电气工程及自动化毕业设计（论文）-某大学六层实验楼电气设计【全套图纸】

兰州交通大学毕业设计（论文） - I - 摘 要 随着社会进步和技术发展，建筑电气技术也有了很大的发展，而且在现代建筑发 展过程中发挥着重要作用。 本文以 AUTOCAD、天正电气软件为设计平台，完成了对甘肃农业大学实验楼内 的强电部分的电气设计。主要包括照明系统、平面设计、配电系统设计等，还涉及到 电话系统的设计。文中叙述了民用建筑照明的种类、照度标准和照明节能，以及电光 源和灯具的选择、布置等方面。在照明光照设计中，首先根据照明场所的功能，确定 视觉要求，再根据设计规范确定设计照度；其次选择光源和灯具,确定照明方式和布置 灯具的方案。在进行照明电气设计时，对照明负荷进行了计算。依据计算结果合理选 择导线截面和敷设方式。最后，利用天正电气软件绘制了该建筑的照明电气平面设计 图和配电系统图，并按照建筑电气规范进行了适当的调整。 本文做到严格按照民用建筑电气的标准进行设计，并充分考虑了安全用电、简单 操作和经济性等方面。通过对电气强电部分的设计，掌握了照度计算、负荷计算、导 线及电缆选择方法，对建筑电气系统设计有了一定程度的了解。 关键字：电气设计；电气照明；照度计算；负荷计算关键字：电气设计；电气照明；照度计算；负荷计算 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 兰州交通大学毕业设计（论文） - II - Abstract Along with social progress and technical development, the construction electricity technology has also made great progress, moreover plays an important role in the promotion of modern architecture. The electrical design of the laboratory building of Gansu Agricultural University is completed by using AUTOCAD and Tianzheng electrical software in this thesis. The design includes lighting, graphic design, power distribution network, and involves the telephone system. The paper describes the types of civil lighting, illumination standards and lighting saving energy, as well as electric lighting and lamps selection, and layout etc.In the lighting system design, first of all, determine the visual work place requirements in accordance with the and function of environmental conditions,then design indoor illumination in accordance with design standard for the lighting ;secondly,to choose light sources and lamps, choose the way of lighting and the arrangement of lamps. During electrical lighting design, lighting load gets a reasonable calculation.Then based on the results to choose the wire cross-section and the way of wire laying.Finally, useing Tianzheng electrical drawing electrical lighting software to draw the graphic design and power distribution network of the building,and some appropriate adjustment has been taken in accordance with electrical specifications for the construction. The design is strictly based on the standards of civil electrical design, the safety simple operation and economy of electricity are also considered. Through the design of the part of strong