Реконструкция внешних электросетей, внутренней сети освещения и электропитания электрооборудования КГБ ОУ НПО ПУ №21

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2.1 Отопление

2.2 Электроснабжение

2.3 Источники света

3. РАСЧЁТ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

3.1 Выбор светильников

3.2 Расчёт электрического освещения

3.3 Пищеприготовление

3.4 Расчет силового оборудования

3.5 Выбор марки и сечения кабелей для осветительной и силовой нагрузки

3.6 Расчет электрических нагрузок на вводе

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

4.1 Общее положение

4.2 Расчет капиталовложений

4.3 Обоснование экономической эффективности реконструкции

4.4 Методика расчета единовременных и текущих затрат на осветительные установки

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ

5.1 Характеристика объекта и анализ условий труда

5.2 Общее состояние охраны труда

5.3 План дополнительных мероприятий по охране труда

5.4 Эксплуатация электрооборудования

5.5 Электробезопасность

5.6 Расчет повторного заземления

5.7 Устройство защитного отключения

6. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

6.1 Общие вопросы

6.2 Загрязнение окружающей среды

6.3 Последствия загрязнения окружающей среды

6.4 Природоохранная деятельность

6.5 Материальное стимулирование природоохранной деятельности

6.6 Утилизация энергосберегающих ламп

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение учебных аудиторий оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих и учащихся, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.

При освещении учебных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющемся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, и совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.

Основной задачей освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы. Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости, увеличивает скорость различения деталей, что сказывается на лучшем восприятия предмета студентами.

Одним из значительных резервов экономии энергетических ресурсов является рационализация электропотребления в осветительных установках. Достаточно часто применяются неэффективные источники света, а выбор светильников по светотехническим характеристикам и их размещению не всегда обоснован. Экономия электроэнергии и затрат на освещение может быть получена за счет: совершенствования систем освещения; использования эффективных источников света; правильного выбора и рационального размещения светильников и применения новых осветительных приборов и устройств; рационального построения осветительных сетей; введения планомерной эксплуатации освещения.

Поэтому существующая система не удовлетворяет СанПиНу и энергосбережению.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

Учебный, двухэтажный корпус профессионального училища № 21, расположенного по адресу: г. Красноярск Свердловский район ул. Академика Вавилова 19А. Общая площадь участка, на котором расположено здание составляет 1560 м2.

Здание предназначено для строительства в I климатической зоне, с расчетной температурой наружного воздуха до - 45.°С нормативным скоростным напором ветра до 38 кг/м2, весом снегового покрова до 100 кг/м2. Режим эксплуатации нормативный группа А. Сейсмичность 7 баллов.

Отопление корпуса централизованное от ТЭЦ. Водоснабжение осуществляется от городского водопровода. Территория и здание оборудовано наружным и местным освещением.

Здание дома IV класса, IV степени долговечности, III степени огнестойкости, двухэтажное с неиспользуемым чердаком.

Материалом несущих конструкций служит кирпич (колодцевая кладка), перегородки кирпичные толщиной 120 мм из красного полнотелого кирпича М-75 на растворе М-50. Крыша двухскатная. Кровля асбестоцементная, волокнистые листы среднего профиля по деревянным брускам.

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2.1 Отопление

Система отопления - совокупность конструктивных элементов со связями между ними, предназначенными для получения, переноса и передачи необходимого количества теплоты в обогреваемые помещения.

Система отопления для выполнения возложенной на нее задачи должна обладать определенной тепловой мощностью, за счет которой будут достигаться наиболее комфортные условия жизни человека. Она включает в себя отопительные приборы, трубопроводы, регулировочную, запорную и воздухоспускную аппаратуру.

Системы отопления бывают с естественной и насосной циркуляцией теплоносителя, в качестве теплоносителя может использоваться вода или антикоррозийные антифризы.

По положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или горизонтали, системы делятся на вертикальные и горизонтальные.

В нашем случае используется однотрубная система - приборы соединены одной трубой и вода протекает последовательно через все приборы.

Трубы бывают металлические (оцинкованные, не оцинкованные и медные) и неметаллические (пластмассовые).

Из металлических труб часто используются стальные шовные (сварные). Стальные трубы изготавливают из мягкой углеродистой стали, что облегчает выполнение изгибов, резьбы на трубах и различных монтажных операций. Широкое применение стальных труб в системах центрального отопления объясняется их прочностью, простотой сварных соединений.

Медные трубы отличаются долговечностью, но они менее прочны и дороже стальных.

Термостойкие пластмассовые трубы обладают пониженным коэффициентом трения, вследствие чего снижается их гидравлическое сопротивление, они не зарастают и не подвержены коррозии. Гибкость пластмассовых труб, простота их обработки значительно облегчают монтаж, пониженная теплопроводность уменьшает теплопотери через их стенки.

Внедрение пластмассовых труб в отопительную технику ограничивается повышенной стоимостью.

2.2 Электроснабжение

Электроснабжением называется обеспечение потребителей электрической энергией.

Системой электроснабжения называется совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией.

Централизованным электроснабжением называется электроснабжение потребителей от энергосистемы.

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных (ВЛ) и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Приемником электрической энергии (электроприемником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

Независимым источником питания электроприемника или группы электроприемников называется источник питания, на котором сохраняется напряжение в пределах, регламентированных настоящими Правилами для послеаварийного режима, при исчезновении его на другом или других источниках питания этих электроприемников.

2.3 Источники света

Выбор того или иного источника света определяется их следующими основными свойствами: электрическими (напряжением, мощностью, силой тока). Функциональными: (световым потоком, силой света, цветовой температурой, спектральным составом), конструктивными (диаметров колбы полной длиной лампы), надежностью (средней продолжительностью горения), экономичностью (световой отдачей, стабильностью светового потока).

