建筑电气课程设计4.doc

辽 宁 工 业 大 学建筑配电与照明课程设计（论文）题目： 某教室电气照明设计 院 （系）： 软 件 学 院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 起止时间： 2013-11-19至2013-12-2 课程设计（论文）任务及评语院（系）：软件学院 教研室：电气学 号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目某教室电气照明设计课程设计（论文）任务1) 供配电总体方案的确定2) 照度计算3) 电光源的选择4) 灯具布置5) 负荷计算6) 电气设备及管线的选择7) 绘制相关图纸指导教师评语及成绩平时考核： 设计质量： 论文格式： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）目 录第1章 课程设计目的与要求11.1 课程设计目的11.2 课程设计的预备知识11.3 课程设计要求1第2章 课程设计内容22.1电气照明的概述2.2.2照明设计的目的和原则22.3照明的方式和种类22.4供配电总体方案的确定32.5电光源类型的选择42.6照度计算42.7开关和插座的选择及安装要求82.8照明灯具的选择及布置92.9电气设备及管线的选择102.10绘制供配电系统图112.11绘制照明平面布置图122.12供电系统的负荷分级122.13负荷计算和其计算原则12第3章 课程设计总结16参考文献17第1章 课程设计目的与要求1.1 课程设计目的本次课程设计主要综合训练学生运用供配电技术、电气照明、建筑电气等专业知识，完成某教室电气照明初步设计，力求做到技术先进、经济合理、安全可靠。培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。1.2课程设计的预备知识熟悉供配电技术、高低压电器技术等课程的相关知识。1.3 课程设计要求按课程设计指导书提供的课题，根据第下表给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容：1）文中的要语言简练通顺，图表规范正确2）文中的图形和符号尽量采用IEE标准3）课程设计论文在4000字左右4）课程设计论文内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实5）课程设计论文应按学院的统一要求格式打印装订成册设计技术参数工作量工作计划某教室面积为，室空间高度，桌面高.，墙面反射系数Pw=50%，顶棚反射系数Pc=70%，要求照度标准为Lx以上。供配电总体方案的确定电光源类型的选择照度计算灯具布置负荷计算电气设备及管线的选择绘制供配电系统图绘制照明平面布置图第一周：周一：收集资料。周二：供配电总体方案的确定周三：电光源类型的选择周四：照度计算、负荷计算周五：电气设备的选择第二周：周一：导线及管线的选择周二：设备清单周三：绘制供配电系统图周四：绘制照明平面布置图周五：总结并撰写说明书。第2章 课程设计内容2.1 电气照明的概述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都发生了很大的变化。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，文化品味和特色。电气照明是建筑物内外人工环境的重要组成部分，它的基本功能是在自然光不足时，为人们进行各种活动提供视觉的必要条件，而且对人的生理、心理健康具有重要影响，所以电气照明设计应满足家庭生活的需求，并且要确保用电安全。 总之，建筑电气照明与人类的生产、工作和生活有着密切的关系，随着我国建筑业、装饰业的蓬勃发展，人们对电气光源、照明设备技术的更新以及照明光环境的要求就更高了。照明的全方位发展，改变了人们以往的观念。光的环境要受照度、亮度、眩光、阴影、显色性、稳定性等各项因素的影响和制约，设计时应恰当的选择。同时应遵循安全、实用、经济、美观的照明设计的基本原则。为配合装修一步到位条件，应充分掌握设计前提因素，努力创造最佳方案。