Расчет освещенности уличного освещения

«Свет в твоем окне, как он нужен мне»

Увы, человеку не дано ночное зрение, как у кошки – без света даже коренной обитатель дома будет чувствовать себя неуютно, будто ему не хватает защиты. К тому же темный сад, густые кустарники и клумбы ночью привлекают всевозможных змей, насекомых, лягушек. Уличное освещение сегодня – это целые системы светильников и фонарей, которые выполняют как декоративную, так и техническую функцию.

В случае с декорированием ландшафта освещение устанавливается по всей придомовой территории и подсвечивает беседки, лавочки, фонтаны, клумбы и цветники. Цвет лучей может быть самым разным и легко превратит зеленую зону в сказочный мир.

У освещения есть и чисто техническая функция – безопасность обитателей. Грамотный расчет и расстановка осветительных приборов позволяет даже ночью прогуливаться по саду без риска споткнуться о бордюр, зацепиться за ветку дерева или промахнуться мимо дорожки прямиком в колючие кусты. Технические фонари устанавливают на всех важных входах и выходах, вдоль тропинок, у гаража и у крыльца. Расчет освещенности территории позволяет экономно покрыть светом ламп всю территорию.

К современным системам уличного освещения предъявляются достаточно высокие требования – так, для освещенности парковочной зоны следует приобретать осветительные приборы, которые включаются автоматически при открытии ворот или входной калитки. В темное время суток необходимо предусмотреть автоматические включение так называемого охранного освещения, которое обеспечит видимость всех подходов к дому. В целях экономии средств автоматика должна срабатывать и утром, отключая все фонари.

Чтобы обеспечить автоматическое включение и отключение света при открытии дверей или ворот сегодня часто используют лампы и прожекторы со встроенным датчиком движения. Самыми экономными устройствами являются современные осветительные приборы на базе светодиодов. На датчиках можно выставить дальность реагирования, время свечения после включения, степень естественной освещенности, при которой прибор начинает срабатывать, и чувствительность датчика. И все же будьте готовы к тому, что во время сильного ветра прожектор будет постоянно включаться от движения веток деревьев, реагировать на крупных домашних животных. Если прибор установлен рядом с окнами спальни, он будет мешать во время сна. Поэтому обязательно предусмотрите возможность полного отключения прибора.

Расчёт сети наружного освещения

Сечение проводников осветительной сети должны обеспечивать;

— достаточную механическую прочность;

— прохождение тока нагрузки без перегрева сверх допустимых температур;

— необходимые уровни напряжения у источников света:

— срабатывания защитных аппаратов при коротких замыканиях в сети.

Необходимое минимального сечение проводника кабельной линии рассчитывается по формуле:

(8.15)

где – сумма моментов данного и всех последующих по направлению энергии участков с тем же числом проводов в линии, как и на данном участке;

— сумма моментов всех ответвлений, питаемых данным участком и имеющим иное число проводов в линии, чем на этом участке;

— коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов (светильников) на ответвлении от основного участка определяется по таблице П.И.1;

— коэффициент, зависящий от схемы питания и материала проводника, определяется по таблице П.И.2;

– величина располагаемых потерь напряжения сети, зависящая от мощности трансформатора на ТП, коэффициента его загрузки и cosφ нагрузки, определяется по

таблице П.И.3

При разном расстоянии между светильниками и неодинаковой мощностью ламп в них, момент нагрузки для трехпроводной сети рассчитывается по формуле:

; (8.16)

-если мощность ламп одинакова, но имеется разное расстояние между светильниками, то момент рассчитывается по формуле:

; (8.17)

-если мощность ламп и расстояние между светильниками одинаковы, тогда

момент нагрузки рассчитывается по формуле:

; (8.18)

– момент нагрузки для трехпроводной сети с одним или двумя светильниками рассчитывается по формуле:

; (8.19)

где – мощность лампы, длина кабельной линии до светильника и номер светильника.

— мощность светильников уличного освещения рассчитывается по формуле:

; (8.20)

где КПРА – потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре светильника, для светильников с лампой типа ДРЛ — КПРА = 1,1

Расчёт сети наружного освещения ведётся по наиболее загруженной ветви, отходящей от ТП.

Пример расчета сети уличного освещения:

На рисунке 8.1 представлена схема одного участка уличного освещения станкостроительного завода.