Одним из наиболее эффективных способов уменьшения установленной мощности и снижение затрат на освещение является использование экономичных источников света с наибольшей световой отдачей. Если в конкретных случаях при выборе типа лампы не приходится учитывать ограничений, связанных с необходимостью обеспечения правильной цветопередачи, тонкого цветоразличения, устранения радиопомех и т.п., то основным критерием выбора ламп является минимализация установленной мощности освещения и годовых затрат.

Проведенные исследования показывают, что расход электроэнергии при замене ламп накаливания на люминесцентные сокращается на 55 %, а лампы накаливания на компактные люминесцентные лампы - на 80 %.

Лампы накаливания нашли широкое применение, что объясняется производством ламп в широком диапазоне напряжений и мощностей при высокой технологичности на стадии изготовления, низкой себестоимостью, малыми затратами на оборудование системы освещения за счет непосредственного подключения ламп к электрической сети. Стабильными показателями качества в течение срока службы, удобством в обращении и обслуживании, высокими гигиеническими свойствами, по сравнению с люминесцентными лампами, благодаря отсутствию шума от пускорегулирующей аппаратуры и невозможности загрязнения парами ртути атмосферы помещений при разрушении колбы лампы.

Лампы накаливания в зависимости от назначения подразделяют на лампы общего назначения и специальные.

В связи с отличием напряжения в осветительных сетях от номинального введено 5 интервалов напряжения: 125-135, 215-225, 220-230, 230-240, 235-245. Средняя продолжительность горения лампы при расчетном напряжении должна быть не менее 1000 часов.

Наряду с достоинствами лампы накаливания имеют ряд недостатков: низкая световая отдача составляющая 10-20 лм./Вт при продолжительности горения 1000 часов. Низкая цветовая отдача объясняется тем, что 70-76% мощности излучения вольфрамового тела накала при его рабочих температурах лежит в ближней инфракрасной области спектра, в то время как на видимую частъ приходится 7-13%.

Относительно невысокие температуры тела накала (2400-2600К и цветовой температуре 2500-2700 К) приводит к тому, что в излучении лампы накаливания преобладают оранжево-красные цвета. Поэтому при освещении ими цветных объектов усиливаются «теплые» цветовые тона и ослабляются «холодные», что не позволяет обеспечить такую же цветопередачу, какую дает естественный дневной свет и ряд типов разрядных ламп.

В последнее время широкое распространение за рубежом получили компактные люминесцентные лампы. Компактные люминесцентные лампы вырабатывают свет по такому же принципу» как и обычные люминесцентные лампы, только на площади, во много раз меньше: электрическое поле между электродами заставляет пары ртути выделять невидимое ультрафиолетовое излучение. Нанесенный на внутренние стенки стекла люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Подбирая сорт люминофора, можно изменять цветность света лампы.

Потребление тока этими лампами во время зажигания не больше, чем при обычной работе. Хотя в момент зажигания через эти лампы, как и через лампы накаливания, происходит повышенный ток (макс. 30 А), этот процесс длиться всего лишь в течение 170 мкс и счетчиком электроэнергии не фиксируется.

В первый момент (через 0,5 с после включения) световой поток ламп достигает 40% от номинала. При комнатной температуре КЛЛ полностью разгорается через 2 мин. (световой поток достигает максимума).

3. РАСЧЁТ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

3.1 Выбор светильников

В учебных помещениях наиболее широко используют светильники дневного света фирмы «световые технологии» освещения. Систему общего освещения применяют для малых помещений с кратковременным пребыванием в них людей (коридоры, кладовые и т.п.).

Систематизация технических параметров для жилых помещений весьма затруднена из-за того, что они должны отвечать, прежде всего, функциональным требованиям и рассматриваться, с одной стороны, как элемент организации пространства интерьера в целом или его отдельных функциональных зон, а с другой - как элемент, отвечающий требованиям эргономики, гигиеничности, безопасности, а также технологичности и экономичности.

Для обеспечения зрительного комфорта при использовании вестового прибора местного и комбинированного освещения защитные углы и зоны.

Ограничения яркости должны соответствовать значениям, указанным в таблице 1.

3.2 Расчёт электрического освещения

Расчёт электрического освещения методом коэффициента использования светового потока.

Расчет освещения для помещения № 1-01



№ помещ	Нормы освещености Лк (Е)	Ширина помещения (a)	Длинна помещения(b)	Высота помещения (h?)	Рабочая площадь (h?)	Общая площадь мІ (S)	Индекс помещения (ц)	Кофициент использования (U)	Световой поток одной лампы Лм (Фл)	Число ламп в светильнике шт. (n)	Количество светильников (N)
1-01	300	5,8	2,57	3,2	0,8	14,9	0,7	23	2850,0	2	4

S/(h?-h?)*(a+b) (3.1)

14,906/(3,2- 0,8)*(5,8+2,57)=0,7 (3.1)

N=E*S*100*K?/U*n*Фл (3.2)

300*14,906*100*1,25/23,0*2,0*2850,0=4 (3.2)

Расчет производится для каждого помещения. Таблица 2.

3.3 Пищеприготовление

Электроводонагревательные устройства используются для приготовления пищи. Это один из наиболее мощных потребителей электроэнергии. К нему прокладывается отдельная кабельная линия от ТП.

3.4 Расчет силового оборудования

Источником питания учебного корпуса является трансформаторная подстанция мощностью S=630 кВ-А. Причем она будет являться источником электроснабжения для осветительной и силовой электроустановок. Защиту осветительных потребителей осуществляем автоматическими выключателями, а на линиях ванных, душевых комнат и электроплит устанавливаем УЗО, при условии, что сеть защищается от перегрузок и коротких замыканий.

3.5 Выбор марки и сечения кабелей для осветительной и силовой нагрузки

Коэффициент спроса для расчета нагрузок рабочего освещения питающей сети и вводов общественных зданий следует принимать по таблице 3.

Коэффициент спроса для расчета групповой сети рабочего освещения, распределительных и групповых сетей эвакуационного и аварийного освещения зданий, освещения витрин и световой рекламы следует принимать равным 1.

