某教学楼建筑电气照明课程设计.doc
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摘要
这次课程设计是为某大学教学楼进行电气照明系统设计。
教学楼分为三个部分，西侧为国教大楼，东侧为法政系楼，中间则为各学院办公楼和教室。
本楼电源从室外埋地电缆引入，一般照明为三级负荷，电压等级为380V/220V，三相五线制引至各配电总箱。
设计内容包括照明和插座设计两个部分。
其中，照明设计包括：
一般照明系统的设计和消防照明系统设计。
插座设计中包括普通插座，计算机插座和空调插座。
照明系统设计，其中包括照度计算、灯具的选择、照明干线、插座导线截面积的选择以及导线的敷设方式。
插座系统按高档住宅标准设计。
插座回路与照明回路由同支路供电，一般插座安装高度为0.3米，潮湿场所应装设防潮、防溅型的插座接地系统采用TN—C—S系统。
关键词：
照明设计；插座设计；照度计算；CAD。
目录
第一章前言 1
1.1电气照明概述 1
1.2工程概述 1
第二章电气照明系统设计 3
2.1照明的概述 3
2.2照明设计的目的和原则 3
2.2.1照明设计的目的 3
2.2.2照明的设计原则 4
2.3照明的方式和种类 4
2.4照明灯具的选择 5
2.5照明计算 6
2.5.1照明计算的依据 6
2.5.2照度计算 7
第三章开关和插座的选择 10
3.1开关和插座的种类 10
3.2开关和插座的安装要求 11
第四章供配电系统设计 13
4.1负荷分级 13
4.1.1供电系统的负荷分级 13
4.2负荷计算 14
4.2.2负荷计算的原则 14
4.2.3负荷计算 15
参考文献 42
致谢 43
附录一外文翻译
附录二外文资料原文
附录三设计图纸
第一章前言
1.1电气照明概述
随着照明技术的迅速发展，照明设计已成为建筑设计的重要组成部分。
目前无论照明设计理念还是照明设备都发生了很大的变化。
新的设计思想强调以人为本的人性化设计，以满足人们提出的环境优美、亮度适宜、空间层次感舒适、立体感丰富等多个层面的要求，同时注重艺术性，文化品味和特色。
电气照明是建筑物内外人工环境的重要组成部分，它的基本功能是在自然光不足时，为人们进行各种活动提供视觉的必要条件，而且对人的生理、心理健康具有重要影响，所以电气照明设计应满足家庭生活的需求，并且要确保用电安全。
总之，建筑电气照明与人类的生产、工作和生活有着密切的关系，随着我国建筑业、装饰业的蓬勃发展，人们对电气光源、照明设备技术的更新以及照明光环境的要求就更高了。
1.2工程概况
本工程总建筑面积32000平方米.地上部分16层。
本设计主要包括照明配电设计。
第二章电气照明系统的设计
2.1照明设计的要求和一些应注意的问题
照明的全方位发展，改变了人们以往的观念。
光的环境要受照度、亮度、眩光、阴影、显色性、稳定性等各项因素的影响和制约，设计时应恰当的选择。
同时应遵循安全、实用、经济、美观的照明设计的基本原则。
为配合装修一步到位条件，应充分掌握设计前提因素，努力创造最佳方案。
有效利用天然光，合理的选择照明方式和控制区域，尽力降低电能消耗指标。
2.2照明设计的目的和原则
2.2.1照明设计的目的
照明的设计目的，就是在充分利用自然光的基础上，运用现代人工照明的手段，为人们的工作、生活、娱乐等创造一个优美舒适的灯光环境。
也就是说，使灯光环境符合人们的工作、生活等封面的要求，从而在生理和心理两方面满足人们的需求。
2.2.2照明的设计原则
（1）使用性原则，使用是根本也是设计的出发点和基本条件。
使用性还包括照明系统的施工安装、运行几维修的方便简单，及对未来照明发展变化留有一定的空间。
（2）安全性原则，在选择设计照明系统时要自始至终坚持安全第一的原则。
在设计中要遵循规范的规定和要求，严格按规范设计。
（3）美观性原则，灯光照明尚具有装饰空间、美化环境的功能。
对于房间的照明设计，我们也应该从美观的角度选择、布置灯具，使之符合人们的审美习惯。
（4）经济性原则，一方面是节能，另一方面是节约[3]。
2.3照明的方式和种类
（1）一般照明
为使整个照明场地获得均匀明亮的水平照度，使用照明器在整个照明场所基本均匀布置的照明方式。
