综合楼电气系统设计与研究.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除某综合楼电气系统设计与研究照明系统控制方案与设计摘 要：近年来,由于国家经济的高速增长,电力供应也越来越紧张,每年的用电高峰,供电缺口都在增大,所以,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源电能,也就成为民用建筑电气中重点。本人个人认为,照明系统应引入智能化的概念。普通照明控制系统是以照明配电箱通过手动开关来控制照明灯具的通断,或通过回路中串人接触器,实现远距离控制。而今出现的厂区自控系统,是以电气触点来实现区域控制,定时通断。中心监控等功能,由于照明系统在自控系统中并非独立,同时其功能简单节能。 本设计主要是对所给的综合楼进行照明系统的设计，照明系统主要包括了照明方式和照明种类的选择，照明光源和灯具选择，各场所的照度计算、负荷计算和照明供电方式的确定。关键词：灯具选择、照明设计、照明计算、节能此文档仅供学习与交流第一章 前言 随着我国建筑电气事业发展很快，社会的进步和经济的发展，特别是在2008北京申奥成功之后，我国的建筑事业进入了一个新的发展阶段，北京市给世界呈现建筑视觉大餐，尤其“鸟巢”的出现更是举世震惊，沈阳奥体中心也吸引了不少国内外目光，在全国高层建筑如雨后春笋般地涌现，建筑向高层化发展已成为一种趋势。建筑产业是随着信息产业的发展而诞生，且迅速发展起来的。现代建筑物的电气发展是经过电气化阶段、自动化阶段和当今的智能化阶段。智能建筑技术的发展非常迅速，它是由电子技术、通讯技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术、传感技术及多媒体技术等一系列最先进技术飞速发展的结晶。特别是智能建筑系统工程，它作为弱电系统工程的延伸和发展，综合性强，涉及的专业领域更广，新的弱电系统不断加盟到智能建筑技术领域内。 总之，随着建筑智能化的发展，电气工程在建筑工程中将占有越来越重要的地位，涉及专业及领域更多，技术更新更快，也将更加复杂，要想把此项工作做好管好，电气工程师需要不断地积累经验和学习，与时俱进。目前,建筑照明工程已经成为建筑环境设计和建设中一个非常重要的组成部分,它已经不仅仅是一个人工照明光源,而且是改善人们的生活、工作环境的重要手段。但是,其设计过程仍存在一些问题,例如缺乏考虑照明工程全生命周期内的技术经济评价体系,不利于对照明方案的评价分析;照明设计对方案的经济性和技术合理性考虑不足,影响设计效率和照明工程正常发挥作用,并且造成资源和能源的浪费;只注重节省初期投资,对于后期的运行、维护费用考虑不够全面,影响了高效节能的绿色照明产品的推广和应用,增加了后期的运营和维护费用和工作量,从长远角度来看浪费资源和能源,并且对环境保护不利。我选择的设计内容为照明系统。每个设计的步骤是根据设计的原则、条件，考虑现实中的要求，进行计算得出相应的技术指标，然后选择产品。 第二章 工程概况本课题设计对象（建筑物）为某市综合楼建筑面积近5300M2。层高十一层，负一层为设备间。该建筑一、二层为商业用房，三层有四间办公用房，余为仓储用房；四层设有检测、校验仪器用房；五九层为标准间；第十层有调度室及电信机房、部分办公用房；第十一层有信息中心及多功能厅。该建筑内拟建系统有：供配电、照明、电梯、空调、给排水、电话、消防报警与联动、安全防范、数据网等。本建筑属于大型综合楼建筑，设计以人为核心，不仅要满足一般商场使用功能的要求，而且，我们还需要考虑随着智能建筑的不断发展，人们将更加注重住宅、办公的使用功能，因此，提供更安全可靠、技术先进、实用性强的工作办公以及购物环境。 第3章 设计依据本工程电源由室外电缆穿管埋地引入，采用380/220V三相五线制供电方式。总配电箱设在负一层变配电室，每层应设一个分配电箱。水泵房位于负一层。防雷与接地系统接地电阻不大于4欧姆。空调机房位于一、二、三层左侧。消防控制室位于一层右侧。