小高层电气照明系统设计课程设计说明书.docx

郑州轻工业学院课程设计说明书题目：小高层电气照明系统设计 电气照明技术课程设计任务书一、设计题目小高层电气照明系统设计二、设计资料1.基本概况本工程是一栋高五层的教学楼建筑,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5层教学楼，地上5层，地下两层。2）首层层高3.9米，25层层高3.6米；地下一层层高5米，地下两层层高4.5米。3）室内外高差0.3米。给定资料：各层建筑平面图。2.参考资料1）民用建筑电气设计规范及条文解释2）2009全国民用建筑工程设计技术措施 电气3）建筑电气设计手册4）国家标准电气制图电气图形符号应用示例图册5）有关产品样本6）建筑电气施工验收规范7）供配电系统设计规范8）低压配电系统设计规范三、设计成果1、计算书内容包括：照度计算、负荷计算、线缆及保护管的选择、配电箱的选择。2、图纸1）设计说明、图例、图纸目录2）各层照明平面图 （1：100）和各层插座平面图 （1：100）3） 供电干线平面图 （1：100）4） 供电干线系统图 （1：100）5）照明配电箱系统图3、课程设计说明书四、 设计步骤1 熟悉资料、设计规范。对已给资料进行整理。根据建筑物的特点，确定供电等级：根据建筑平面图，拟定各户配电箱具体位置；根据外线情况确定进户总箱位置；并在平面图上绘出。2 绘制照明平面图（包括楼梯间设照明）根据建筑平面图针对不同的使用功能,按照电气照明设计规范进行照度设计.以满足使用对照度及功能要求.（1） 根据房间的用途确定灯具的种类、型号及安装高度。（2） 查出各房间的照度标准，进行照度计算。（3） 根据计算结果绘出照明平面布置图。（4） 绘出线缆（单线图）。3 根据房间的用途确定插座的种类、型号及安装高度（1） 绘出插座平面布置图。（2） 绘出线缆（单线图）。4. 绘出各层及总的供电系统图。5. 负荷计算（1）计算各支线负荷，选择支线线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，选择支线开关（型号、规格）并标注在系统图上。（2）计算每个房间的负荷，选择每个房间的线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，选择开关（型号、规格）并标注在系统图上。（3）计算每层的负荷，选择线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，选择开关（型号、规格）并标注在系统图上。（4）计算整幢教学楼的负荷，选择进户线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在供电干线平面图上，选择总开关（型号、规格）并标注在系统图上。 6整理图纸并写出设计说明、图例及图纸目录。 （1）说明书内容包括：建筑用途、设计依据、负荷等级及电源进户方式、配线、配电箱及等电位联结。 （2）图例内容包括：符号、名称、规格型号、容量、安装高度、方式及场所。（3）图纸目录内容包括：图别、名称、 8.整理计算书内容包括：照度计算、负荷计算、线缆、开关 及配电箱的选择。9.设计注意安全、可靠、经济实用、美观。设计前应先学习有关的规范，严格按照规范设计。选择导线截面时，留有余地。保护电器选择要注意满足前后级间的选择性配合。图纸尺寸及采用图形和文字符号应符合现行标准。五、时间、进程及教学安排 设计时间：1周（5天）2011.6.17 -6.21 1. 熟悉规范、查资料1天2. 照度计算0.5天3. 标准层照明平面图0.5天 4. 标准层插座平面图0.5天 5. 照明系统图1天 6. 设计说明、图例、图纸目录0.5天7. 计算书整理 0.5天8. 答辩0.5天（7.7日早上八点开始）六、指导教师：曹祥红 指导学生班级： 建筑电气与智能化10-1班 注意：本课题个人独立完成，相互之间杜绝抄袭，不能雷同。郑州轻工业学院电气信息工程学院建筑电气与智能化系 二O一三年六月目录摘要31.绪论31.1建筑电气概况31.2工程概况31.3设计成果31.3.1计算书31.3.2图纸31.4设计步骤31.5参考资料32.照明设计32.1照明方式32.1.1一般照明32.1.2分区一般照明32.1.3局部照明32.1.4混合照明32.2照明种类32.2.1正常照明32.2.2应急照明32.3照明光源的选择32.4照明灯具的选择33.照明计算33.1住宅照明一般设计原则33.2设计结果33.3照度计算33.3.1照度计算公式33.3.2照度计算过程33.3.3大厅照度计算33.3.4地下室照度计算33.3.5 G2户型照明计算33.3.6 G3户型照明计算33.3.7 G4户型照明计算34.