【办公楼照明系统设计9100字（论文）】

I办公楼照明系统设计目录TOC\o"1-2"\h\u21022办公楼照明系统设计 128295摘要 1227071绪论 2303781.2工程概况 2305311.3设计内容 2220612具体方案设计 317282.1照明系统设计方案 3324532.2供配电系统设计方案 4257083照明系统设计 6188213.1照明的品质和照明的方式及种类 680403.2照明方式的确定 6325243.3照明的供电和控制 7213153.4照度计算 76783.5照明配电导线管及断路器得选择 1282134.供配电系统 14301924.1负荷等级 1459074.2线路敷设形式和供电方式 1410264.3负荷计算公式 15253164.4配电系统的组成和电器选型 1620771参考文献 19摘要本文叙述了办公大楼各系统电气设计的设计基础，原理方法和设计方案。设计内容包括办公楼的照明系统和低压配电系统。本次通过对办公楼照明系统的课题设计详细完整的体会达到系统的理解民用建筑电气设计流程和办公楼类公共建筑的核心内容。根据现有的国家标准规范和图集，参考借鉴业内准确的，最新的样本产品，以满足设计合理、规范、正确、可经济等等的要求。根据工程的性质、规模和功能要求确定基本方案，按照国家标准和行业规范进行相关专业参数指标计算。照明系统应包括正常照明和应急照明，根据建筑物内各个房间的场所用途确定照度，选择合适的光源并进行照度计算和检验。低压配电系统首先要对负荷进行分析，然后进行相应的负荷计算，选择出合理的低压开关设备、导线以及布线的形式。供配电内容主要为负荷计算及配电柜、配电箱、断路器、线缆的选择与布置；照明系统的内容主要是照度的计算以及光源的选定和放置；动力内容主要为设备保护和控制方式的选择。关键词：照明系统；供电要求；线路的计算；建筑电气1绪论设计工作是整个建筑工程设计的一部分，它与建筑物，结构，给排水，供热部门和电气工程部门的内部协调要求相互影响，以便在每个设计阶段相互提交材料。只有密切合作，建设工程才能节省时间并确保项目设计和施工的质量。毕业设计无法满足真正意义上的工程设计协调程序，且学生作为设计者职业素质和经验有限，其设计成果可行性、合理性难免有不过得当之处，但其深度、广度与之相当，对产品、参数、指标的比较、求解、论证过程均仔细推演，二者一个偏向理论科学于工程技术领域应用，一个注重实际需求与施工建设，可谓之侧重点相异。现代民用建筑电气技术是以电能、电子、电气设备以及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作环境的，一门跨科学、综合性的技术，合理的建筑电气不仅为人们的生活工作环境提供良好的环境，还能最大规模的节约用电成本比，实现绿色照明。1.2工程概况该项目的建筑高度为20.8米，建筑面积为18443平方米，地上五层。结构形式为框架结构，地板均为现浇板，基本形状为独立基础。它的主要功能是普通办公楼和教学，建筑级别为2级和防火级别为2级。该办公楼是将教育与工作融为一体的办公楼。本次设计的目的是在遵循相关国家安全规定的前提下，对此次工程中的照明系统、供配电系统及综合布线有一个初步的了解，锻炼独立分析和解决问题的能力，但是学生作为设计者的职业素质和经验有限，其设计深度广度都有一定的局限性，所以设计成果的可行性、合理性难免有不当之处，但是产品的参数、求解、论证均都是仔细推演。1.3设计内容本课题研宄的内容有如下几个方面：1.3.1照明系统设计照度计算；应急照明；照明负荷计算，并说明断路器的选择原则；判断照明灯具位置及照明配电箱的位置的选择；光源、灯具、开关的选择；绘制照明平面图。1.3.2供配电系统设计低压配电系统设计；供电要求；低压配电干线上的负载计算；低压配电电线电缆的选择及线路敷设方式。2具体方案设计此设计主要详细描述办公楼中每个系统的电气设计的设计原理，方法和选择标准。建筑电气设计是在认真满足国家有关政策要求的前提下进行民用建筑电气设计，并确保人员、设备和建筑物的安全、可靠的电源、节能、先进的技术和经济的合理性。