调度室及通信机房在十层。信息中心在十一层。设计时参照的是最新的建筑电气安装工程图集绘制图纸。应业主要求，需要做到设计安全、灵活可靠建筑设备自动化系统，并要求实现自动联动控制。第4章 照明系统设计4.1综合楼照明设计简述在一般大型商场中,用较大的荧光灯具进行规则排列是作为一般照明被普遍采用的一种方式。荧光灯的显色性能好。灯具的选择与顶棚的处理有关，在使用吊平顶的建筑内，一般采用嵌入式的荧光灯具，通用是4支36w ,也可用单根的36w荧光灯呈格子状或行列状排列，不用荧光灯的话，也可采用白炽灯或紧凑性荧光灯，或者白炽灯和荧光灯合起来用，其中荧光灯作为基本的，而白炽灯是以任意间隔插入，用来提供一个个发亮的光斑，打破均匀单调的感觉。在非吊顶棚下高度不太高时可用吸顶日光灯具作为一般。 在商业厅照明中局部照明也非常重要，局部照明是用来加强突出某些商品，或者给某些商品以定的方向性照明，增加其造型的立体感。将局部照明与货架、陈列柜、衣架组合在一起的形式各式各样，他除了应把所照物显示出来外，还需要防止眩光，一般说这种局部照明都是采用聚光型的小投光灯，市场上叫做“射灯”。 根据人们的习惯，一般的办公及普通的照明，我们可以选用一些白炽灯和荧光灯来进行设计，为满足照度要求，我们同样可以对灯进行吊顶等方式进行处理。而不可避免的我们需要考虑到一些应急照明以及疏散照明，这方面我们是不可忽视的。4.2 照明方式和种类照明方式可分为：一般照明、局部一般照明、局部照明、辅助照明和混合照明。 照明种类可分为：正常照明，事故照明，疏散照明，值班照明，警卫照明，景观照明，障碍照明和标志照明。4.3 照明计量单位光学计量基本单位为光强I（坎德拉cd），导出单位有光通F（流明lm）照度E（勒克斯lx）出射度M（流明/米lm/2m）亮度（坎德拉/米cd/2m）等。 单位名称：坎德拉 单位符号：cd 定义：坎德拉是一光源在给定方向上发光强度，该光源发出频率为5401012HZ的单色辐射，且此方向上的辐射度为 1/683 W每球面度。 光强本身是在一个给定方向上，立体角内光通量密度。 I= /W 4-1 即单位立体角内所辐射的光通量，用以描述发光强度的分布。因此有： 坎德拉(cd)= 4-2 单位名称：流明 单位符号：lm 光通量是光流的时间速率概念，即光量在单位时间内的流速。再使用流明概念时，不必考虑时间概念。 流明用来描述发光体发出光量多少的单位。用SI基本单位表示的表达式为： lm=cdSr 4-3 单位名称：勒克斯 单位符号：lm 照度用来表示被照面上光的强弱，以入射光通量的面密度表示。照度的国际单位是勒克斯，在1m的面积上均匀分布1流明光通量时为1勒克斯(lx)。5.4 照度计算照度计算包括：利用系数法和单位容量法（本次设计运用单位容量法）。单位容量法适用于均匀的一般照明计算和方案及初步设计时的近似计算。 每单位被照面积所需的灯泡安装功率以下式表示：W= 瓦/米 4-4 式中： P全部灯泡的安装功率，瓦； S被照面积，米； 单位面积安装功率，瓦。 N=个 4-5 式中 N该计算房间内灯的安装个数； W该计算房间内总的安装功率； P每只灯的总功率； 单位容量W决定于下列各种因素：照明器型式、要求的最小照度Emin、计算高度h、房间面积、天棚、墙壁和地面的反射系数和减光补偿系数Kji及照明器的布置和所选用的灯泡效率。 在照明设计时，应根据视觉要求，工作性质和环境条件，使工作区域获得良好的视觉效果，合理的照度和显色性以及适应的亮度分布。在确定照度方案时，应考虑不同用途对照明的不同要求，处理好天然采光、建筑投资及能源消耗与照明效果的关系。照明设计应重视清晰度，清除阴影，控制光热，限制眩光。图4-1 仓库灯数显示计算举例：如负一层的仓库的灯泡功率是采用的35W，其中仓库面积约16M2，则所在仓库的灯泡功率约为P=3516=560W，计算可得所需灯泡的个数N=1.6，即需要安装2个灯泡。符合设计中的个数，如图4-1所示。