某住宅楼电气照明及防雷设计 毕业论文.doc

西 南 交 通 大 学 本科毕业设计 论文 某住宅楼照明及防雷接地设计 A RESIDENTIAL LIGHTING AND LIGHTNINGPROOF GROUNDING DESIGN 年 级 2007 级 学 号 20078021 姓 名 龙顺波 专 业 电气工程及其自动化 指导老师 柏业金 2011 年 6 月 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 II 页 院 系 电气工程系 专 业 电气工程及其自动化 电力机车 年 级 2007 级 姓 名 龙顺波 题 目 某住宅楼照明及防雷接地设计 指导教师 评 语 指导教师 签章 评 阅 人 评 语 评 阅 人 签章 成 绩 答辩委员会主任 签章 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 III 页 毕业设计 论文 任务书毕业设计 论文 任务书 班 级 电车 2007 级 1 班 学生姓名 龙顺波 学 号 20078021 发题日期 2011 年 2 月 28 日 完成日期 2011 年 6 月 24 日 题 目 某住宅楼照明及防雷接地设计 1 本论文的目的 意义 住宅照明设计时为了满足住户的舒适 保证照明质量 经 济合理 节约能源 便于维护 实用性强 防雷接地设计是为了保护人身安全和电 气设备安全 传统意义上的住宅照明设计仅仅是为了满足照度需要 防雷接地多为 外部防雷装置 现代住宅照明设计根据区域类别 参考平面及高度 采用直接照明 半直接照明 扩散照明 半间接照明 间接照明等方式 完成照度计算 确定灯具 的种类和型号 计算出用电负荷 完成导线 负荷开关的选取和合理布设方式 为 用户创造一个温馨舒适的起居环境 采用现代防雷设计 采用外部防雷和内部防雷 方式 合理完成人身及设备防护 2 学生应完成的任务 本设计以建筑电气为基础 按照民用建筑电气规范 对整 栋住宅的配电系统 照明系统 防雷接地系统进行了合理的设计 熟练掌握 AUTOCAD 画图软件 根据设计画图该住宅的照明设计图 配电系统图 防雷接地系 统图 通过照度计算 确定灯具的种类及型号 结合其他一些用电设备 进行复核 计算 得出用电负荷 根据计算的负荷选取导线 各种负荷开关以及合理的布线方 式 防雷系统设计主要由建筑的防雷等级进行防雷方式等级的选择 选择合理的防 雷方式 设计出安全可靠的防雷系统 3 论文各部分内容及时间分配 共 17 周 第一部分收集原始资料 学习建筑电气设计相关规范 2 周 第二部分查阅电气识图 建筑 CAD 照明及防雷设计规范 3 周 第三部分完成住宅照明系统的初步设计 4 周 第四部分防雷初步设计及外文翻译 2 周 第五部分完成防雷接地系统设计 照明系统设计 配电系统设计 4 周 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 IV 页 评阅及答辩 1 周 论文整改 1 周 备 注 指导教师 2011 年 2 月 28 日 审 批 人 2011 年 2 月 28 日 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 V 页 摘要 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 文化品位和特色 住宅照明设计是为了满足住户的舒适 保证照明质量 经济合理 节约能量 便于维护 实用性强 传统意义上的住宅照明设计仅仅是为了满足照度需要 防雷 设计多为外部防雷装置 现在住宅照明设计根据区域类别 参考平面及高度 采用 直接照明 半直接照明 扩散照明 半间接照明 间接照明等方式 完成照度计算 确定灯具的种类和型号 结合其他用电设备 计算出用电负荷 完成导线 负荷开 关 插座的选取和合理布设方式 为用户创造一个温馨舒适的起居环境 完成照明 系统设计 采用外部防雷和内部防雷方式 保障住户人身安全和家用电气设备的安 全 完成防雷接地系统设计 本设计采用 AUTOCAD2009 作为设计软件 做出照明平面图 配电设计系统图 防雷设计平面图 等电位联结图 设计电气照明系统和防雷接地系统两部分时 严 格遵循了民用住宅建筑电气设计规范 关键词 建筑照明 电气照明 照度 灯具 防雷设计 配电系统 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 VI 页 Abstract With the rapid development of the lighting technology lighting design has become an important part of architectural design At present either the lighting design concept or the lighting equipment is undergoing great changes The new philosophy emphasizes people centered design in order to meet different aspects of demands requested by the people which include beautiful surroundings appropriate luminance cozy sense of the space hierarchicy abundant