Electrical power system, the illumination, the load calculation, choice of wire and cables, circuit breakers and other tuning method are grasped. Meanwhile the design of building electrical system is understood to a certain extent. Key words:Electric design，Electric illumination，Illumination calculation，Load calculation 兰州交通大学毕业设计（论文） - III - 目 录 摘 要.I Abstract II 1 绪论.1 1.1 建筑电气概述1 1.2 照明设计内容及要求1 1.3 设计依据2 2 照明技术基本知识.3 2.1 基本概念3 2.2 照明光照设计4 2.2.1 照明方式和种类.4 2.2.2 光源和灯具的选择及布置.4 2.2.3 开关和插座.5 2.2.4 照度计算.6 2.3 照明电气设计8 2.3.1 照明负荷计算.8 2.3.2 低压电气选择.9 2.3.3 照明节能.12 3 甘肃农业大学实验楼照明光照设计.13 3.1 设计要点13 3.1.1 办公室光照设计要点.13 3.1.2 教室、实验室光照设计要点.13 3.2 照明光照设计14 3.2.1 照明方式选择.14 3.2.2 光源和灯具的选择及布置.14 3.2.3 各房间照度计算.16 4 甘肃农业大学实验楼照明电气设计.18 4.1 负荷计算18 4.1.1 照明器的设备容量 Pe.18 4.1.2 分支回路的计算负荷 PjsL18 4.1.3 干线计算负荷 jsL P19 兰州交通大学毕业设计（论文） - IV - 4.1.4 进户线、低压总干线计算负荷 js P .19 4.2 低压设备选择20 4.2.1 导线和电缆选择与敷设.20 4.2.2 开关及插座选择.20 4.2.3 线路导线截面及低压断路器的选择计算.21 4.3.4 配电箱的选择.23 结 论.24 致 谢.25 参 考 文 献.26 附录 A 日光色荧光灯的照度参数.27 附录 B 设备明细表.28 附录 C 负荷计算.29 附录 D 聚氯乙烯绝缘铜芯导线、电力电缆选择.31 附录 E 照明系统平面图.32 附录 F 系统配电图.32 附录 G 电话系统平面图.32 兰州交通大学毕业设计（论文） 1 绪论 1.1 建筑电气概述 建筑电气是以电能、电气设备、计算机技术和通讯技术为手段来创造、维持和改 善建筑物空间的声、光、电、热环境的一门科学。随着建筑技术的迅速发展和现代化 建筑的出现，建筑电气所涉及的范围已由原来单一的供配电、照明、防雷和接地，发 展成为以近代物理学、电磁学、无线电电子学、机械电子学、光学、声学等理论为基 础的应用于建筑工程领域内的一门新兴学科，而且还在逐步应用新的数学和物理知识 结合电子计算机技术向综合应用的方向发展。这不仅使建筑物的供配电系统、照明系 统，实现自动化，而且对建筑物内给排水系统、空调制冷系统、自动消防系统、保安 监视系统、通信及闭路电视系统、经营管理系统等实行最佳控制和最佳管理。因此， 现代建筑电气已成为现代化建筑的一个重要标志，而作为一门综合性的技术科学，建 筑电气则应建立相应的理论和技术系统，以适应现代化建筑电气设计的需要。 建筑电气的发展与高层建筑和现代化建筑的发展有着密切的联系。随着科学技术 的进步和人民生活水平的提高，高层建筑和旅游建筑的建设向自动化、节能化、信息 化和智能化方向发展。这些方面必然地对电气设计有许多新的要求，使建筑电气的设 计业务范围不断扩大，技术要求越来越高。能源危机的出现，向整个世界各个行提出 了挑战，节能化，是现代社会向建筑电气提出的新要求，也是建筑电气发展的动力和 趋势。 1.2 照明设计内容及要求 照明设计包括照明光照设计、照明控制设计和照明电气设计三部分内容1。 光照设计的内容主要包括照度的选择、光源的选用、灯具的选择和布置、照明计 算、眩光评价、方案确定、照明控制策略和方式以及控制系统的组成，最终以文本、 图样的形式提供照明方案。光照设计的目的在于正确的应用经济上的合理性、技术上 的可能性，来创造满意的视觉条件。在量的方面，要解决合适的照度（或亮度）；在 质的方面，要解决眩光、光的颜色、阴影等问题。无论是室内还是室外建筑空间，都 需要营造各种不同的光环境，以满足使用功能的要求。 光照设计需符合“安全、适用、经济、美观”等基本要求。 照明电气设计的主要内容是，依据光照设计确定的设计方案，照明负荷级别的确 定、技术负荷、确定配电系统、选择开关、导线、电缆和其他电气设备、选择供电电 压和供电方式、绘制灯具和线路平面布置图和系统图、汇总安装容量、主要设备和材 兰州交通大学毕业设计（论文） - 2 - 料清单、编制概预算书等。照明电气设计的整个过程必须严格贯彻国家有关建筑物工 程设计的政策和法令，并且符合现行的国家标准和设计规范。 1.3 设计依据 (1) 建筑概况 (2) 相关专业提供的平面图，业主提供的设计委托。 (3) 中华人民共和国现行主要标准及法规： 建筑照明设计标准GB50343-2004。 民用建筑电气设计规范JGJ 16-2008。 有关国家及地方的现行规程，规范及标准。 兰州交通大学毕业设计（论文） 2 照明技术基本知识 2.1 基本概念 (1) 光通量：光通量是指单位时间内光辐射能量的大小。我们称光源发出光的量为 光通量。光通量的单位为流明(lm)2。 (2) 照度：表面上一点的照度等于入射到该表面包含这点的面元上的光通量与面元 的面积之商。照度以符号 E 表示。勒克斯是照度的国际单位制单位，符号为 lx。 (3) 发光强度：一个光源在给定方向上立体角元内发射的光通量与该立体角元之商， 以符号 I 表示。坎德拉是发光强度的国际单位制单位，符号为 cd。 (4) 反射比：亦称反射系数。反射光通与入射光通之比，以百分数或小数表示。 (5) 眩光：视野中有极高的亮度或强亮度对比时，人眼睛就会感到不快，使可见度 降低，这种现象称为眩光。眩光也是评价照明好坏的标准之一。 影响眩光的原因有： 周围环境较暗时，即使是亮度较低的眩光，也会给人很明显的感觉； 光源表面或灯具反射面的亮度越高，眩光越强烈； 光源距视线越近，眩光越强； 在视野范围内，光源面积越大，数目越多，眩光越严重。 (6) 显色性：与参考标准光源相比较时，光源显现物体颜色的特性。某种光源的光 照到物体上时，所呈现的色彩和阴天昼光下看到的颜色是不完全相同的，这种对各种 颜色在视觉上的失真程度用显色性来表示，与标准光的显色越是一致显色性也就越高。 在相同照度下，显色性好的光源比显色性差的光源在感觉上要亮。 显色性也可以用数字表示，即显色指数，见表 2.1 所示。 表 2.1 各种光源的显色指数 光源显色指数光源显色指数 白色荧光灯65荧光汞灯44 日光色荧光灯77金属卤化物灯65 暖白色荧光灯59高显色金属卤化物灯92 高显色荧光灯92高压钠灯29 汞灯23氙灯94 (7) 灯具：将一个或多个光源的光重新分布，或改变其光色的装置，包括固定和保 护光源以及将光源与电源连接所必需的所有部件，但不包括光源本身。 兰州交通大学毕业设计（论文） - 4 - (8) 光强分布曲线：也称配光曲线。在通过光中心的平面上，将光源或照明器在空 间各方向的发光强度表示为角度（从某一给定方向算起）函数的曲线，以极坐标或直 角坐标表示。 (9) 灯具效率：在规定的实用条件下测得的照明器（光源与灯具的组合）的光输出， 与它使用的每个光源在灯具外规定条件下点燃时的光输出总和之比。 (10) 遮光角：也称保护角。光源发光体最边沿一点和灯具出光口的连线与通过光 源光中心的水平线之间的夹角。 (11) 等照度曲线：在一个表面上有相同照度值的各点的轨迹。 (12) 照明方式：照度设备按其安装部位或使用功能构成的基本制式。 (13) 工作面：通常指在其上面进行工作的平面，也是规定和测量照度的平面。 (14) 水平照度：水平面上一点的照度。 (15) 垂直照度：垂直面上一点的照度。 (16) 照度均匀度：表示给定平面上照度变化的量。照度均匀度可用以下方法中的 一种表示： 最小照度与平均照度之比； 最小照度与最大照度之比。 2.2 照明光照设计 2.2.1 照明方式和种类 进行照明设计，必须对照明方式和种类有所了解，才能正确规划照明系统3。关 于照明方式可分为三种：(1) 一般照明；(2) 局部照明；(3) 混合照明。按照明的功能， 照明可分成五类：(1) 工作照明；(2) 事故照明；(3) 值班照明；(4) 警卫照明；(5) 障 碍照明。 2.2.2 光源和灯具的选择及布置 (1) 电光源的选择 关于光源和灯具的选择，首先应该从建筑的功能出发，考虑其照明质量的要求， 选择适宜的光色，显色性及照度，其次是力求视觉舒适，造型美观大方，并尽量减少 安装费用和节约能源。在那些需要强调色彩的场合，可以选择相应的光源及灯具，以 达到正确的显示色彩或使色彩显得好看。办公空间的采光通常根据办公功能的需要， 在对自然光充分利用的同时，结合人工照明，以保持稳定、合理、舒适、健康的光环 境。 兰州交通大学毕业设计（论文） (2) 灯具的选择 照明灯具俗称为灯伞或灯罩，又称控照器。电光源的合理利用依赖于照明灯具， 照明灯具保证了电光源充分发挥其作用。灯具主要有以下作用4： 固定光源，按各种需要分配光线； 防止眩光耀眼； 可使光源与外界隔离，保证灯的清洁和不受损坏； 装饰美化环境。 (3) 灯具的布置 灯具的布置就是确定灯具在房间内的空间位置。它与光的投射方向、工作面的照 度、照度的均匀性、眩光的限制以及阴影等都有直接的影响。灯具的布置是光照设计 质量水平的直观体现，需着重对待。灯具的布置，应根据生产设备或生活设施的分布 情况、建筑结构形式和视觉工作特点等条件来进行，从满足工作场所照度均匀、亮度 的合理分布以及限制眩光等次序来考虑灯具的布置方式和安装（悬挂）高度。其中照 度的均匀性是指工作面或工作场所的照度均匀分布特性，它用工作面上的最低照度与 平均照度之比来表示；而亮度的合理分布是使照明环境舒适的重要标志。为了满足上 述要求必须进行灯具的合理布置。 灯具的布置方式分均匀布置和选择布置两种。均匀布置适用于要求整个可视对象 平面照度分布均匀并且灯具间距和行距都保持一定的布灯方式；选择布置主要使局部 工作面上的照度加强或防止有阴影的布灯方式。 