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电气照明课程设计

1绪论

1.1设计题目

某住宅楼电气照明系统设计

1.2工程概况

该工程为为本工程是一栋高六层的住宅建筑,其建筑类别为三类建筑.结构形式为底框结构,基础为桩基础,所有楼板均为现浇。

设计内容为电气照明系统。

1）建筑为6层住宅楼，每层三单元，每单元一梯两户。

2）每层层高3米。

3）室内外高差0.3米。

2照明系统设计

2.1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。

2.2光源与灯具的选用

（1）民用建筑照明中无特殊要求的场所,宜采用光效高的光源和效率高的灯具。

（2）开关频繁,要求瞬时启动和连续调光等场所,宜采用白炽灯和卤钨灯光源。

（3）一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯；

（4）一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯；在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过100W。

下列工作场所可采用白炽灯：

要求瞬时启动和连续调光的场所，使用其他光源技术经济不合理时；

对防止电磁干扰要求严格的场所；

开关灯频繁的场所；

照度要求不高，且照明时间较短的场所；

对装饰有特殊要求

照明设计时按下列原则选择镇流

2.3照明灯具的选择

2.3.1灯具的作用：

（1）控光作用

（2）保护光源的作用

（3）安全作用

（4）美化环境作用

2.3.2灯具选择的原则

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。

2.4照明设计要求

2.4.1住宅建筑照明设计应符合下列要求:

（1）住宅照明设计应使室内光环境实用和舒适.卧室和餐厅宜采用低色温的光源

（2）起居室、卧室中的书写阅读和精细作业宜增设局部照明；

（3）楼梯间照明宜采用定时开关和双控开关。

2.4.2照明方式确定的要求

（1）工作场所通常应设置一般照明；

（2）同一场所内的不同区域有不同照度要求时，应采用分区一般照明；

（3）对于部分作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理的场所，宜采用混合照明；

（5）在一个工作场所内不应只采用局部照明。

2.5居住建筑照明标准值

照明标准值表2-1

类别

参考平面、高度

平均照度lx

客厅

一般活动区

0.75m水平面

书写、阅读

0.75m水平面

150

卧室

一般活动区

0.75m水平面

阅读

0.75m水平面

150

厨房

一般活动区

0.75m水平面

100

操作台

0.75m水平面

150

餐厅

一般活动区

0.75m水平面

餐桌面

0.75m水平面

150

卫生间

0.75m水平面

100

楼梯间

地面

工作房间表面反射比表2-2

表面名称

反射比

顶棚

0.7

墙面

0.5

地面

0.1

2.6照明计算

2.6.1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、逐点计算法等。

本次设计主要应用利用系数法。

（1）利用系数法

利用系数法是计算工作面上平均照度最常用的方法。

它是根据光源的光通量，房间的几何形状，灯具的数量和类型确定工作面平均照度的计算方法。

利用系数法的计算步骤：

计算室空间比RCR（或计算室形指数）,顶棚空间比CCR，地板空间比FCR。

公式：

室空间比：

（2-1）

室形指数：

（2-2）

顶棚空间比：

（2-3）

地板空间比：

（2-4）

式中a-室长（m）

b-室宽（m）

-顶棚空间高，即灯具的垂度（m）

-室空间高，即灯具的计算高度（m）

-地板空间高，即工作面的高度（m）

计算顶棚空间有效反射比

（2-5）

-顶棚或地板空间各表面的平均反射比

-顶棚或地板空间内所有表面积的总面积

-顶棚或地板平面面积（

）

（2-6）

计算墙面平均反射比

计算地板空间有效反射比

查灯具维护系数

确定利用系数

2.6.2确定光源功率

计算室内面积S→选择照度E→选择安装灯具的数量n→计算

→依据选择光源每盏灯的光通量φ查最后按公式

检验照度，看是否符合。

2.6.3照明系统计算

各个房间的参数;

（1）餐厅房间参数

房间类别：

照度要求值:

150.00LX,功率密度不超过11.00W/m2

房间长度L:

4.61m

房间宽度B:

3.90m

计算高度H:

2.25m

顶棚反射比（%）：

墙反射比（%）：

地面反射比（%）：

室形系数RI:

0.94

（2）灯具参数:

型号:

荧光灯YZ40RR（36W）日光色

单灯具光源数:

3个

灯具光通量:

2000lm

灯具光源功率:

108.00W

镇流器类型:

镇流器功率:

0.00

（3）其它参数:

利用系数:

0.60

维护系数:

0.80

照度要求:

150.00LX

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:

计算照度:

160.18LX

实际安装功率=光源数×（光源功率+镇流器功率）=108.00W

实际功率密度:

6.01W/m2

折算功率密度:

5.63W/m2

（5）校验结果:

要求平均照度:

150.00LX

实际计算平均照度:

160.18LX

符合规范照度要求!