stereoscopic sensation and so on while focusing on artistic quality cultural taste and the characteristics Residential lighting is designed to make the households live more comfortably to ensure the lighting quality the appropriate economy energy saving easy maintenance and high practicability Traditional residential lighting design is only to meet the needs of the luminance the lightning proof design is mostly outside lightning protection device Residential lighting design is now use the way of direct lighting semi direct lighting spread lighting semi indirect lighting indirect lighting etc according to the regional category the reference plane and height complete illumination calculations to determine the types and models of lamps and then combining with other electrical equipment calculate the electricity load to select the wire load switch and choose the reasonable way for users to create a warm and comfortable living environment Adopting the current lightning protection design with the use of external and internal lightning protection methods we are sure to complete the personal and equipment protection 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 VII 页 By the use of the layout AUTOCAD2009 plans to make lighting power distribution system map design mine design plans and other potential connection diagram The design of electrical lighting and lightning protection grounding system in two parts strictly follow the electrical design of construction of residential buildings Keywords Architectural Lighting Electric Lighting Illumination Lighting Lightning Protection Distribution system 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 VIII 页 目录 第 1 章 绪论 1 1 1 建筑电气概述 1 1 2 住宅设计工况 2 1 3 住宅设计内容 2 1 4 设计规范 3 第 2 章 住宅照明系统设计 4 2 1 照明电光源介绍 4 2 2 电光源的命名方法 5 2 3 住宅照明光源的选择 7 2 4 照度标准及计算 9 2 5 住宅照明灯具选择 12 2 6 照明效果 15 2 7 插座的选择 17 2 8 开关的选择 18 第 3 章 照明配供电系统设计 20 3 1 照明线路电压与负荷等级的划分 20 3 1 1 照明线路电压 20 3 1 2 负荷等级的划分 21 3 2 照明负荷供电方式与照明配电系统 22 3 2 1 照明负荷的供电方式 22 3 2 2 照明配电系统 22 3 2 3 住宅的照明配电系统 23 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 IX 页 3 3 照明负荷计算及导线的选择 23 3 3 1 照明负荷计算 23 3 3 2 照明线路导线的选择 28 3 4 配电箱的选择 31 第 4 章 防雷接地系统设计 32 4 1 民用建筑物防雷等级分类 32 4 1 1 第一类防雷建筑 32 4 1 2 第二类防雷建筑 32 4 1 3 第三类防雷建筑 32 4 2 防雷装置的组成 32 4 2 1 接闪器 32 4 2 2 引下线 34 4 3 建筑物接地系统 36 4 3 1 保护接地的范围 36 4 3 2 保护接地系统方式的选择 37 结论 41 致谢 42 参考文献 43 附录 44 