Расчетную электрическую нагрузку линий, питающих розетки Рр.р кВт, следует определять по формуле

Рр.р = Кс.р Ру.р n, (3.3)

где Кс.р - расчетный коэффициент спроса;

Ру.р - установленная мощность розетки, принимаемая 0,06 кВт (в том числе для подключения оргтехники);

n - число розеток.

При смешанном питании общего освещения и розеточной сети расчетную нагрузку Рр.о, кВт, следует определять по формуле

Рр.о = Р'р.о + Рр.р, (3.4)

где Р'р.о - расчетная нагрузка линий общего освещения, кВт;

Рр.р - расчетная нагрузка розеточной сети, кВт.

Расчетную нагрузку силовых питающих линий и вводов Рр.с, кВт, следует определять по формуле

Рр.с = Кс Ру.с, (3.5)

где Кс - расчетный коэффициент спроса;

Ру.с - установленная мощность электроприемников (кроме противопожарных устройств и резервных), кВт.

Коэффициенты спроса для расчета нагрузки вводов, питающих и распределительных линий силовых электрических сетей общественных зданий следует определять по таблице 4.

Расчетную нагрузку питающих линий технологического оборудования и посудомоечных машин предприятий общественного питания и пищеблоков Рр.с, кВт, следует определять по формуле

Рр.с =Рр.п.м + 0,65Рр.т > Рр.т, (3.6)

где Рр.п.м - расчетная нагрузка посудомоечных машин, кВт, определяемая с учетом коэффициента спроса, который принимается по таблице 6.

Рр.т - расчетная нагрузка технологического оборудования, кВт, определяемая с учетом коэффициента спроса, который принимается по таблице 5.

Суммарную расчетную нагрузку питающих линий и силовых вводов предприятий общественного питания Рр.с, кВт, следует определять по формуле

Рр.с = Рр.т + 0,6Рр.с.т (3.7)

где Рр.с.т - расчетная нагрузка линий сантехнического оборудования или холодильных машин, определяемая с коэффициентом спроса, который принимается по позиции 1 и примечанию к таблице 5.

Расчетную нагрузку силовых вводов предприятий общественного питания при предприятиях, организациях и учреждениях, предназначенных для обслуживания лиц, постоянно работающих в учреждении, а также при учебных заведениях следует определять по формуле (3.7) с коэффициентом 0,7.

К технологическому оборудованию следует относить: тепловое (электрические плиты, мармиты, сковороды, жарочные и кондитерские шкафы, котлы, кипятильники, фритюрницы и т.п.); механическое (тестомесильные машины, универсальные приводы, хлеборезки, вибросита, коктейлевзбивалки, мясорубки, картофелечистки, машины для резки овощей и т.п.); мелкое холодильное (шкафы холодильные, бытовые холодильники, низкотемпературные прилавки и тому подобные устройства единичной мощностью менее 1 кВт);подъемники и прочее оборудование (кассовые аппараты, радиоаппаратура и т.п.).

Коэффициенты спроса для линий, питающих отдельно механическое или холодильное, или сантехническое оборудование, а также лифты, подъемники и т.п., принимаются по таблице 6.

Мощность посудомоечных машин в максимуме нагрузок на вводах не учитывается (6.21 настоящего Свода правил).

Определение коэффициента спроса для числа присоединенных электроприемников, не указанных в таблице, производится интерполяцией.

Расчетную электрическую нагрузку актовых залов во всех элементах сети зданий следует определять по наибольшей из нагрузок.

Расчетную электрическую нагрузку силовых вводов общественных зданий (помещений), относящихся к одному комплексу, но предназначенных для потребителей различного функционального назначения (например, учебных помещений и мастерских ПТУ, специальных учебных заведений и школ; и т.п.), следует принимать с коэффициентом несовпадения максимумов их нагрузок, равным 0,85. При этом суммарная расчетная нагрузка должна быть не менее расчетной нагрузки наибольшей из групп потребителей.

Расчетную нагрузку питающих линий и вводов в рабочем и аварийном режимах при совместном питании силовых электроприемников и освещения Рр, кВт, следует определять по формуле

Рр = К(Рр.о + Рр.с + К1Рр.х.с), (3.8)

где К - коэффициент, учитывающий несовпадение расчетных максимумов нагрузок силовых электроприемников, включая холодильное оборудование и освещение, принимаемый по таблице 7;

К1 - коэффициент, зависящий от отношения расчетной нагрузки освещения к нагрузке холодильного оборудования холодильной станции, принимаемый по примечанию 3 к таблице 7;

Рр.о - расчетная нагрузка освещения, кВт;

Рр.с - расчетная нагрузка силовых электроприемников без холодильных машин систем кондиционирования воздуха, кВт;

Рр.х.с - расчетная нагрузка холодильного оборудования систем кондиционирования воздуха, кВт.

Коэффициент мощности для расчета силовых сетей общественных зданий рекомендуется принимать по таблице 8.

Применение светильников с люминесцентными лампами с некомпенсированными ПРА в общественных зданиях не допускается, кроме одноламповых светильников мощностью до 30 Вт, имеющих коэффициент мощности 0,5. При совместном питании линией разрядных ламп и ламп накаливания коэффициент мощности определяется с учетом суммарных активных и суммарных реактивных нагрузок.

Расчетную нагрузку питающей линии (трансформаторной подстанции) при смешанном питании потребителей различного назначения (жилых домов и общественных зданий или помещений) Рр, кВт, определяют по формуле

Рр = Рзд.макс + К1Рзд1, + К2Рзд2 + … + КnРзд.n, (3.9)

где Рзд.макс - наибольшая из нагрузок зданий, питаемых линией (трансформаторной подстанцией), кВт;

Рзд1…Рзд.n - расчетные нагрузки всех зданий, кроме здания, имеющего наибольшую нагрузку Рзд.макс, питаемых линией (трансформаторной подстанцией), кВт;

К1, К2, Кn - коэффициенты, учитывающие долю электрических нагрузок общественных зданий (помещений) и жилых домов (квартир и силовых электроприемников) в наибольшей расчетной нагрузке Рзд.макс, принимаемые по таблице 9.