要求功率密度:

11.00W/m2

实际功率密度:

5.63W/m2

符合规范节能要求!

其他房间计算和这个相同。

以表格2-3的方式列出来。

照明计算表表2-3

序号

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

2.42

1.62

3.92

1050

0.60

100

96.43

11.00

5.10

书房

3.56

2.22

7.90

1250

0.60

0.80

150

151.90

11.00

4.68

客厅1

4.80

3.76

18.05

1250

0.60

0.80

100

99.72

11.00

3.43

储藏

1.02

0.60

0.61

160

0.60

94.43

11.00

9.84

客厅2

7.36

3.84

28.26

144

2000

0.60

100

101.91

11.00

5.10

大储藏室

2.56

1.01

2.59

250

0.60

69.50

11.00

6.18

餐厅

4.61

3.90

17.98

108

2000

0.60

0.80

150

160.18

11.00

6.01

厨房

3.36

1.26

4.23

1250

0.60

100

106.38

11.00

4.73

餐厅

4.14

2.75

11.39

2000

0.60

0.80

150

168.57

11.00

6.32

主卧室

4.56

3.56

16.23

1250

0.60

0.80

73.94

11.00

2.28

卧室

4.56

3.36

15.32

1250

0.60

0.80

78.33

11.00

2.35

3负荷计算

3.1负荷计算的方法

计算负荷的方法：

（1）按需用系数法确定计算负荷；

（2）按二项式法确定计算负荷；

（3）计算负荷的估算方法；

（4）民用建筑负荷计算[9]；

（5）单相负荷计算[9]。

3.2负荷计算的原则

（1）在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要系数法。

对于住宅，在设计的各个阶段均可采用单位指标法。

（2）用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊时，宜采用需要系数法，一般用于干线配电所的负荷计算。

（3）用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时宜采用二项式法，一般用于支干线和配电屏（箱）的负荷计算。

本次设计选用需用系数法进行负荷计算

需要系数：

Kd=负荷曲线最大有功负荷/额定负荷

需要系数是一个综合系数，它标志着用电设备组投入运行时，从供电网络实际去用的功率与用电设备组设备功率之比。

民用建筑则常用需要系数法。

采用需

要系数法时，应首先确定用电设备组的设备容量。

用电设备名牌上所标示的容量为额定容量。

同类型的用电设备归为一组，即用电设备组。

用电设备组的总容量并不一定是这些设备的额定容量的直接相加，而是必须首先把他们换算为统一工作制下的额定容量，才进行相加。

经过换算制统一规定的工作制下而定的容量称为设备容量，即为Pc。

需要系数法的计算公式如下[1]：

用电设备组的有功，无功和视在计算负荷：

（3-1）

（3-2）

（3-3）

（3-4）

需要系数值是在一定范围内按统计方法来确定的，它的准确性对负荷计算有重要的意义。

但是，由于许多因素的影响，需要系数表所给出的只能是推荐值，这就要求设计者根据设计经验和具体情况从中选取一个比较恰当的值。

3.3负荷计算

供配电系统设计

系数选取：

本设计功率因数：

Cosφ=0.8，tgφ=0.75

A户型：

第一个回路照明回路：

总功率:

Pe=540W

取Pe=0.54kWKd=0.8cosφ=0.8tgφ=0.75

Pc=Pe×Kd=0.54×0.8=0.432kW

Qc=Pc×tgφ=0.432×0.75=0.324kvar

Sc=

=0。

54kVA

Ic=Sc÷U=0.54÷0.22=2.45A

断路器长延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流Izd1≧Kzd1×IcKzd1=1.1Izd1=2.7A

工程上规定单相供电回路所采用的微型断路器的最小容量为16A，通过查得其载流量知应选用截面积为2.5mm²的BV聚氯乙烯绝缘铜导线。

故照明回路选择故普通插座回路选择C65N-C16/1P或者DPN-C16/2P型断路器，3×2.5mm²的BV聚氯乙烯绝缘铜导线，穿直径20的PC管沿顶棚暗敷设。

第二个回路厨房插座回路（包括一个电磁炉和3个一般插座,一个热水器，油烟排风机）：

该回路总容量

Pe=3.5KW，Kd=0.8

cosφ=0.8tgφ=0.75

Pc=Pe×Kd=2.8kW

Qc=Pc×tgφ=2.1kvar

Sc=

=3.5kVA

Ic=Sc÷U=3.5÷0.22=15.91A

断路器长延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流Izd1≧Kzd1×IcKzd1=1.1Izd1=17.5A