有效利用天然光，合理的选择照明方式和控制区域，尽力降低电能消耗指标。 2.2照明设计的目的和原则1、照明的设计目的：就是在充分利用自然光的基础上，运用现代人工照明的手段，为人们的工作、生活、娱乐等创造一个优美舒适的灯光环境。也就是说，使灯光环境符合人们的工作、生活等封面的要求，从而在生理和心理两方面满足人们的需求。2、照明的设计原则：(1) 使用性原则，使用是根本也是设计的出发点和基本条件。使用性还包括照明系统的施工安装、运行几维修的方便简单，及对未来照明发展变化留有一定的空间。(2)安全性原则，在选择设计照明系统时要自始至终坚持安全第一的原则。在设计中要遵循规范的规定和要求，严格按规范设计。 (3)美观性原则，灯光照明尚具有装饰空间、美化环境的功能。对于房间的照明设计，我们也应该从美观的角度选择、布置灯具，使之符合人们的审美习惯。(4) 经济性原则，一方面是节能，另一方面是节约3 2.3照明的方式和种类 1、（1）一般照明为使整个照明场地获得均匀明亮的水平照度，使用照明器在整个照明场所基本均匀布置的照明方式。（2）分区一般照明根据需要提高特定区域照度的一般照明。根据工作面布置的实际情况，将照明器集中或分区集中均匀的布置在工作区上方，使室内不同被照面上产生不同的照度，可以有效的节约能源。（3）局部照明以满足照明范围内某些部位的特殊需要而设置的照明称为局部照明。它仅限于照亮一个有限的工作区，通常采用从最适合的方向装设台灯、射灯或反射灯型灯泡。其优点是灵活、方便、节电、能有效地突出重点。（4）混合照明 由一般照明和局部照明共同组成的照明称为混合照明。其实质是在一般照明的基础上，在另外需要提供特殊照明的局部，采用局部照明。照明种类可分为：正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明3。按照下列要求确定照明种类3：2、工作场所均应设置正常照明，它是在正常情况下使用的室内、外照明。3、工作场所下列情况应设置应急照明：(1)正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行的场所，应设置备用照明；(2)正常照明因故障熄灭后，需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所，应设置安全照明；(3)正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明；4、大面积所宜设置值班照明，一般在非工作时间内供值班人员用的照明。5、有警戒任务的场所，应根据警戒范围的要求设置警卫照明。6、有危及航行安全的建筑物、构筑物上，应根据航行要求设置障碍照明。2.4供配电总体方案的确定（一）供配电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和日常生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：1、安全 在电能的供应、传输、分配和使用中，应确保不发生人身事故和设备事故。2、可靠 在电力系统的运行过程中，应避免发生供电中断，满足电能用户对供电可靠性的要求。3、优质 就是要满足电能用户对电压和频率等质量的要求。4、经济 降低电力系统的投资和运行费用，并尽可能地节约有色金属的消耗量，通过合理规划和调度，减少电能损耗，实现电力系统的经济运行。此外，在供配电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。（二）供配电设计内容主要包括变配电设计、高压配电线路设计、低压配电线路设计和电气照明设计等。其设计步骤一般如下：1收集原始资料在动手设计之前，应根据设计任务书的要求，收集用电设备的性质、特征、功率、布局、环境及气象条件；各用电单位的平面图及断面图；用电设备平面布置图；电源的电压、容量及可能提供的供电方式。2电力负荷的分析计算根据提供的各用电单位的电力负荷清单，分析那些电力设备属一级负荷，那些属二级负荷，那些属三级负荷，然后按需要系数法分别计算出各用电单位及全部的计算负荷，在中学平面图上画出各用电单位的负荷图。