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 X 页 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 1 页 第 1 章 绪论 1 1 建筑电气概述 照明设计是建筑电气设计最基本的设计内容之一 照明设计质量的好与坏 直 接关系到人们的工作 学习和生活 照明设计的目的是根据具体场合的要求 正确 地选择光源和灯具 确定合理的照明形式和布灯方案 在节约能源和建筑资金的条 件下 来获得一个良好的学习工作环境 照明设计可以烘托建筑造型 可以美化环 境 发挥建筑的功能 体现建筑艺术美学 是建筑中不可缺少的一部分 建筑电气 是以电能 电气设备和电气技术为手段来创造 维持与改善限定空 间和环境的一门科学 它是介于土建和电气两大类学科之间的一门综合学科 经过多年的发展 它已经建立了自己完整的理论和技术体系 发展成为一门独 立的学科 主要包括 建筑供配电技术 建筑设备电气控制技术 电气照明技术 防雷 接地与电气安全技术 现代建筑电气自动化技术 建筑弱电技术等 建筑电气组成 利用电工技术 电子技术及近代 现在先进技术与理论 在建 筑物内外人为创造并合理保护理想的环境 充分发挥建筑物功能的一切电工 电子 设备的系统 统称为建筑电气 建筑电气的基本作用 1 创造环境 光环境 温湿度环境 空气环境 声音环境等 2 追求方便性 最佳居住 使用方便 缩短信息传递时间 3 增加安全性 保护人身和财产安全 提高设备和系统本身的可靠性 4 提高控制性能 消火栓 空调等系统等 建筑电气工程师研究电能和电信号在建筑物中输送 分配和应用的科学 电能 和电信号产生 输送和分配 易于转换和应用 如 配电箱 配电柜 控制箱照明 电器 动力设备控制等 能为人们提供舒适 便利 安全的建筑环境 如 通信系 统 火灾自动报警系统 CATV 系统 安全防范系统 强电工程 工程把电能引入建筑物 进行电能再分配并通过用电设备将电能转 换成机械能 热能和光能等 弱电工程 工程是实现建筑物内部以及内部和外部间 的信息交换 信息传递及信息控制等 从电压等级上划分 强电一般是 110V 以上 而弱电一般是 60V 以下 强电包括 动力工程 照明工程 变配电工程 防雷接地 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 2 页 工程 及其他用电力工程 弱电包括 通信与计算机网络 CATV 电视和监控系统 闭路电视和监控系统 安全防范系统 电话通信系统 火灾自动报警系统 公共广 播系统 1 2 住宅设计工况 本设计是六层楼六个单元的小区 每层楼由两户组成 所以本住宅共有 72 户 每户为三室两厅 每户占地面积为 80 56m2 阳台占地面积为 5 85 m2 起居室为 21 06 m2 主卧室为 16 17 m2 卧室为 12 21 m2 餐厅为 11 44 m2 厨房为 7 29 m2 卫生间为 4 59 m2 设计需做到方案合理 技术先进 运行可靠 满足相关规范 的要求 还要简捷实用 便于操作 管理和维护 减少综合投资 本次住宅照明设 计是为了满足住户的舒适 保证照明质量 经济合理 节约能量 便于维护 实用 性强 同时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 品位和特色 住宅照明设计根据区域类别 参考平面及高度 采用直接照明 半直 接照明 扩散照明 半间接照明 间接照明等方式 完成照度计算 确定灯具的种 类和型号 结合其他用电设备 计算出用电负荷 完成导线 负荷开关的选取和合 理布设方式 为用户创造一个温馨舒适的起居环境 采用现在防雷设计 采用外部 防雷和内部防雷方式 合理完成人身及设备防护 1 3 住宅设计内容 住宅照明设计是为了满足住户的舒适 保证照明质量 经济合理 节约能量 便于维护 实用性强 传统意义上的住宅照明设计仅仅是为了满足照度需要 防雷 设计多为外部防雷装置 现在住宅照明设计根据区域类别 参考平面及高度 采用 直接照明 半直接照明 扩散照明 半间接照明 间接照明等方式 完成照度计算 确定灯具的种类和型号 结合其他用电设备 计算出用电负荷 完成导线 负荷开 关的选取和合理布设方式 为用户创造一个温馨舒适的起居环境 采用现在防雷设 计 采用外部防雷和内部防雷方式 合理完成人身及设备防护 采用 AUTOCAD2009 作为设计软件 根据提供的土建施工平面图 剖面图画出电 气工程图 配电系统图和防雷图 设计电气系统和防雷设计与接地两部分时 参考 民用住宅建筑电气设计标准 通过照度计算 确定灯具的种类和型号 结合其它一 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 3 页 些用电设备 如电视 空调 电脑等 进行负荷计算 得出用电负荷 根据计算负 荷来选取导线 各种负荷开关以及合理的布线方式 防雷设计主要由建筑物的防雷 等级进行防雷方式的选择以及接地电阻的确定 通过相关计算确定接地电阻的位置 与大小 在设计过程中应有长远的目光 对建筑物电气的设计留下足够的发展空余 地 本文主要阐述了该住宅楼各系统电气设计的设计依据 原则和方法及设计选择 的结论等 论文主要包括四章内容 本论文题目是某住宅的照明及防雷接地设计 第一章是绪论 主要谈谈电气建筑电气方面的概述 强电和弱点的分类 建筑工程 概况 还有设计原则 及设计内容 第二章为住宅照明设计系统 主要讲照明的基 本知识 光源及灯具的选择 照度的计算 一般照明及应急照明等内容 并根据所 给的公式计算相应的数据 