Выбор сечение кабеля определяем по суммарному моменту нагрузки

М ЭК = ?Р. L, (3.10)

где ?Р - установленная мощность группы, кВт;

L - длина участка, учитывающая расположение нагрузки, м

Мэк= 0,855. 7 = 5,985 кВт. м

По таблице нагрузок для кабелей определяем сечение кабеля. Выбираем кабель с медными жилами марки ВВГнгLS (3х2,5).

3.6 Расчет электрических нагрузок на вводе.

Установленная мощность на вводе ВРУ №1-45 кВт , ВРУ №2-55,9 кВт. Определяем рабочий ток:

Для защиты линии выбираем автоматический выключатель по условиям 1), 2), 3), 4).

Выбираем автоматический выключатель марки 58Х7 380-7 с 1ном = 80А

Іт.р = 1,13 * Іном Іэм.р = 5 * Іном Іотк - 3* кА

Выбираем кабель на вводе по допустимому току нагрева, кабель марки АВВГ (4х16), проложенный в земле, с Ідоп = 90 А.

В настоящем проекте принимаем к установке шкаф марки АВВ 1/0 В ІР 41 (глубина 215 мм). Шкаф обеспечивает ввод трехфазной электрической сети напряжением 380/220В 50 Гц и однофазной сети 220В 50 Гц:

- распределение электрической энергии по трехфазным и однофазным цепям;

- защиту всех цепей от перегрузок и токов короткого замыкания;

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

4.1 Общее положение

В последнее время, в связи с ростом цен на энергоносители, актуальной становится их экономия. Первым этапом процесса экономии энергии является проведение комплексного энергетического обследования объекта (энергоаудит) и разработка на его основе экономически целесообразных мероприятий по экономии энергии. Данные мероприятия разрабатываются для каждого отдельного типа потребителя энергии: отопление, технология, освещение, вентиляция и т.п. Сначала производится анализ состояния систем энергопотребления, а затем -- расчет экономии.

Подавляющее большинство осветительных установок можно улучшить в отношении общих денежных затрат и сокращении потребления электроэнергии, если применить усовершенствованные технологии и более эффективное оборудование. Некоторые изменения для реализации значительных выгод могут потребовать лишь очень небольших либо вообще нулевых капитальных затрат. В других случаях могут понадобиться инвестиции капитала в новое оборудование, и тогда необходимо сопоставлять требуемые капитальные затраты с экономией эксплуатационных расходов. Часто срок окупаемости оказывается на удивление малым.

Система освещения является весомым потребителем электроэнергии, особенно в административных зданиях (до 80 %). Поэтому применение предлагаемой методики приобретает большое значение при энергоаудите.

Для анализа состояния системы освещения обследуемого объекта необходимо собрать следующую информацию:

тип и количество существующих светильников;

тип, количество и мощность используемых ламп;

режим работы системы искусственного освещения;

характеристики поверхностей помещений (коэффициенты отражения);

год установки светильников;

периодичность чистки светильников;

фактический и нормированный уровень освещенности;

значения напряжения электросети освещения в начале и в конце измерений освещенности;

размеры помещения;

средний фактический срок службы ламп;

фактическое и нормированное значение коэффициента естественнойосвещенности.

Затем, производится расчет показателей энергопотребления на основании вышеперечисленных данных полученных в результате инструментального обследования объекта.

Фактическая мощность:

Рфі=РлКпpаNр. (4.1)

Установленная мощность:

Pyi=PлKnpaN, (4.2)

где Рф - фактическая мощность осветительной установки i-ro помещения в обследуемом объекте;

Pyi - установленная мощность осветительной установки i-ro помещения в обследуемом объекте;

Рл - мощность лампы, Вт;

Кпра - коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре осветительных приборов (данный коэффициент учитывается только при расчете мощности осветительной установки, в которой используются газоразрядные лампы);

Np - количество работающих однотипных ламп в осветительной установке i-ro помещения;

N - количество всех однотипных ламп в осветительной установке i-ro помещения.

Годовое и удельное энергопотребление:

(4.3)

где WГ - суммарное годовое потребление электроэнергии;

WГі - годо вое потребление ОУ i-ro помещения;

ТГi - годовое число часов работы системы i-ro помещения;

KИi - коэффициент использования установленной электрической мощности в ОУ i-ro помещения, который вычисляется по формуле:

, (4.4)

, (4.5)

где WГуд - годовое удельное потребление электроэнергии;

Sі - площадь i-ro помещения в исследуемом объекте.

Удельные показатели энергопотребления или установленной мощности (Вт/м2) позволяют на основе норм приближенно (±20 %) оценить общий потенциал экономии энергии.

Для более точной оценки по каждому мероприятию необходимо выполнить расчет экономии электроэнергии по нижеприведенной методике.

Сначала необходимо определить фактическое среднее значение освещенности с учетом отклонения напряжения в сети от номинального по формуле:

(4.6)

где Еф - измеренная фактическая освещенность, лк;

k - коэффициент, учитывающий изменения светового потока лампы при отклонении напряжения питающей сети (к=4 для ламп накаливания, к=2> для газоразрядных ламп);

UH - номинальное напряжение сети, В;

Ucp - среднее фактическое значение напряжения

Ucp = (U1 - U2) / 2 [В]

U1 и U2 - значения напряжения сети в начале и конце измерения).

Для учета отклонения фактической освещенности от нормативных значений определяем коэффициент приведения:

kni=Eфі/Ені (4.7)

где kni - коэффициент приведения освещенности i-ro помещения;

Еф - фактическое значение освещенности в i-ом помещении;

Ені - нормируемое значение освещенности в i-ом помещении.