4.5负荷计算本次负荷计算其中采用了负荷密度法进行计算，其公式为：Pjs= 4-6式中 Pjs有功计算负荷，kW； A建筑面积， KA负荷密度，W/或VA/同时，根据利用系数法计算工作面上的平均照度： 4-7式中 n光源个数； 单个光源的额定光通量，lm； K维护系数； u利用系数； S场所或房间的面积在照明设计时应根据不同的工作性质和环境条件等要求合理计算所需要的负荷，使其满足要求，再就是在照明设计时，应合理的选择照明方式和控制方式，以降低电能消耗指标。参考照明设计系统图：负荷计算大体分三步，图4-2 负荷计算的举例图由此可知，需要系数Kx=0.80，功率因素cos=0.85，需要求照明干线上的总的计算负荷，则需要分别求出每种光源的IC值。其中IC的计算分为单相和多相计算，单相公式为： 4-8三相公式为： 4-9其中 PC=KdPe 4-10然后求出每种光源的IC值的有功和无功分量，最后一并求出总计算电流的IC值。4.6灯具选型灯具选型是实现一个建筑景观照明设计方案的必要手段，合理的灯具选型可以更直观的反映设计方案所要展现的效果的可行性。因为每种灯具有丌同的功效，比如投光灯、埋地灯、线条灯等等，灯具的选型既可以起到装饰美化建筑的作用，又可以更好地突出灯具的功效，达到最佳的效果和节能减排的功能。进行照明设计时，应逐个房间或场所按所使用的条件确定照度标准，初选光源、灯具、镇流器的类型、规格，计算平均照度，使之符合规定的照度标准值，并使计算照度偏差不超过-10%活+10%；再计算LPD值，和规定的LPD值（现行值）对比，不超过规定即符合要求。如果超过规定，应及时调整方案，直至达到规定为止。例如一、二层的商场，商场是消费者购物的场所，保持卖场光线充足，色彩协调，为消费者创造一个舒适的购物环境，营造良好的购物氛围，对商场的卖场设计也是非常重要的。而本设计的基本是属于商场内的基本照明灯光。在外面，所包括橱窗照明所用的照明灯光、照亮人行道的店内外缘灯光，以及天花板上的灯光。在内部，基本灯光以及安全通道批示灯等。基本灯光可以用萤光灯或白炽灯，可以是直接照明灯具也可以是间接照明灯具，这主要视商店类型、所陈列和销售的商品等具体情况而定。而本商场采用的是一般的格栅灯，保证照度光线足够，并且统一灯型易维护、节能。在使用吊平顶的建筑内，一般采用嵌入式的荧光灯具，通用是4支36w ,也可用单根的36w荧光灯呈格子状或行列状排列，不用荧光灯的话，也可采用白炽灯或紧凑性荧光灯，或者白炽灯和荧光灯合起来用，其中荧光灯作为基本的，而白炽灯是以任意间隔插入，用来提供一个个发亮的光斑，打破均匀单调的感觉。图4-3 举例的格栅灯图4.7灯具的布置 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（灯具至工作面的距离）的比值，在h以定的情况下，s/h值小，照度均匀性好，但经济性差，s/h值大则不能保证照度的均匀度。但要实际采用的s/h的值不大于“最大允许高度比”。对光源的布置，其灯间距s的确定。当靠墙处无工作面时，灯具离墙距离为0.40.6s，靠墙处有工作面时，距墙不大于0.75m。详见设计图。4.8插座设计规范 插座的型式和安装高度应根据其使用条件和周围环境确定： （1）当插座为单独回路时，数量不宜超过10（组）。 （2）当灯具和插座混为一路过，其中插座数量不宜超过5个（组） （3）对于不同电压等级，应采用与其相应电压等级的插座，该电压等级的插座不应 被其他电压等级的插头插入。 （4）需要连接带接地线的日用电器的插座，必须带接地孔。 （5）对于插拔插头时触电危险性大的日用电器，宜采用带开关能切断电源的插座。 （6）在潮湿场所，应采用密封式或保护式插座，安装高度距地不应低于15m。 （7）在儿童专用的活动场所，应采用安全型插座。 （8）住宅内插座，若安装高度距地1.8m及以上时，可采用一般型插座；低于1.8m 时，应采用安全型插座。 （9）落地插座应具有牢固可靠的保护盖板。 （10）暗装的插座应采用专用盒；专用盒的四周不应有空隙，且盖板应端正，并紧贴墙面。 