1. Рассчитываем момент нагрузки самого удлиненного участка сети М(1-17), так как мощность ламп в светильниках принята одинаковая РЛ=125Вт, а расстояние между светильниками разное, то расчет произведем по формуле (8.17)

2. По этой же формуле рассчитываются все ответвления от основного участка:

М(18-23); М(24-27); М(28-31); М(32-34); М(35-39); М(40-44); М(45-49)

3. Момент нагрузки с отличным числом проводов в линии:

m(50) = РСВ

4. Рассчитывается необходимое минимальное сечение проводника по формуле (8.15)

5. принимается ближайшее большее стандартное сечение кабельной линии освещения по таблице П.З.6

Выбор светильников и фонарей

Сегодня у потребителей есть просто огромный выбор осветительных приборов. Классические фонари на столбах, настенные и подвесные лампы, яркие прожекторы и роскошные светодиодные ленты, автономные светильники на коротких ножках и многое-многое другое.

И все же, выбирая уличные светильники, ориентируйтесь на практическую сторону вопроса и нормативы освещенности тех или иных зон, которые приведены в СНиП (23-05-95). Этот документ поможет вам грамотно подобрать осветительные приборы для парковки, проездов, детской площадки.

Для подсветки садовых дорожек отлично подойдут фонари на солнечных батареях – они сэкономят вам массу времени и средств на прокладку электропроводки.

Их можно расположить совершенно хаотично, подсвечивая как целые композиции, так и отдельные кустарники. Для сада также отлично подойдут декоративные фонарики в виде садовых фигурок. Крыльцо дома лучше осветить фонарями на кронштейнах, закрепленных с фасадной стороны – они не займут много места и охватят наибольшую площадь освещения.

Расчет схемы освещенности придомовой территории должен учитывать некоторые обязательные моменты. Так, прокладывая кабель в траншеях, необходимо соблюдать следующие расстояния:

кабели прокладывают не ближе, чем 0,6 м к постройкам;
от трубопровода выдерживают расстояние 0,5 м;
от параллельно проходящих кабелей – от 0,3 до 0,5 м.

Глубина траншеи – не менее 0,7 м. Если вы намерены прокладывать кабель по воздуху, то делайте это на высоте 3 м от садовых дорожек и 6 м от проезжей части. Радиус освещения не должен пересекаться, иначе вы будете переплачивать за электроэнергию. Все выключатели следует спрятать в защищенных от осадков местах, а если это невозможно по ряду причин, позаботьтесь о надежном пластиковом колпаке или контейнере. Обязательно заземлите все приборы. Не забывайте о соседях – если свет будет попадать им в окна или даже на территорию, это может послужить поводом для скандала.

Пример расчета уличного освещения

Чтобы рассчитать уличное освещение, необходимо знать нормативную освещенность (в люксах, лк), которая требуется для конкретной территории. Значение можно найти в СП 52.13330.2016.

Пример – необходимо организовать комплексное освещение площади размерами 140х150 м. Нормативная освещенность (E) для этого объекта представлена в п. 7.5.1 СП 52.13330.2016, в частности в таблице 7.11. Она составляет не менее 10 лк.

Формула для расчета

Чтобы вычислить количество светильников, необходимо воспользоваться следующей формулой:

N = E · S · Z · k/(F · ɳ),

где N – искомое число светильников, E – требуемая освещенность, S – площадь, Z – показатель неравномерного освещения территории, k – коэффициент учета длительной эксплуатации, F – световой поток, ɳ – показатель отражающей способности объектов.

Как найти каждое значение

Где взять каждое значение:

E – 10 лк на уровне земли.
S – 21000 м2.
Z – определяется как отношение Eср/Eмин. Коэффициент принимается равным 1,1, поскольку минимальная освещенность не должна отличаться от нормируемой более чем на 10%. Как рассчитывается Z: если принять Eср за единицу, тогда Eмин должно быть не менее 0,9, т. е. 100 – 10 = 90% (об этом говорится в п. 4.1 СП 52.13330.2016), тогда соотношение Eср/Eмин составляет 1/0,9 = 1,1.
K – принимается равным 1,2, учитывает некоторое ухудшение характеристик светильников со временем.
F – световой поток вычисляется в зависимости от характеристики выбранного осветительного прибора. К примеру, это будет уличный светильник ATR-STREET-ELl40 с мощностью 350 Вт и светоотдачей 130 Лм/Вт. Световой поток F будет равен 350 · 130 = 45 500 Лм.
ɳ – коэффициент отражения для светло-серого асфальта, уложенного на площади, составляет 0,5.