（2）分区一般照明
根据需要提高特定区域照度的一般照明。
根据工作面布置的实际情况，将照明器集中或分区集中均匀的布置在工作区上方，使室内不同被照面上产生不同的照度，可以有效的节约能源。
（3）局部照明
以满足照明范围内某些部位的特殊需要而设置的照明称为局部照明。
它仅限于照亮一个有限的工作区，通常采用从最适合的方向装设台灯、射灯或反射灯型灯泡。
其优点是灵活、方便、节电、能有效地突出重点。
（4）混合照明
由一般照明和局部照明共同组成的照明称为混合照明。
其实质是在一般照明的基础上，在另外需要提供特殊照明的局部，采用局部照明。
照明种类可分为：
正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明[3]。
按照下列要求确定照明种类[3]：
1、工作场所均应设置正常照明，它是在正常情况下使用的室内、外照明。
2、工作场所下列情况应设置应急照明：
（1）正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行的场所，应设置备用照明；
（2）正常照明因故障熄灭后，需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所，应设置安全照明；
（3）正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明；
3、大面积所宜设置值班照明，一般在非工作时间内供值班人员用的照明。
4、有警戒任务的场所，应根据警戒范围的要求设置警卫照明。
5、有危及航行安全的建筑物、构筑物上，应根据航行要求设置障碍照明。
2.4照明灯具的选择
灯具的选择是照明设计的基本内容之一，其选择恰当与否，直接影响到照明的质量、经济性能和耗能指标的好坏。
1、在潮湿的场所，应采用相应防护等级的防水灯具或带防水灯头的开敞式灯具。
2、在有腐蚀性气体或蒸汽的场所，宜采用防腐蚀密闭式灯具。
若采用开敞式灯具，各部分应有防腐蚀或防水措施；
3、在高温场所，宜采用散热性能好、耐高温的灯具。
4、在有尘埃的场所，应按防尘的相应防护等级选择适宜的灯具。
5、在装有锻锤、大型桥式吊车等震动、摆动较大场所所使用的灯具，应有防振和防脱落措施。
6、在易受机械损伤、光源自行脱落可能造成人员伤害或财物损失的场所使用的灯具，应有防护措施；
7、在有爆炸或火灾危险场所使用的灯具，应符合国家现行相关标准和规范的有关规定。
8、在有洁净要求的场所，应采用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具。
9、在需防止紫外线照射的场所，应采用隔紫灯具或无紫光源。
[2]
2.5照明计算
2.5.1照明计算的依据
照明计算是照明设计的重要内容之一。
照明计算的常用方法有利用系数法、单位容量法、逐点计算法，查概曲线法等。
本次设计主要应用利用系数法，顶层咖啡厅用单位容量法。
（一）利用系数法
平均照度的计算通常应用利用系数法，该方法考虑了由光源直接投射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。
利用系数法适用于灯具均匀布置、墙和天棚反射系数较高、空间无大型设备遮挡的室内一般照明，但也适用于灯具均匀布置的室外照明，该方法计算比较准确。
（1）应用利用系数法计算平均照度的基本公式
（2-1）
式中——工作面上的平均照度，；
——光源的光通量，；
——光源数量；
——利用系数；
——工作面面积；
——灯具的维护系数。
（2）、利用系数
利用系数是投射到工作面上的光通量与自然光源发射出的光通量之比，可由式（2-2）计算
（2-2）
式中——光源的光通量，；
——自然光源发射，最后投射到工作面上的光通量，。
（3）、室内空间的表示方式
室内空间的划分如图3-1所示。
室空间比
（2-3）
顶棚空间比
（2-4）
地板空间比
（2-5）
以上式中：
——室长，；
——室宽，；
——顶棚空间高，；
——室空间高，；
图3-1室内空间的划分
——地板空间高，。
当房间不是正四边形时，因为，墙面积=
地面积
则式（3-3）可改写为