2.1照明系统设计方案2.1.1各个场所照度标准表2-1：房间照度值标准房间或场所参考平面及其高度照度标准值（LX）照明功率密度（现行值）校长办公室0.75m水平面50018老师办公室0.75m水平面30011会议室0.75m水平面30011门厅地面10015走廊地面505卫生间地面756楼梯间地面10015值班室0.75m水平面15011计算机机房0.75m水平面300112.1.2应急照明根据建筑物的大小和性质，应急灯可以分为安全灯，应急灯和疏散灯。在疏散照明中，疏散通道的照度值必须为0.5lx或更大，转换时间必须为5秒或更短。关键出口位置（例如安全出口）也需要安全出口和其他指示灯。安全照明是指在一般照明突然消失时确保人员正常安全和系统正常运行的照明设置。地面安全照明提供的光必须超过常规照明系统提供的照度的5％，常规照明熄灭以后。在0.5秒内提供安全照明。当普通照明消失后，室内中的设施需要继续工作的房间设置备用照明。备用照明是指为了确保人员安全和设备的正常运行而在一般照明消失后通常进行的照明。除了对备用照明的亮度有特殊要求外，照度值为普通照明的10％，并且切换时间少于5秒。应急电源主要由两级电源提供：发电机和电池。2.1.3照明负荷计算，并说明断路器的选择原则有几种用于照明计算的方法，例如需求系数法，利用率系数法和二项式方程。设计由需求系数法决定。确定每条导线上的计算电流后，再进行选择导线和低压断路器。根据加热条件选择线材，选择后需要进行机械强度验证。选择断路器时，断路器的额定电压不得低于保护电路的额定电压，并且断路器的额定电流不得低于已安装的短路电磁脱扣器装置的额定电流。2.1.4照明配电箱的位置及灯具的位置当将电灯均匀放置时，此设计采用矩形摆放形式。均匀布置方法适合于均匀照明，并且灯之间和灯的行之间的距离保持恒定。配电箱放置在适合防火区域的位置，并深入负载中心。电源支线的供电半径为30〜50m，支路的载流量设计为不小于16A，灯具不超过25盏，电压损耗应符合规格要求。照明和插座的设计为单独的电路，在每个电路中的插座数量不能超过10个。2.1.5光源和灯具的选择布置合适的照度和亮度比以适合房间的用途。光源主要是直管型荧光灯，而环形和紧凑型荧光灯也在考虑当中。直管型荧光灯用在办公室和会议室，大功率紧凑型荧光灯用于大厅等公共场所，紧凑型荧光灯用于楼梯和卫生间。灯的类型应考虑多种照明形式，例如直接照明，间接照明和漫射照明，以免产生眩光。对于办公室等光线要求很高的地方，应使用格栅灯。在特殊场合应使用特殊的灯。2.2供配电系统设计方案2.2.1低压配电系统设计在供电和配电系统的设计中，应根据负载的性质，功耗，工程特性以及所设计建筑物的区域供电条件，合理确定设计方案。根据项目的特点，项目规模和开发计划，在不久的将来实现的组合，以及最近使用的供配电的要求，考虑到未来开发的需求，应使用高效，节能，产品环保符合当前国家标准的要求。电源干线采用YJV22由电缆沟从户外变电站引入至一层配电间，在配电室由配电柜对照明、动力等回路进行配电。向各楼层配电小间或配电箱配电的系统，采用树干式或分区树干式系统。由楼层配电间（箱）向本层各分配电箱的配电，按放射式或与树干式相结合的方式设计。对低压配电线路设置短路保护、过负荷保护和接地故障保护并设级间配合。2.2.2供电要求本工程为大学办公楼，主要有计算机室、消防设备及主要通道的应急照明等均按二级负荷供电进行提供，其他普通照明、用户正常用电用电及用户设备等用三级负荷供电提供。2.2.3低压配电干线负荷计算低压配电柜各出线回路负荷表2-2表2-2低压配电柜各出线回路负荷表回路编号回路用途总负荷P功率因数cos计算功率P计算电流IWLM1照明81.13KW0.9056.79KW95.9AWPM1空调110.5KW0.8051.95KW104.9AWLM2应急照明3.79KW0.903.79KW6.4AWLM3配电室4.65KW0.904.95KW8.36AWLM4值班室4.61KW0.904.83KW8.15AWLM5弱电机房4.65KW0.904.95KW8.36总设备容量277.16KW，总计算容量198.39KW，补偿前总无功功率106.75kvar，补偿前总功率因数0.88.因设计有限，选取WLM1回路为例，计算如下：该电路是照明电路，可为整个建筑物的常规照明电路供电，查得其需要系数Kx=0.7，功率因数cosφ设备容量：Pe=ΣPe计算容量：Pj=KxPe