为了使在一个房间里照度比较均匀，必须协调好灯具的平面分布和竖向高度（顶 棚或梁下弦高度、工作面高度）的关系。灯具之间的距离不能过大，离墙也不能太远。 一般采用“距高比”来控制灯间的距离。灯具到墙壁的距离一般取灯具间距的 1/21/3，墙边无视觉作业时该距离可取大些，反之取小些。 为限制直射产生的眩光，对灯具悬挂的最低高度也有一个限制。对于一般层高的 房间（2.83.5m），考虑灯具的检修和照明的效率，不希望灯具挂得太高，通常在 2.23.0m 之间。 2.2.3 开关和插座 灯开关和插座的选择是照明装置设计的基本内容之一，也常是建筑单位比较敏感 的问题之一。 (1) 灯开关 照明控制开关用于对单个或多个灯的控制，工作电压为 220V，额定电流有 6A、10A 等。 兰州交通大学毕业设计（论文） - 6 - 照明开关按使用方式分拉线式和跷板式两种；按安装方式分明装和暗装；按外壳 防护型式分普通式、防水防尘式、防爆式等；按控制数量分单联、双联、三联等；按 控制方式分单控、双控、三控。 (2) 插座 插座作为供电电源，主要用来插接照明器和其它家用电器；也可用来插接小容量 的三相用电设备。一般插座是长期带电的，在设计和使用中都应注意。 插座有单相插座和三相插座。安装方式根据线路的敷设方式也分为明装式和暗装 式；按防护方式分为普通式、防水防尘式、防爆式等。 (3) 开关和插座布置 开关和插座在设计布局（限于室内照明设计）上没有过多的技术上的要术，仅从 使用的方便性和安全性上有一定要求。 开关的安装位置应便于操作，一般距门框 0.150.20m，跷板开关安装高度为 1.4m 左右。 插座一般采用暗装。插座的安装高度一般为 1.3m 左右。在儿童容易触及到的地方 或潮湿地方，其安装高度不小于 1.8m。一些带保护装置措施的插座考虑到美观实用可 安装在 0.4m 处。 2.2.4 照度计算 照度计算是照明设计的重要内容之一。目的是根据房间所需要的照度标准及其他 有关条件，如灯具类型，布灯方案等，通过一定的计算方法来确定每盏灯的容量及装 置总容量，或者在灯具的形式、光源的容量都确定的情况下计算工作面的照度值，检 验是否符合照度标准的要求，从而调整布置。设计中常用的照度计算方法有利用系数 法和单位容量法5。 (1) 基本变量和计算公式 室形指数（RI）：表征房间形状和尺寸的量。 为了描述房间形状和相关尺寸，常常把房间分成三个空间（或称为空腔），如图 2.1 所示。 (2.1) () cc lw RI lw h (2.2) 5() rc hlw RCR lw (2.3) 5() cc hlw CCR lw 兰州交通大学毕业设计（论文） 顶棚 空间 室 空 间 地板空间 工作面 rc h cc h fc h 图 2.1 房间的空间划分 (2.4) 5() fc hlw FCR lw 式中 RCR 为空间系数，CCR 为顶棚空间指数，FCR 为地板空间指数， 、分别为房lw 间的长、宽，、分别为顶棚高度、灯具安装高度和工作面高度。比较式 cc h rc h fc h （2.1）、（2.2）可以得出： (2.5) 5 RI RCR 利用系数（U）：每个灯具有光源发出的额定光通量与最后落到工作面上的光通量 之比。 (2.6) f s U 式中、分别为射到工作面上的光通量和光源发出的光通量。 f s 维护系数（K）：灯具在使用过程中，描述因光源光通量的衰减、灯具和房间的污 染而引起照度下降的量。其值选用参照表 2.2。 平均照度（Eav）：落到工作面上单位面积上的光通量。 (2.7) av NUK E A 式中为每个灯具中光源的总光通量，为灯具数量，为利用系数，为维护系NUK 数。 有效顶棚反射比（）：将灯具所在平面假想为顶棚面，此假想顶棚面的反射率 cc 称之为有效顶棚反射比。 兰州交通大学毕业设计（论文） - 8 - (2.8) 0 0 cc ss A AAA 表 2.2 维护系数 K 环境污染特征工作房间或场所维护系数灯具擦洗次数 （次/年） 清洁办公室，阅览室，仪器、仪表装配车间0.82 一般商店营业厅，影剧院观众厅，机加工车间0.72 污染严重铸工、锻工车间，厨房0.62 室外道路和广场0.72 式中为顶棚反射率，为顶棚平面面积，为顶棚空间内所有表面的面积。 0 A s A 单位面积安装功率（P0）：达到设计照度时 1m2的面积上安装的电功率（W/ m2）。 (2) 利用系数法 利用系数法就是利用公式 2.7 计算平均照度或灯具安装套数的方法。计算步骤为： 按照灯具的布置及房间的已知数据，确定房间的空间系数，即计算 RI(或 RCR)、 CCR、FCR；计算有效顶棚反射比；根据所选灯具的利用系数表，确定利用系数；U 根据房间环境的污染特征，查表 2.2 确定维护系数 K；利用公式 2.7 进行设计计算。 在灯具利用系数表中，室空间系数 RCR 一般都是整数（110），若实际计算得到 的室空间系数不是表中的整数时，可以用直线内插法进行计算。 (3) 单位容量法 单位容量法就是利用基本公式 2.8 及单位面积安装功率的概念，进行灯具数量计算 的方法。 (2.9) 0 PP A 式中为在设计照度下房间需要最低的电功率，P0为在最低照度下每单位面积的安装P 功率，A 为房间的面积。