选择出各个房间合适的灯具数量 开关的选择及型号 具体的灯具选择型号数量 开关大小 插座 照度的计算 眩光的计算 画出电气 照明图 第三章为配供电系统设计 主要说明负荷等级的划分及对应的供应要求 负荷计算以及配电方式等内容的相关原理 原则 方法等 通过负荷计算 确定各 个系统照明负荷的容量 计算电流 以此选择出导线 配电箱等 画出配电系统图 第四章为防雷接地设计系统 建筑防雷等级 防雷设计 画出防雷接地设计图 1 4 设计规范 建筑照明设计标准 GB50034 2004 低压配电设计规范 GB50054 95 民用建筑电气设计规范 JGJ T16 92 电气图用图形符号 GB4728 电气制图 GB6986 建筑照明术语标准 JGJ T 119 2008 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 4 页 第 2 章 住宅照明系统设计 2 1 照明电光源介绍 根据发光原理的不同 电光源可分为热辐射发光光源 气体放电发光源和其他 发光光源 电光源分类见图 2 1 图 2 1 电光源的分类 热辐射发光光源也可称为固体发光光源 是利用灯丝通过电流时被加热而发光 的一种光源 白炽灯和卤钨灯都是以钨丝作为辐射体 钨丝被电流加热到白炽程度 时产生热辐射 气体放电光源的发光原理完全不同于普通的白炽灯类热辐射光源 主要是利用 电流通过气体而发射光的光源 如通过灯管中的水银蒸气放电 辐射出肉眼看不到 的波长为 254nm 为主的紫外线 然后照射到管内壁的荧光物质上 再转换为某个波 长段的可见光 气体放电光源又可按放电的形式分为弧光放电灯和辉光放电灯 常用的弧光放 电灯有荧光灯 钠灯 氙灯 汞灯和金属卤化物灯 辉光放电灯有霓虹灯 氖灯 气体放电光源工作时需要很高的电压 其特点是具有发光效率高 表面亮度低 亮 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 5 页 度分布均匀 热辐射小 寿命长等诸多特点 目前已成为市场销售量最大的光源之 一 常见的有场致发光灯和发光二极管 场致发光灯市利用场致发光现象制成的发 光灯 可用于指示照明 广告等 发光二极管是一种能够将电能转化为可见光的半 导体 不同于白炽灯钨丝发光与节能灯荧光发光原理的是 它采用电场发光的原理 让足够多的带电子和价带空穴在电场的作用下复合而产生光子 LED 的特点非常明 显 寿命长 光效高 无辐射与低功耗 发光二极管的光谱几乎全部集中于可见光 频段 其发光效率可达 80 90 是国家倡导的绿色光源 具有广阔的发展前景 尤其当大功率的发光二极管研制出来而成为照明光源时 它将大面积取代现有的白 炽灯与节能灯而占领长个市场 2 2 电光源的命名方法 白炽灯的型号命名一般包括 3 部分 如图 2 2 所示 数字 表示灯结构特征参数 数字 表示光源的电参数 字母 光源名称 三个以内的汉语拼音 图 2 2 白炽灯的命名示意图 型号标注由 5 部分组成 自左至右 第 1 部分为字母 由表示电光源名称的 3 个以内的汉语拼音字母组成 第 2 部分和第 3 部分一般为数字 主要表示光源的电 参数 有些名称 参数相同 但结构形式不同的灯泡 则需要增加第 4 部分和第 5 部分 由表示灯结构特征的 1 2 个词头的汉语字母或有关数字组成 第 4 部分和第 5 部分作为补充部分 在生产或流通领域中使用时灵活取舍 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 6 页 型号名称举例 例如 PZ220 100 E27 PZ 表示普通照明 220 表示额定工作电 压 220V 100 表示额定功率 100W E 表示螺口式灯头 B 表示插口 27 表示灯头直 径为 27mm 常用白炽灯命名见表 2 1 表 2 1 常用白炽灯光源型号命名表 型号的组成 电光源名称第 1 部分第 2 部分第 3 部分 举例 白炽普通照明灯泡 PZPZ220 40 反射照明灯泡 PZFPZF22 40 装饰灯泡 ZSZS220 40 摄影灯泡 SY SY6 卤钨灯 LJG 额定电压 额定功率 LJG220 500 气体放电光源的型号命名一般由 3 部分组成 如图 2 3 所示 颜色特征 额定功率 字母 光源名称 三个以内的汉语拼音 图 2 3 气体放电光源的型号命名 第 1 部分为字母 由表示光源名称的 3 个以内的汉语拼音字母组成 第 2 部分 表示额定功率 第 3 部分表示颜色特征 例如 YH40RR YH 表示环形荧光灯灯管 40 表示额定功率 40W RR 表示日光色 命名举例详见下表 2 2 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 7 页 表 2 2 常用气体放电光源型号命名表 型号的组成 电光源名称 第 1 部 分 第 2 部分额定功率第 3 部分颜色特征 举例 直管形荧光灯 YZYZ40RR U 形荧光灯管 YUYU40RL 环形荧光灯管 YHYH40RR 自镇流荧光灯管 YZZYZZ40 紫外线灯管 ZWZW40 荧光高压汞灯泡 GGYGGY50 自镇流荧光高压 汞灯 GYZGYZ250 低压钠灯 NDND100 高压钠灯 NGNG200 管型氙灯 XGXG1500 球形氙灯 XQXQ1000 金属卤化物灯 ZJDZJD100 管型镝灯 DDG RR 日光色 RL 冷光色 RN 暖光色 DDG1000 型号的各部分按顺序直接编排 当相邻部分同为数字时 用半字线 分开 同一部分有多组数字时 用斜线 分开 