计算电流：

2.2.4低压配电导线及断路器的选择电线选择：主电路中有五根电线，三条相电线，零线和地线。相线的选择：根据加热条件选择相线的横截面。根据《电子照明技术》，已知导线的截面积是YJV型导线，截面积为120mm2。电线的敷设方法是沿电缆桥架敷设。根据《工厂供电》检查其强度，并根据室内照明灯头下降线检查穿过管子的铜芯绝缘线，最小横截面积为Amin=10.0mm2<120mm2，且符合机械强度的要求。主断路器使用德国HigerGroup3照明系统设计在照明设计时，根据视觉要求、工作性质和环境条件，使工作区域或空间获得良好的视觉效果、合理的照度和显色性，以及适宜的亮度分布；应重视清晰度，消除阴影，减少热辐射，限制眩光；应合理选择光源、灯具及附件、照明方式、控制方式，以降低照明电能消耗标准。在确定照明方案时，应考虑不同使用功能对照明的不同要求，处理好电气照明与天然采光、建设投资及能源消耗与照明相关的关系。3.1照明的品质和照明的方式及种类照明质量的评价包括照度均匀度、眩光限制、光源颜色以及亮度分布和照度的稳定性。采用验算居高比的方法验证房间的照度均匀度。眩光限制从光源亮度、

光源和灯具的表观面积、以及灯具位置等因素综合进行考虑。

室内设一般照明或分区一般照明，对于精细作业场所，按需要增设局部照明。工作场所设正常照明，配电室、消防值班室、弱电机房需确保正常照明熄灭后正常工作或活动的继续进行，设置备用照明，采用与正常照明合用的方式设计。确保人员安全疏散的出口和通道，设置疏散照明，走廊、楼梯的疏散灯具采用与正常照明合用方式，由应急照明配电箱出线，平时由分散的翘板开关控制，需应急点亮时由消防值班室远程控制接触器闭合，通过强启线使照明器强制点亮，此时照明器将不受分散开关控制。3.2照明方式的确定一般照明的确定：

一般照明是一个涵盖所有设施的单一照明领域，可分为单一照明区域和分区一般照明区域。

为了保证整个办公项目的照明均匀，采用整个灯具的照明基本上是均匀分布的灯具。办公场所如办公室、休息室、值班室、大厅等，采取均匀一般照明的方式。由于同一工程场所的照明要求不一样，所以应采用分区一般照明。此工程照明灯具是均匀分布的，照明类型，悬挂高度，灯泡容量等都均匀对称。