Потенциал годовой экономии электроэнергии в ОУ обследуемого помещения рассчитывается по формуле:

, (4.8)

где - потенциал экономии электроэнергии в кВтч/год для i-ro помещения и k-ro мероприятия.

К основным мероприятиям относятся:

Переход на другой тип источника света с более высокой светоотдачей (лм/вт). Экономия электроэнергии в результате данного мероприятия определяется по формуле:

, (4.9)

где kИСі - коэффициент эффективности замены типа источника света;

k3Пi - коэффициент запаса учитывающий снижение светового потока лампы в течение срока службы (при замене ламп с близким по значению кзп но с разной эффективностью кзп исключается или корректируется, кроме случая когда обследование проводилось после групповой замены источников света).

, (4.10)

где - светоотдача существующего источника света [лм/вт];

N - светоотдача предлагаемого к установке источника света [лм/вт].

Повышение КПД существующих осветительных приборов вследствие их чистки. Экономия электроэнергии в результате данного мероприятия определяется по формуле:

, (4.11)

где kЧi - коэффциент эффективности чистки светильников.

 , (4.12)

где с, с, tc - постоянные для заданных условий эксплуатации светильников;

t - продолжительность эксплуатации светильников между двумя ближайшими чистками.

Несвоевременная чистка светильников может снизить освещенность на 15 - 30 % и более, что приводит к снижению производительности труда и качества продукции, ухудшению психофизиологического состояния работающих, повышению травматизма. В связи с этим на каждом предприятии должен быть график чистки светильников, который подтверждается документально. Повышение эффективности использования отражённого света.

Для повышения коэффициента использования естественного и искусственного освещения поверхности помещений общественных зданий следует окрашивать в светлые тона, что позволит:

снизить число установленных светильников при условии обеспечения за данных норм освещенности;

повысить освещенность до нормированных значений при существующем числе или незначительном увеличении числа светильников.

Все поверхности в определенной степени поглощают свет. Чем меньше их отражательная способность, тем больше света они поглощают. Из этого следует, что поверхности, окрашенные в светлые цветовые тона, являются более эффективными, однако их следует регулярно красить, мыть либо заново оклеивать с тем, чтобы обеспечить экономичное использование освещения. Отражение от цветных поверхностей в комнате может сказаться на количестве и цветовом составе света на рабочих поверхностях.

Увеличение коэффициентов отражения поверхностей помещений на 20% и более (покраска в более светлые тона, побелка, мойка) позволяет экономить 5-15 % электроэнергии, вследствие увеличения уровня освещенности от естественного и искусственного освещения. Эффективность данного мероприятия зависит от большого числа факторов: размеры помещения, коэффициенты отражения поверхностей помещения, расположение светопроемов, коэффициент естественной освещенности (КЕО), режим работы людей в помещении, светораспределение и расположение светильников. Более точное значение экономии электроэнергии можно получить на основании светотехнического расчета методом коэффициента использования.

Повышение эффективности использования электроэнергии при автоматизации управления освещением.

Эффективность данного мероприятия является многофакторной, методика расчета экономии электроэнергии сложна для использования при энергообследовании, но может быть рекомендована при необходимости точной оценки.

Автоматическое управление наружным освещением, по сравнению с ручным, дает экономию электроэнергии порядка 2 -- 4 % [18].

Управление освещением в помещениях с боковым и комбинированным естественным светом должно обеспечивать возможность отключения рядов светильников, параллельных окнам. Эти мероприятия могут привести к снижению расхода электроэнергии на 5 - 10 %.

На основании опыта внедрения систем автоматизации и экономию от данного мероприятия можно определить по следующей формуле:

, (4.13)

где - коэффициент эффективности автоматизации управления освещением, который зависит от уровня сложности системы управления. В таблице 4.1 представлены значения для предприятий и организаций с обычным режимом работы (1 смена).

Таблица 4.1 - Значения коэффициента эффективности автоматизации управления освещением

№ п.п.	Уровень сложности системы автоматического управления освещением	Коэф. Эфф-ти
1	Контроль уровня освещенности и автоматическое включение и отключение системы освещения при критическом	1,1-1,15
2	Зонное управление освещением (включение и отключение освещения дискретно, в зависимости от зонного распределения естественной освещенности)	1,2-1,25
3	Плавное управление мощностью и световым потоком светильников в зависимости от распределения естественной освещенности	1,3-1,4

5. Установка энергоэффективной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА).

, (4.14)

где Knpai - коэффициент потерь в ПРА существующих светильников системы освещения i-ro помещения;

KnpaiN - коэффициент потерь в устанавливаемых ПРА.

Замена светильников является наиболее эффективным комплексным мероприятием, так как включает в себя замену ламп, повышение КПД светильника, оптимизацию светораспределение светильника и его расположения. Для точной оценки экономии электроэнергии необходимо производить светотехнический расчет освещенности для предполагаемых к установке светильников методом коэффициента использования или точечным методом. По расчетному значению установленной мощности (из светотехнического расчета) экономия электроэнергии определяется по формуле:

, (4.15)

где PіN - установленная мощность после замены светильников;

ТГі - годовое число часов работы системы искусственного освещения i-ro помещения.

При упрощенной оценке (при замене светильников на аналогичные по светораспределению и расположению) расчет производится по следующей формуле:

, (4.16)

где kсвi - коэффициент учитывающий повышение КПД светильника:

, (4.17)

где qі - паспортный КПД существующих светильников;

qіN - паспортный КПД предполагаемых к установке светильников.

В случае большого числа однотипных помещений в обследуемом здании со схожими по параметрам, состоянию, и мероприятиям ОУ расчет производится с помощью удельных показателей экономии электроэнергии.

, (4.18)

где - удельная экономия электроэнергии для j - типа помещения;

- расчетная экономия электроэнергии для i-ro помещения;

Sij - площадь i-ro помещения. Общая экономия электроэнергии в системах освещения обследуемого объекта определяется по формуле:

, (4.19)

где SJ - общая площадь помещений j-го типа;

N - количество типов помещений.

