建筑电气照明系统设计doc.docx
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建筑电气照明系统设计doc
建筑电气照明系统设计
1.设计目的1
2.设计任务1
3.设计思路与设计内容与要求1
3.1照明方式和种类1
3.1.1照明方式的分类1
3.1.2照明种类1
3.2照明质量3
3.2.1照度均匀度3
3.2.2光源颜色3
3.3照明电光源4
1.3.1电光源的分类4
1.3.2照明光源、灯具的选用6
3.4照明控制系统8
4.设计计算说明,设备与元器件选择计算与参数选择说明9
4.1确定照度标准值9
4.1.1民用建筑照明照度一般规定9
4.1.2民用建筑照度标准9
4.2照度计算10
4.2.1单位容量计算法10
4.2.2利用系数法11
4.3灯具的选择及计算12
4.3.1对于电气学院办公室,采用系数法计算。
12
4.3.2对于电气学院学生科值班室,采用系数法计算13
4.3.3对于电气学院会议室,采用系数法计算13
4.3.4对于电气学院学生科办公室,采用系数法计算14
4.3.5对于电气学院报告厅,采用系数法计算15
4.3.6保安员值班室,因光的损失相对固定,故采用单位容量法15
4.4怀德楼C楼教室照明计算16
4.4.1教室情况:
16
4.4.2教室照明标准选择16
4.4.3面积计算16
4.4.4灯型选择16
4.4.5对于教室,采用系数法计算17
4.5照明系统图说明17
5.设备与元器件型号和参数选择目录表20
6.设计小结21
7.设计图纸目录22
8.参考文献目录23
1.设计目的
建筑电气综合课程设计的目的是进一步强化建筑电气设计理论与建筑电气工程的设计、施工实践能力的有机结合,更有效地培养本业专业综合设计思维以及施工、安装的实践能力。
本课程设计的任务包括高层建筑的强弱电气系统的方案设计以及强弱电气系统电气施工图的设计。
2.设计任务
盐城工学院新校区电信馆B、C楼强弱电系统设计:
设计本校新校区电信馆B、C楼含两侧与A楼相连的连接部分的电气照明系统的系统图、平面布置图、设备接线图;
3.设计思路与设计内容与要求
3.1照明方式和种类
3.1.1照明方式的分类
一、照明方式可分为:
一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明。
1）一般照明:
指不考虑特殊局部的需要,为照亮整个场地而设置的照明。
2）分区一般照明;指根据需要,提高特定区域照度的一般照明。
3）局部照明:
指为满足某些部位（如工作面）的特殊需要而设置的照明。
4）混合照明:
指一般照明与局部照明组成的照明。
二、照明方式的选择1）当生产条件受到限制,工作地点附近不可能固定灯具而虚以采用混合照明,或者当工作位置密度不大.采用混合照明不合理时,或者不需要考虑特殊局部的需要而使整个工作场所能获得均匀照度时,宜装设单一的较均匀的一般照明。
2）在同一照明场所内,当工作场所内某一部分需要高于一般照明的照度时,可采用分区一般照明。
3）对于照度要求较高,而工作场所内工作位置密度不大,并且要求光线照射方向能随意改变时,采用单一的一般照明显然不合理,这种情况宜采用混合照明,即增设局部照明。
3.1.2照明种类
一、照明种类按其功能可分为:
正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍照明、装饰照明和艺术照明等。
1）正常照明
为满足正常工作而设置的室内外照明称为正常照明。
它起着满足人们基本视觉要求的功能,是照明设计中的主要照明。
它一般可单独使用,也可与应急照明和值班照明同时使用,但控制线路必须分开。
2）应急照明
在正常照明因事故熄灭后,供事故情况下继续工作、人员安全或顺利疏散的照明称应急照明。
