......................................................................................………….. 25

Додатки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

Основним завданням  установок зовнішнього освітлення є створення зорових умов, при яких забезпечується рівень видимості, що дозволяє водіям механізованого транспорту вчасно виявляти й розрізняти різні перешкоди на шляху руху транспорту з відстані в кілька десятків метрів, а пішоходам розрізняти нерівності тротуару й бруківки, побачити огородження й розпізнати зустрічних людей з відстані в кілька метрів.

При проектуванні вуличних освітлювальних установок мають  бути забезпечені:

а) нормовані величини середньої яскравості покриттів  при оптимальних кількісних показниках установок;

б) раціональне використання електроенергії;

в) висока надійність освітлення;

г) безпека обслуговуючого персоналу та ряд інших вимог, пов'язаних з керуванням освітлювальних установок і зручністю їхнього  обслуговування.

У цьому проекті потрібно вибрати основні параметри освітлювальної установки (ОУ) залежно від норми яскравості дорожнього покриття, розподілу яскравості й показника засліпленості. Залежно від ширини проїзної частини, схеми розташування, типів освітлювальних приладів (ОП) і джерел світла (ДС) визначити висоту установки ОП, крок і число світильників (опор)  на 1 км дороги,  встановлену потужність ОУ на 1 км вулиці.

Встановлена потужність ОУ, віднесена до 1 м² проїзної частині й одиниці норми освітлювання (яскравості, освітленості), дозволяє вибрати найраціональніший за витратою електроенергії варіант установки, що забезпечує задану середню яскравість (середню освітленість) дорожнього покриття.

На остаточний вибір  варіанта установки впливають значення приведених річних витрат, розрахованих за варіантами ОУ, з урахуванням вартісних показників, затверджених (діючих) цінників.

 

 

Вихідні данні:

Зовнішній игляд вулиці на рисунку 1.

 

 

 

 

Рисунок 1 – Зовнішній вигляд вулиці. (а =30 м; b = 15 м; c = 4 м)

Нормована середня яскравість:  L_ср=1,0 ; Е_г.ср.=15лк

Для даного проекту використовуємо нижче приведене обладнання:

Опора ОТЗ – 8,0 – 1,5 ; кронштейн К1 – 1,0 – 1,0 – 0,140 – а

Світильники:

ЖКУ15-250-107(ДНаТ-250), (Рисунок 2, а),  = 22000 лм.

τ_л = 15000 год.

ГКУ15-250-101 «Б» (МГЛ-250),  = 19500 лм.   τ_л = 10000 год.

Укрсвітлоторг LED LS01 (150 Вт); (Рисунок 2, б)  = 14000 лм. 

 τ_л = 50000 год.

а)     б)

Рисунок 2 – Консольні  світильники з розрядними лампами (а) та світлодіодний світильник (б).

 

 

 

1. Розрахунок кроку ліхтарів за середньою яскравістю

Крок ліхтарів (опор із світильниками) розраховують за формулою 1.1:

, (1.1)

де D - крок ліхтарів, м;

- нормована середня яскравість покриття, кд/м² ;

- коефіцієнт запасу( к=1,5);

- ширина проїздної частини  вулиці чи дороги, м;

M - кількість рядів світильників уздовж освітлюваної смуги;

- коефіцієнт використання за яскравістю світильників і-го ряду

- світловий  потік світильника   і-го ряду;

- число світильників ліхтаря,  що відносяться до і-го ряду.

Значення коефіцієнту  використання за яскравістю світильників зазначається у каталогах. При висоті опори 10м і ширині проїзної частини вулиці 15 м: для газорозрядних світильників =0,05; для LED =0,06

ЖКУ15-250-107 (ДНаТ 250):

м

ГКУ15-250-101 (МГЛ 250) :

м

LED LS01:

м

 

 

 

 

 

 

 

2. Вибір ОУ за техніко-економічними показниками

Питому встановлену  потужність знаходять як потужність ОУ, віднесену до довжини, і розраховую за формулою 2.1:

 _(2.1)

де  – потужність ламп у світильнику з урахуванням втрат у ПРА (формула 2.2), Вт;

Рсв = (Рл + ΔР_ПРА) п_л.  (2.2)

Рл - потужність однієї лампи, Вт;

ΔР_ПРА  - величина втрат у ПРА, Вт (Для газорозрядних ламп втрати потужності у ПРА складають 10%∙від Р_л; втрати потужності на драйвері світлодіодного світильника близько 15%)

-  число ламп у світильнику;

- число світильників ліхтаря,  що відносяться до одного ряду.