相邻同为字母时 用圆点 分开 2 3 住宅照明光源的选择 1 以实施绿色照明工程为基点选择光源 绿色照明是指通过科学的照明设计 采用高效率 长寿命 安全和性能稳定的 照明电器产品 最终建成环保 高效 舒适 安全 经济和有益于环境和提高人们 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 8 页 的工作 学习和生活质量的照明系统 实施绿色照明工程就是通过采用合理的照明 设计来提高能源的有效利用率 达到节约能源 减少照明费用 减少火电工程建设 减少有害物质的排放和溢出 达到保护人类生存环境的目的 推进绿色照明工程实 施过程中 电光源的选择应遵循以下一般原则 1 限制白炽灯的应用 2 采用卤钨灯取代普通白炽灯 3 推荐采用紧凑型荧光灯取代白炽灯 4 推荐采用直径 26mm 16mm 细管荧光灯 5 推荐采用钠灯和金属卤化物灯 所以住宅照明电光源的选择避免白炽灯的应用 采用紧凑型荧光灯或卤钨灯取 代白炽灯 向开关使用比较频繁的地方 如卫生间 可采用紧凑型荧光灯 2 以光源的光色特性选择光源 实施绿色照明工程的同时 往往还要根据地区的气候 室内环境氛围要求而选 择光源 这时 首要考虑适合的光源色温 再按照官员色温选择相应的光源 以便 创造出舒适和谐的室内环境 人们对灯光的颜色有温度感 这就是光源的色温 光源的色温在 5300K 以上的 是冷色型光源 色温在 3300 5300K 之间的为中间色温型光源 色温低于 3300K 的 是暖色型光源 光源色温分类及使用场合见下表 2 3 表 2 3 光源色温分类及使用场合 光源类型冷暖类别色温 K 使用场合 白炽灯 卤钨灯 暖白色荧光灯 高压钠灯 低压钠灯暖色 5300 高照度水平或白天需要 补充自然光的房间 住宅设计中 一般采用的都是暖色 色温小于 3300K 的光源 如客厅卧室 一 般都是采用暖色荧光灯 暖色光源的选择会给人以温暖 温馨 和谐 欢快 愉悦 书房色温一般要求大于 5300 取冷色 冷色光源的选择 因为色温高 照度强 亮 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 9 页 度高 所以能达到书房的照度要求 同时冷色给人感觉宁静 安静 更能营造出氛 围 3 以光源的显色指数选择光源 光源的显色指数反映了同一物体在不同光源下 呈现出的颜色不一致的程度 因此在不同的场合下 可以根据要求选择不同显色指数的光源 既可达到规定的辩 色要求 又可达到舒适的要求 光源的显色指数及适合场合见表 2 4 表 2 4 光源的显色指数及其适用场合 光源类别 显色指数 适用场合 白炽灯 卤钨灯 冷白色 荧光灯 氙灯 金属卤化 物灯 Ra 80 客房 绘图室等辩色要求 很高的场合 暖白色荧光灯 日光色荧 光灯 60 Ra 80 配电室 普通电梯前厅等 辩色要求较高的场合 低压钠灯 40 Ra 60 锅炉房等辩色要求一般的 场所 高压钠灯 荧光高压汞灯 Ra 40 变压器室等辩色要求不高 的场所 4 以光源的光效及总光通量选择光源 通过比较可得 用紧凑型荧光灯 细管荧光灯代替白炽灯可以极大地节省电能 5 依据光源的各种参数及使用条件综合地选择光源 总之 选择光源时 应在满足显色性 启动时间等要求条件下 根据光源 灯 具及镇流器等的效率 寿命和价格在进行综合技术经济分析比较后确定 应根据识别颜色要求和场所的特点 选用相应显色指数的光源 本设计选择荧光灯和日光灯 卫生间选用浴霸灯 浴霸灯常规的红外线取暖泡 它的色温在 2300K 2400K 热效率 18C 21C 在它点燃时 发出的光显得有点刺眼 而彩色泡的特点 它散发出的光很暗淡感觉很温馨它是一种 低色温自然安全取暖 泡 它具有一种贵金属原料 让玻壳嵌入贵金属 提高热效和防爆性 散发柔和自 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 10 页 然性 在生活中使用显得更加安全而舒适 所以本设计中浴霸灯的取暖灯泡采用金 属取暖灯 其他地方都通过荧光灯和日光灯照明来实现 2 4 照度标准及计算 在选择照度时 应符合下列分级 0 1 0 2 0 5 1 2 3 5 10 15 20 30 50 75 100 150 200 300 50 0 750 1000 1500 2000lx 民用建筑照度标准所规定的照度 系指工作面上的 平均维护照度 若设计未加指明时 以距地 0 75m 的参考水平面作为工作面 用于 备用照明 其工作面上的照度不应低于一般照明照度的 10 当仅作为事故情况下 短时使用时刻为 5 用于疏散照度 其照度不应低于 0 5 lx 工作场所内安全照明 的照度不宜低于该场所一般照明照度的 5 下面是住宅建筑照明的照度标准见表 2 4 表 2 4 住宅建筑照明的照度标准 照度标准值 lx 类别 参考平面 及其高度低中高 一般活动区0 75m 水平面 203050 书写 阅读0 75m 水平面 150200300 床头阅读0 75m 水平面 75100150 起居室 卧室 精细作业0 75m 水平面 200 300500 餐厅或方厅 厨房0 75m 水平面 203050 卫生间0 75m 水平面 101520 楼梯间地面 51015 本住宅设计起居室采用照度标准 150lx 餐厅厨房照度标准采用 50lx 卫生间 照度标准采用 20lx 楼梯间照度标准采用 15lx 参考平面都是 0 75m 水平面 照度计算的目的 是根据所需要的照度值和其他已知条件 灯具形式和灯具布 置 房间各个方向的反射条件以及灯具和房间的污染情况等 