电气照明系统设计

亶城工建院

《建筑电气专业方向综合课程设计》指导及任务书

设计课题：电气照明系统

专业电气工程及其自动化

学生姓名_________________________

班级__________________________

学号__________________________

指导教师_________________________

专业系主任_________________________

设计地点_________________________

起至时间2012.1.2-2012.L13

发放日期2011年12月26日

电气工程学院

目录

引言...........................................................2

一、设计目的.....................................................2

二、设计任务.....................................................2

三、设计内容.....................................................3

1、光源的选择................................................3

2、确定教室灯的盏数.........................................6

3、导线的计算选择...........................................9

(1)、导线的选择..........................................9

(2)、电流计算............................................9

4、穿线管径选择............................................11

5、开关的选择..............................................11

6、配电箱的安装.............................................12

7、应急疏散照明的设计......................................13

四、设计小结....................................................15

参考文献.......................................................16

引言

教学楼照明设计是电气设计的基本内容之一，其设计的质量好坏,

直接关系到人们工作、学习和生活质量的高低。照明设计的目的就是

根据具体环境的要求，正确的选择光源和灯具，确定合理的照明形式

和布灯方案，在节约能源和建设资金的允许下，获得一个良好、舒适

愉快的工作、学习和生活环境。此外，良好的照明设计还可以烘托建

筑造型，体现建筑艺术的美学特点，达到美化环境的效果。

一、设计目的

建筑电气综合课程设计的目的是进一步强化建筑电气设计理论

与建筑电气工程的设计、施工实践能力的有机结合，更有效地培养本

业专业综合设计思维以及施工、安装的实践能力。本课程设计的任务

包括高层建筑的强弱电气系统的方案设计以及强弱电气系统电气施

工图的设计。

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学习

生活的需求，并且要确保用电安全。

我们分小组完成设计任务，我主要负责的是电气照明系统。

二、设计任务

盐城工学院新校区教学楼D楼强弱电系统设计：设计本校新校区

教学楼D楼（含两侧与B、C楼相连的连接部分）的供电系统、电气照

明系统、电梯供电与监控系统、供水系统、中央空调系统、大楼安防

与监控等系统的系统图、平面布置图、设备接线图。

照明系统设计：1）确定照明种类、灯具型式、照度标准；2）确

定应急照明电源型式；3）确定照明线路型号的选择及敷设方式；4）

绘制照明灯具（包括应急照明及疏散照明）平面布置图。

各人设计并用计算机或手工绘制绘制一份建筑电气施工图（含系

统图、平面布置图、设备接线图）、各人编制设计说明书一份、各人

完成设计小结一份。

三、设计内容

1）、应遵照执行有关的国家标准和规范,如GBJ133-1990《民用

建筑照明设计标准》、JGJ/T16T992《民用建筑电气设计规范》等。

2）、应根据视觉要求和环境条件进行恰当的设计，使教室区域或

空间获得良好的视觉功效，合理的照度和显色性、适宜的亮度分

布以及舒适的视觉环境，以提高工作效率。

3）、在确定照明放案时，还应该考虑不同类型的建筑对照明的不

同要求确定合理恰当控制方式并尽量选用节能高效灯具。同时处

理好电气照明与天然采光，节约建设资金与保证合理的照明质量

等问题的关系，达到以合理的投入获得良好的照明效果。

4）、电气照明设计应有利于人员的活动安全，注意消除不必要的

阴影，限制眩光，控制光热和紫外线辐射对人和物产生的不利影

响。

5）、照明设计应考虑到维修的方便性。

1、光源的选择

常用的电光源

根据其由电能转换光能的工作原理不同，大致可分为热辐射光源

和气体放电光源两大类。热辐射光源是利用物体通电加热而辐射发光

的原理制成的，如白炽灯，气体放电光源是利用气体放电时发光的原

理制成的，如荧光灯。

1）、白炽灯

它的结构如下图所示，由灯头、灯丝和玻璃外壳组成。灯头有螺

纹口和插口两种形式，可拧进灯座中。对于螺口灯泡的灯座，相线应

接在灯座中心接点上，零线接到螺纹口端接点上。

灯丝由鸨丝制成，当电流通过时加热鸨丝，使其达到白炽状态

而发光。一般40W以下的小功率灯泡内部抽成真空，60W以上的大功

率灯泡先抽真空，再充以氧气等惰性气体，以减少铛丝发热时的蒸发

损耗，提高使用寿命。

重妞।/相线

中心接点

螺纹

导线相线

零线

灯丝

(b)

(a)