它包括备用照明、安全照明和疏散照明三种。
应急照明的设置原则,从安全角度考虑,应在较多的建筑内设置应急照明,而从经济的观点出发,只能在一些最需要的建筑内设置。
3）值班照明
在非工作时间供值班人员观察用的照明称为值班照明。
可利用正常照明中能单独控制的一部分或应急照明的一部分或全部作为值班照明。
4）警卫照明
用于警卫室内重点目标的照明称为警卫照明。
可按警戒任务的需要,在警卫范围内装设,宜尽量与正常照明合用。
5）装饰照明
为美化和装饰某一特定空间而设置的照明。
装饰照明可以是正常照明或局部照明的一部分。
以纯装饰为目的的照明,不兼作一般照明和局部照明。
6）艺术照明
通过运用不同的灯具、不同的投光角度和不同的光色,制造出一种特定空间气氛的照明。
7）障碍照明:
是为了保障飞机起飞和降落安全以及船舶航行安全而在机场周围高耸建筑物如烟囱、水塔上面以及航道两侧建筑物规定部位装设的信号照明。
二、照明种类的选择
1）当正常照明因故障熄灭后,对需要确保正常工作或活动继续进行的场所,应装设备用照明2）当正常照明因故障熄灭后,对需要确保处于危险之中的人员安全的场所,应装设安全照明。
3）当正常照明因故障熄灭后,对需要确保人员安全疏散的出口和通道,应装设疏散照明。
4）值班照明宜利用正常照明中能单独控制的一部分,或者利用应急照明的一部分或全部。
5）警卫用明应根据需要,在警卫范围内装设
6）障碍照明的装设,应严格执行所在地区航空部门或交通部门的有关规定。
3.2照明质量
3.2.1照度均匀度
一、办公室、阅览室等工作房间一般照明照度的均匀度,按最低照度与平均照度之比确定,其数值不宜小于0.7。
二、采用分区一般照明时,房间内的通道和其它非工作区域,一般照明的照度值不宜低于工作面照度值的1/5。
三、局部照明与一般照明共用时,工作面上一般照明的照度值宜为总照度值的1/3~1/5,且不宜低于50lx。
四、在体育运动场地内的主要摄像方向上,垂直照度最小值与最大值之比不宜小于0.4,平均垂直照度与平均水平照度之比不宜小于0.25;场地水平照度最小值与最大值之比不宜小0.5;体育场所观众席的垂直照度不宜小于场地垂直照度的0.25。
3.2.2光源颜色
一、照明光源的颜色质量取决于光源本身的表现颜色及其显色性能。
室内一般照明光源的颜色,根据其相关色温分为三类,其使用场所可依表3-1选取。
表3-1光源的颜色分类
光源颜色分类相关色温（K）颜色特征适用场所示例
Ⅰ〈3300暖居室、餐厅、宴会厅、多功能厅、四季厅（室内花园）、酒吧、咖啡厅、重点陈列室
Ⅱ3300~5300中间教室、办公室、会议室、阅览室、一般营业厅、普通餐厅、一般休息厅、洗衣房
Ⅲ〉5300冷设计室、计算机房
二、照明光源的显色分组及其适用场所可根据表3-2选取。
在照明设计中应协调显色性要求与光源光效的关系。
表3-2照明用灯的显色组别
显色分组一般显色指数（Ra）类属光源示例适用场所示例
ⅠRa≥80白炽灯、卤钨灯
稀土节能荧光灯三基色荧光灯
高显色高压钠灯美术展厅、化妆室、客室、餐厅、宴会厅、多功能厅、酒吧、咖啡厅、高级商店营业厅、手术室
Ⅱ60≤Ra<80荧光灯
金属卤化物灯办公室、休息室、普通餐厅、厨房、普通报告厅、教室、阅览室、自选商店、候车室、室外比赛场地
Ⅲ40≤Ra<60荧光高压汞灯行李房、库房、室外门廊
ⅣRa<40高压钠灯辨色要求不高的库房、室外道路照明
注:
金属卤化物灯中的镝灯可划在Ⅰ组
三、照明光源的颜色特征与室内表面的配色宜互相协调,以形成相应于房间功能要求的色彩环境。
四、工作房间表面反射比与照度比（见表3-3）。
表3-3工作房间表面反射比与照度比
表面名称反射比照度比
顶棚0.7~0.80.25~0.9
墙面、隔断0.5~0.70.4~0.8