来决定灯泡的容量和 灯具的数量 或在照度灯具形式 布置和光源容量都正确的情况下 计算某点的照 度值 利用系数法计算照度 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 11 页 利用系数法考虑了直射光和反射光两部分所产生的照度 计算结果为水平面上 的平均照度 利用系数法适用于灯具均匀布置的一般照度以及利用墙和顶棚作光反 射面地场合 利用系数 是表示室内灯投射到工作面上的光通量 包括直射部分和经墙 顶 棚等反射的反射光部分 与光源发出的总光通量的比值 它与灯具的效率 配光特 性 房间各内表面地反射系数有关 已知利用系数 就可按下列公式计算平均照度 2 1 uv 0 F N E A K 或 2 2 uv0 EA K N F 式中 Euv 工作面上的平均照度 lx F 每个灯具的光源的光通量 lm A 房间的面积 m2 N 房间灯具数 K0 照度补偿系数 灯具效率 利用系数 若照度标准为最低照度 E 时 则平均照度 Euv可按下式换算 即 2 3 uv min E E K 式中 Kmin 最低照度系数 Kmin与灯具的形式 光源种类 灯具安装的距高比等有关 表 2 5 最低照度系数 Kmin 灯具距高比 L h 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 12 页 类型 0 8 1 21 62 0 直接型 1 00 830 710 59 半直接型 1 01 00 830 45 间接型 1 0 1 01 01 0 本次设计中 取照度标准为 150lx 利用系数法 F KAE N uv0 已知起居室的面积为 21 06 m2 每个灯具的光通量为 11720lm 以型号为 E27 功率 为 22W 的电子节能灯为例 由公式 所以 50lx 所以 uv min E E K uv E N 3 7 因此起居室安装 4 个型号为 E27 功率为 22W 的荧光灯就能达到照明要求 同样可以计算出其他房间的灯具数 餐厅 N 1 86 卧室 N 2 8 厨房 N 1 3 卫生 间 N 0 8 2 5 住宅照明灯具选择 灯具时透光 分配和改变光源光分布的器具 包括除光源外所有用于固定和保 护光源的全部零 部件及与电源连接所必须的线路附件 照明灯具对节约能源 保 护环境和提高照明质量具有重要的作用 按安装方式分类 根据安装方式的不同 灯具大致可分为如下几类 壁灯 吸顶灯 嵌入式灯 吊灯 夜灯 移动灯 应急灯 按防触电保护分类 为了保证电气安全 照明灯具所有带点部分必须采用绝缘材料等加以隔离 这 种保护人身安全的措施称为防触电保护 它可以分为 0 四类 每一类 灯具的主要性能及其应用情况见下表 2 6 表 2 6 防触电保护分类 灯具等级灯具主要性能应用说明 0 类 保护依赖基本绝缘 是在易触 及外壳和带电体间的绝缘 适合环境好的场合 且灯具安 装 维护方便 如空气干燥 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 13 页 尘埃少 木地板等条件下的吊 灯等 类 除基本绝缘外 易触及的部分 及外壳有接地装置 一旦基本 绝缘失效时 不致有危险 用于金属外壳灯具 如投光灯 路灯 庭院灯等 提高了安全 程度 类 采用双重绝缘或加强绝缘作为 安全保护 无需安装接地装置 绝缘行好 安全程度高 使用 与环境差 人经常触摸的灯具 如台灯 手提灯等 类 采用特低安全电压交流有效值 50V 且灯内不会产生高于此 值的电压 灯具安全程度最高 用于恶劣 环境 如机床工作台灯 儿童 用灯等 灯具的选择应首先满足使用功能和照明质量的要求 同时便于安装与维护 并 且长期运行费用低 基于这些要求 应优先采用高效节能电光源和高效灯具 对于 灯具的具体选择考虑如下原则 1 根据灯具的特性选择 根据灯具的配光曲线合理选择灯具 尽量选择不带附件的一体化灯具 尽量选 择具有高保持率的灯具 2 根据灯具的效率和经济性选择 选择灯具时 在保证满足使用功能和照明质量的前提下 应重点考虑灯具的效 率和经济性 并进行初始投资费 年运行费和维修费的综合计算 其中初始投资费 包括灯具费 安装费等 年运行费包括每年的电费和管理费 维修费包括灯具检修 和更新费等 3 根据环境条件选择灯具 总之 应根据不同工作环境条件 灵活 实用 安全地选用开启式 防尘式 封闭式 防爆式 防水式及直接和半直接照明型等各种形式的灯具 4 灯具形状应与建筑物风格相协调 所以综上所述 在起居室 卧室使用一个嵌入式的高校线型荧光灯 三个直接 型筒式电子节能灯 厨房就用三个裸照电子节能灯 餐厅采用嵌入式高效格栅灯 其光源数为 2 卫生间用嵌入式浴霸灯 灯具中嵌入式高效格栅灯选择飞利浦公司 TBS 168 236 M2 如图 2 3 嵌入式筒灯选择飞利浦公司 MBS145 150 如图 2 4 嵌入式线型荧光灯选择松下公司 FAC41610PH 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 14 页 图 2 3 飞利浦 TBS 168 236 M2 图 2 4 飞利浦 MBS145 150 本设计中住宅的照明光源共五种 环管吸顶荧光灯 电子节能灯 吸顶灯 日 光灯壁灯 吸顶浴霸灯 其图例名称型号如下表 2 7 表 2 7 灯具选择及型号 灯具名称灯具型号 环管荧光灯HAC9100 64W 电子节能灯E27 22W 吸顶灯E27 32W 日光灯壁灯FAC21006 30W 吸顶浴霸灯NS12A 306 1180W 浴霸灯是由 4 