Имея числовые значения всех параметров расчета уличного освещения, можно вычислить количество светильников:

N = 10 · 21000 · 1,1 · 1,2/(45 500 · 0,5) = 277 200/22 750 = 13.

Результат расчета

Таким образом, в результате расчет освещенности уличного освещения площади 140х150 м получилось, что для обеспечения 10 лк на уровне земли требуется 13 светильников. Теперь остается грамотно расположить их по всей площади. Расстояние между светильниками уличного освещения подбирается так, чтобы не осталось участков затенения. При выбранной расстановке необходимо определить, обеспечивается ли требуемая освещенность. Если нет – схему расположения необходимо скорректировать.

Выполняем расчет количества осветительных приборов

Задавшись целью заранее рассчитать расходы на осветительные приборы, забудьте о замерах «на глаз» – рискуете переплатить деньги за лишние фонари. Существует специальный расчет, который учитывает коэффициент использования светового потока. Чтобы подобрать количество необходимых светильников, используйте следующую формулу: N = E * S * z * k / (F * η).

N – искомое количество светильников.
Е – необходимая минимальная освещенность, измеряется в люксах (лк).
S – освещаемая площадь, м2.
z – коэффициент учета неравномерности освещения, выдаваемого определенным типом ламп. Например, для светодиодных и люминесцентных ламп коэффициент равен 1,1, для ламп накаливания – 1,15.
k – коэффициент запаса. Учитывает возможное снижение яркости лампы при длительном использовании и загрязнении стекла. Для светодиодных ламп равен 1,2, для люминесцентных – 1,5.
F – количество света, излучаемого одной лампой, измеряется в люменах (лм).
η – коэффициент, который учитывает отражающую способность предметов, расположенных рядом с источником света.

Итак, проведем для примера расчет количества осветительных приборов, необходимых для парковочной зоны площадью 150 кв. м. Для начала определим световой поток F, который излучают лампы. Для этого воспользуемся приблизительными данными, которые можно найти в описании ламп. Нас интересует P – мощность лампы в Вт и K – коэффициент светимости на 1 Вт мощности. Например, у светодиодного прожектора мощность равна 40 Вт, а коэффициент светимости – 90 лм/Вт. Перемножим эти значения для получения F: F = 40 * 90 = 3600 лм.

Коэффициент η можно посмотреть в специальной инструкции СН 541–82. На нашей парковочной площадке поверхность изготовлена из светло-серого бетона, для которого η = 50%. Минимальная освещенность для площадок вроде парковочных по нормам не должна превышать 10 люксов – в формуле это E.

Итак, все нужные данные для расчета мы нашли, осталось теперь высчитать необходимое количество световых устройств для выбранной нами площадки.

N = E * S * z * k / (F * η) = 10*150*1,1*1,2/ (3600*0,5) = 1,1

Как видим, приблизительно одного мощного светодиодного прожектора на 40 Вт или два осветительных прибора мощностью 20 Вт будет вполне достаточно, чтобы осветить выбранную площадку.

Пример расчета наружного освещения

Рассмотрим на конкретных примерах схему вычисления расчета наружного освещения.

Пример 1: освещение улицы, двора

Данные проекта: освещение улицы, двора. Нужно вычислить необходимое количество светильников. Для этого применяется следующая формула:

N=E*S*z*k/(F*ɳ)

В этой формуле:

N – это искомое количество светильников;

Е – показатель минимальной степени такого определения, как освещенность;

S – площадь;

Z – показатель неравномерного освещения территории;

K – коэффициент учета длительного использования;

F – показатель излучаемого света;

ɳ — показатель отражающих способностей элементов.

Имейте в виду, что необходимые физические характеристики и параметры осветительных приборов указаны в их технической документации.

Допустим, нам нужно рассчитать необходимое количество осветительных приборов на придомовой территории новостройки размером 250 кв. м. Как правило, для освещения данных площадок используются светодиодные прожекторы. Их параметры и возьмет в расчет.

