园林照明和供电工程课件

第六章园林照明与供电工程 本章主要内容 照明技术的理论基础照明电光源及灯具照明的方式和质量风景园林景观装饰照明设计供用电的基本概念照明配电系统园林景观用电量估算园林供电配电导线的选择园林配电线路的布置 第一节 风景园林照明设计 光源与照明常用术语 光源与照明常用术语 光源发光的色度与黑体在某一温度下所发光的色度完全相同时 此时黑体的温度就是该光源的色温 黑体温度与光色对照表800k 红 3000k 黄白 4000k 白 5000k 冷白 8000k 蓝白 常见光源的显色指数 光源的色调 不同颜色的光照射同一物体上 在人的视觉上会产生不同的效果 红 橙 黄给人以温暖的感觉 称为暖色 蓝 青 绿 紫色则给人以寒冷的感觉 称为冷色 光的颜色可直接影响人们的情绪 喜怒哀乐 光的这种特性叫色调 光源色调的运用 暖色是前进色 使人感觉距离变近 冷色是后退色 使人感觉距离变大 暖色里的明色有柔软感 冷色里的明色有光滑感 暖色的物体感觉密度大 坚固 冷色则看起来轻一些 同一色调中 暗色感觉重些 明色好似轻些 在狭窄空间里宜选用冷色里的明色 易造成宽敞 明亮的感觉 一般红色 橙色有兴奋作用 蓝色 绿色有安静作用 紫色有抑制作用 色温在3300k以下 稳重气氛 3000 5000k 爽快气氛 5000k以上有冷的气氛 园林景观照明的电光源分类 汞灯 新型电光源 我们把除白炽灯和高压水银灯之外的高效节能 显色性能好的新型光源称为新型电光源 主要有紧凑型荧光灯高显色钠灯金属卤钨灯氙气灯无极灯LED灯光纤灯 紧凑型荧光灯 紧凑型荧光灯 CFL 简称为节能灯 是普通百姓家喻户晓的节能产品 特别是配有电子镇流器和选用E27螺口灯头的一体化型产品 这类产品而且公认它为目前取代白炽灯唯一适宜光源 9W 15W的节能灯已完全可适宜家庭照明所用 18W以上紧凑型荧光灯可以直接取代100W以上的白炽灯 现还有85W和150W大功率紧凑型荧光灯产品的出现 可部分取代HID氙气灯光源的使用 显色指数Ra80 高显色钠灯 高压钠灯使用时发出金白色光 具有发光效率高 耗电少 寿命长 透雾能力强和不诱虫等优点 广泛应用于道路 高速公路 机场 码头 车站 广场 街道交汇处 工矿企业 公园 庭院照明及植物栽培 发光谱偏黄 显色指数Ra20 30高显色高压钠灯主要应用于体育馆 展览厅 娱乐场 百货商店和宾馆等场所照明 金属卤钨灯 金属卤化物灯有两种 一种是石英金卤灯 另一种是陶瓷金卤灯 金卤灯是目前世界上最优秀的电光源之一 它具有高光效 65 140lm w 长寿命 5000 20000h 显色性好 Ra65 95 结构紧凑 性能稳定等特点 它兼有荧光灯 高压汞灯 高压钠灯的优点 克服了这些灯的缺陷 金卤灯汇集了气体放电光源的主要优点 用途越来越广 可用于投影仪 放电影 另有低压卤钨灯用于园林室外照明 氙气灯 氙气灯 也叫HID气体放电灯 是用包裹在石英管内的高压氙气替代传统的钨丝 提供更高色温 更聚集的照明 由于氙灯是采用高压电流激活氙气而形成的一束电弧光 可在两电极之间持续放电发光 氙气灯的色温从3000K到12000K 其中6000K的色温与太阳光相似 但含较多的绿色与蓝色成份 因此呈现蓝白色光 氙气灯发射的光通量是卤素灯的2倍以上 同时电能转化为光能的效率也比卤素灯提高70 以上 所以氙气灯具有比较高的能量密度和光照强度 常用于投影仪和汽车前灯 无极灯 无极灯是高频等离子体放电无极灯的简称 是一种代表照明技术高光效 长寿命 高显色性未来发展方向的新型光源 无极灯由高频发生器 耦合器和灯泡三部分组成 它是通过高频发生器的电磁场以感应的方式耦合到灯内 使灯泡内的气体电离 形成等离子体 等离子受激原子返回基态时辐射出紫外线 