其步骤就是：根据已知的面积和所选的灯具形式、最小照度 E、计算高度 h，查建筑照明设计标准得单位面积安装容量P0，从上式算出全部灯 泡的总安装功率，然后除以灯具的功率，再考虑到室形及对灯具布置的要求即可得P 灯具数量。 兰州交通大学毕业设计（论文） 2.3 照明电气设计 2.3.1 照明负荷计算 照明负荷计算是选择导线和各种开关设备的依据，因此在进行照明供电系统设计 时，必须对照明负荷进行合理计算。计算负荷是供电设计的依据参数，计算准确与否， 对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算 的方法常用的有需要系数法、单位面积功率法、二相式法和利用系数法。确定计算负 荷的方法，一般是：在方案设计阶段采用单位指标法；在扩初设计和施工设计阶段， 多采用需要系数法；对用电设备容量大数量少的情况，干线负荷可用二项式法进行计 算6。 (1) 用电设备组的计算负荷 有功功率： (2.10) exjs PKP 无功计算负荷： (2.11) tgPQ jsjs 视在计算负荷： (2.12) 22 jsjsjs QPS 三相计算电流： (2.13) cos3 NL js js U P I 单相计算电流： (2.14) cos N js js U P I 式中为设备总容量，为需要系数，为用电设备的额定电压，为用电设备 e P x K N U NL U 的标称线电压，为用电设备的功率因数。cos (2) 配电干线计算负荷 有功功率： (2.15) )( jsx P js PKKP 无功功率： 兰州交通大学毕业设计（论文） - 10 - (2.16) )(tgPKKQ jsx q js 视在功率： (2.17) 22 jsjsjs QPS 式中，分别为有功、无功同时系数。 p K q K 2.3.2 低压电气选择 (1) 低压电器的选择要求 设计选用的电器必须具有根据其用途所要求的各种功能。选择电器时，应符合下 列要求： 与所在回路额定电压相适应。对于某些设备，应考虑正常工作时可能出现的最 高或最低电压。 电器的额定电流应等于或大于所控制回路的预期工作电流，电器应承载异常情 况下可能流过的电流，保护装置应在其允许的持续时间内将电路切断。 电器的额定频率必须与所在电源回路的频率相适应。 电器应根据所在场所的环境条件选择。 电器应满足短路条件下的动稳定和热稳定，断开短路电流的电器，应满足短路 条件下的通断能力。 (2) 低压断路器的选择条件 额定电压与电网电压相符 N U U =(2.18) N U U 额定电流大于计算负荷电流 N I js I (2.19) Njs II 断路器长延时动作的过电流脱扣器的整定电流 1zd I (2.20) 13zdkjs IKI 式中为过电流脱扣器的长延时动作整定电流；为线路计算电流；为可靠系数， 1zd I js I 3k K 取 1.1。 (3) 电线、电缆截面的选择 低压配电线路导线截面的选择应满足机械强度、载流量、电压损失的要求。 按机械强度允许的导线最小截面： 兰州交通大学毕业设计（论文） 根据允许载流量选择的导线截面，必须满足机械强度的要求，以保证导线在正常 工作状态下不会断线。按照建筑照明设计标准（GB50034-2004）的规定，照明分 支回路铜芯电线或电缆的截面不应小于1.5 mm2，而工程实践中多采用2.5 mm2铜芯绝缘 电线或电缆。 按发热条件选择导线和电缆的截面： 当导线中有电流流过时，便产生功率损耗并转化为热量，其中一部分散发到周围 引起环境温度的升高，另一部分使导线本身温度升高。影响导线温升的因素有：环境 温度、电流大小、邻近导体通电后向周围散发的热量等。按发热条件选择导线和电缆 的截面时，应使导线和电缆的计算电流不大于导线的允许载流量（允许持续电流）： (2.21) dzjs II 式中为导体允许电流（根据导线环境温度、导线截面，查有关表格确定）， Z I 为流过导线的计算电流。 js I 低压线路中性线、保护线和保护中性线的截面的选择： 单相回路中的中性线应与相线等截面。在三相四线的配电线路中，当用电负荷大 部分为单相用电设备时，其 N 线或 PEN 线的截面不宜小于相线截面；以气体放电灯位 主要负荷的回路中，N 线截面不应小于相线截面。 (4) 室内配电线路的敷设 一般规定 电线、电缆的敷设应根据建筑物的性质、用电设备的分布及环境特征等因素确定， 应避免因外部热源、腐蚀或污染物存在对布线系统带来的影响，并防止在敷设及使用 过程中因受冲击、振动和建筑物伸缩、沉降等各种外界应力作用带来的损害。 敷设方式分明敷设和暗敷设两种。明敷设是导线由支持件或者在管子、线槽等保 护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及支架等处；暗敷是导线在管子、线槽等保护体内， 敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部，或者在混凝土板孔内敷线等。 导线敷设方式 a)瓷（塑料）线夹、鼓形绝缘子、针式绝缘子布线 适用于正常环境的室内外场 所和挑檐下。 b)绝缘导线直敷 直敷布线应采用护套绝缘电线，其截面不宜大于 6mm2；电线 垂直至地面低于 1.8m 部分，应穿管保护；不得将绝缘电线直接埋入墙壁、顶棚的抹灰 层内。 