Итак, во-первых, фиксируем значение F. Эти данные записаны в инструкции к прожектору.

Во-вторых, находим значения мощности устройства и коэффициент возможной светимости. В нашем случае эти показатели оставили — 40 Вт мощность и 90 лм/Вт светимость.

В-третьих, находим значение сетевого потока F=40*90=3600 лм.

В-четвертых, нам необходимо значение ɳ. В нашем случае, учитывая, что покрытие территории светло-серого цвета, его отражающая способность равна 50%.

В-пятых, норму освещения возьмем стандартно – 10 люксов.

Осталось подставить числовые значения в формулу:

F=10*250*1,1*1,2/(3600*0,5)=1,8

Округляя, полученное значение, получим ответ – на общедомовую территорию площадью 250 кв.м. достаточно установить 2 светодиодных прожектора, мощностью 40 Вт.

Наружное освещение подъезда

Пример 2: освещение проезжей части

Освещение проезжей части.

Вычислить необходимое расстояние между светильниками высотой 9 м, на проезжей части дороги шириной 6 м. Используемые модели светильников — РКУ01-250. Установочные лампы — ДРЛ-250.

Расстояние между светильными приборами (шаг светильников) вычисляется по формуле:

Ф=L*K*π/η

В этой формуле:

L – нормируемый коэффициент яркости покрытия;

К – коэффициент запаса (накаливания);

η – параметр использования светового потока.

Для проведения вычислений также потребуются специальные данные таблиц коэффициентов использования светильников. Таблицы можно найти в технической литературе.

В первую очередь нормируемый коэффициент покрытия в нашем случае будет равен — 0,4 кд/м2.

Далее найдем отношение между шириной дороги и высотой светильников: b/h = 6/9 = 0,66.

Коэффициент светового потока определим по таблице: η = 0,044.

Шаг светильников в таком случае будет равен: Ф = 0,4*1,5*3,14/0,044 = 42,8.

Дело за малым – устанавливаем фонари!

Расчет остался позади, теперь пришла пора заняться воплощением проекта в жизнь. Выяснив количество осветительных приборов, возьмите план дачного участка и равномерно распределите их по территории, соблюдая нужные расстояния. Затем пора устанавливать опоры или засверливать в стены отверстия для креплений, если речь идет о настенных приборах. Сложнее всего с опорами – для работы вам понадобится строительный уровень, цемент, песок, щебень мелкой фракции, пластиковая труба, деревянная опалубка.

Как установить фонари — пошаговая схема

Шаг 1: Выкапываем колодец

С помощью коловорота выройте колодец глубиной около 70 см. На дно колодца засыпьте слой песка и щебня общей толщиной 20 см. Эта подушка тщательно утрамбовывается, после чего устанавливается деревянная опалубка – она должна подниматься над уровнем грунта на 10–20 см. В опалубке следует предусмотреть место выхода пластиковой трубы, которая будет служить ходом для подземного кабеля к светильнику через бетонное основание. Торцы трубы следует обязательно заклеить, чтобы раствор не закупорил ее.

Шаг 2: Заливка фундамента

Затем выполняется стандартный замес бетонного раствора и заливается внутрь колодца с опалубкой. После утрамбовки раствора по центру будущей опоры устанавливается вертикально анкер, которые будет креплением для будущего фонарного столба. Раствор должен полностью затвердеть – на это может уйти несколько дней. Не забывайте в жаркую погоду поливать бетон водой, чтобы он не пересох и не растрескался.

Шаг 3: Подключение фонарей

Опоры крепятся к анкеру у основания, затем подводится проводка и устанавливаются фонари. Не забудьте предусмотреть выключатели света, если в них есть необходимость. Провода следует соединять с помощью клемм и термоусадочной трубки, которая обеспечит наилучшую степень гидроизоляции.

Шаг 4: Проверка

После установки осветительных приборов не забудьте осуществить контрольную проверку соединений, сопротивления нуля с фазой и работу выключателей.

Для установки осветительных приборов нет никакой нужды обращаться к профессиональным электрикам – соблюдая правила безопасности, вы можете совершенно самостоятельно справиться с этой задачей.

Автор: Михаил Малофеев
Распечатать

Оцените статью:

(3 голоса, среднее: 2.7 из 5)
Поделитесь с друзьями!