个取暖灯 1 个照明灯构成 共 1180W 采用吸顶式安装 安装 在卫生间其型号有上表可知 NS12A 306 厨房采用 3 个型号为 FAC21006 的日光 灯共 90W 吊式安装 餐厅采用 2 个型号为 HAC9100 的环管荧光灯泡共 128W 吸 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 15 页 顶安装 卧室采用 1 个型号为 HAC9100 环管荧光灯 吊式安装 3 个型号为 E27 的 电子节能灯 吸顶安装 共 130W 客厅 1 个型号为 HAC9100 32W 的环管荧光 灯 吊式安装 3 个型号为 E27 22W 的电子节能灯 嵌入式安装 共 130W 阳台 采用 1 个型号为 E27 的电子节能灯吸顶安装 22W 安装的具体位置见附录的照明 设计图 本设计中采用了直接照明 间接照明 混合照明等照明方式 达到了各个 房间的照明需求 2 6 照明效果 图 2 5 厨房照明效果图 图 2 6 起居室照明效果图 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 16 页 图 2 7 卧室照明效果图 图 2 8 餐厅照明效果图 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 17 页 图 2 9 浴室的浴霸灯具 2 7 插座的选择 本次设计共用了 4 种插座 组合插座 防水插座 插座 带开关插座 其图例名 称规格如下表 2 8 表 2 8 插座选择及型号 名称型号 组合插座NEW9 110A 防水插座NEW9 111A 插座NEW9 109A 带开关插座NEW7 444S 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 18 页 表 2 9 插座的具体选择 名称组合插座防水插座插座带开关插座 厨房 3 餐厅2 卫生间 1 起居室3 1 主卧室3 1 卧室2 1 洗漱台 1 阳台 1 客厅设计 4 个插座 1 个用于电视 1 个用于空调 另外 2 个预留 餐厅设计 2 个插座 1 个用于冰箱 1 个预留 主卧室设计 4 个插座 床边一个用于台灯 可以 睡觉之前看看书 一个用于空调 一个用于梳妆台照明 另外一个预留 厨房设计 三个防水插座 一个用于电饭煲 另外两个预留 洗漱台一个和卫生间各设计一个 防水插座 一个可以用于洗衣机 一个预留 每层插座的具体安装位置及详细情况 见附录照明设计图 2 8 开关的选择 本次住宅设计中选用了 4 种开关 延时开关 单极开关 双极开关 三极开关 表 2 10 开关选择及型号 名称型号 延时开关NEW9 307A 单极开关NEW9 002A 双极开关NEW9 006A 三极开关NEW 010A 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 19 页 表 2 11 开关的具体选择 名称延时开关单极开关双极开关三极开关 厨房 1 餐厅 1 起居室 11 主卧室 1 卧室 1 洗漱台 1 1 卫生间 开关的具体控制 客厅的单极开关是控制阳台的灯 双极开关分别控制客厅的 环管荧光灯和电子节能灯 餐厅的单极开关控制餐厅的照明 主卧室双极开关分别 控制主卧室的荧光灯和电子节能灯 卧室跟主卧室一样 厨房的单极开关控制厨房 的照明 洗漱台单极开关控制洗漱台的照明 三极开关控制卫生间的全暖照明和普 通照明 开关的具体安装位置见附录 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 20 页 第 3 章 照明配供电系统设计 3 1 照明线路电压与负荷等级的划分 3 1 1 照明线路电压 照明线路的供电电压 直接影响到配电方式和线路敷设的投资费用 当负荷相 同时 若采用较高的电压等级 线路负荷电流便相应减少 因而就可以选用较小的 导线截面 我国的配电网络电压 在低压范围内的标准等级为 500V 380V 220V 127V 110V 36V 24V 12V 等 而一般照明用的白炽灯电 压等级主要有 220V 110V 36V 24V 12V 等 所谓光源的电压是指对光源供电 的网络电压 不是指灯泡两端的电压降 供电电压必须符合标准的网络电压等级和 光源的电压等级 从安全方面考虑 照明的电源电压一般按下列原则选择 在正常环境中 一般照明光源的电源电压应采用 220V 1500W 及以上的高强 度气体放电灯地电源电压易采用 380V 在有触电危险的场所 例如地面潮湿或周围有许多易触及金属结构的房间 当 灯具的安装高度距离地面小于 2 4m 时 无防止触及措施的固定式或移动式照明的供 电电压不宜超过 36V 移动式和手提式灯具应采用三类灯具 一类灯具 灯具的防触电保护不仅靠基 本绝缘 还包括附加安全措施 即把外露可导电部分连接到保护线上 二类灯具 防触电保护不仅依靠基本绝缘 且具有附加安全措施 如双重绝缘或加强绝缘 三 类灯具 防触电保护依靠电源电压为安全特低电压 SELV 用安全特低电压供电 其电压应为在干燥场所不大于 50V 在潮湿场所不大于 25V 由专用蓄电池供电的照明电压 可根据容量的大小和使用要求 分别采用 220V 24V 或 12V 等 电压偏移是指光源两端实际电压偏离光源额定电压的程度 照明光源只有在额 定电压下工作才有最好的照明效果 照明设备所承受的实际电压如与其额定电压有 偏移时 其运行特性将恶化 例如 白炽灯在低于额定值 10 电压下运行 其使用 寿命大大增长 