绝缘导线穿管敷设 兰州交通大学毕业设计（论文） - 12 - a)明敷于潮湿场所或埋地敷设的金属管布线，应采用水、煤气钢管；明、暗敷于 干燥场所的布线可采用电线管或半硬塑料管。 b)2 根绝缘导线穿于同一根管时，管内径不应小于两根导线外径之和 1.35 倍（立 管）。3 根及以上绝缘导线穿于同一管时，导线的总截面积不应大于管内净面积的 40%。 c)穿管的交流回路，应将同一回路的所有相线和中性线穿于同一根管内。不同回 路的线路不应穿于同一根管内。 线槽布线 线槽布线分金属线槽、塑料线槽及地面内暗装金属线槽。金属线槽适用于正常环 境明敷，但对金属有严重腐蚀的场所不应采用，若线槽加封闭槽盖，可在建筑顶棚内 敷设；塑料线槽适用于正常环境的室内场所，但在高温和易受机械损伤的场所不易采 用，弱电线路可采用难燃型带塑料线槽在建筑顶棚内敷设；地面内暗装金属线槽布线 适用于正常环境下大空间且阻隔变化多、用电设备移动性大或敷有多种功能线路场所， 暗敷于现浇混凝土地面、楼板或楼板垫层内。 (5) 电缆布线 工业与民用建筑中采用的电缆敷设方式有直接埋地、电缆沟敷设、沿墙敷设和电 缆桥架敷设几种。此外，在大型发电厂和变电所等电缆密集的场合，还采用电缆隧道、 电缆排管和专用夹层等方式。 还有母线槽布线和电气竖井内布线。母线槽布线适用于干燥和无腐蚀气体的室内 场所。电气竖井内布线一般适用于多层和高层建筑内强弱电垂直干线的敷设，可采用 金属管、金属线槽、电缆、电缆桥架及封闭式母线等布线方式7。 2.3.3 照明节能 建筑照明节能设计应提倡绿色照明。绿色照明并不只是照明节能，而是在有益于 提高人们生产、工作、学习效率和生活质量，保护身心健康的基础上，保证民用建筑 照明功能，即照度、色温、显色指数。 节约电能是照明设计的重要原则之一，也是考核照明设计的重要指标之一，这在 电力供应紧张的地区尤需注意。节约电能一般可从两方面入手：一为降低照明装置的 耗电指标；二是采取节电措施以期使用时避免不必要的耗电。 在满足一般照明质量的要求下,其具体做法是： (1) 尽量采用发光效率高的光源和对工作面有较多直射光的灯具； (2) 尽量采用反射系数高的材料做房间饰面； (3) 在方式上宜采用分区一般照明、混合照明等。 兰州交通大学毕业设计（论文） 为了适应不同工作状态的照明需要，使用照明装置时，应设置灵活的控制方式， 即分层次的，交错的点燃灯具，这样虽然增加一些线路，却能避免在需要低亮度全照 明（例如清扫房间）时点燃全部照明灯具，因而减少部分用电。又如在白天是靠自然 采光的，黄昏的时候总是靠里墙区前暗而靠窗区后暗，照明装置按此规律顺序点燃， 也可达到部分节约用电能。采用定时开关，在人员离开时自动熄灭光源或采用调光开 关，根据需要来调整光源的亮度。因此，建筑电气照明节能设计要贯彻以人为本、舒 适实用、经济合理、技术先进、节约能源和保护环境的原则。 兰州交通大学毕业设计（论文） - 14 - 3 甘肃农业大学实验楼照明光照设计 3.1 设计要点 3.1.1 办公室光照设计要点 (1) 建筑照明设计标准（GB50034-2004）规定：普通办公室、会议室、接待 室等房间 0.75m 水平面照度标准为 300lx； (2) 推荐采用色温在 40004600K、显色指数在 80 左右、蝙蝠翼式配光的细管径直 管型高效荧光灯具，宜将灯具布置在工作台的两侧，并使荧光灯纵轴与水平视线相平 行。不能确定工作位置时，宜采用与外窗平行布灯。 (3) 每普通开间设 23 组电源插座，且照明与插座回路应分开配电，插座回路应装 设漏电保护。 (4) 宜将办公区域与公共区域分开配电。 3.1.2 教室、实验室光照设计要点 (1) 建筑照明设计标准（GB50034-2004）规定：教室、实验室、阅览室、多 媒体教室等房间桌面或 0.75m 水平面照度标准值为 300lx，照度均匀度不低于 0.7； (2) 照明光源宜选用色温为 40005000K、显色指数不低于 80 的细管径高效荧光灯； (3) 教室一般照明宜选用蝙蝠翼式配电灯具，并且布灯原则应采取与学生主视线相 平行、安装在课桌间的通道上方，与课桌的垂直距离不小于 1.7m； (4) 当装设黑板照明时，宜采用非对称配光灯具，灯具与黑板平行，黑板上的平均 垂直照度应高于教室的平均水平照度。黑板照明不应对教师产生直接眩光，也不应对 学生产生反射眩光。设计时，应合理确定灯具的安装高度计与黑板墙面的距离，是黑 板照明灯具的位置和布灯数量满足表 3.1 和表 3.2 的规定。 表 3.1 黑板照明灯具的位置 地面至光源距离/m2.62.72.83.03.23.43.6 光源距黑板墙面距离/m0.60.70.80.91.11.21.3 表 3.2 黑板照明灯具的数量 黑板宽度/m30、60W 专用荧光灯数/套 33.62 兰州交通大学毕业设计（论文） 453 (5) 为满足照度均匀度要求，布灯时灯具的距高比不宜超过所选灯具的最大允许距 高比； (6) 教室前后墙应各设 12 组电源插座，插座宜单独回路配电，且应装设漏电保护。 3.2 照明光照设计 3.2.1 照明方式选择 根据建筑照明设计标准（GB50034-2004）中的相关规定：在整个场所或场所 某部分照度基本上均匀，对于工作位置密度很大对光照方向无特殊要求；但对于局部 地点需要高照度，应采用一般照明方式并配合有局部重点照明，而且多数定为简单的 直射照明。