4.2 Расчет капиталовложений

В данном разделе производится расчет экономии электроэнергии в действующих осветительных установках технического корпуса КГБ ОУ НПО «ПУ №21» по методике, изложенной в разделе 4.1.

При расчете фактической и установленной мощности по формулам (4.1) и (4.2) соответственно используется коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре, который составляет для люминесцентных ламп 1,1, а для ламп накаливания этот коэффициент не используется, так как пускорегулирующая аппаратура в лампах накаливания отсутствует. Мощность ламп накаливания была принята 60 Вт, а мощность люминесцентных ламп -- 18 Вт.

Нормированная освещенность рабочего места в помещениях административных зданий согласно разделу составляет 300 лк. Для учета отклонения фактической освещенности от нормативного значения необходимо определить коэффициент приведения по формуле (4.7). В помещениях, где для обеспечения нормированной освещенности используется естественное освещение, в качестве фактического значения принимается значение естественной освещенности, и годовое число часов работы осветительной установки такого помещения составляет 2250 час/год (в среднем 5 часов работы в день).

При расчете годового энергопотребления осветительной установкой по формуле (4.3) используется коэффициент использования установленной электрической мощности, который в свою очередь определяется по формуле (4.4).

При расчете экономии электроэнергии при переходе на другой тип источника света по формуле (4.9) первоначально необходимо определить коэффициент эффективности замены типа источника света по формуле (4.10). Для этого примем, что лампы накаливания и существующие люминесцентные лампы заменяются на люминесцентные лампы пониженной мощности типа ЛБ-18 со светоотдачей 90 лм/Вт. Известно, что светоотдача ламп накаливания составляет 12 лм/Вт, а светоотдача уже существующих люминесцентных ламп - 70 лм/Вт.

При расчете экономии электроэнергии за счет чистки светильников по формуле (4.11) необходим коэффициент эффективности чистки светильников, который составляет 0,03.

Примем, что при повышении средневзвешенного коэффициента отражения поверхностей помещения от значения 0,3 до значения 0,5 экономия электрической энергии в среднем составит 10 %.

Рассчитывая экономию электроэнергии в результате внедрения системы автоматического включения и отключения по формуле (4.13) предварительно определяем коэффициент эффективности автоматизации управления освещением по таблице 4.1. При внедрении системы управления, которая контролирует уровень освещенности и автоматически включает и отключает систему освещения при критическом значении освещенности, коэффициент эффективности автоматизации составит 1,1.

Экономию электрической энергии вследствие установки электронных ПРА с коэффициентом потерь 1,1 определяем по формуле (4.14).

При установке новых светильников с более высоким КПД=75 %, но с аналогичным светораспределением, экономия электроэнергии определяется по формуле (4.16). Для этого необходимо знать коэффициент, учитывающий повышение КПД светильника, который определяется по формуле (4.17). При этом надо учесть, что КПД ламп накаливания составляет 10 %, а КПД люминесцентных ламп - 52 %.

Общая экономия электрической энергии при внедрении вышеперечисленных мероприятий определяется как сумма экономии энергии от каждого мероприятия. А общий резерв экономии электроэнергии определяется по формуле (4.8).

Годовая экономия в денежном выражении определяется как произведение общего резерва экономии электроэнергии и тарифа в размере 1.5 руб/кВтч.

4.3 Обоснование экономической эффективности реконструкции

Продукцией осветительных установок является световой поток, падающий на рабочую поверхность, затратами - единовременные капитальные затраты на осветительные установки и расходы на содержание осветительных установок, в первую очередь на замену источников света и на оплату электроэнергии. Оплата электроэнергии имеет особый смысл, так как, помимо плановой стоимости электроэнергии, определяющим является народнохозяйственное значение экономии электроэнергии.

Экономия электроэнергии и затрат на освещение может быть получена за счёт: совершенствования систем освещения; использования эффективных источников света; правильного выбора и рационального размещения светильников и применения новых осветительных приборов и устройств; организации управления освещением и его автоматизации; рационального построения осветительных сетей; введения планомерной эксплуатации освещения.

Вторым направлением, позволяющим получить экономию материальных и энергетических ресурсов, расходуемых на освещение, является применение эффективных источников света. Одним из наиболее эффективных способов уменьшения установленной мощности освещения является использование источников света с высокой световой отдачей.

Расход электроэнергии может быть уменьшен за счёт правильного выбора светораспределения осветительных приборов и их конструктивного исполнения. При выборе типа светильника для внутреннего освещения следует в первую очередь учитывать условия среды освещаемого помещения. Одновременно должны быть учтены и другие технические требования (если они имеются), налагающие ограничения на конструктивное исполнение светильника. После установления необходимой степени защиты светильника от воздействия окружающей среды определяется оптимальное светораспределение. Предпочтение следует отдавать тому варианту, который является более дешёвым или обеспечивает меньший расход электроэнергии.

Эффективным способом экономии электроэнергии при освещении люминесцентными лампами является применение светильников, укомплектованных стартерными пускорегулирующими аппаратами (ПРА), а также электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА). Потери мощности в стартерных схемах зажигания меньше, чем в без стартерных , в 1,5-2,0 раза. Стартерные схемы зажигания всегда обеспечивают также более низкие годовые затраты.

По сравнению с обычным ПРА электронный аппарат даёт примерно 20% процентную экономию электроэнергии, которая является результатом двух эффектов:

почти 50% снижения мощности в электронном ПРА;

повышением световой отдачи ламп при питании их током высокой частоты.

Применение электронных ПРА в КЛЛ даёт не только экономические, но и светотехнические преимущества, которые значительно улучшают зрительный комфорт. При высокочастотном режиме работы электронного ПРА глаз человека не воспринимает приэлектродные пульсации яркости у люминесцентных ламп и пульсации светового потока (освещённости), что обычно имеет место при обычных ПРА, работающих на частоте 50 Гц. Поэтому зрительное утомление значительно снижается, освещение воспринимается приятным и спокойным.