地面0.2~0.40.7~1.0
3.3照明电光源
照明用灯种类繁多,外观各异。
照明用灯由灯具和电光源两部分组成。
电光源是照明灯的核心部分。
1.3.1电光源的分类
根据光的产生原理,电光源主要分为两大类。
一类是以热辐射作为光辐射原理的电光源,包括白炽灯和卤钨灯,它们都是以钨丝为辐射体,通电后使之达到白炽温度,产生热辐射。
这种光源称为热辐射光源,目前仍是重要的照明光源,生产数量极大。
另一类是各种气体放电光源,它们主要以原子辐射形式产生光辐射。
根据这些光源中气体的压力,又可分为低压气体放电光源和高压气体放电光源。
如图3-3电光源的分类
图3-4电光源的分类
一、白炽灯凡是根据热辐射原理工作的光源都称为白炽灯。
白炽灯是电流通过物体乌丝后加热,即热辐射而发光的灯泡,它是电光源中最早的一代灯泡,也是使用最广泛的灯泡。
白炽灯的心脏是灯丝,灯泡通过抽真空,将灯丝通电,使它热到白炽程度,即会辐射出可见光。
家庭照明常用的白炽灯泡主要是普通灯泡与装饰灯泡两种。
普通灯泡又有真空灯泡和充气灯泡之分。
（灯泡内涂银白色涂料,可节能60%）
白炽灯的优点:
1、灯丝集中,接近点光源
2、线路简单,不需要辅助器件
3、环境条件宽,使用方便
4、寿命与开关次数无关,
5、通电发光迅速,即开即亮
6、费用低,价格低廉
7、调光容易,也不会干扰电视和收音。
白炽灯的缺点:
1、发光效率低
2、发热温度高,热蒸发快
3、寿命较短1000小时
4、红外线成份高
5、易受震动影响
6、色温低,带黄色2500K.60W
7、耗能大,不利于节能。
二、荧光灯荧光灯是室内照明应用最广的光源,被称为第二代光源,与白炽灯相比,具有光效高、寿命长、光色和显色性都比较好等特点,因此在大部分场合取代了白炽灯。
荧光灯主要有灯管和电极组成。
荧光灯工作时,首先要使钨丝电极通电加热,温度约达到800~1000℃,目的是使电极具备热电子发射的条件。
电极上还涂有钡、钙等金属的氧化物,它们具有较低的逸出功,以便在较低的温度下就能产生热电子发射,因此这些氧化物又称为电子发射物质。
通过启动附件,使两电极之间产生高的电压脉冲,并在此高压电场作用下,使电极发射电子。
发射的电子在管中撞击汞蒸气中的汞原子,使之激发,在去激发时汞原子产生光辐射。
荧光灯的寿命一般是指有效寿命,即荧光灯使用到光通量只有其额定光通量（即点燃100小时时的光通量）的70%时为止。
国产普通荧光灯的寿命约为3000~5000h。
1.3.2照明光源、灯具的选用
一、各种光电源指标（表3-5）
表3-5各种光电源指标
光源种类额定功率范围（W）光效（LM/W）显色指数（Ra）色温（K）平均寿命（H）
热辐射光源普通照明用白炽灯10-15007.3-2595-992400-29001000-2000
卤钨灯60-500014-3095-992800-33001500-2000
气体放电光源普通直管型荧光灯4-20060-7060-72全系列6000-8000
三基色荧光灯28-3293-10480-98全系列12000-15000
紧凑型荧光灯5-5544-8780-85全系列5000-18000
荧光高压汞灯50-100032-5535-403300-43005000-10000
金属卤化物灯35-350052-13065-903000/4500/56005000-10000
高压钠灯35-100064-14023/60/851950/2200/250012000-24000
《照标》第3.2.3条规定了照明设计时选择光源可依据的条件,即:
1）高度底于（≤4.5M）房间,如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间,宜选用细管径（≤26MM）直管型三基色T8和T5荧光灯,不选用粗管径（>26MM）荧光灯（因其光效低、显色不足）及普通T8荧光灯（因其显色不足）。