农大实验楼内多数房间要求照度均匀，故选用一般照明；有黑板的房间对 黑板选用垂直的局部照明；考虑到安全因素，还应设应急照明。 应急照明按照用途可分为三类：疏散照明、安全照明、备用照明。 (1) 疏散应急照明 为保证人员在发生事故时能快速而安全地离开建筑物所设立的照明。在疏散通道 地面上提供的照度应达到 1lx，最低不得小于 0.2lx。此外，在安全出口和疏散通道的 明显位置还要设有标志指示灯。 (2) 安全应急照明 在正常照明突然熄灭时，为保证潜在危险场所(如医院手术间)的人员人身安全而 设置的照明。安全照明在工作面上提供的照度不应小于正常照明系统提供照度的 5， 并且应在正常照明电源消失后 0.5s 以内提供安全照明电源。 (3) 备用应急照明 正常照明发生事故时，能保证室内活动继续进行的照明，备用照明往往由一部分 或全部由正常照明灯具提供，其应急电源主要应来自两个级别的电源：电网电源和自 备电源(发电机或集中蓄电池)，照度一般为正常照度的 10。 3.2.2 光源和灯具的选择及布置 设计要点中提到，依据建筑照明设计标准中规定，本设计中应选用高效率的 荧光灯作为光源。在此，对几种光源性能进行比较，为规定和设计提供更加确凿的技 术依据。光源性能比较如表 3.3 所示。 兰州交通大学毕业设计（论文） - 16 - 不难看出，荧光灯是最合适的光源。所以，在本设计中，所有光源都为荧光灯， 办公室、实验室以及黑板垂直照明选用直管荧光灯，走廊、楼梯、洗手间、休息室等 公共区域则选用环形荧光灯。应急照明选用环型荧光灯，照明功率为 40W，安全出口 标志灯 8W；疏散标志灯 8W。 办公室、实验室以及黑板垂直照明选用蝙蝠翼型直管荧光灯，安装方式为管吊式。 表 3.3 常见照明光源性能参数比较 光源种类功率范围/W发光效率 /lm/W 一般显色指数色温/K平均寿命/h 白炽灯1010006.519.09599240029501000 卤钨灯500200019.521.09599297030501500 荧光灯410017.560708065007003000 高压汞灯50100030503040550025005000 金属卤化物灯40010007065705000650010001500 高压钠灯25040090202521005000 氙灯15005000020319094550060005001000 依据建筑照明设计标准中的规定，以及本建筑的内部构造，参考面为实验桌 或办公桌，距地高 0.8m，灯具安装高度取 2.0m。一楼水工演示实验室，高 5.2m，室 内还有一水池，综合考虑照度要求、视觉效果以及可操作性，选用嵌入式长格栅直管 荧光灯。 室内灯具布置是否合理，主要取决于灯具的间距 s 和计算高度 h 的比值，即距高 比。在 h 一定的情况下，s/h 值越小，照度均匀度越好，但经济性越差；s/h 越大，则 不能保证照度的均匀度。于是就出现了最大允许距高比这一值。为满足照度均匀度要 求，确定实验室和办公室纵向、横向最大允许距高比分别为 1.33 和 1.288。在此条件 的限制下，根据各房间照度计算结果，完成布置灯具。 公共区域吸顶安装，以地面为参考面，安装高度则为 3.9m。 疏散指示标志照明主要在疏散通道的拐角处或交叉处、较长的疏散通道中间等处 设置疏散指示标志灯。疏散通道中间所设置的疏散指示标志灯的数量，按其间距不大 于 20确定；疏散指示标志灯的安装位置一般确定在疏散通道、通道拐角处以及楼梯m 间的侧面墙上；安装高度离地面 1.0以下，选择具有防机械损伤和防触电措施的灯具，m 以确保灯具和人身的安全。 兰州交通大学毕业设计（论文） 安全出口标志照明主要在实验楼通往室外的出口和应急出口处、各层通向楼梯间 (或电梯间)的出口处设置安全出口标志灯。出口标志灯安装在出口门内侧的上方，一般 安装高度为疏散门上方 0.20.3。m 应急照明灯主要安装在走廊、疏散楼梯间等处。 至此，本设计所需灯具均已确定，选用灯具型号见附录 B。 3.2.3 各房间照度计算 首先选则照度计算方法。工程实践中常用的计算方法有利用系数法和单位容量法。 单位容量法实际上是利用系数法的简化，其原理是相似的，但在计算结果上有很大差 异。为体现此差异，为选择照度计算方法提供实际依据，在此举一实例进行说明。 某一房间，顶棚反射率 70%，墙面平均反射率 50%，地板反射率 20%，宽 7m、长 10m，高 3.9m，安装高度 2m，参考面 0.8m，直管荧光灯，求灯具数（照度标36W2 准取 200lx）。 可计算出基本参数： A=70m2，RI=2.08，RCR=2.40，CCR=1.32，=59%； cc (1) 单位容量法 查附录 A（日光色荧光灯的照度近似单位容量值），取=11.5 W/。由公式 0 P 2.9，可得总安装功率=805W，则需要灯具 11 套。P (2) 利用系数法 查附录 A，利用内插法，取接近=59%的两组数（2，0.88）、（3，0.79），可 cc 得=0.84，取=0.8，=4000lm，=200lx 可由公式 0.790.88 0.88(2.42) 32 U K av E （2.7）计算出所需灯具套数为 6 套。 