灯泡内壁的荧光粉受到紫外线激发产生可见光 无极灯没有电极 是靠电磁感应原理与荧光放电原理相结合而发光 所以它不存在限制寿命的元件 所以光源理论寿命长达6万 10万小时 可以大大减少更换光源维护费用 特别适用于换灯困难或对安全要求及高的重要场所 特点1 发光效率高 高频无极灯70Lm W 低频无极灯75Lm W 2 显色指数达80以上 被照物颜色不失真 3 宽电压工作 工作频率高达2 45GHz 没有频闪效应 可快速启动 4 功率因数可高达0 95以上 无极灯应用 低频无极灯 LED灯 是一种能够将电能转化为可见光的半导体 上下两层装有电极 中间有导电材料 可以发光的材料在两电极的夹层中 光的颜色根据材料性质的不同而有所变化 LED的工作电压低 采用直流驱动方式 超低功耗 单管0 03 0 06W 电光功率转换接近100 在相同照明效果下比传统光源节能80 以上 属于典型的绿色照明光源 光纤照明 光纤照明 透过光纤导体的传输 可以将光源传导到任意的区域里 是近年兴起的的高科技照明技术 光纤在照明里的应用方式 分成两种 一种是端点发光 另一种是体发光 端点发光的部分主要是由两种组件所组成 光投射主机以及光纤 投射主机包含了光源 反射罩以及滤色片 反射罩主要的目的在于增加光照的强度 而滤色片则可以进行色彩的演变 变换出不同的效果 体发光则是光纤本身就是发光体 会形成一个柔性的光条 霓虹灯 霓虹灯是一种低气压冷阴极辉光放电灯 它由灯管和高压变压器组成 灯管由玻管 电极室组成 玻管内充有工作气体 玻管内壁有的涂有荧光粉 霓虹灯是靠充入玻璃管内的低压惰性气体 在高压电场下冷阴极辉光放电而发光 霓虹灯的光色是由充入惰性气体的光谱特性决定 光管型霓虹灯充入氖气 霓虹灯发红色光 荧光型霓虹灯充入氩气及汞 霓虹灯发蓝色 黄色等光 随着LED技术进步 传统霓虹灯逐渐被LED所取代 风景园林照明灯具基本要求 风景园林常用灯具形式 投光 泛光灯 园林照明灯具主要种类 庭院灯 水下彩灯 高杆广场灯 灯具的有效光效 照明方式 多用于强调雕塑 建筑立面 乔木照明 使重点建筑对象轮廓在夜景中突出显现 灯具设在水面以下 可突出被照物的某一特征 多为彩光 用于渲染喷泉姿态 景观照明方式 景观照明的质量要求 园林照明环境与光源选择 在需要正确分辨颜色的场所 要用显色指数高的光源 如卤钨灯 氙灯 无极灯等 重点区域对辨别颜色要求高的场所宜选用氙灯 卤钨灯 三基色节能荧光灯 附属建筑和边缘区域的园路等 宜选用高压钠灯或紧凑型荧光灯 需频繁开关灯的场所宜选用白炽灯或低压卤钨灯 中心广场 立交桥 主要出入口场地等需大面积照明的场所可采用高杆氙灯或金属卤化物灯 道路照明一般用高压钠灯 震动大的场所宜选用金属卤化物灯或高压钠灯 公园绿地照明的几种方法 1 树木照明 可采用侧面投光照亮整个树冠 可在树冠下面向上投光照亮树冠局部 在树冠上布置多串LED星星灯 将树枝绕上 再通过控制器闪动 就变成了一些七彩闪动的LED圣诞树灯了 2 建筑小品照明 泛光照明建筑立面的泛光照明就是用投光 泛光 灯按设计计算的一定角度直接照射建筑物立面 重塑建筑物的夜间的形象 其效果不仅能显现建筑物的全貌 而且能将建筑物的造型 立体感 饰石材料和材料质感 乃至装饰细部处理都能有效地表现出来 建筑轮廓照明就是用线光源 串灯 霓虹灯 美耐灯 导光管 LED光条 通体发光光纤等 直接勾画建筑轮廓 用窄光束光照射建筑物边缘也可起到勾勒轮廓的作用 3 水景照明 水景的形式很多 有水面开阔 碧波荡漾的大湖水景 也有溪涧 喷泉 瀑布和水泥池等水景 水面的夜景照明方法主要是利用水面造景实景和岸边树木及栏杆的照明在水面形成倒影 倒影与实景 相互对照 衬托 正反相映 加上倒影的动态效果 