392 但其光通量却较额定电压时降低 30 左右 反之 升高电 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 21 页 压 10 则其光通量增加 38 但使用期限便迅速缩短 只有原寿命的 29 荧光 灯在额定电压正负 5 左右 但电压升高和电压过低都会缩短荧光灯寿命 供电网络的所有运行方式中 维持用电设备的端电压始终等于额定值是很困难 的 因此 在网络设计和运行时 必须规定用电设备端电压的允许偏移值 一般来 说 各类灯泡的端电压偏移 不宜高于其额定电压的 105 亦不宜低于其额定电压 的下列数值 一般工作场所的室内照明为 95 远离变电所的小面积工作场所难于 满足 95 时 可降低到 90 应急照明和用安全特低电压供电的照明为 90 正常 情况下 在室外道路照明灯具端电压不应低于 90 供照明用的配电变压器设置要求 照明负荷宜与带有冲击性负荷的电压器分开 供电 无窗厂房或工艺设备对电压质量要求较高的场所 宜采用有载自动调压变压 器 在照明负荷容量较大的场所 在技术经济合理地情况下 宜采用照明专用变压 器 采用共用变压器的场所 正常照明线路宜与电力线路分开 合理减少系统阻抗 如尽量缩短线路长度 适当加大导线和电缆的截面积等 3 1 2 负荷等级的划分 按照明供电的可靠性 中断供电所造成的损失或影响程度 将照明负荷分为三级 即一级负荷 二级负荷 三级负荷 不属于一级和二级负荷的均为三级负荷 1 一级负荷 中断供电将造成人身伤亡者 中断供电将造成重大政治影响者 中断供电将造成重大经济损失者 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 2 二级负荷 中断供电将造成较大政治影响者 中断供电将造成较大经济损失者 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 22 页 中断供电将造成公共场所秩序混乱者 3 三级负荷 不属于一级和二级的电力负荷 3 2 照明负荷供电方式与照明配电系统 3 2 1 照明负荷的供电方式 1 一级负荷电源 一级负荷应由两个电源供电 当一个电源发生故障时 另一个电源可以照常供电 照明一级负荷与电力一级负荷结合一起考虑 如果一级负荷功率较大时 应采用两 路高压供电 如果一级负荷功率不大时 应优先从电力系统或从邻近单位取得第二 路电源 也可采用应急发电机组 如果一级负荷仅为照明负荷时 宜采用蓄电池组 作备用电源 对一级负荷中的特殊重要负荷 除上述两个电源外 还必须增设应急 电源 以保证对特殊重要负荷的供电 严禁将其他负荷接入应急供电系统 2 二级负荷电源 对二级负荷供电的要求是 当电力变压器或线路发生故障时不致中断供电 或中 断后迅速恢复 与一级负荷供电的差别在于二级负荷的高压电源可以是一个电源 但应做到变压器和线路均有备份 3 三级负荷电源 对照明无特殊要求者可由单纯电源供电 动力和照明负荷功率较大时应分开供电 功率较小时可合并供电 建筑物内有变电所时 照明与动力由低压屏以放射形式供 电 没有变电所的建筑物 动力与照明应在进户线处分开 3 2 2 照明配电系统 照明供电网主要是指照明电源从低压配电屏到用户 配电箱之间的接线方式 主 要由馈电线 干线 分支线及配电盘组成 汇集支线接入干线的配电装置称为分配 电箱 汇集干线接入总进户线的配电装置称为总配电箱 馈电线是将电能从变电所 低压配电屏送到区域总配电柜的线路 干线是将电能从总配电箱送至各个分照明配 电箱的线路 分支线是将电能从各分配电箱送至各户配电箱的线路 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 23 页 3 2 3 住宅的照明配电系统 分分配配电电盘盘 3 3层层 2 2层层 1 1层层 总总配配电电盘盘 一一单单元元二二单单元元三三单单元元 图 3 1 住宅的照明配电系统 图 3 1 所示是典型的住宅照明配电系统 它以每一楼梯间作为一单元 进户线 引至楼的总配电箱 再由干线引至每一单元的配电箱 各单元配电箱采用树干式 或放射式 向各层用户的分配电箱馈电 为了便于管理 住宅楼的总配电箱和单 元配电箱一般装在楼梯公共过道的墙面上 分配电箱装设电度表 以便用户单独计 算电费 所以本设计用电负荷是三级负荷 供电电源引至小区变电所 电压 220 380V 电源三相四线进线 室内设电气进线柜 3 3 照明负荷计算及导线的选择 3 3 1 照明负荷计算 照明用电负荷计算的目的 是为了合理地选择供电导线和开关设备等元件 使 电气设备和材料得到充分的利用 同时也是确定电能消耗的依据 计算结果的准确 与否 对选择供电系统的设备 有色金属材料的消耗 及一次投资费用有着重要的 影响 照明供配电系统的负荷计算 通常采用需要系数法 需要系数是有关部门通过 长期实践和调查研究 统计计算得出的 随着技术和经济的发展 需要系数也不断 的修改 按需要系数法计算 按需要计算照明计算负荷 Pj就是把照明负荷安装总容量 P 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 24 页 乘以需要系数 Kx 其计算公式为 3 1 jx PKP 式中 Pj 计算负荷 W P 照明设备安装容量 包括光源和镇流器所消耗的功率 W Kx 需要系数 它表示不同性质的建筑对照明负荷需要的程度 主要反 映各照明设备同时点燃的情况 照明干线需要系数见表 3 1 照明灯具及照明支线的需要系数为 1 表 3 1 照明干线需要系数 建筑类别Kx建筑类别Kx 住宅