（2-6）
（4）、有效空间反射比和墙面平均反射比
为使计算简化，将顶棚空间视为位于灯具平面上，且具有有效反射比的假想平面。
同样，将地板空间视为位于工作平面上，且具有有效反射比的假想平面，光在假想平面上的反射效果同实际效果一样，有效空间反射比由式（3-7）计算
（2-7）
（2-8）
上二式中——有效空间反射比；
——空间开口平面面积，；
——空间表面面积，；
——空间表面平均反射比；
——第个表面反射比；
——第个表面面积，；
——表面个数。
若已知空间表面（地板、顶棚或墙面）反射比（、或）及空间比，及可从事先算好的表上求出空间有效反射比。
为简化计算，把墙面看成一个均匀的漫射表面，将窗子或墙上的装设品等综合考虑，求出墙面平均反射比来体现整个墙面的反射条件。
墙面平均反射比由式（3-9）计算
（2-9）
式中、——墙的总面积（包括窗面积），和墙面反射比；
、——玻璃窗或装饰物的面积，和玻璃窗式装饰物的反射比。
根据式（2-1），灯数可按式（2-10）计算
（2-10）
式中各符号意义同式（3-1）。
照度计算：
工程名:
公共事业管理
计算者:
计算时间:
2011-6-20
参考标准：
《建筑照明设计标准》/GB50034-2004
参考手册：
《照明设计手册》第二版:
计算方法：
利用系数平均照度法
1.房间参数
房间类别：
照度要求值:
300.00LX,功率密度不超过11.00W/m2
房间名称：
公共事业教研室
房间长度L:
4.15m
房间宽度B:
3.76m
计算高度H:
2.25m
顶棚反射比（%）：
70
墙反射比（%）：
50
地面反射比（%）：
10
室形系数RI:
0.88
2.灯具参数:
型号:
飞利浦TLD18W/827
单灯具光源数:
3个
灯具光通量:
1350lm
灯具光源功率:
49.50W
镇流器类型:
TLD豪华型
镇流器功率:
4.50
3.其它参数:
利用系数:
0.47
维护系数:
0.80
照度要求:
300.00LX
功率密度要求:
11.00W/m2
4.计算结果:
E=NΦUK/A
N=EA/（ΦUK）
其中：
Φ--光通量lm
N--光源数量
U--利用系数
A--工作面面积m2
K--灯具维护系数
计算结果:
建议灯具数:
3
计算照度:
290.79LX
实际安装功率=灯具数×（总光源功率+镇流器功率）=162.00W
实际功率密度:
10.38W/m2
折算功率密度:
10.71W/m2
5.校验结果:
要求平均照度:
300.00LX
实际计算平均照度:
290.79LX
符合规范照度要求!
要求功率密度:
11.00W/m2
实际功率密度:
10.71W/m2
符合规范节能要求!
工程名:
105
计算者:
计算时间:
2011-6-20
参考标准：
《建筑照明设计标准》/GB50034-2004
参考手册：
《照明设计手册》第二版:
计算方法：
利用系数平均照度法
1.房间参数
房间类别：
照度要求值:
300.00LX,功率密度不超过11.00W/m2
房间名称：
105
房间长度L:
7.26m
房间宽度B:
4.27m
计算高度H:
2.25m
顶棚反射比（%）：
70
墙反射比（%）：
50
地面反射比（%）：
10
室形系数RI:
1.19
2.灯具参数:
型号:
飞利浦TLD18W/29
单灯具光源数:
3个
灯具光通量:
1250lm
灯具光源功率:
49.50W
镇流器类型:
TLD豪华型
镇流器功率:
4.50
3.其它参数:
利用系数:
0.55
维护系数:
0.80
照度要求:
300.00LX
功率密度要求:
11.00W/m2
4.计算结果:
E=NΦUK/A
N=EA/（ΦUK）
其中：
Φ--光通量lm
N--光源数量
U--利用系数
A--工作面面积m2
K--灯具维护系数
计算结果:
建议灯具数:
6
计算照度:
317.99LX
实际安装功率=灯具数×（总光源功率+镇流器功率）=324.00W
实际功率密度:
10.44W/m2
折算功率密度:
9.85W/m2
5.校验结果:
要求平均照度:
300.00LX
实际计算平均照度:
317.99LX
符合规范照度要求!