确定局部照明区域：局部照明区域用于照亮具有特定视觉效果的特定区域。混合照明区的确定：

混合照明区由一般照明和局部照明共同组成，有效地增加了该建筑内工作区的照度，有效的减少了阴影和光斑，降低了照明设备的整体功率，提高了工作效率和用电效率。3.3照明的供电和控制照明配电箱的设置，按防火分区布置并深入负荷中心。供电范围满足：分支线供电半径为30~50m；分支线铜导线截面不小于2.5mm2；分支回路载流量按不小于16A设计，光源数量不超过25盏；电压损失应满足规范要求。三相配电干线的各相负荷尽可能分配平衡，最大相负荷不超过三相平均值的115%，最小相不超过三相平均值的85%。照明与插座分回路设计，且每一回路插座数量不超过10个。照明系统中，中性线截面与相线截面相同。布线时，管内导线总数不多于8跟。办公室插座的数量不小于工作位数量，普通办公室按3~5m2一个电源插座考虑。楼梯间采用声控节能自息控制，大厅采用集中控制，应急照明采用按防火分区集中设置EPS并集中控制，EPS容量按90min供电时间选取。3.4照度计算本工程中各场所的照明功率密度值和照度标准值见表3-1，其中相同尺寸和功能一样的场所不会重复出现。表：3-1本工程各场所的功率密度值和标准值房间名称照明功率密度值照度标准值办公室11300值班室11300大厅7100阅览室11300走廊550接待室11300变配电室8200厕所675仓库7100消防控制室11300楼梯间7100计算机机房11300会议室11300本项目所有的照明设施和光源均来自松下产品做参考，其计算的光度参数来自中国电力出版社第二版由北京照明学会照明设计委员会编制的《照明设计手册》。各个场所的电子管型号及其他相关技术参数见表3-2，其照度和功率密度均符合规范要求。各场所的同一尺寸、同一功能不重复出现，若没有规范要求的，照度根据经验给出，功率密度按不超过建筑主要场所的要求。表3-2本工程各场所的灯具型号、利用参数、光源型号等技术参数房间名称灯具型号光源型号光源功率单灯光源数镇流器功率利用系数维护系数灯具数计算照度计算功率密度办公室FAC43761嵌入式消光格栅型荧光灯具YZ36RL36310.4940.89306.611.01大厅NLC76200嵌入式螺口筒灯YPZ220/18-3U(2800K)/E2718200.270.87100.37.46值班室FAC43761嵌入式消光格栅型荧光灯具YZ36RL36310.4940.86306.611.01走廊NLC76200嵌入式螺口筒灯YPZ220/18-3U(2800K)/E2718200.270.89100.37.46变配电室JFC42854嵌入式洁净灯具YZ36RL36210.320.82220.49.35厕所NWC74015防雨防湿型筒灯YZP220/14-3U(2800K)/E2714100.270.81120.58.97长期使用的房间，其表面反射比按表3-3选取。表3-3：房间表面反射比表面名称反射比顶棚0.6-0.9墙面0.3-0.8地面0.1-0.5作业面0.2-06因为设计内容有限，无法想象计算出各个房间的数值，现取其中最具代表性的房间进行计算演示。办公室空间及原始尺寸数据：该办公室长l=6.5m,宽b=4.9m，层高为3.7m，工作面高度用0.76m，吊顶0.6m后，室内空间高为hr=2.34m,面积A=l×b=31.85m2，根据建构图纸。为有效控制眩光，选择FAC42651P嵌入式白色格栅型荧光灯具，灯具效率72%，其每灯具安装2个YZ36RL标准T8管36W光源，配ESX36222HK-4ENH型电子镇流器，功率1W，每照明器总功率P=73W，单光源光通量φn=3350lm，单照明器光通量φ=2φn=6700lm。屋内空间比：RCR=利用系数、需要照度与照明器数:查表得利用系数U=0.533，照度标准值Eav所需要的灯具数量：N=按2×2横向布置得N1=Nb距高比、功率密度校验:照度计算值：

E垂直距离：

s平行距离：

s垂直高度比：

λ平行距高比：

λ功率密度：

LPD=经过检验此数据符合要求，布置合理。图3-4办公室照明配电图图3-5办公室照明配电图名称3.5照明配电导线管及断路器得选择由于设计内容有限，这里以AL3-1配电箱WL1和WL2回路为例计算。WL1回路：计算容量：

