某教学楼建筑电气照明课程设计

摘要这次课程设计是为某大学教学楼进行电气照明系统设计。教学楼分为三个部分，西侧为国教大楼，东侧为法政系楼，中间则为各学院办公楼和教室。本楼电源从室外埋地电缆引入，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。设计内容包括照明和插座设计两个部分。其中，照明设计包括：一般照明系统的设计和消防照明系统设计。插座设计中包括普通插座，计算机插座和空调插座。照明系统设计，其中包括照度计算、灯具的选择、照明干线、插座导线截面积的选择以及导线的敷设方式。插座系统按高档住宅标准设计。插座回路与照明回路由同支路供电，一般插座安装高度为0.3米，潮湿场所应装设防潮、防溅型的插座接地系统采用TNCS系统。关键词： 照明设计；插座设计；照度计算；CAD。目录第一章 前言11.1电气照明概述11.2工程概述1第二章 电气照明系统设计32.1照明的概述32.2 照明设计的目的和原则32.2.1照明设计的目的32.2.2照明的设计原则42.3 照明的方式和种类42.4照明灯具的选择52.5照明计算62.5.1照明计算的依据62.5.2 照度计算7第三章 开关和插座的选择103.1 开关和插座的种类103.2 开关和插座的安装要求11第四章 供配电系统设计134.1 负荷分级134.1.1供电系统的负荷分级134.2 负荷计算144.2.2负荷计算的原则144.2.3负荷计算15参考文献42致谢43附录一 外文翻译附录二 外文资料原文附录三 设计图纸第一章 前言1.1电气照明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。1.2工程概况 本工程总建筑面积32000平方米.地上部分16层。本设计主要包括照明配电设计。第二章 电气照明系统的设计2.1照明设计的要求和一些应注意的问题照明的全方位发展，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2.2.1照明设计的目的照明的设计目的，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。2.2.2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）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3：1、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。2、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；3、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。4、有警戒任务的场所，应根据警戒范围的要求设置警卫照明。5、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照明灯具的选择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。22.5照明计算2.5.1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）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 （2-1）式中 工作面上的平均照度，；光源的光通量，；光源数量；利用系数；工作面面积；灯具的维护系数。（2）、利用系数利用系数是投射到工作面上的光通量与自然光源发射出的光通量之比，可由式（2-2）计算 （2-2）式中 光源的光通量，；自然光源发射，最后投射到工作面上的光通量，。（3）、室内空间的表示方式室内空间的划分如图3-1所示。室空间比 （2-3）顶棚空间比 （2-4）地板空间比 （2-5）以上式中：室长，；室宽，；顶棚空间高，；室空间高，；图3-1 室内空间的划分地板空间高，。当房间不是正四边形时，因为，墙面积= 地面积则式（3-3）可改写为 （2-6）（4）、有效空间反射比和墙面平均反射比为使计算简化，将顶棚空间视为位于灯具平面上，且具有有效反射比的假想平面。同样，将地板空间视为位于工作平面上，且具有有效反射比的假想平面，光在假想平面上的反射效果同实际效果一样，有效空间反射比由式（3-7）计算 （2-7） （2-8）上二式中 有效空间反射比；空间开口平面面积，；空间表面面积，；空间表面平均反射比；第个表面反射比；第个表面面积，；表面个数。若已知空间表面（地板、顶棚或墙面）反射比（、或）及空间比，及可从事先算好的表上求出空间有效反射比。为简化计算，把墙面看成一个均匀的漫射表面，将窗子或墙上的装设品等综合考虑，求出墙面平均反射比来体现整个墙面的反射条件。墙面平均反射比由式（3-9）计算 （2-9）式中 、墙的总面积（包括窗面积），和墙面反射比；、玻璃窗或装饰物的面积，和玻璃窗式装饰物的反射比。根据式（2-1），灯数可按式（2-10）计算 （2-10）式中各符号意义同式（3-1）。照度计算：工程名:公共事业管理计算者:计算时间:2011-6-20参考标准：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.房间参数房间类别：,照度要求值:300.00LX,功率密度不超过11.00W/m2房间名称：公共事业教研室房间长度L: 4.15 m房间宽度B: 3.76 m计算高度H: 2.25 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:3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 - 灯具维护系数计算结果:建议灯具数: 3计算照度: 290.79LX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:290.79LX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!工程名:105计算者:计算时间:2011-6-20参考标准：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.房间参数房间类别：,照度要求值:300.00LX,功率密度不超过11.00W/m2房间名称：105房间长度L: 7.26 m房间宽度B: 4.27 m计算高度H: 2.25 m顶棚反射比(%)：70墙反射比(%)：50地面反射比(%)：10室形系数RI: 1.192.