2）商店营业厅宜选用紧凑型荧光灯及小功率（35W、70W）金属卤化物灯
3）高度较高（>4.5M）的工业厂房,应采用金属卤化物灯或高压钠灯,亦可采用大功率细管荧光灯。
高压钠灯主要是看显色指数能否达到《照标》要求。
4）为节约能源,室外照明可用金属卤化物灯或高压钠灯,室内公共、工业建筑的公共场所可用环型荧光灯或紧凑型荧光灯,在特殊情况下需采用白帜灯时,只能用100W以下白织灯。
此“特殊情况”是指《照标》第3.2.4条规定的5种工作场所。
二、灯具选择条件（表3-6）
表3-6灯具选择
室形指数灯具的最大允许距高比选择的灯具配光
5--1.7
（宽而矮的房间）1.5--2.5宽配光
1.7--0.8
（中等宽和高的房间）0.8--1.5中配光
0.8--0.5
（窄而高的房间）0.5--1.0窄配光
灯具具有控制光源、保护光源、安全、美化环境等作用。
设计时主要从其光学性能、光源种类、安装方式、照明场所的使用条件、经济性等方面综合考虑确定。
1）《照标》第4.1.3条规定在满足眩光限制和配光要求条件下,应选用效率高的灯具,规定了荧光灯具和高强气体放电灯具的最低效率值,以利于节能。
满足眩光限制是指满足遮光角要求（《照标》第4.1.3条规定了直接型灯具的遮光角）和根据该场所的室形指数来选择配光种类。
2）《照标》第3.3.3条规定了潮湿、有腐蚀性气体或蒸汽、高温、有尘埃、洁净、爆炸或火灾危险等九种特殊场所选用灯具的要求。
3.4照明控制系统
正确的控制方式是实现舒适照明的有效手段,也是节能的有效措施。
目前设计中常用的控制方式包括:
跷板控制方式,断路器控制方式,定时控制方式,光电感应开关控制方式,智能控制器控制方式等,下面对各种控制方式加以介绍。
（一）跷板开关控制方式
跷板开关控制方式指的是以跷板开关控制一套活几套灯具的控制方式,这是采用得最多的控制方式,它可以配合设计者得要求随意布置,同一房间不同的出入口均需设置开关,单控开关用于在一处启闭照明。
双控及多程开关用于楼梯及过道等场所,在上层下层或两端多处启闭照明。
该控制方式线路繁琐,维护量大,线路损耗多,很难实现舒适照明。
（二）断路器控制方式
该方式是以断路器（空气开关,交流接触器等）控制一组灯具得控制方式。
此方式控制简单,投资小,线路简单,但由于控制的灯具较多,造成大量灯具同时开关,在节能方面效果很差,又很难满足特定环境下的照明要求,因此在智能化建筑中应谨慎采用该方式,尽可能避免使用。
（三）定时控制方式该方式是以定时控制灯具的控制方式。
该方式可利用BAS的接口,通过控制中心来实现,但该方式太机械,遇到天气变化或临时更改作息时间,就比较难以适应,一定要通过改变设定值才能实现,比较麻烦。
还有一类延时开关,特别适合用在一些短暂使用照明或人们容易忘记关灯的场所,使照明点燃后经过预定的延时时间后自动熄灭。
（四）光电感应开关控制光电感应开关通过测定工作面的照度与设定值比较,来控制照明开关,这样可以最大限度的利用自然光,达到更节能的目的。
也可提供一个较不受季节与外部气候影响的相对稳定的视觉环境。
特别适合一些采光条件好的场所,当检测的照度低于设定值的极限值时开灯,高于极限值时关灯。
（五）智能控制方式在智能化建筑中照明控制系统将对整个楼宇的照明系统进行集中控制和管理,主要完成以下功能:
1）照明设备组的时间程序控制将楼宇内的照明设备分为若干组别,通过时间区域程序设置菜单,来设定这些照明设备的启/闭。
这样,每天照明系统按计算机预先编制好的时间程序,自动地控制各层楼层的办公室照明,走廊照明,广告霓虹灯等,并可以自动生成文件存档,或打印数据报表。
照明设备的联动功能
当楼宇内有事件发生时,需要照明各组做出相应的联动配合。