美不胜收 对于喷泉 瀑布可利用水下照明 将相同或不同颜色的水下灯 按一定图案排列向上照射 效果神奇 别有情趣 4 雕塑照明 雕塑照明多采用侧光 投光和泛光 所需灯的数量和布灯的位置应视被照物的形式而定 其照明目的是把雕塑小品照亮 但不要求均匀 依靠光影以及亮度的差别 把雕塑小品的形和体充分显示出来 对雕塑的照明灯应选择窄光束灯具最好设在左前 右前侧上方 配以适当的光源 人像的面部不能有阴影 不能产生眩光 5 道路草坪照明 道路照明应根据道路的宽度和功能确定 作为主干道且道路较宽时可考虑使用路灯或庭院灯 使用路灯时一般灯杆间距可按25 35米设置 使用庭院灯时 灯杆间距可按15 25米 灯杆高度为3 5 4米 作为宅间路 步行路 林间小路等道路较窄时可考虑使用庭院灯或草坪灯 草坪灯间距为6 8H H为草坪灯距地安装高度 草坪灯的设置应避免直射光进入人的视野 游乐和运动场所照明不能采用频闪效应明显的光源如荧光灯 高压汞灯 高压钠灯 和金属卤化物灯 宜采用无极灯或LED灯 对树木的轮廓照明一般在地面安装若干个投光灯采用多方位照射 使树木的轮廓与暗色背景形成反差 或者在主要树枝上安装微型串串灯 满天星 不要试图利用灯光改变植物的颜色 但可以利用灯光增色 例如秋景的黄色可用黄色投光灯来增色 绿地照明避免采用大量产生篮紫光高压汞灯 以免对昆虫产生引诱作用 限制眩光的方法 1 利用灯罩控制光源的投射方向 2 把灯具按装在3m以上或1m以下 3 采用间接照明灯具 4 通过适当降低光源亮度 提高环境亮度 减小亮度对比来减少反射眩光 6 游乐和运动场所照明 一 供用电基本知识 供用电基本概念 第二节 园林供电工程 二 供电系统示意图 一 供电系统示意图 三 园林用电量估算S总 S照 S动 1 动力用电量具有较强的季节性和间歇性 计算公式为 S动 kc p动 cos P动 所有动力设备功率总和 动力设备平均效率 取值0 86cos 动力设备平均功率因数 取值0 75Kc 各类动力设备同时需求供电系数 计算取值0 75 2 照明用电量估算 一般按照不同性质建筑物的单位面积容量法 W M2 估算 P 照明设备容量 kw S 建筑物照明面积 m2 W 单位容量 w m2 见表6 6 单位建筑面积照明容量 一般情况下 公园绿地照明和动力可共用一台变压器供电 从供电可靠性和技术经济合理性考虑 遵循以下原则 1 变压器额定容量必须大于该公园绿地总用电负荷2 变压器宜设在用电负荷中心3 当动力严重影响照明质量时 可考虑单独设置一台照明变压器 4 尽可能选用节能防火低噪声的干式变压器 就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器 5 变压器的进出线须采用铠装电缆直埋敷设 不得影响园林景观 用户变压器的额定电压 高压侧6 3kv或10kv 低压侧400v 230v 变压器额定容量以功率千伏安 kva 表示 四 园林供电变压器选择 干式变压器 1 低压动力线的负荷电流比较大 应先按导线发热条件选择截面 然后再校验其电压损耗和机械强度 2 低压照明线对电压降要求较严格 应先按电压损耗条件选导线截面 然后再校验发热条件和机械强度 KI载 I工作3 按允许电压损耗5 10 选择导线截面公式为 S 导线截面 mm2K 同时工作需要系数 PL 负荷力矩的总和 kwmC 计算系数 三相四线制供电线路铜线为77 铝线为46 3 单相220v供电时 铜线为12 6 铝线为7 75 一般铝线系数约为铜线的0 6倍 一般要求道路照明末端处电压允许偏差为 5 10 五 配电导线选择 电功率的计算公式 电缆是用来输送电能的 而电功率的计算式为kW 1 732 U I COS 式中 kW 电功率 