灯具参数:型号: 飞利浦TLD18W/29 单灯具光源数:3个灯具光通量: 1250lm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: 0.55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 - 灯具维护系数计算结果:建议灯具数: 6计算照度: 317.99LX实际安装功率 = 灯具数 (总光源功率 + 镇流器功率) = 324.00W实际功率密度: 10.44W/m2折算功率密度: 9.85W/m25.校验结果:要求平均照度:300.00LX实际计算平均照度:317.99LX符合规范照度要求!要求功率密度:11.00W/m2实际功率密度:9.85W/m2符合规范节能要求!工程名: 思政部纲要教研室计算者:计算时间:2011-6-20参考标准：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.房间参数房间类别：,照度要求值:300.00LX,功率密度不超过11.00W/m2房间名称：思政部纲要教研室房间长度L: 4.53 m房间宽度B: 4.26 m计算高度H: 2.25 m顶棚反射比(%)：70墙反射比(%)：50地面反射比(%)：10室形系数RI: 0.982.灯具参数:型号: 飞利浦TLD18W/29 单灯具光源数:2个灯具光通量: 1250lm灯具光源功率:33.00W镇流器类型:TLD豪华型镇流器功率:3.503.其它参数:利用系数: 0.50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 - 灯具维护系数计算结果:建议灯具数: 6计算照度: 309.96LX实际安装功率 = 灯具数 (总光源功率 + 镇流器功率) = 219.00W实际功率密度: 11.36W/m2折算功率密度: 10.99W/m25.校验结果:要求平均照度:300.00LX实际计算平均照度:309.96LX符合规范照度要求!要求功率密度:11.00W/m2实际功率密度:10.99W/m2符合规范节能要求!工程名:招生咨询部计算者:计算时间:2011-6-20参考标准：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.房间参数房间类别：,照度要求值:300.00LX,功率密度不超过11.00W/m2房间名称：招生咨询部房间长度L: 6.34 m房间宽度B: 5.44 m计算高度H: 2.25 m顶棚反射比(%)：70墙反射比(%)：50地面反射比(%)：10室形系数RI: 1.302.灯具参数:型号: 飞利浦TLD18W/29 单灯具光源数:3个灯具光通量: 1250lm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: 0.57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 - 灯具维护系数计算结果:建议灯具数: 6计算照度: 296.96LX实际安装功率 = 灯具数 (总光源功率 + 镇流器功率) = 324.00W实际功率密度: 9.39W/m2折算功率密度: 9.49W/m25.校验结果:要求平均照度:300.00LX实际计算平均照度:296.96LX符合规范照度要求!要求功率密度:11.00W/m2实际功率密度:9.49W/m2符合规范节能要求!表一 照度计算表照度计算表房间名称房间长(米)房间宽(米)面积灯具数单灯光源数光源功率总功率光通量利用系数维护系数要求照度值计算照度值功率密度规范值功率密度计算值卫生间13.842.348.9921408029000.470.8150242.58118.9卫生间13.842.348.9921408029000.470.8150242.58118.9卫生间22.341.984.6311404029000.470.8150235.51118.64卫生间22.341.984.6311404029000.470.8150235.51118.64卫生间37.642.3417.88314012029000.470.8150182.95116.71卫生间37.642.3417.88314012029000.470.8150182.95116.71男厕4.842.8413.7521408029000.470.8150158.6115.82男厕4.842.8413.7521408029000.470.8150158.6115.82女厕4.843.2115.5621408029000.470.8150140.15115.14女厕4.843.2115.5621408029000.470.8150140.15115.14洗手间3.842.348.9921408029000.470.8150242.58118.9洗手间3.842.348.9921408029000.470.8150242.58118.9客房14.844.320.8121306021000.790.875127.55152.88客房14.844.320.8121306021000.790.875127.55152.88客房26.344.327.2621306021000.790.87597.62112.2客房26.344.327.2621306021000.790.87597.62112.2客房36.94.8533.4421306021000.790.87579.58111.79客房36.94.8533.4421306021000.790.87579.58111.79储藏间7.34.3431.6821306021000.790.87584151.89储藏间7.34.3431.6821306021000.790.87584151.89会客厅7.36.2845.8431309021000.790.87587.08111.96会客厅7.36.2845.8431309021000.790.87587.08111.96夫人房6.864.8433.221306021000.790.87580.15111.81夫人房6.864.8433.221306021000.790.87580.15111.81会议室8.88.877.44823048021000.790.8300274.91116.2会议室8.88.877.44823048021000.790.8300274.91116.2会客厅29.27.367.16413012021000.790.87579.25111.79会客厅29.27.367.16413012