Ещё одним фактором кроме вышеперечисленных, позволяющим уменьшить установленную мощность осветительных установок, является правильный выбор окраски потолков, стен и полов помещений, а так же их своевременная чистка и обновление. Отражающая способность поверхности помещения зависит от их светлоты, а так же от степени загрязнённости и выцветания красок. Скорость загрязнения зависит от угла наклона поверхности к горизонтали. В сильных запылённых помещения запылённость уменьшается на 10-18 % вследствие уменьшения отражающих свойств поверхности. Поэтому при выборе характера отделки интерьера целесообразно отдавать предпочтение светлым тонам. Не меньшее внимание необходимо уделять своевременной отчистке отражающих поверхностей.

Одним из важных резервов экономии электроэнергии и затрат на эксплуатацию осветительных установок являются нормализация режимов напряжения в осветительных сетях. При превышениях напряжения резко возрастает мощность, потребляемое источниками света, а средний фактический срок службы ламп значительно уменьшается. Таким образом, перенапряжения приводят к экономическому ущербу, обусловленному перерасходом электроэнергии, потребляемой на освещение, и сокращению срока службы источников света.

Основными способами борьбы с перенапряжениями в настоящее время являются использование различных способов ограничения напряжения, а так же применение источников света, рассчитанных на работу в режиме перенапряжения. Анализ работы ограничителей напряжения в сетях освещения показывает, что экономия электроэнергии достигает 15 % общего расхода электроэнергии на освещение.

Особое внимание следует уделять выбору схем размещения светильников. Для повышения экономичности осветительных установок, помимо традиционно применяемых «равномерных» схем с расположением светильников в вершинах прямоугольников или ромбов, перспективно использование целого ряда так называемых «неравномерных» схем размещения. Повышение энергетической эффективности осветительных установок при неравномерном размещении светильников имеет место в тех случаях, когда при их равномерном размещении дискретные с большим разрывом мощности ламп приводят к резкому увеличению коэффициента неравномерности освещения, т.е. к отклонению расчётной освещённости от нормированного значения или к необходимости увеличения числа светильников, что ведёт к росту годовых затрат и повышенному расходу электроэнергии.

В настоящее время отечественные ламповые заводы и зарубежные фирмы предлагают потребителям широкую номенклатуру источников света различной мощности, начиная от 5 Вт и заканчивая десятками киловатт. В паспортах на лампы или в рекламных каталогах даются следующие технические данные: мощность, номинальное напряжение, ток лампы, пусковой ток, напряжение горения, компенсационный конденсатор, напряжение зажигания, световой поток, световая отдача, цветовое соотношение, цветовая температура, индекс цветопередачи , средняя сила света, повторное зажигание, время стабилизации разряда, тип цоколя, температура цоколя, температура колбы. По этим данным потребитель (специалист) или проектировщик могут выбрать необходимую лампу для данного помещения. Однако для получения наиболее экономичного решения осветительной установки вышеуказанных данных не достаточно, так как они могут быть использованы только для первоначального сопоставления по светоотдачи.

Экономическими характеристиками источников света являются кривые снижения светового потока лампы в процессе горения, кривые «смертности» ламп, кривые зависимости характеристик ламп от приложенного напряжения регулировочные характеристики ламп.

Важным экономическим показателем осветительных установок является зависимость характеристик лампы - мощности, светового потока, тока лампы, светоотдачи напряжения на лампе, и срока службы от напряжения сети. Эти характеристики позволяют оценить как регулировочные возможности ламп, так и возможные потери светового потока (освещённости) и перерасход энергии на освещение при значительных отклонениях напряжениях. Значительная экономия электроэнергии, расходуемое на освещение, может быть получено за счет максимального использования естественного освещения в сочетании с автоматическим управлением искусственным освещением. Учет изменения интенсивности естественного света, особенно важен для помещений с недостаточным естественным освещением, в которых применяются системы совмещённого освещения. Под совмещённым освещением понимается способ освещения, при котором недостаточное по нормам естественное освещение компенсируется искусственным.

Экономия электроэнергии при применении систем автоматического управления достигается за счет значительного сокращения времени использования, т.е. когда дневной свет в помещении обеспечивает необходимую нормируемую освещенность. При практическом внедрении системы регулирования совмещенного освещения необходимо учитывать, что влияние прямого солнечного света сильно изменяет характер кривых в сторону повышения экономии за счет более высокой яркости неба по сравнению с принятой яркостью облачного неба.

4.4 Методика расчета единовременных и текущих затрат на осветительные установки

Капитальные затраты на осветительную установку К складываются из стоимости осветительных приборов, их монтажа, одного комплекта ламп, стоимости оборудования и монтажа электротехнической части установки. Единовременные затраты определяются по формуле:

(4.20)

где K - единовременные затраты, руб.;

N - число ламп в установке, шт.;

M - число светильников, шт.;

Kл - цена лампы, руб.;

Kсв - цена светильника, руб.;

Kпра - цена ПРА, руб., (встроена в светильник);

Kизу - цена ИЗУ, руб. (встроена в светильник);

Kм - затраты на монтаж осветительной установки, руб.

К=1439*22,20+920,76*359+282,52*359=1461,2+330552,84+101424,68=433438,72 (4.20)

Годовые эксплуатационные расходы Э складываются из стоимости электроэнергии, затрачиваемой на освещение, стоимости заменяемых ламп, стоимости чистки осветительных приборов и амортизационных отчислений. В среднем их можно принять для светильников, прожекторов, электрооборудования и осветительных сетей в размере 10% капитальных затрат на электроустановки (без учета стоимости первого комплекта ламп). Значение 10% соответствует 10-летнему сроку службы осветительных приборов и электрооборудования.