当有火警时,联动正常照明系统关闭,事故照明打开;当有保安报警时,联动相应区域的照明灯开启。
4.设计计算说明,设备与元器件选择计算与参数选择说明
4.1确定照度标准值本设计师一幢五层的教学办公楼大楼。
确定其照度标准值应严格执行民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92中的照度标准。
4.1.1民用建筑照明照度一般规定
民用建筑照明照度标准值应按以下系列分级:
0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500和2000lx。
照度标准值是指工作或生活场所参考平面上的平均照度值。
在照明设计时,应根据光源的光通衰减,灯具积尘和房间表面污染引起照度值降低的程度,除以表4-1中的维护系数。
表4-1维护系数表
环境污染特征工作房间或场所维护系数
清洁住宅卧室、办公室、餐厅、阅览室、绘图室等0.80
一般商店营业厅、候车室、船室、影剧院观众厅等0.70
污染严重厨房0.60
4.1.2民用建筑照度标准
民用建筑照明照度标准见表4-2。
表4-2民用建筑照明照度标准
类别参考平面及其高度照度标准值（lx）
低中高
办公室、报告厅、会议室、接待室、陈列室、营业厅0.75m水平面100150200
有视觉显示屏的作业工作台水平面150200300
设计室、绘图室、打字室实际工作面200300500
装订、复印、晒图、档案室0.75m水平面75100150
值班室0.75m水平面5075100
门厅地面305075
走廊、厕所地面152030
楼梯间地面203050
电梯前室地面305075
注:
有视觉显示屏的作业,屏幕上的垂直照度不应大于150lx。
4.2照度计算
4.2.1单位容量计算法单位容量计算法适用于方案或初步设计时的近似计算。
每单位面积的安装功率:
式中:
P-全部灯泡的总安装功率（W）;S-被照面积（）W-单位面积安装功率（W）;
表4-3带反射罩荧光灯单位面积安装功率（）
计算高度（m2）房间面积m2荧光灯照度（lx）
305075100150200
2~310~15
15~25
25~50
50~150
150~300
300以上3.2
2.7
2.44
2.11
1.9
1.85.2
4.5
3.9
3.4
3.2
3.07.8
6.7
5.8
5.1
4.7
4.510.4
8.9
7.7
6.8
6.3
5.915.6
13.4
11.6
10.2
9.4
8.921
18
15.4
13.6
12.5
11.8
3~410~15
15~20
20~30
30~50
50~120
120~300
300以上4.5
3.3
3.2
2.7
2.4
2.1
1.97.5
6.2
5.3
4.5
3.9
3.4
3.211.3
9.3
8.8
6.8
5.8
5.1
4.815
12.4
10.6
9
7.7
6.8
6.32.3
1.9
15.9
13.6
11.6
10.2
9.530
25
21.2
18.1
15.4
13.5
12.6
4.2.2利用系数法
利用系数法适用于灯具均匀布置的一般照明以及利用墙和天棚作为光线反射面的场合。
当选用反射式、办反射式或漫反射式等主要利用反射光通的照明灯具时,必须采用此法计算。
在工作面上的平均照度E系由光通的直射分量以及经房间多次反射的反射分量所造成的。
投射在工作面上的这两个光通之和∑F与照明灯具在受照房间内所发出的总光通NF之比称为利用系数η。
即
式中F――每一个照明灯具所发出的光通量（lm）。
照明装置的利用系数与下列因素有关:
⑴照明灯具的效率及光强分布情况;
⑵墙壁、天棚和地板的反射系数pq,pt,pd
⑶室形指数
i1
经计算得:
i1.28