工程上规定单相供电回路所采用的微型断路器的最小容量为16A，通过查得其载流量知应选用截面积为4mm²的BV聚氯乙烯绝缘铜导线。

3×4mm²的BV聚氯乙烯绝缘铜导线，穿直径25的PC管沿顶棚暗敷设。

以下几个回路采用同样的方法，计算负荷见下表3-1和3-2，配电支线图详细附录

A计算负荷表3-1

序号

回路编号

总功率

需用系数

功率因数

额定电压

设备相数

视在功率

有功功率

无功功率

计算电流

WL1

0.54

0.80

220

0.54

0.43

0.32

2.45

WL2

1.0

0.80

220

1.00

0.80

0.60

4.55

WL3

3.5

0.80

220

3.50

2.80

2.10

15.91

WL4

1.2

0.80

220

1.20

0.96

0.72

5.45

WL5

1.2

0.80

220

1.20

0.96

0.72

5.45

WL6

0.2

0.80

220

0.20

0.16

0.12

0.91

WL7

0.2

0.80

220

0.20

0.16

0.12

0.91

WL8

0.3

0.80

220

0.30

0.24

0.18

1.36

WL9

0.3

0.80

220

0.30

0.24

0.18

1.36

WL10

0.3

0.80

220

0.30

0.24

0.18

1.36

WL11

1.6

0.80

220

1.60

1.28

0.96

7.27

WL12

1.2

0.80

220

1.20

0.96

0.72

5.45

WL13

0.8

0.80

220

0.80

0.64

0.48

3.64

WL14

0.8

0.80

220

0.80

0.64

0.48

3.64

WL15

0.8

0.80

220

0.80

0.64

0.48

3.64

总负荷:

Pe=13.94KW

总功率因数:

Cos%%C=0.80

计算功率:

Pjs=11.28KW

计算电流:

Ijs=21.42A

B计算负荷表3-2

序号

回路编号

总功率

需用系数

功率因数

额定电压

设备相数

视在功率

有功功率

无功功率

计算电流

WL1

0.4

0.80

220

0.40

0.32

0.24

1.82

WL2

1.0

0.80

220

1.00

0.80

0.60

4.55

WL3

3.5

0.80

220

3.50

2.80

2.10

15.91

WL4

1.2

0.80

220

1.20

0.96

0.72

5.45

WL5

1.2

0.80

220

1.20

0.96

0.72

5.45

WL6

0.2

0.80

220

0.20

0.16

0.12

0.91

WL7

0.3

0.80

220

0.30

0.24

0.18

1.36

WL8

0.3

0.80

220

0.30

0.24

0.18

1.36

WL9

1.6

0.80

220

1.60

1.28

0.96

7.27

WL10

0.8

0.80

220

0.80

0.64

0.48

3.64

WL11

0.8

0.80

220

0.80

0.64

0.48

3.64

WL12

0.8

0.80

220

0.80

0.64

0.48

3.64

总负荷:

Pe=12.10KW

总功率因数:

Cos%%C=0.80

计算功率:

Pjs=9.84KW

计算电流:

Ijs=18.69A

4配电系统设计

4.1照明配电设计的原则

（1）照明配电宜采用放射式和树干式结合的系统。

（2）三相配电干线的各相负荷宜分配平衡，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115％，最小相负荷不宜小于三相负荷平均值的85％。

（3）照明配电箱宜设置在靠近照明负荷中心便于操作维护的位置。

（4）每一照明单相分支回路的电流不宜超过16A，所接光源数不宜超过25个；连接建筑组合灯具时，回路电流不宜超过25A，光源数不宜超过60个；连接高强度气体放电灯的单相分支回路的电流不应超过30A。

（5）每套住宅的空调电源插座、电源插座与照明，应分路设计；厨房电源插座和卫生间电源插座宜设置独立回路；

（6）除空调电源插座外，其它电源插座电路应设置漏电保护装置；

（7）每套住宅应设置电源总断路器，并应采用可同时断开相线和中性线的开关电器；

（8）每幢住宅的总电源进线断路器，应具有漏电保护功能。

4.2电源插座选择的原则

（1）电源插座的数量，不应少于表的规定。

电源插座的设置数量见表4-1

表4-1

设置数量

部位

一个单相三线和一个单相二线的插座两组

卧室、厨房

一个单相三线和一个单相二线的插座三组

起居室（厅）

防溅水型一个单相三线和一个单相二线的

组合插座一组

卫生间

专用单相三线插座各一个

布置洗衣机、冰箱、排气机械和空调器等处

4.3电源插座的选择

4.3.1插座的安装要求

插座安装时，明装插座距地面应不低于1.8米；暗装插座距地面不低于0.3米，为防止儿童触电、用手指触摸或拿金属物插捅电源孔眼，一定要选用带有保险挡片的安全插座；单相二眼插座的施工接线要求是：