配电系统设计34.1负荷等级及供电要求34.1.1负荷等级分类34.1.2供电要求34.2负荷计算34.2.1负荷计算公式34.2.2各个回路设备容量的计算34.2.3配电箱主断路器的负荷计算34.2.4三相平衡3总结3致谢3参考文献3摘要电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观，环境条件对照明设施有很大影响。要使照明设计与环境空间相协调，就要正确选择照明方式、光源种类、灯泡功率、照明器数量、形式与光色，使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥积极的作用。本文通过理论联系实际的的方法，结合相关最新规范，严格按照国家规范标准来制定设计步骤和内容，对于建筑内的一些关键部位进行了重点论证，同时融入了自己的一些设计思想，对欧洲花园10#住宅楼进行了电气照明系统设计。设计内容主要是强电系统，具体任务如下：光照设计主要内容有电气照明方案的选择、灯具的选择、照度计算及设计；电气照明的电气设计包括电气设备的选择、导线的选择、开关的选择、电气照明系统图的绘制、电气照明配电工程平面布置图的绘制等等。关键词：电气照明 光照设计 强电系统 电气设计1. 绪论1.1建筑电气概况建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、网络等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。1.2工程概况本项目定名为鹤壁市欧洲风情住宅小区9#住在楼，建设地点位于鹤壁市横滨区，衡山路与淇河路交汇处西南角，淇滨大道以北，南靠鹤煤集团博物馆。建筑地上十一层，地下一层。建筑高度33.40m，地下高度3m，建筑面积为：8609.33，地下室建筑面积为：751.16，建筑占地面积为：772.38。1.3设计成果1.3.1计算书内容包括：照度计算、负荷计算、线缆及保护管的选择、配电箱的选择。1.3.2图纸设计说明、图例、图纸目录，各层照明平面图 （1：100）和各层插座平面图 （1：100），供电干线平面图（1：100），供电干线系统图（1：100），照明配电箱系统图1.4设计步骤（1）熟悉资料、设计规范。对已给资料进行整理。根据建筑物的特点，确定供电等级：根据建筑平面图，拟定各户配电箱具体位置；根据外线情况确定进户总箱位置；并在平面图上绘出。（2）绘制照明平面图（包括楼梯间设照明）根据建筑平面图针对不同的使用功能,按照电气照明设计规范进行照度设计.以满足使用对照度及功能要求.根据房间的用途确定灯具的种类、型号及安装高度。查出各房间的照度标准，进行照度计算。根据计算结果绘出照明平面布置图。绘出线缆（单线图）。（3）根据房间的用途确定插座的种类、型号及安装高度绘出插座平面布置图。绘出线缆（单线图）。（4）绘出各层及总的供电系统图。（5）负荷计算计算各支线负荷，选择支线线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，选择支线开关（型号、规格）并标注在系统图上。计算每个房间的负荷，选择每个房间的线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，选择开关（型号、规格）并标注在系统图上。计算每层的负荷，选择线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，选择开关（型号、规格）并标注在系统图上。计算整幢教学楼的负荷，选择进户线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在供电干线平面图上，选择总开关（型号、规格）并标注在系统图上。（6）整理图纸并写出设计说明、图例及图纸目录。说明书内容包括：建筑用途、设计依据、负荷等级及电源进户方式、配线、配电箱及等电位联结。 图例内容包括：符号、名称、规格型号、容量、安装高度、方式及场所。图纸目录内容包括：图别、名称、（7）整理计算书内容包括：照度计算、负荷计算、线缆、开关 及配电箱的选择。（8）设计注意安全、可靠、经济实用、美观。设计前应先学习有关的规范，严格按照规范设计。选择导线截面时，留有余地。保护电器选择要注意满足前后级间的选择性配合。图纸尺寸及采用图形和文字符号应符合现行标准。