白炽灯以及接线图

2)、荧光灯

荧光灯又称日光灯，是气体放电光源。它由灯管、镇流器和启

辉器三部分组成。灯管由灯头、灯丝和玻璃管壳组成，其结构如图所

示。灯管两端分别装有一组灯丝与灯脚相连。灯管内抽成真空，再充

以少量惰性气体氤和微量的汞。玻璃管壳内壁涂有荧光物质，改变荧

光粉成分可以获得不同的可见光光谱。目前荧光灯有日光色、冷白色、

暖白色以及各种彩色等光色。灯管外形有直管形、U形、圆形、平板

荧光灯

荧光灯的工作原理为：接通电源后，在电源电压的作用下，启辉

器产生辉光放电，其动触片受热膨胀与静触点接触形成通路，电流通

过并加热灯丝发射电子。但这时辉光放电停止，动触片冷却恢复原来

形状，在使触点断开的瞬间，电路突然切断，镇流器产生较高的自感

电动势，当接线正确时，电动势与电源电压叠加，在灯管两端形成高

电压。在高电压作用下，灯丝通电、加热和发射电子流，电子撞击汞

原子，使其电离而放电。放电过程中发射出的紫外线乂激发灯管内壁

的荧光粉，从而发出可见光。

电光源的类型，应根据照明的要求和使用场所的特点进行选择,

而且应尽量选择高效、光色、起动性能、稳定性好，工作可靠及使用

寿命长的光源。

教室的照明光源，考虑到电能的节约且悬挂高度在4M以下，宜

选用日光色直管型荧光灯，而楼梯走道用60w白炽灯。

照明负荷统计表

设备名称设备型号数目

双管荧光灯2*40W.220V909

单管荧光灯l*40W.220V124

走廊灯l*60W.220V99

应急照明灯l*60W.220V31

疏散指示灯l*40W.220V41

2、确定教室灯的盏数

良好的的视觉环境需要对自然光和人工照明进行精心设计。照明

的质量是衡量照明设计优劣的主要指标，包括照度水平、亮度分布、

照度的均匀性、光源的显色性、照明的稳定性、阴影、眩光和光色等。

照度是决定物体明亮程度的间接指标，在一定范围内照度增加可

以使视觉的动能提高，合理的照度有利益保护视觉提高工作效率，照

明环境不但应使人能清楚地观察事物，而且要给人以舒适的感觉，所

以在整个视野内各个表面有合适的亮度是必要的。

照度计算方式有单位容量法（比功率法）、利用系数法、概率曲线

法、逐点计算法等。

在照明计算中，根据工作面所需要的照度要求，查手册可得到照

度标准，然后是选择等的功率及数量，所以一般采用单位容量法（比

功率法），单位容量法是从利用系数法演变而来的一种计算方法，它

是借助于单位面积安装功率表进行计算的。

（1）、计算步骤

1）选择照明光源和灯具；

2）根据要求选择照度，查手册求得单位面积的安装功率

3）按照以下公式计算灯具数量，根据布置一般灯具照明，确定布

灯方案。

（2）、计算公式

根据建筑物特点、建筑物功能和照明要求确定灯具型式，选择带

反射罩的灯具，根据建筑物功能、房间照度标准、房间面积、计算高

度确定单位面积安装功率，并按下式计算出房间内照明灯具（一般照

明）的总功率

Pz=Pos

n=Px

Pt

2

p0—满足最低照度时的安装功率（w/m）

Pt一套安装容量（不包括整流器）

该教室已知其面积为16mxi2m,高为3.8m。选用带有灯罩的直

管荧光灯，拟按照矩形布置，现确定灯间距离以及每盏灯的安装功率。

1）、确定灯具类型教室一般要求照度均匀、照度适中、经济合理，

所以选择荧光灯，型号为YG2—1,带反射罩，链吊式的40w荧光灯。

照度确定查手册可得，教室的照度标准为100.150、200IX,在这

里考虑经济合理性对一般教室照度可取200lxo

2）、确定教室灯具安装总功率

教室面积：

S=12X16=192m2

查手册，得教室单位面积安装功率为P0=8.5W/m2，则该教室

灯具安装总功率为：

192X8.5-1600W

3）、确定灯具数量

£P1600

=40

P。40

考虑到布置问题，选用19套双管荧光灯，两套单管荧光灯。

4）、灯具计算高度H的确定

灯具悬挂高度的各种参数如图表示。图中房间总高度为h,灯具

悬挂高度为hl,工作面的高度为h2,灯具的垂吊高度为h3,计算

高度H为：

H=h-h2-h3

或

H=—h?