根据各用电单位的负荷性质及平面布局，确定在那些地方设变电所及各变电所中的变压器台数。然后根据确定的变电所布局，拟出各用电单位变电所供电范围，并计算各变电所的计算负荷。3配电系统设计配电系统设计应根据工艺设计所提供的设备平面布置图、拟出两种可行的配电系统方案进行比较后，确定一种方案。4低压配电屏的选择5选择高压电器6变配电所平面布置设计：根据变电所应靠近负荷中心及进出线方便的原则，确定变电所的位置，然后根据环境条件确定变压器是放在户外还是室内。2.5电光源类型的选择应安装可调光的荧光灯灯具。这种灯具内部装有可调光电子式镇流器和配套的控制装置，亮度可调范围一般10%100%(连续调光)，或15%、35%、100%(三段调光)。这样，授课教师可以根据教学需要，用手持遥控的方式控制灯光的亮度。实际案例证明，这种教室的照明效果领人满意，这也是目前国际上正在逐步推广的照明方式。2.6照度计算照明计算的依据照明计算的依据照明计算的依据照明计算的依据 照明计算是照明设计的重要内容之一。照明计算的常用方法有利用系数法、单位容量法、逐点计算法，查概曲线法等。本次设计主要应用利用系数法，顶层咖啡厅用单位容量法。 （一一一一）利用系数法利用系数法利用系数法利用系数法 平均照度的计算通常应用利用系数法，该方法考虑了由光源直接投射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。利用系数法适用于灯具均匀布置、墙和天棚反射系数较高、空间无大型设备遮挡的室内一般照明，但也适用于灯具均匀布置的室外照明，该方法计算比较准确。 （1）应用利用系数法计算平均照度的基本公式式中Aw、Pw墙的总面积（包括窗面积），M的平方和墙面反射比；As、Ps玻璃窗或装饰物的面积，M的平方和玻璃窗式装饰物的反射比。根据式（2-1），灯数可按（2-10）计算：N=EavA/QUK(2-10)式中各符号意义同式（2-1）。照度计算：参考标准：建筑照明设计标准/ GB50034-2004参考手册：照明设计手册第二版:计算方法：利用系数平均照度法1、教室参数教室类别：照度要求值:300.00LX,功率密度不超过11.00W/m2教室名称：普通教室教室面积：1015平方米计算高度H: 4 m顶棚反射比(%)：70墙反射比(%)：50地面反射比(%)：10室形系数RI: 0.882、灯具参数:型号: 飞利浦TLD18W/827 单灯具光源数:10个灯具光通量: 1350lm灯具光源功率:49.50W镇流器类型:TLD豪华型镇流器功率:4.503、其它参数:利用系数: 0.47维护系数: 0.80照度要求: 300.00LX功率密度要求: 11.00W/m24.计算结果:E = NUK / AN = EA / (UK)其中：- 光通量lmN - 光源数量U - 利用系数A - 工作面面积m2K - 灯具维护系数4、计算结果:建议灯具数: 10计算照度: 317,31LX实际安装功率 = 灯具数 (总光源功率 + 镇流器功率) = 162.00W实际功率密度: 10.38W/m2折算功率密度: 10.71W/m25.校验结果:要求平均照度:300.00LX实际计算平均照度:317.31LX符合规范照度要求!要求功率密度:11.00W/m2实际功率密度:10.71W/m2符合规范节能要求!2.7开关和插座的选择及安装要求1、开关的种类 开关可以根据其结构特点、极数、位数、用途等进行分类。 （1）按结构特点分类 开关按结构特点可分为按钮开关、拨动开关、薄膜开关、水银开关、杠杆式开关、微动开关、行程开关等。 （2）按极数、位数分类 开关按极数和位数可分为单极单位开关、双极双位开关、单极多位开关、多极单位开关和多极多位开关等。 （3）按用途分类 开关按用途可分为电源开关、录放开关、波段开关、预选开关、限位开关、脚踏开关、转换开关、控制开关等。2、插座的种类（1）电源插座电源插座根据安装形式可以分为墙壁插座、地面插座两种类别。墙壁开关可分为三孔、四孔、五孔、组合孔插座等，一般来讲住宅的每个主要墙面至少各有一个5孔插座，电器设置集中的地方应该至少安装两个5孔插座，如：电视机摆放位置。如果要使用空调或其它大功率电器，一定要使用带开关的16A插座。