021000.790.87579.25111.79书房4.844.320.81513015021000.790.8300319.69157.21书房4.844.320.81513015021000.790.8300319.69157.21主卧室8.86.3455.79613018021000.790.8150143.1153.23主卧室8.86.3455.79613018021000.790.8150143.1153.23电梯厅5.84423.36323018021000.790.8300341.75117.71电梯厅5.84423.36323018021000.790.8300341.75117.71五到十四层走廊612.2134.21112224212500.560.85045.951.8五到十四层走廊612.2134.21112224212500.560.85045.951.8十五层走廊402.288812217612500.560.85050.91112十五层走廊402.288812217612500.560.85050.91112电视机房7.34.3431.68223012021000.630.8100132.5853.79空调机房4.844.521.7821306021000.630.810096.4252.75电梯机房8.763.5931.4631309021000.630.8100100.13112.86电梯机房24.3312.921306021000.630.8100162.79114.65前室3.8311.411404029000.40.85081.453.51（二）单位容量法为了简化计算，可根据不同的照明器型式、不同的计算高度、不同的房间面积和不同的平均照度要求，应用利用系数法计算出单位面积安装功率，供设计时查用，通常称为单位容量法。它适用于均匀的一般照明计算。单位容量法的计算公式：W P / S (2-1)式中 P 全部灯泡的安装功率，W； S 被照面积，m本次设计只有顶层咖啡厅运用单位容量法，咖啡厅总面积为：计算高度按3m，荧光灯40W带罩，查课本表3-7可知：咖啡厅的单位面积安装功率为7.8W/m2。设计用十盏壁灯，16盏天棚灯和五盏转色灯。查相关规范可知，咖啡厅的功率密度应小于，因此该设计符合规范要求。第三章 开关和插座的选择3.1 开关和插座的种类开关的种类 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。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。另外，在儿童房安装电源插座时，一定要选择带有保护门的插座，这种插座孔内有绝缘片，可防止儿童触电；在卫生间和厨房因为经常用水，一定要选择防水防溅的插座，防止因溅水而发生用电事故。此外，为适应会议室、酒店、机场等公共场合的需要，还有一类地面插座，不用的时候可以隐藏在地面以下，使用的时候可以翻开来，既方便又美观。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。第四章 供配电系统设计4.1 负荷分级 本工程中：一级负荷：加压风机、消防电梯、事故照明等消防负荷; 三级负荷：其它电力负荷及住宅照明4.2 负荷计算4.2.1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9。4.2.2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。本次酒店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：4.2.3负荷计算供配电系统设计系数选取：功率因数：照明Cos=0.9；插座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：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。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表二 C65N系列断路器的主要技术数据表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：表三 负荷计算表五到十四层AL-1序号回路编号总功率需用系数功率因数额定电压设备相数视在功率有功功率无功功率计算电流1WL10.70.90.9220L10.70.630.313.182WL20.840.90.9220L20.840.760.373.823WL30.80.90.9220L30.80.720.353.644WL41.50.80.7220L21.711.21.227.795WL51.80.80.7220L12.061.441.479.356WL61.50.80.7220L31.711.21.227.797WL71.80.80.7220L22.061.441.479.358WL81.80.80.7220L32.061.441.479.359WL91.80.80.7220L12.061.441.479.3510WL101.80.80.7220L22.061.441.479.3511WL111.80.80.7220L32.061.441.479.3512WL121.80.80.7220L12.061.441.479.3513WL131.80.80.7220L22.061.441.479.3514WL141.80.80.7220L32.061.441.479.3515WL151.80.80.7220L12.061.441.479.35161.E10.1810.8220L20.220.180.131.02171G10.48210.8220L30.60.480.362.74总负荷:Pe=24.00KW总功率因数 : Cos%C=0.73计算功率:Pjs=20.17KW计算电流:Ijs=42.12A十五层AL-1序号回路编号总功率需用系数功率因数额定电压设备相数视在功率有功功率无功功率计算电流1wl110.80.8220L210.80.64.552wl20.790.90.9220L20.790.710.343.593wl30.810.90.9220L10.810.730.353.684wl41.50.80.7220L31.711.21.227.795wl52.10.80.7220L12.41.681.7110.916wl61.20.80.7220L31.370.960.986.237wl71.80.80.7220L22.061.441.479.3582G10