JL，/・

灯具的计算高度示意图

一般办公室、教室、阅览室等的工作面高度可取0.75m,灯具的

垂吊高度应根据室内层高和建筑照明要求来确定，在设计和安装照明

灯具时，要满足规范规定的最低悬挂高度要求。

该教室高度为3.8m,考虑安全、避免碰撞，确定灯具垂吊高度

h3=0.8m,教室课桌一般高度h2=0.75m,所以该教室灯具的计算高

度为：

H=h-h2-h3=3.8-0.8-0.75=2.25m

5）、灯具布置

查手册，当采用荧光灯作多行布置时较佳的居高比L/H=1.4,于

是等效灯距L为L=1.4X2.25=3.18mo灯具数量等于21,

La=3m>Lb=3.4m

L=A/LaLb=3.19

3、导线的计算选择

（1）、导线的选择

选择导线截面的原则：

1）、要有承受最低机械强度的要求。导线中的计算负荷电流

不大于其长期连续负荷允许载流量；

2）、导线应能满足负载长时间通过正常工作的最大电流的需

要；

3）、导线上的电压损失不超过规定的允许电压降。一般公用

电网电压降不得超过额定电压的5%；

4）、导线应能满足负载长时间通过正常工作的最大电流的需

要，既按导线的安全电流选择：导线必须能够承受负载电流长时

间通过所引起的温升，不能因过热而损坏绝缘。导线所允许长时

间通过的最大电流称为该截面的安全载流量。同一截面的导线在

不同敷设条件下的安全载流量是不一样的。

5）、各种导线的安全载流量是可以查手册，通过计算负载的

实际电流，再通过查手册就可以得出导线截面：

（2）、电流计算

电流计算公式

2P

Ijs=Kx*t—

43ULCOS9

Kx—需要系数，因为许多负载不一定同时使用，也不一定同时满

载，所以要打个折扣；

UL-线电压（380V），指三相配电时；

£p一各负载总和；

CQS8一负载平均功率因数。

如果是单相配电，公式为

斗

Ijs=Kx*

22GCQS。

1）、照明配电，3.6KW负荷的导线选择,额定电压220V,功率

因数cose=o.7,则:

P_3600

^12<254

-f/*cos夕―220*0.7

据查手册可以选择BV-0.5,截面积为2.5mnf的导线，此导线还可

以用于负荷为2.7KW教室照明及1KW的走廊照明线路。

2）、各教室的插座预留容量为2*1KW,考虑到用TN-C-S系统供

电，单相负荷最大为6KW，则:

6000

=38.9A<33A

U*COS0220*0.7

据查手册可以选择BV-O.5,截面积为4mOf的导线。

3）、一层进入各教室语音或计算机配电箱导线，据各配电箱预留

的输出功率6KW,则:

6000

=41Av59A

O*cos<9220*0.7

据查手册可以选择BV-O.5,截面积为10mnf的导线。

4）、从总配电箱到各层配电箱之间的导线，因一层负荷比较特殊

选择BV-0.5,截面积为16mnf的导线外，其于的全部用BV-0.5,截面积

为10m肝的导线。

4、穿线管径选择

穿线管径选择（PVC管）:

导线根数

导线标称截面（Mnf）电线管最小管径（MM）

2.5

6695555

4

6955552

10

5552888

16

5228811

35

2811444

5、开关的选择

开关的作用是接通或断开照明灯具电源。根据安装形式分为明装

式和暗装式两种。明装式有拉线开关、扳把开关等；暗装式多采用扳

把开关（跷板式开关）。插座的作用是为移动式电器和设备提供电

源。有单相三极三孔插座、三相四极四孔插座等种类。开关、插座安

装必须牢固、接线要正确，容量要合适。它们是电路的重要设备，直

接关系到安全用电和供电。

教室的灯具开关布置，考虑到控制方便，所以将其安装在门边顺

手侧，采用暗装形式，距地L3m。每极开关控制三盏灯，即一个两

极开关，一个单极开关。插座的布置，考虑多媒体教学的需要，所以

在黑板两侧各装一个2+3孔单联插座，暗装且距地高度0.5m。插座

与灯具分设各自的回路。考虑到教室的整体美观效果、电气的安全性

能，所有的配电导线采用暗敷设；暗敷设线路应走捷径。

6、配电箱的安装

配电箱有挂墙明装，嵌墙暗装和落地安装三种方式，可根据配

电箱容量的大小，建筑墙壁的尺寸大小等具体情况选用。据于本设计,

配电箱采用暗装形式，暗装时，应在土建进行时根据箱体尺寸大小预

留安装位置，实际安装时，将配电箱放入预留位置，将相内的进出线

穿入并校正水平及垂直度后，用碎砖填齐箱体四周空间，再用水泥沙

浆填充抹平。

注：金属箱体上的穿线孔应加装橡皮护圈。

（1）、刀开关、负荷开关及断路器等设备应垂直安装并且上端接电源,

下端接负荷。对于少数可以横装的设备，如熔断器等，应将其左侧（面

对盘面看）接电源，右侧接负荷；

（2）、对配电箱一次大电流回路10mnf以上导线应压接接线鼻子后

再与电气连接。

（3）箱内二次配线所用铜芯线截面不小于1.5mm2,电流互感器二

次回路导线截面积不应小于2.5mm）配线时需要排列整齐，横平竖

直，绑扎成束。箱内引出线应预留适当长度，以便检修。

（4）、为了便于修查线，二次线最好采用带色的铜芯塑料线，A相用

黄色，B相用绿色，C相用红色，N线用黑色，PE线用半黄半绿线。

（5）、配电箱体、电器的金属外壳及电流互感器的二次侧均应有良好

的接地。

（6）、配电箱低距离地面高度宜为L5M。配电箱内的交直流不同电

压等级的电源，应有明显的标志，用电回路也应标注名称。

（7）、配电箱内应分别设置中性线N和保护线地线PE母线排，中性

线和保护地线应分别在母线排上连接，不得交结，并有编号。金属箱

体应与PE母线排可靠连接并接地。

7、应急疏散照明的设计

由疏散照明的定义，应想到疏散照明系统应有疏散照明中的一般

照明与疏散照明中指示（诱导）照明组成。疏散照明中的一般照明体

现相关规范中对其照度值的约定,如：0.5Lx、l.OLx及5.0LX的要求,

而指示（诱导）照明则应能明确清晰地指示疏散路线及出口或应急出

口的位置或使人们能容易看到设置在疏散通道上消防设备。对疏散指

示应急灯具的要求，除应满足国标《消防安全标志》GB13495和《消

防应急灯具》GB17945对其外型、电气参数、图标规定等要求外，其

灯具表面亮度应在15cd/m2-30cd/m2之间。其表面亮度一般应由灯

具自身产生，但也可借助其它光源（此光，应不低于应急照明灯具发

光面的亮度要求）照亮之，但此光源的可靠性应同与之应急照明灯具

的要求。

若某一空间比如楼梯间、电梯前室等，其装设的应急疏散指示灯

具所发出的照度已能达到规定的照度值（此空间最不利点）的要求,

此时的疏散指示灯具的照明可并做疏散照明中的一般照明的要求，否

则还应增设应急照明灯。疏散指示照明灯具的设置位置，现行不少设

计规范都有相关严格地规定，我们在设计中必须严格地执行之但疏散

照明中的一般照明，其灯具灯位的设置则应结合具体的工程情况采用

逐点照度计算法确定之。

在我们设计实践中，很多场合须设置疏散照明，除《高层民用建

筑设计防火规范》（后简称《高规》）GB50045-95-2005第922条

规定18层及以下居住建筑疏散走道设疏散照明可不设疏散指示（诱

导）照明外，均须设置疏散照明疏散指示（诱导）照明。假如我们在

设计疏散指示照明时，适当地增加灯具的光源容量，在通廊走道增加

些灯具的密度，使其最不利点的照度值满足现行规范的要求，就有又

能在做疏散照明设计时完全由疏散指示（诱导）照明灯具的构成。这

样，可大大地减少应急照明灯具的种类与数量，减低应急照明灯具的

配线与控制型式，从而降低工程造价，提高经济效益。但这种设计手

法只可应用于疏散楼梯间及狭长的公共走道等场所，不适用于大空间

场所的应急疏散照明的设计。

应急照明的设置范围和设计

应急照明标志颜色设计要求设置场所示

类别例

安全绿底白字或白正常时：在30M远处能

出口底绿字（用中识别标志，其高度不应

标志文或中英文标低于15CD/M*M,不高

灯明《安全出口》于30CD/M*M,人员密集建

并宜有图形）应急时：在20M处能识筑

别标志。

照度水平：＞0.5LXo

持续工作时

散间：

＞30mino

昭

八、、疏散绿底白字或白正常时：在20M远处能

明指示底绿字（用箭识别标志，其凫度不应高层建筑中

标志头和图形指低于15D/M*M,不高的疏散走道

灯示）于300d/M*Mo和长

应急时：在15m处能识度＞20m的