要求功率密度:
11.00W/m2
实际功率密度:
9.85W/m2
符合规范节能要求!
工程名:
思政部纲要教研室
计算者:
计算时间:
2011-6-20
参考标准：
《建筑照明设计标准》/GB50034-2004
参考手册：
《照明设计手册》第二版:
计算方法：
利用系数平均照度法
1.房间参数
房间类别：
照度要求值:
300.00LX,功率密度不超过11.00W/m2
房间名称：
思政部纲要教研室
房间长度L:
4.53m
房间宽度B:
4.26m
计算高度H:
2.25m
顶棚反射比（%）：
70
墙反射比（%）：
50
地面反射比（%）：
10
室形系数RI:
0.98
2.灯具参数:
型号:
飞利浦TLD18W/29
单灯具光源数:
2个
灯具光通量:
1250lm
灯具光源功率:
33.00W
镇流器类型:
TLD豪华型
镇流器功率:
3.50
3.其它参数:
利用系数:
0.50
维护系数:
0.80
照度要求:
300.00LX
功率密度要求:
11.00W/m2
4.计算结果:
E=NΦUK/A
N=EA/（ΦUK）
其中：
Φ--光通量lm
N--光源数量
U--利用系数
A--工作面面积m2
K--灯具维护系数
计算结果:
建议灯具数:
6
计算照度:
309.96LX
实际安装功率=灯具数×（总光源功率+镇流器功率）=219.00W
实际功率密度:
11.36W/m2
折算功率密度:
10.99W/m2
5.校验结果:
要求平均照度:
300.00LX
实际计算平均照度:
309.96LX
符合规范照度要求!
要求功率密度:
11.00W/m2
实际功率密度:
10.99W/m2
符合规范节能要求!
工程名:
招生咨询部
计算者:
计算时间:
2011-6-20
参考标准：
《建筑照明设计标准》/GB50034-2004
参考手册：
《照明设计手册》第二版:
计算方法：
利用系数平均照度法
1.房间参数
房间类别：
照度要求值:
300.00LX,功率密度不超过11.00W/m2
房间名称：
招生咨询部
房间长度L:
6.34m
房间宽度B:
5.44m
计算高度H:
2.25m
顶棚反射比（%）：
70
墙反射比（%）：
50
地面反射比（%）：
10
室形系数RI:
1.30
2.灯具参数:
型号:
飞利浦TLD18W/29
单灯具光源数:
3个
灯具光通量:
1250lm
灯具光源功率:
49.50W
镇流器类型:
TLD豪华型
镇流器功率:
4.50
3.其它参数:
利用系数:
0.57
维护系数:
0.80
照度要求:
300.00LX
功率密度要求:
11.00W/m2
4.计算结果:
E=NΦUK/A
N=EA/（ΦUK）
其中：
Φ--光通量lm
N--光源数量
U--利用系数
A--工作面面积m2
K--灯具维护系数
计算结果:
建议灯具数:
6
计算照度:
296.96LX
实际安装功率=灯具数×（总光源功率+镇流器功率）=324.00W
实际功率密度:
9.39W/m2
折算功率密度:
9.49W/m2
5.校验结果:
要求平均照度:
300.00LX
实际计算平均照度:
296.96LX
符合规范照度要求!
要求功率密度:
11.00W/m2
实际功率密度:
9.49W/m2
符合规范节能要求!