此处，反过来用单位容量法中的单位面积安装功率验证利用系数法之结果： 总安装功率=432W,单位面积安装容量为 6.17W，远小于规范所要求的单位面积P 容量，说明该结果是完全符合经济性要求的。 综上所述，利用系数法在不但能满足照度要求，而且相较于单位容量法，更加经 济。用单位容量法验证利用系数法的计算结果，表明单位面积安装容量远小于规定值， 所以利用系数法所计算出的灯具套数可以在一定范围内灵活变动，以满足不规则房间 内灯具的布置要求，却不与经济性发生冲突。另一方面，有些不规则房间的照度计算 可以忽略较小的不规则部分，按统一的矩形房间计算，大大简便了计算过程。所以在 兰州交通大学毕业设计（论文） - 18 - 本设计中，所有照度计算均采用利用系数法。各楼层房间具体计算结果以及中间变量 如表 3.4 和表 3.5 所示。 各房间其他参数选用为： 70%，20%，0.8m，1.1m，2m。因为各房间窗户面积具 cw f fc h cc h rc h 体不详，故在计算过程中直接取墙面平均反射比50%进行计算9。各层走廊、卫 wa 生间、楼梯以及门厅照度要求不高，故在设计过程中重点考虑美观、经济性和可操作 性，灵活控制灯具数量。 表 3.4 一楼各房间照度计算 房间名称面积 A/m2RI/RCR/CCR顶棚有效反射 比/% cc 利用系数 U灯具套数 N/套 果蔬实验室315.724.56/1.1/0.605660.9730 办公室23.220.7/7.14/3.93370.942 数控实验室51.121.79/2.80/1.54590.866 配电室20.41.19/4.19/2.3470.842 普通实验室103.682.4/2.08/1.14610.8710 普通实验室51.841.8/2.78/1.53590.774 普通实验室25.921.2/41.7/2.29560.673 值班室160.51/9.84/5.412300.891 值班室10.080.77/6.46/3.55390.901 表 3.5 二六楼各房间照度计算 房间名称面积 A/m2RI/RCR/CCR顶棚有效反射 比/% cc 利用系数 U灯具套数 N/套 水工演示实验 室 163.622.84/1.76/0.96620.8518 力学实验室77.762.16/2.31/1.27610.8528 普通实验室149.762.67/1.87/1.03620.8916 普通实验室103.682.4/2.08/1.14610.8710 普通实验室25.921.2/4.17/2.29/560.673 力学实验室43.21.64/3.05/1.68590.784 食系办公室25.921.2/4.17/2.29560.673 研究生办29.71.34/3.74/2.06610.724 成教办39.61.57/3.18/1.75590.774 兰州交通大学毕业设计（论文） 学生办43.21.64/3.05/1.68/590.784 至此，本设计所需灯具数目均已确定，选用灯具型号见附录 B。 兰州交通大学毕业设计（论文） - 20 - 4 甘肃农业大学实验楼照明电气设计 4.1 负荷计算 照明系统负荷计算通常采用需用系数法以及负荷密度法。负荷密度法相对而言简 单却很粗略，故本设计中选用需用系数法进行计算。 4.1.1 照明器的设备容量 Pe (1) 对于热辐射光源的白炽灯、卤钨灯，其设备容量 Pe等于照明器的额额定功率 ，即： N P (4.1) eN PP (2) 对于气体放电光源，带有镇流器，需用考虑镇流器的功率损耗，则 (4.2) (1) eN PP 式中、的单位均为 KW，为镇流器的损耗系数。部分照明器的损耗系数如表 4.1 e P N P 所示。 表 4.1 部分照明器的损耗系数 光源种类损耗系数光源种类损耗系数 荧光灯0.2涂荧光的金属卤化物灯0.14 高压荧光汞灯0.070.3低压钠灯0.20.8 金属卤化物灯0.140.22高压钠灯0.120.2 (3) 对于建筑内的插座，在无具体电气设备接入是，每个插座按 200W 计算。 由此，可以得出设计中所使用各种照明器及插座的设备容量附录 C 所示。 4.1.2 分支回路的计算负荷 PjsL (4.3) 1 n jslxlei i PkP 式中为分支回路的计算负荷，为每个照明器的设备容量，n 为回路中照明器的数 jsl P ei P 量，为插座回路的需用系数。插座回路的需用系数详见表 4.2。 xl k 在回路分配时应注意：照明系统中的每一单相回路的电流不宜超过 16A，单独回路的 照明套数不宜超过 25 套；对于大型建筑组合照明器，每一单相回路电流不宜超过 25A，灯具套数不宜超过 60 套；对于建筑物轮廓灯，每一单相回路不宜超过 100 个； 兰州交通大学毕业设计（论文） 对于高压气体放电灯，供电回路电流最多不超过 30A；插座应有单独回路配电，并且 一个房间内的插座由同一回路配电，插座数不超过 5 个（组）；当插座为单独回路时， 插座数量不超过 10 个（组）。 表 4.2 插座回路的需用系数 插座数量45678910 需用系数10.90.80.70.650.60.6 依据上述原则，可合理分配每层每个回路的照明设备，并可计算出每个照明回路 的计算负荷