4.9插座的选择根据插座的用途要求进行选择： （1）当插座需要降低安装高度时，应选用安全型（带保护门）插座。（2）对专门用来使用空调等插座，可选用带开关圆孔二级插座，使用时关闭开关，可延长机器本身开关的使用寿命。（3）防潮型插座，适用于潮湿场所，插座有一个防溅罩盖，插头插入后可放下罩盖，可防止潮气或水滴进入插孔内。例如在卫生间就需要采用这类插座。 第五章 技术经济分析 通过查阅相关的资料和书籍，以及对本次该综合建筑楼的设计，本次设计采用的主要是荧光灯，因为荧光灯比较经济。 商场未来的发展，配电系统会更加的安全和可靠。在使用和操作上会更加简单和方便,且标志更加明显,将会采用多种传感器，控制电源及用电设备的打开与关断，并使照明的照度实现自动调节。线路的配线及连接，将会实现标准化和模块化。 此综合楼属于比较高级的建筑，符合现代智能建筑的要求，是智能建筑发展的结果，更好地体现了功能的人性化，创造了更多的社会经济价值。从建筑能耗来分析，数据显示电耗占到建筑年度能耗的40%，我们不得不通过各种方式来减少电能消耗，最先考虑的节能灯，于是，出现了室外阳光明媚，室内照样灯火辉煌的景象，我们可能会觉得我们已经比原来的普通照明省电了，而没有去想如何将免费充足的阳光引入室内。这时，有人便建议在建筑外立面及穹顶开更多的窗来解决照明问题，于是设立了广泛的玻璃窗，这样，我们当然可以获得更多的阳光，但是，同时引入室内的便是中午时分冗余的热、灰尘、有害的紫外线和眩目刺眼的光，这时，便又有人通过加装外遮阳系统进行屏蔽过量阳光，这样做当然起到一定的作用，也有效的解决的光与热的矛盾，但是这时那些建筑内部的区域和特殊的建筑便映入我们的视线，开窗所能引入阳光的区域仅限于开窗的房间，而建筑内部的走廊，洗手间，储藏室等没有与外界直接连接的部分光线则不同通过建筑外立面的窗户引入，这时，我们需要通过例如日光灯等照明系统来满足对光的需求。当然，本着节能的原则，我们采用了很多节能灯具以及一些半智能的控制系统设计，比如一些声控的过道吸顶灯等。现代社会的建筑，我们需要更好地体现了功能的人性化，创造了更多的社会经济价值。第六章 总结在大学的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节，是我们步入社会参与实际项目的规划建设的一次极好的演示.毕业设计是四年学习的总结和提高，和做科研开发工作一样，要有严谨求实的科学态度。毕业设计有一定的学术价值和实用价值，能反映出作者所具有的专业基础知识和分析解决问题的能力。此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工作重要的一步。从最初的选题，开题到分析调查、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。在毕业设计期间，尽可能多的阅读文献资料是很重要的，一方面是为毕业设计做技术准备，另一方面是学习做毕业设计的方法。同时，毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，对具体设计涉及到的规范要求的不熟悉等等，需要在做的过程中需要去不断的翻阅相关的资料和书籍，这降低了自己的速度和设计的进程，但这个过程对我来说是对自己知识的不足处的一个很好的补充和对已学过知识的一个巩固。这个过程虽然是有一定的难度但还是通过自己的慢慢的摸索和老师的指导下从熟悉到上手，经过这次努力对自己的信心很好的提高。通过这样的一个自己从开始到结束全程自己参与的设计来说对知识的了解和掌握是纯理论的学习远远达不到的效果。这次实践是对自己大学四年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个可以参与工作能独立完成设计的人。本次我们开展了某综合楼建筑的照明设计，主要针对该综合楼进行照明设计，其设计范围包括照度计算、负荷计算、导线截面选择、插座选择等。随着我国社会政治经济体制改革及技术的迅速发展和思想文化的高度活跃，国民经济得到了快速发展，