当孔眼横排列时为“左零右火”，竖排列时为“上火下零”；单相三眼插座的接线要求是：

最上端的接地孔眼一定要与接地线接牢、接实、接对，绝不能不接。

余下的两孔眼按“左零右火”的规则接线，值得注意的是，零线与保护接地线切不可错接或接为一体；电冰箱应使用独立的、带有保护接地的三眼插座。

为保证家人的绝对安全，抽油烟机的插座也要使用三眼插座，接地孔的保护绝不可掉以轻心。

在插座的布置时有一些特殊的场合和房间采用封闭式的防潮防水的插座,每个普通插座为10A,空调插座为16A,在一般房间根据房间的面积和功能来确定插座的个数和型号。

4.3.2电源插座负荷计算

（1）确定设备插座负荷

统计插座数目，每个插座按0.1kw-0.2kw负荷计算。

（2）统计客厅数和卧室数，客厅采用两匹空调，大卧室采用1.5匹空调。

小卧室采用1匹的。

4.4导线的选择

（1）支路导线的选择：

采用三根单芯铜线穿硬塑料管。

由于线路不长，故可允许温升条件选择导线截面，一般也能满足导线机械强度和允许电压损失要求。

现以最大的支路为WL1计算电流为依据，

查《民用建筑电气设计手册》选用3根截面为2.5mm2的BV型聚氯乙烯绝缘电线，在35度时，

满足要求，对于比较大的应该选取四根，比如WL3.其他回路类似这样的原则选择导线，详见附录：

照明配电干线系统图。

（2）配电箱AL电源进线的选择。

采用BV型聚氯乙烯绝缘铜线穿钢管暗敷，据负荷计算结果，计算电流

查《民用建筑电气设计手册》，选用5根截面为6mm2的BV型聚氯乙烯绝缘电线，在35度时，

满足要求。

（3）总电源进线导线的选择。

电源进线采用380/220V的三线四相致供电，并采用地下电缆传保护管（钢管）进线，据负荷计算结果，计算电流

查《民用建筑电气设计手册》，选用VV型截面为4×16mm2电缆，在35度时，

4.5开关的选择

4.5.1开关的种类

开关可以根据其结构特点、极数、位数、用途等进行分类。

（1）按结构特点分类开关按结构特点可分为按钮开关、拨动开关、薄膜开关、水银开关、杠杆式开关、微动开关、行程开关等。

（2）按极数、位数分类开关按极数和位数可分为单极单位开关、双极双位开关、单极多位开关、多极单位开关和多极多位开关等。

（3）按用途分类开关按用途可分为电源开关、录放开关、波段开关、预选开关、限位开关、脚踏开关、转换开关、控制开关等。

4.5.2开关选择的依据

目前在家庭用户中，多采用小型塑料式低压断路器作为照明供电的电源开关，它兼有过载，低电压和短路保护之功用。

查有关设计手册或产品目录，支线采用C65N-16/1P或DPN-C16/2P型，

自动开关；各层配电箱电源进线采用C65N-C32/3P型。

的自动开关，总电源进线可选用C65N-C50/4P型，

的自动开关。

4.6配电箱

4.6.1每户配电箱选用

每户配电箱按最大负荷户D住宅区设置

分析最大负荷户：

照明、插座、空调×4,共6线供电

TSPS（R）本电箱壳体用1.0mm厚优质镀锌钢板折弯点焊组成，喷涂色泽美观的粉末涂料，配以ABS塑料面框和用于观察箱内元件的透明面盖，造型美观大方，壳体上下两侧均冲有敲落孔，使进出线即可上进下出，也可上出下出，防护等级达到IP20。

4.7电表选择

选用电表DD862型

16户以上1、多户用电集中检测、分户计量与显示，表箱体积小，安装方便2、计量准确，过载能力强，使用寿命长，防止窃电，减少用电纠纷3、宽量程10（50）A，高灵敏度，完全适应用电负荷变化大的用户4、具有计量功能，直观显示用户的用电负荷，可进行现场校表5、具备红外抄表和远程计算机联网抄表功能，实现了微机化管理6、整机功耗低，小于

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