1.5参考资料（1）民用建筑电气设计规范及条文解释（2）2009全国民用建筑工程设计技术措施 电气（3）建筑电气设计手册（4）国家标准电气制图电气图形符号应用示例图册（5）有关产品样本（6）建筑电气施工验收规范（7）供配电系统设计规范（8）低压配电系统设计规范2.照明设计照明的目的一方面是给周围的各种对象以适宜的光分布，人们通过视觉能够正确识别欲知的对象和确切了解自身所处的环境状况；两一方面则要创造满足生理和心理要求的室内空间环境，使人们从精神上感到满足。照明光照设计的主要任务是选择照明方式和照明种类，选择光源及其灯具，确定照度标准并进行照度计算，合理布置灯具等。2.1照明方式依据建筑照明设计规范4选择照度是照明设计的重要问题，照度太低会损害视力，不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达70%80%，同样能起到节电的作用。2.1.1一般照明一般照明为不考虑特殊部位的需要，为照亮整个场地而设置的照明方式。它可使整个场地都能获得均匀的照度，适用于对光照方向无特殊要求或不适合安装局部照明和混合照明的场所。 2.1.2分区一般照明分区一般照明是指根据需要提高特定区域照度的一般照明方式。根据工作面布置的实际情况，对照度要求比较高的工作区域，灯具可以集中均匀布置，提高其照度值。2.1.3局部照明局部照明是指为满足某些部位的特殊需要而设置的照明方式。如在很小范围的工作面上，通常采用辅助照明设施来满足这些特殊工作的需要，像车间内的机床、商店橱窗的射灯、办公桌上的台灯等。在需要局部照明的场所，应采用混合照明方式，不应只装配局部照明而无一般照明，因为这样会形成亮度分布不均匀而影响视觉。2.1.4混合照明混合照明是由一般照明和局部照明组成的照明方式。即在一般照明的基础上再加上局部照明，这样有利于提高照度和节约电能。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；对于部分作业面照度要求高，但作业面密度又不大的场所，若只装设一般照明，会大大增加安装功率，是不合理的，应采用混合照明方式，即增加局部照明来提高作业面照度，以节约能源。综上所述：本建筑主要采用一般照明和混合照明2.2照明种类2.2.1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。2.2.2应急照明应急照明是指在正常照明时电源因故障失效的情况下，供人员疏散、保障安全或继续工作用的照明。应急照明必须采用能快速点亮的可靠光源。高层住宅疏散走道和安全出口、楼梯间、电梯间、电梯前室、公共走廊、配电室、消防值班室、消防泵房、防排烟机房、电梯机房等场所设置应急照明。2.3照明光源的选择随着人们生活水平的不断提高，居室装修的档次也不断提升，照明除了本身的实用意义，更多地担负起装饰和观感上的功能。灯饰、家具和其他陈设协调配合，使人们的生活空间表现出华丽、宁静、温馨、舒适的情趣和气氛。照明光源的一般原则为（1）发光效率高；（2）显色性好，即显色指数高；（3）工作面的位置和尺寸（4）空间和家具的形式（5）使用寿命长；（6）启点可靠、方便、快捷；（7）性能价格比高。（8）节能考虑基于以上考虑，所以住宅照明应宜优先采用紧凑型荧光灯、环形荧光灯为主，直管型荧光灯、白炽灯为辅。2.4照明灯具的选择灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。在各类灯具中，荧光灯主要用于室内照明，汞灯和钠灯用于室外照明，也可将二者装在一起作混光照明，这样做光效高、耗电少、光色逼真、协调、视觉舒适。灯具选择一般原则（1）使用安全：防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险；（2）提高能效：选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应，以及光通维持率高的灯具；（3）合理考虑功能性（良好的照明效果）、装饰性（美观、协调）、经济性（性价比高）和能源效益的结合；（4）限制眩光。灯具的种类有很多，应根据室内空间的用途、格调、面积和形状等合理地选择灯具。基于以上原则考虑，大厅、卧室可选择装饰性较强的灯具；厨房应选择易于清洁的灯具，配防潮灯口；卫生间应选择防潮灯具，并设置镜前照明。3.照明计算3.1住宅照明一般设计原则（1）住宅照明一般都是夜晚，因此选择合适的照度以形成舒适的照明环境。客厅，卧室照明灯具采用荧光灯，楼梯间采用声控灯，厨房卫生间采用防水防尘灯，餐厅采用双管荧光灯吸顶灯。（2）住宅内各房间灯具宜设置在房间中央，采用荧光灯时宜使灯具纵轴与水平视线平行。 （3）在有计算机终端设备房间，应避免在屏幕上出现人和实物（如灯具、家具、窗等）的映像。3.2设计结果本建筑主要照度标准及光源、灯型选择如下：（1）卧室：75 荧光灯 （2）客厅：100 荧光灯（3）书房：100 荧光灯（4）厨房：150 防水防尘灯（5）餐厅: 150 荧光灯（6）卫生间：100 防水防尘灯（7）洗衣房：100 防水防尘灯（8）楼梯间：50 声控灯3.3照度计算本设计采用利用系数法计算灯具数量3.3.1照度计算公式（1）空间系数为了表示房间的空间特征，引入空间系数的概念，将一矩形房间分成三部分：灯具出光口平面到顶棚之间的空间叫顶棚空间；工作面到地面之间的空间叫地板空间；灯具出光口平面到工作面之间的空间叫室空间，见下图所示。图1： 室内空间的划分室空间比：顶棚空间比：地板空间比：式中，室长()；室宽()；顶棚空间高，即灯具的垂度()；室空间高，即灯具的计算高度()；地板空间高，即工作面的高度()。（2）有效空间反射比有效空间反射比计算公式：平均反射比的计算公式：式中，顶棚或地板空间各表面的平均反射比；顶棚或地板平面面积()；顶棚或地板空间内所有表面积的总面积()；第块表面的面积()该表面的实际反射比。（3）灯具数的确定及照度校验式中，工作面上的平均照度()；每个灯具中光源的额定总光通()；光源数量；利用系数；工作面面积()；灯具的维护系数，查下表。 表-1环境污染特征工作房间或场所示例维护系数清 洁办公室、阅览室、仪器、仪表装配间0.8一 般商店营业厅、影剧院观众厅、机加工车间0.7污染严重铸工、锻工车间、厨房0.6室 外道路和广场0.73.3.2照度计算过程本照度计算以G2户型为例（1）二层G2户型中的主卧采用吸顶式荧光灯，功率为40W，额定光通量2400lm，要求平均照度达到75lx。主卧参数为: ,室空间比: 顶棚有效反射比:地面有效反射比:墙面有效反射比: 根据，查附录可得： 因为，按，查附录得修正系数为所以修正后的利用系数为由于灯具用在卧室，则经查表得根据实际情况取2盏灯。实际照度： 满足要求。验算距高比： 查表：最大允许距高比 , 满足均匀度的要求。（2）二层G2户型中的书房采用吸顶式荧光灯，功率为40W，额定光通量2400lm，要求平均照度达到100lx。主卧参数为: ,室空间比: 顶棚有效反射比:地面有效反射比:墙面有效反射比: 若取，查附录可得： 若取，查附录可得： 若时，用内插法可得因为，按，查附录得修正系数为，仍用内插法，可得到当时，所以修正后的利用系数为由于灯具用在卧室，则经查表得根据实际情况取2盏灯。实际照度： 满足要求。验算距高比： 查表：最大允许距高比 , 满足均匀度的要求（3）二层G2户型中的客厅采用吸顶式荧光灯，功率为40W，额定光通量2400lm，要求平均照度达到100lx。主卧参数为: ,室空间比: 顶棚有效反射比:地面有效反射比:墙面有效反射比: 若取，查附录可得： 若取，查附录可得： 若时，用内插法可得因为，按，查附录得修正系数为，仍用内插法，可得到当时，所以修正后的利用系数为由于灯具用在卧室，则经查表得根据实际情况取2盏灯。实际照度： 满足要求。验算距高比： 查表：最大允许距高比 , 满足均匀度的要求3.3.3大厅照度计算表-2序号房间名面积标准照度值（lx）单位安装功率W总功率W单位功率W灯具光源数1地下门厅5.851008.348.563022地下走廊31.6506.4202.243083楼梯道3.37756.220.893014门厅39.631006.4253.6330105应急照明31.6506.4202.244056电梯走廊7.41504.231.123013.3.4地下室照度计算表-3序号房间名面积照度标准值（lx）单位安装功率W总功率W单位功率W光源数量1水泵房37.861006.4242.303082储存间15.851008.348.563023储存间233.781006.4216.203084电表间11.761008.397.614025储存间314.281007.2102.814026储存间412.941007.293.174027消防水池19.04503.668.543028储存间59.121008.375.704029卧室10.64756.265.9630210储存间610.641008.388.3140211暖气井0.51008.34.1530112水道井0.51008.34.1530113电道井0.51008.34.1530114电梯井4.411008.336.603013.3.5 