单位kWU 电压 单位I 电流 单位ACOS 系统自然功率因数一般取0 75由上式可见 要输送电能 线路中就要有电流流过 线路通过的电流越大 输送的电功率就越多 载流量 就是指线路导线所输送的电流量 具体每种规格的导线允许的最大载流量 国家规范有规定 运用时 负载所要求的最大负载电流 必须小于导线在空气中的长期允许载流量 例如 25平方毫米的铜芯线 在空气中的长期允许载流量为105A 当你的主设备运行时 运行电流就只能小于或等于105A 决不能大于105A 低压电线载流量估算口诀 二点五下乘以九 往上减一顺号走 三十五乘三点五 双双成组减点五 条件有变加折算 高温九折铜升级 穿管根数二三四 八七六折满载流 二点五下乘以九 往上减一顺号走 说的是2 5mm2及以下的各种截面铝芯绝缘线 其载流量约为截面数的9倍 如2 5mm2导线 载流量为2 5 9 22 5 A 从4mm2及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排 倍数逐次减l 即4mm2 8 6mm2 7 10mm2 6 16mm2 5 25mm2 4 三十五乘三点五 双双成组减点五 说的是35mm2的导线载流量为截面数的3 5倍 即35 3 5 122 5 A 从50mm2及以上的导线 其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个线号成一组 倍数依次减0 5 即50mm2 70mmmm2导线的载流量为截面数的3倍 95mm2 120mm2导线载流量是其截面积数的2 5倍 依次类推 低压电线载流量估算口诀 条件有变加折算 高温九折铜升级 上述口诀是铝芯绝缘线 明敷在环境温度25 的条件下而定的 若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25 的地区 导线载流量可按上述口诀计算方法算出 然后再打九折即可 当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线 它的载流量要比同规格铝线略大一些 可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量 如16mm2铜线的载流量 可按25mm2铝线计算 对于电缆 口诀中没有介绍 一般直接埋地的高压电缆 大体上可直接采用第一句口诀中的有关倍数计算 比如35平方毫米高压铠装铝芯电缆埋地敷设的载流量为35 3 105安 95平方毫米的约为95 2 5 238安 三相四线制中的零线截面 通常选为相线截面的1 2左右 当然也不得小于按机械强度要求所允许的最小截面 在单相线路中 由于零线和相线所通过的负荷电流相同 因此零线截面应与相线截面相同 六 风景园林照明电气设计 箱变及照明配电箱设置根据园林景观工程的范围 决定室外箱变的位置和数量 一般公园在半径400m范围内时 可采用一个箱变供电 并尽量设在用电负荷中心 如长度超过 应考虑增加箱变数量 2 室外配电箱的布置一般配电箱的供电半径约150m 超过这个距离也应增加配电箱的数量 3 箱内配电回路的划分按照明灯具的使用功能的不同划分成不同配电支路 一般情况下 用做功能性照明 庭院道路灯 草坪灯 和景观照明 照树灯 照墙灯及地埋装饰灯等 的灯具应采用不同的路由 且各回路漏电断路器后均加装接触器 作为手动或自动开关灯具之用 各回路接触器通过控制线路和弱电控制器相连接 可实现智能自动控制 4 依照规范要求 照明配电箱的进线总开关应采用四极隔离开关 即3根相线 1根中性线 同时启闭 保证安全 三相四线制供电原理 TT接地系统 TT系统 是一种中性点直接接地系统 第一个