P计算电流：

I所以选择2.5mm2的BV线。通过查找得出2.5mm2的BV导线的参数为：R0=8.36Ω每千米，X0=0.127Ω每千米。保守估计，照明器负荷都在末端，取得照明配电箱距离末端负荷30m，所以线路电阻R=R0L=0.2508Ω，线路的电抗为X=X0L=0.0038Ω。电压损失率：∆U%=2×检验合格。照明电路采用E9PN-16微型断路器进行短路和过载保护，采取2.5mm2的BV导线穿θ20的钢管，这个地方遵顼业内的一贯做法，选择2.5mm2的线路安全余量较大，更适合施工场所对机械强度的要求，θ20的钢管更适用于施工穿线。WL2回路：计算容量：

P计算电流：

I所以更适合选择4mm2的BV线。通过查找得出4mm2的BV线的参数为：R0=5.172Ω每千米，X0=0.119Ω每千米。保守估计，视插座负荷在末端，取照明配电箱距离末端负荷30m,所以线路电阻R=R0L=0.1552Ω，线路的电抗为X=X0L=0.0036Ω.电压损失率：∆U%=2×普通插座回路用4mm2BV的线穿θ20的钢管，使用E9PNVigi-20小型断路器短路、过载、剩余电流动作保护，每个回路不超过十个，空调插座不超过两个。这个地方遵循业内一贯做法，插座负荷可预期性差，选择4mm2的线路安全余量较大且20A的整定值足以承受4KW的阻性负荷，θ20的钢管更适用于施工穿线。3.5.1插座、开关等电器的选择插座开关用的是SchneiderBlueRhyme系列，断路器指的是SchneiderEasy9系列。空调插座型号FB426/16CS是带保护门的16A250V三极平针插座，通用插座型号FB426/10US是10A250V2极和带保护门的三极插座。开关型号FB31/1FB32/1FB33/1是具有荧光显示的16A250V单，双，三联单控开关。图3-5插座配电平面图供配电系统供配电系统的设计，应根据用户的重要性、负荷性质、用电容量、工程特点、

系统规模、建设规划、当地电源条件和电网发展规划，考虑远、近结合，在满足

近期使用要求的同时，兼顾发展的需要。并结合当地供电部门提供的“市政电源

条件”，确定用户的外部电源、自备（应急）电源，及其供电系统的设计方案。

供配电系统的设计，应做到安全可靠，技术先进、经济合理；并应保证供电质量，减少运行过程中的电能损失，满足节能要求。供配电系统的设计，应使系统简单、配电级数和保护级数合理，分级明确；低压配电线路短，便于管理和维护，节约设备、材料和建设投资。4.1负荷等级照明负荷的等级可以分为三类，在建筑实践中应根据供电的安全要求和政治影响以及损失程度来区分照明负荷的等级，并针对不同的负荷等级确定其供电电源的要求。本工程负荷类型及其负荷等级如下

二级负荷：应急照明、配电室、消防值班室、弱电机房

三级负荷：普通照明、空调、电热风幕、电梯、排风机等4.2线路敷设形式和供电方式4.2.1线路敷设形式该项目的布线沿着建筑物的横梁铺设，电缆则用硬塑料管铺设。配电室入口处的配线管使用护套电缆或裸装电缆。这种形式不仅适用于室内，还适用于酸性和腐蚀性场所，但不适用于机械操作场所。无铠装电缆应该在屋内明敷，水平敷设时距离地面不少于2.5m，电缆垂直敷设时，电缆与地面的距离不少于1.8m。当电缆在屋内埋地敷设或在墙壁、楼板等穿管敷设时，管口的内径不小于电缆外径的1.5倍。电缆沟应在建筑物入口处装有防火墙，并使用不容易燃烧的材料将保护管的两端在墙壁的交叉处密封。4.2.2供电方式根据方案设计和最终负荷计算决定采用：220/380V树干式与放射式相结合的电源作为供电电源。对于二级负荷的供电方式，因为其停电影响比较大，按防火分区在电井设置集中ESP，消防、配电室等重要地方采用USP作备用电源。由于三级负荷对功率没有特殊要求，因此通常由单个电源供电。采用这种方法，是为了保证电源的可靠性，对二级负荷采用双电源供电，三级负荷采用单电源供电。照明负荷与电力负荷分成不同的电力系统，以便于日后的管理，消防设施的配电系统自成系统，保证供电可靠。4.3负荷计算公式本项目设计中的负荷采用需要系数法，照明负荷计算采用单位面积法。每层配电箱有功功率：