地面插座可分为开启式、跳起式、螺旋式等类型。（2）功能插座功能插座在家庭使用时一般也是安装于墙壁上的。功能插座根据连接的不同的家用设备可以分音响、电话、电视以及网络插座。这些插座在选择时因为其后端有接插模块，为保证长期使用最好要选择专业的电气插座生产厂家的产品。2.8照明灯具的选择及布置（一）灯具的选择是照明设计的基本内容之一，其选择恰当与否，直接影响到照明的质量、经济性能和耗能指标的好坏。1、在潮湿的场所，应采用相应防护等级的防水灯具或带防水灯头的开敞式灯具。2、在有腐蚀性气体或蒸汽的场所，宜采用防腐蚀密闭式灯具。若采用开敞式灯具，各部分应有防腐蚀或防水措施；3、在高温场所，宜采用散热性能好、耐高温的灯具。4、在有尘埃的场所，应按防尘的相应防护等级选择适宜的灯具。5、在装有锻锤、大型桥式吊车等震动、摆动较大场所所使用的灯具，应有防振和防脱落措施。6、在易受机械损伤、光源自行脱落可能造成人员伤害或财物损失的场所使用的灯具，应有防护措施；7、在有爆炸或火灾危险场所使用的灯具，应符合国家现行相关标准和规范的有关规定。8、在有洁净要求的场所，应采用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具。9、在需防止紫外线照射的场所，应采用隔紫灯具或无紫光源。（二）本设计采用YG15-2型2*40W嵌入式铝格栅荧光灯具，由表4-7(参考资料1)可知:灯具效率 =63%最大允许距高比 L/h为A-A：1.25；B-B：1.20光通量 =2*2400lm灯具宽 B=0.3m长 L2=1.28m灯具的轴线与窗线平行，安装3排灯，开窗侧灯距墙为L/3，另一侧灯距墙L/2，两行灯的间距为L，则2L + L/3 + L/2 + 3B=8m所以L=2.5m;L/3=0.8m;L/2=1.3m灯具计算高度h=h1-hc-h2=4.0-0.5-0.75=2.75m教室属于清洁环境，查表4-2(1)得维护系数(照度补偿系数)k=1.3（三）灯具的布置 照明灯具布置原则,采用在长轴垂直于黑板的通道上方布置，其照明效果最好。如果灯具横向配光良好，能有效控制眩光，灯具保护角较大，灯具表面亮度与顶棚表面差别不大，灯具布置也可与黑板平行。413）阅览室的照明。当有吊顶时宜用暗敷的荧光灯具，其一般照明宜沿外窗平行方向控制或分路控制。阅览室内的插座设置宜按照等于或多于阅览室坐位数量的15%设置。学校的一般教室的照明灯具，都应该使用三基色荧光灯，这不但可以与普通荧光灯更亮约20%，而且显色指数80%，学生的视觉疲劳程度会得到改善。 学校的电化教室，以及需要使用投影机、幻灯机、电视机的教室，则需要采用深色窗帘，阻档阳光射入室内，以创造较低照度的环境，教室中所显示图像与背景反差合适，才能得到视力舒适状态。有条件的学校，应安装可调光的荧光灯灯具。这种灯具内部装有可调光电子式镇流器和配套的控制装置，亮度可调范围一般10%100%(连续调光)，或15%、35%、100%(三段调光)。这样，授课教师可以根据教学需要，用手持遥控的方式控制灯光的亮度。实际案例证明，这种教室的照明效果领人满意，这也是目前国际上正在逐步推广的照明方式。2.9电气设备及管线的选择（一）导线电缆的选取原则为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。1、材料选择：优先选用铝材料，下列场合可采用铜导线：（1）重要的操作回路及二次回路。（2）移动设备的线路及剧烈振动场合的线路。（3）对铝有严重腐蚀的场合。（4）爆炸危险场所有特殊要求者。（5）国际工程有要求者。2、按允许载流量选择导线或电缆截面积。3、按允许电压损失选择导线和电缆截面积。4、按经济电流密度条件选择导线和电缆截面积。5、按机械强度选择导线和电缆截面积：要求所选的导线和电缆的截面积不小于其最小允许截面积。（二）导线截面选择的一般步骤根据设计经验：一般10KV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。距离小于200米和负荷电流较大的供电线路，先按发热条件选择，再按电压损失和机械强度校验。距离大于200米或电压水平要求较高的供电线路，先按允许电压损失选择截面，再按发热条件和机械强度校验。