 

ЖКУ15-250-107(ДНаТ 250):

Вт

ГКУ15-250-101 (МГЛ 250) :

Вт

LED LS01:

Вт

 

Питомими приведеними  витратами С називається сума експлуатаційних витрат на утримання установки і 15 % витрат на придбання і монтаж світильників, придбання та установку опор, віднесених до довжини вулиці (формула 2.3).

. (2.3)

Складовими річних експлуатаційних  витрат є:

Се - питомі витрати на оплату електроенергії, споживаної установкою за рік, грн./м²;

С_л  – питома вартість замінюваних протягом року ламп, грн/м² ;

С_об – питома вартість обслуговування установки за рік, грн/м²;

Значення С_е , С_Л   і С_об знаходять за формулами 2.4, 2.5 та .2.6 відпоідно:

 _(2.4)

 (2.5)

  (2.6)

де  - коефіцієнт, що враховує втрати потужності в мережі, дорівнює 1,03;

Т - число годин використання ОУ за рік; год.

q₀ - вартість 1 кВт/год електроенергії, грн;

K_л - вартість однієї лампи, грн.;

К_с - вартість одного світильника без ламп, грн.;

- строк служби ламп, год;

j_об - коефіцієнт відносних витрат на обслуговування світильників, дорівнює 0,1.

 

ЖКУ15-250-107(ДНаТ 250):

 грн./м²

 грн./м²

 грн./м²

ГКУ15-250-001 (МГЛ-250):

 грн./м²

 грн./м²

 грн./м²

LED LS01:

 грн./м²

 грн./м²

 грн./м²

 

Розмір питомих річних капіталовкладень на 1 м² знаходять за формулою 2.7

 (2.7)

 - вартість опори і її монтажу, грн.

ЖКУ15-250-107(ДНаТ 250):

 грн./м²

ГКУ15-250-001 (МГЛ-250):

 грн./м²

LED LS01:

 грн./м²

В таблиці 1 приведемо  сумарні показники витрат по варіантах.

Таблиця 1 – Сумарні  показники за варіантами.

Варіант	Сі=Се+Сл+Соб, грн/м2	εК, грн/м2	, грн/м2
1	1,384	12,737	14,121
2	1,663	14,493	16,156
3	4,745	36,415	45,905

Хоча термін експлуатації світлодіодного світильника близько 20 років, на жаль, попри всі очікування, поки що його світловіддача (близько 90 лм/Вт) і ціна не дозволяють обрати його для освітлення даного об’єкту.

Тож обираємо 1-ий варіант ЖКУ15-250-107(ДНаТ 250), що має мінімальні сумарні показники за витратами.

 

 

 

 

3. Світлотехнічні розрахунки ОУ

3.1 Розрахунок яскравості  в окремих точках

Крива сили світла світильника ЖКУ15-250-107 має вигляд (рисунок 3):

Рисунок 3 – КСС світильника ЖКУ15-250-107.

Розподіл сили світла світлового приладу занесемо в таблицю 2.

Таблиця 2 – Розподіл сили світла світильника ЖКУ15-250-107 в поздовжній Со (β=90°) і поперечній С90 (β=0°) площинах:

 

β°	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80
С0	250	255	260	270	280	295	315	340	360	385	410	455	510	550	250	70	0
С90	250	240	220	160	110	100	90	80	75	70	60	55	45	30	20	10	0

На рисунку 4 зобразимо  криві розподілу сили світла світильника  ЖКУ15-250-107 у прямокутних координатах.

Рисунок. 4 – Криві розподілу сили світла світильника ЖКУ15-150-103