Pe计算电流：

I=kxpe用电设备组计算负荷：

P=KQ=PtgS=配电干线负荷计算：

PQSI以上式中W单位面积功率（W/m2）供电面积（m2)Kt0同时系数Kx--需要系数用电设备组无功功率（KVA)用电设备组有功功率（W）4.3.1提高功率因数的措施照明灯具均选择电子镇流器，自然功率因数满足0.9，因为空调和动力设备的存在，所以选择采用电力电容器在配电室内集中补偿，补偿后的功率因数不得低于0.93。补偿容量：Q根据产品选择2组15kvar三项电容器即可满足要求补偿后的功率因数：cos补偿后的无功功率76.75kvar，视在功率212.72kva计算电流：I根据产品样本补偿方案最低为60kvar,如果按照60kvar补偿补偿后的功率因数：cos补偿后的无功功率40.75kvar,视在功率202.53kvar计算电流：I因为办公室的内部插座和空调负荷不会变化较大，并且产品补偿方案最低为60kvar，所以选择最高60kvar补偿方案，采用四组15kvar三相电容器自动补偿。电容器采用4×BOXSDUTY15kvar，功率因数控制器采用VarlogicNR6。4.4配电系统的组成和电器选型按照标准，单相低压和三相低压隔离线使用60A，负载电流小于60A，使用两相电源220V，负载电流超过60A时，采用220/380三相四线电源供电。主照明电路分配系统由于办公面积不较大，办公室较多，每个楼层分为两个区，每个区配有一个配电箱和一条主配电线，以放射式分别配电给本区的每件办公用房。插接式母线槽用作配电干线，电缆用作分支线。根据防火分区的不同，楼层上安装了两个配电箱。配电箱中使用双回路干线式配电，并在末端配电箱实现了双电源自动切换。所有公共照明通道为一级负荷，但他们分布于不同的楼层，且容量小。1-5层按防火分区设置两个配电箱，因为在各层设置了一台双电源自动切换配电箱以放射式供电，整个公共通道的负荷分级广泛且重要，所以采用分区双回路树干式供电。消防用电配电系统变电所用电和所有的消防设施用电均为一级负荷并且负荷比较集中，所以每处就地设置配电箱和控制箱，分别采用双回路放射式供电，并在末端配电箱实行双电源自动切换。4.4.1低压配电柜设备选择与布置参考施耐德产品信息，选择BloksetD配电开关柜作为进线柜BloksetD为固定分隔式低压配电开关柜，柜体采用模块化结构，宽度和深度选择如下：高度、宽度、深度：柜高2200mm，BloksetD有效安装高度为40个模数（每个模数

50mm），其中包括开关隔室和母线隔室，当水平母线额定电流小于4000A，单层母排占用模数4M，元件的有效安装高度为36M。In<630A采用后连接可用600mm柜深。柜宽700mm采用元件室与电缆室共用以减少使用不必要的扩展框架。底部进线，采用NS800H型塑壳断路器作为电源进线总开关，方案编号1B，分断能力70kA，模数9M。采用2010新产品第三代开关柜BltokseU抽屉柜作为出线柜，基本模数为2M/2、4M/2、2M、4M、6M、8M、10M、12M。BloksetU有效安装高度为40个模数（每个模数为50mm）。其中包括开关隔室和母线隔室，单水平母线

3P+N，占用8M，元件的有效安装高度为32M。采用iPCC智能配电抽屉作为配电保护，抽屉模数参数见表3-2（此表摘自施耐德产品样本）。表3-2ipcc智能配电抽屉电流有效值、断路器型号、抽屉模数关系I断路器抽屉模数56NSX100H5M/2101NSX100H5M144NSX160H5M199NSX240H7M401NSX100H7M501NSX600H9