高压线路，先按经济电流密度选择截面，再按发热条件和电压损失条件校验，同时还必须校验机械强度。以计算所得的几个截面中的最大者为准，从产品目录中选择稍大于所求得的值。2.10绘制供配电系统图2.11绘制照明平面布置图2.12供电系统的负荷分级本教室中：一级负荷：加压风机、室内照明、事故照明等消防负荷；三级负荷：其它电力负荷及角落照明，一般照明为三级负荷，电压等级为380V/220V，三相五线制引至各配电总箱。2.13负荷计算及其计算原则（一）负荷计算的方法计算负荷的方法：(1)按需用系数法确定计算负荷； (2)按二项式法确定计算负荷； (3)计算负荷的估算方法； (4)单相负荷计算。（二）负荷计算的原则1、在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要系数法。2、用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊时，宜采用需要系数法，一般用于干线配电所的负荷计算。酒店宜采用需要系数法。3、用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时宜采用二项式法，一般用于支干线和配电屏(箱)的负荷计算。本次教室设计选用需用系数法进行负荷计算单相负荷的计算公式：三相负荷的计算公式：（三）负荷计算1、供配电系统设计（1）系数选取：功率因数：照明Cos=0.9；插Cos=0.8各回路利用系数：照明回路：Kd =0.9， 一般插座回路：Kd =0.7，应急照明回路：Kd =1以五到十五AL-1配电箱的三支回路计算为例：（2）WL1照明回路：有功功率：计算功率：计算电流：通过计算电流可选择照明回路的导线为：,断路器选择C65N-4。（3）WL11插座回路：有功功率：计算功率：计算电流：通过计算电流可选择照明回路的导线为：,断路器选择C65N-16五到十四层配电箱AL-1的负荷计算：由于三相分布均匀则。C65N系列断路器的主要技术数据型号级数额定电压（V）脱扣器整定电流分断能力（A)C65N单级230/4001、2、4、6、10、16、20、25、32、40、50、636000双极三极四级表二 C65N系列断路器的主要技术数据表因此选择配电箱的进线导线为VV型截面为，断路器选择C65-50，配电箱选择XM-4型。其他各回路的负荷计算与导线、断路器和配电箱的选择以上面为例。各层配电箱的负荷计算如下表：第3章 课程设计总结“成功的花，人们只惊慕她现时的明艳，然而当初她的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒满了牺牲的血雨。”经历才能够更深刻的懂得。这更像是一次众多知识的大总结与大吸收，深刻又为我所用。在实际设计中才发现，一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。课程设计就像牛吃东西时的返胃，是对知识的吸收，对能力的实际应用，不再是课后题，不再是书中例，这就是实战。当我背着自己的包一个人在教二楼中上上下下，跑了几十趟才会发现，书中得来终觉浅，觉知此事要躬行。彻夜的奋战也让我意识到设计者的不容易。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。很感谢现在的和以前的老师们给予我的知识，更想感谢他们教会我思考问题的能力和思维方式，加油。照明设计在建筑设计中是一个重要的环节，把握好这个过程，对于室内的环境设很好的改善，有利于人们的健康。教室的照明良好，会让学生有非常舒适的学习场地，有益于学习。因此，照明设计不可忽视。本次关于大学普通教室的照明设计，主要是从照度的角度分析了教室的照明情况，从而在给定的条件下依据标准计算出了所需灯具数，并验证了室内平均照度，给出了灯具的布置。设计中没有计算眩光显色指数亮度以及作经济性分析，这并不是说明它们不重要，而是因为设计的时间有限，所以造成了计算的不全面。通过这次课程设计，我加深了对现实生活中照明及供配电知识的理解，基本上掌握了进行一次设计所要经历的步骤，像低压电气部分的设计，我与其他同学一