式中A、B――房间的长度和宽度（m）;h――照明灯具的计算高度（m）;室形指数i也可以直接从手册的表中查出,这里计算得出i0.689利用系数法的基本公式为:
FKZSLm2
ELx3
式中F――每一个灯泡的光通量（lm）;
Emin――最小照度（lx）;
K――减光补偿系数,
S――房间面积m2;
N――灯具数量;
Z――最小照度系数（平均照度与最小照度之比）;
η--光通利用系数（查产品数据）。
本设计是计算五层办公大楼的照度。
对办公室、会议室,应考虑到房间反射比,故采用系数法计算其照度。
而对强弱电间,因光通利用系数和光的损失等相对固定,所以用单位容量法可简化计算量。
4.3灯具的选择及计算在选择灯具时,应紧密结合该场所的具体要求。
在选择光源时,根据第三章条例规定,综合考虑所选用的灯具分为:
对办公室、会议室等,高度低于（4.5M）,选用三基色荧光灯;对走廊、厕所灯公共场所,选用紧凑型荧光灯。
三层照度的计算:
4.3.1对于电气学院办公室,采用系数法计算。
办公室面积5.5*5,灯具离地2.80m,工作面离地0.75m,房间反射比为:
顶棚0.7、墙面0.5、地面0.2。
（一）先查表得出照度标准值150lx、RA80、相关色温3300-5300、维护系数为0.8。
查表4-1（维护系数表）得出维护系数为0.8
查表4-2（民用建筑照明照度标准）得出办公室要求照度标准值150lx（最小照度100lx）、
查表3-1（光源的颜色分类）得出相关色温3300-5300
查表3-2（照明用灯的显色组别）得出RA80
（二）光源选用T8三基色荧光灯36W,RA80,色温4000K,光通量3250LM;选用电子镇流器,损耗4W;选用双管格栅灯具。
（三）计算室形指数i
根据公式
（1）i
得出i1.28得出利用系数为0.5。
所需灯数N
根据公式（3）,得出N（100*1.4*5.5*5*1.5）/3250*0.5*0.85.44
取整,需要双管格栅荧光灯具6套。
4.3.2对于电气学院学生科值班室,采用系数法计算
值班室面积3*5.5,灯具离地2.80m,工作面离地0.75m,房间反射比为:
顶棚0.7、墙面0.5、地面0.2。
（一）先查表得出照度标准值150lx、RA80、相关色温3300-5300、维护系数为0.8。
查表4-1（维护系数表）得出维护系数为0.8
查表4-2（民用建筑照明照度标准）得出办公室要求照度标准值150lx（最小照度100lx）、
查表3-1（光源的颜色分类）得出相关色温3300-5300
查表3-2（照明用灯的显色组别）得出RA80
（二）光源选用T8三基色荧光灯36W,RA80,色温4000K,光通量3250LM;选用电子镇流器,损耗4W;选用双管格栅灯具。
（三）计算室形指数i
根据公式
（1）i3*5.5/[2.80-0.75*3+5.5]0.95
得出i0.95得出利用系数为0.5。
四所需灯数N
根据公式（3）,得出N（100*1.4*5.5*3*1.5）/3250*0.5*0.82.64
取整,需要双管格栅荧光灯具3套。
4.3.3对于电气学院会议室,采用系数法计算
值班室面积5*11,灯具离地2.80m,工作面离地0.75m,房间反射比为:
顶棚0.7、墙面0.5、地面0.2。
（一）先查表得出照度标准值150lx、RA80、相关色温3300-5300、维护系数为0.8。
查表4-1（维护系数表）得出维护系数为0.8
查表4-2（民用建筑照明照度标准）得出办公室要求照度标准值150lx（最小照度100lx）、
查表3-1（光源的颜色分类）得出相关色温3300-5300
查表3-2（照明用灯的显色组别）得出RA80
（二
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