G2户型照明计算表-4序号房间名面积照度标准值（lx）单位安装功率W总功率单位功率W光源数1卧室110.64756.265.974022书房8.061008.366.904023厨房5.161008.342.834014餐厅4.0815012.5514015卫生间3.711008.330.794016客厅14.961006.495.7444027阳台4.51756.227.964013.3.6 G3户型照明计算表-5序号房间名面积照度标准值（lx）单位安装功率W总功率W单位功率W光源数1厨房5.001008.341.54012卧室1 10.64756.265.974023卧室210.64756.265.974024卧室312.94756.280.234025客厅14.961006.495.744026卫生间3.91008.332.374017阳台5.6756.234.724013.3.7 G4户型照明计算 表-6序号房间名面积照度标准值（lx）单位安装功率W总功率W单位功率W光源数W1厨房5.851008.348.564012餐厅6.461008.353.624013卫生间3.711008.330.794014卧室111.76756.272.914025卧室211.18756.269.324026客厅12.541006.480.264027阳台5.88756.236.464014.配电系统设计4.1负荷等级及供电要求4.1.1负荷等级分类根据民用建筑电气规范 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。一级负荷（1）中断供电将造成人身伤亡者。（2）中断供电将造成重大政治影响者。（3）中断供电将造成重大经济损失者。（4）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。 二级负荷（1）中断供电将造成较大政治影响者。（2）中断供电将造成较大经济损失者。（3）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。三级负荷不属于一级和二级的电力负荷4.1.2供电要求根据民用建筑电气规范（1）一级负荷的供电“应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏”。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电，可以采用两路高压供电，但当供电不能满足要求时，应设自备发电机，故可以采用一路高压电源加一路备用电源-应急柴油发电机组供电，当一级负荷容量较大时，应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供电，除了必须采用两路高压外，还必须设置应急电源（应急柴油发电机），并且该电源中严禁接入其他负荷。（2）二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”，即当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源（柴油发电机组），但当负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6KV及以上专用架空线供电。（3）三级负荷对供电无特殊要求。此外，根据建筑设计防火规范8以及高层民用建筑设计防火规范1对消防用电设备进行负荷等级划分，对于二类高层建筑的消防用电按二级负荷要求供电并且消防用电设备应采用专用的供电回路。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志。本工程为二类民用建筑，照明用电均为三级负荷。4.2负荷计算本课程设计负荷计算以G2户型负荷计算为例。十层照明配电箱AL10-1内照明回路的需要系数为1，插座回路的需要系数为0.85，功率因数=0.85，从AL10-1配电箱引出7条支路4.2.1负荷计算公式根据建筑电气9负荷计算采用需要系数法计算电流：用电设备组计算负荷：配电干线计算负荷：式中同时系数需要系数Q用电设备组无功功率（kvar）P用电设备组有功功率（kW）4.2.2各个回路设备容量的计算（1）WL1：照明回路1，包括6盏40W的荧光灯。设备容量：（2）WL2:照明回路2，包括4盏40W的荧光灯。 设备容量：（3）WL3：插座回路1，共计5个插座，。设备容量：（4）WL4：插座回路2，共计5个插座，。设备容量：（5）WL5：插座回路3，共计5个插座，。设备容量：（6）WL6：空调插座，每台1200W，共计4台设备容量：4.2.3配电箱主断路器的负荷计算4.2.4三相平衡 一单