(4.21)

где бам - норма амортизационных отчислений;

б - коэффициент потерь в ПРА, отн.ед.;

q - цена электроэнергии, руб./кВт·ч;

Pл - мощность лампы, кВт;

T - число часов горения лампы, ч;

ф - срок службы лампы, ч;

m - количество чисток ламп и светильников в году;

Cзам - стоимость замены ламп, руб.;

Cч - стоимость одной чистки, руб.

Э=10(4*22,20+4*275) + (1.1 * 1436 * 1,5 * 0,018 * 2250) + (1436 * 2250/ 12000)*(22,20 * 28) + 4 * 30,1 = 275334,9 (4.21)

При расчетах рекомендуется использовать следующие числовые значения отдельных величин:

1. номинальный срок службы для люминесцентных ламп - 12 000 ч;

2. число часов использования максимума осветительной нагрузки в год для помещений с естественным освещением при работе в 2 смены - 2250 ч;

3. количество чисток светильников в год m = 4;

4. число ламп накаливания и ГЛВД в одном светильнике n = 1;

5. потери мощности в сетях и пускорегулирующих аппаратах приведены в табл. 12.

Таблица 12. Значения Kпра для различных типов пускорегулирущих аппаратов

Тип лампы	Тип ПРА	Kпра
ЛБ	Электронный	1,1

Расчет расхода электроэнергии на освещение Э и ее возможной экономии ДЭ, получаемой при совершенствовании любой конкретной осветительной установки, может быть проведен на основе соотношений, приведенных в [3]:

(4.22)

(4.23)

Э=1,1*2250*0,018*4*359=63973,8; (4.22)

?Э=2250(1,03*0,06*4*251-1,23*0,018*4*359)=68071,9 (4.23)

где Э - расход электроэнергии в осветительной установке, имеющей N светильников с n лампами в каждом; мощность одной лампы равна р, кВт · ч/год;

ДЭ - возможная экономия при переходе от первого варианта установки ко второму, кВт·ч/год.

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ

Охрана труда представляет собой систему законодательных актов и соответствующих им социально-экономических, технических, гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека, в процессе труда.

5.1 Характеристика объекта и анализ условий труда

Материалом несущих конструкций служит кирпич (колодцевая кладка с утеплением минватой), перегородки кирпичные толщиной 120 мм из красного полнотелого кирпича М-75 на растворе М-50. Крыша двухскатная. Кровля асбестоцементная, волокнистые листы среднего профиля по деревянным брускам.

Здание дома IV класса, IV степени долговечности, III степени огнестойкости, одноэтажное с неиспользуемым чердаком.

Отопление корпуса централизованное от ТЭЦ. Водоснабжение осуществляется от городского водопровода. Территория и здание оборудовано наружным и местным освещением.

Здание предназначено для строительства в I климатической зоне, с расчетной температурой наружного воздуха до - 45°С нормативным скоростным напором ветра до 38 кг/м2, весом снегового покрова до 100 кг/м2. Режим эксплуатации нормативный группа А. Сейсмичность 7 баллов.

В таблице 10 предоставлена характеристика объекта классы безопасности берём из методических указаний по БЖД.

Эксплуатация всех видов электроустановок представляет определённую опасность для людей. Это вызывает необходимость строгого соблюдения требований правил техники безопасности и соответствующей квалификации персонала, обслуживающего эти устройства.

Поражение электрическим током возможно в случае прикосновения к токоведущим частям электроустановки или к металлическим нетоковедущим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением при разрушении изоляции. Электроустановки могут создать и пожарную опасность при коротком замыкании, перегрузке проводов, кабелей и электроприёмников, искрении и повышенном нагреве контактных соединений.

5.2 Общее состояние охраны труда

В учебном корпусе большая часть помещений имеет деревянные токонепроводящие полы и относится к помещениям без повышенной опасности. В таких помещениях, в сетях 220В зануление применяют только для оборудования имеющих металлический корпус. Однако менять лампы, очищать от пыли или чистить электроприемники и электропроводку надо при снятом напряжении. Поэтому важно, чтобы выключатели были установлены в фазном проводе. Электроприемники и вся электропроводка должны соответствовать ПУЭ. Осветительную арматуру нужно подвешивать на высоте не менее 2 метров.

В здании бывают и сырые помещение с повышенной опасностью (ванные и санузлы). Пищеблоки и кухни обычно являются помещением с повышенной опасностью поражения током, так как в них бывают связанные с землей металлические трубопроводы и имеется возможность случайного прикосновения к ним и корпусам электрооборудования, оказавшимся под напряжением. Поэтому стационарные электроплиты полагается заземлять или занулять отдельным проводом или стальной трубой, в которой проложена электропроводка, причем провод присоединяют к нулевой рабочей клемме на распределительном щите. Допускается, чтобы зануляющий провод присоединялся через защитный контакт штепсельного разъема или через автомат.

Не только в кухне, но и в остальных помещениях, если в них есть открытые металлические трубопроводы, согласно п. 1-58 ПУЭ следует предусматривать зануление металлических корпусов переносных электроприемников, включенных на 220В (утюги, электрические швейные машинки и др.), а также холодильников и стиральных машин. Однако при токонепроводящих полах временно допускается не занулять их.

Зануляющее гнездо розетки, установленной в кухне, согласно ПУЭ, должно всегда, независимо от механической защищенности проводки, присоединяться к отдельному (третьему) нулевому защитному проводнику, который соединяют с рабочим нулевым проводом в ближайшей осветительной коробке или в квартирном щитке.

Групповые щиты сетей внутреннего освещения должны быть защищены автоматическими выключателями на рабочий ток не более 25 А.

В ванных комнатах допускается установка штепсельных розеток в зоне 3 (ГОСТ Р 50571.11-96), присоединенных к сети через разделительные трансформаторы или защищенных УЗО, реагирующим на дифференциальный ток не более 30 мА.

Выключатели рекомендуется устанавливать на стороне со стороны дверной ручки на высоте до 1 м, допускается устанавливать их под потолком с управлением при помощи шнура [19].

...