表一照度计算表
照度计算表
房间名称
房间长（米）
房间宽（米）
面积
灯具数
单灯光源数
光源功率
总功率
光通量
利用系数
维护系数
要求照度值
计算照度值
功率密度规范值
功率密度计算值
卫生间1
3.84
2.34
8.99
2
1
40
80
2900
0.47
0.8
150
242.58
11
8.9
卫生间1
3.84
2.34
8.99
2
1
40
80
2900
0.47
0.8
150
242.58
11
8.9
卫生间2
2.34
1.98
4.63
1
1
40
40
2900
0.47
0.8
150
235.51
11
8.64
卫生间2
2.34
1.98
4.63
1
1
40
40
2900
0.47
0.8
150
235.51
11
8.64
卫生间3
7.64
2.34
17.88
3
1
40
120
2900
0.47
0.8
150
182.95
11
6.71
卫生间3
7.64
2.34
17.88
3
1
40
120
2900
0.47
0.8
150
182.95
11
6.71
男厕
4.84
2.84
13.75
2
1
40
80
2900
0.47
0.8
150
158.6
11
5.82
男厕
4.84
2.84
13.75
2
1
40
80
2900
0.47
0.8
150
158.6
11
5.82
女厕
4.84
3.21
15.56
2
1
40
80
2900
0.47
0.8
150
140.15
11
5.14
女厕
4.84
3.21
15.56
2
1
40
80
2900
0.47
0.8
150
140.15
11
5.14
洗手间
3.84
2.34
8.99
2
1
40
80
2900
0.47
0.8
150
242.58
11
8.9
洗手间
3.84
2.34
8.99
2
1
40
80
2900
0.47
0.8
150
242.58
11
8.9
客房1
4.84
4.3
20.81
2
1
30
60
2100
0.79
0.8
75
127.55
15
2.88
客房1
4.84
4.3
20.81
2
1
30
60
2100
0.79
0.8
75
127.55
15
2.88
客房2
6.34
4.3
27.26
2
1
30
60
2100
0.79
0.8
75
97.62
11
2.2
客房2
6.34
4.3
27.26
2
1
30
60
2100
0.79
0.8
75
97.62
11
2.2
客房3
6.9
4.85
33.44
2
1
30
60
2100
0.79
0.8
75
79.58
11
1.79
客房3
6.9
4.85
33.44
2
1
30
60
2100
0.79
0.8
75
79.58
11
1.79
储藏间
7.3
4.34
31.68
2
1
30
60
2100
0.79
0.8
75
84
15
1.89
储藏间
7.3
4.34
31.68
2
1
30
60
2100
0.79
0.8
75
84
15
1.89
会客厅
7.3
6.28
45.84
3
1
30
90
2100
0.79
0.8
75
87.08
11
1.96
会客厅
7.3
6.28
45.84
3
1
30
90
2100
0.79
0.8
75
87.08
11
1.96
夫人房
6.86
4.84
33.2
2
1
30
60
2100
0.79
0.8
75
80.15
11
1.81
夫人房
6.86
4.84
33.2
2
1
30
60
2100
0.79
0.8
75
80.15
11
1.81
会议室
8.8
8.8
77.44
8
2
30
480
2100
0.79
0.8
300
274.91
11
6.2
会议室
8.8
8.8
77.44
8
2
30
480
2100
0.79
0.8
300
274.91
11
6.2
会客厅2
9.2
7.3
67.16
4
1
30
120
2100
0.79
0.8
75
79.25
11
1.79
会客厅2
9.2
7.3
67.16
4
1
30
120
2100
0.79
0.8
75
79.25
11
1.79
书房
4.84
4.3
20.81
5
1
30
150
2100
0.79
0.8
300
319.69
15
7.21
书房
4.84
4.3
20.81
5
1
30
150
2100
0.79
0.8
300
319.69
15
7.21
主卧室
8.8
6.34
55.79
6
1
30
180
2100
0.79
0.8
150
143.1
15
3.23
主卧室
8.8
6.34
55.79
6
1
30
180
2100
0.79
0.8
150
143.1
15
3.23
电梯厅
5.84
4
23.36
3
2
30
180
2100
0.79
0.8
300
341.75
11
7.71
电梯厅
5.84
4
23.36
3
2
30
180
2100
0.79
0.8
300
341.75
11
7.71
五到十四层走廊
61
2.2
1
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