1、第8章照明電氣設計，8.1概述8.2電氣設計基礎8.3設備選擇8.4照明結構設計，1。照明電氣設計的主要任務(1)滿足照明設計確定的各種光源對電壓和電能質量的要求；(2)選擇合理方便的控制方式；(3)確保照明設備和人員的電氣安全；(4)將電氣部分的投資和年運行成本降至最低。8.1概述，2。照明電氣設計注意事項(1)有利于人們活動的安全和舒適，有利于正確識別周圍環(huán)境，防止人與光環(huán)境失去協(xié)調性；(2)注意空間的定義，消除不必要的陰影，控制光熱和紫外線輻射對人和物的不利影響；(3)創(chuàng)造合適的亮度分布和照明水平，限制眩光，減少煩躁和不安；(4)處理好色溫與光源顯色的關系，以及一般顯色指數(shù)與特殊顯色指數(shù)

2、的色差關系，避免心理失衡和不和諧；(5)有效利用自然光，合理選擇照明方式，控制照明面積，降低能耗指標；(3)照明電氣設計步驟(1)負荷計算；(2)管網綜合；(3)施工圖繪制；(4)照明控制策略、模式和系統(tǒng)的確定；(5)編制概算(預算)書；(8.2)電氣設計基礎；(1)初始數(shù)據收集。(二)建筑規(guī)模、生產工藝、建筑結構和總平面布置；(3)電力系統(tǒng)條件：供電方式、供電電壓等級、供電回路數(shù)、功率因數(shù)要求等。(4)工藝設備布置和室內布置；(5)施工標準；(6)進線電源方向和進線標高要求；(7)項目施工現(xiàn)場的氣象、地質資料，建筑物周圍的土壤類型和自然環(huán)境，防雷接地裝置均為無障礙。1.該系統(tǒng)構成建筑內部照明

3、供電系統(tǒng)，一般采用380，220伏三相四線制供電。由于整棟大樓消耗大量電力，為了平衡三相電力，照明設備以三組方式平等接入三相電源。低壓供電線路通過室外架空線路或地下電纜向建筑物供電。通向大樓內總配電箱的一段線路稱為入口線。例如，入口線上的四條短對角線表示入口線由四條線組成。主配電箱和配電箱之間的三相四線制線路稱為干線，從配電箱向負載供電的線路稱為支線。大多數(shù)支線是單相雙線的，系統(tǒng)中沒有畫出短斜線，表示有兩條線。一些分支線路以分相方式向熒光燈供電，即三條線路(兩條相線和一條零線)或四條線路(三條相線和一條零線)。第二，照明電源，1條入口線：連接建筑物和室外的入口線。通用配電箱：建筑物中接收和分配

4、電能的通用裝置。3干線：從主配電箱到配電箱的線路。4配電箱：在用戶端接收和分配電能的裝置。支線：從配電箱到電器的線路。照明配電系統(tǒng)的配電方式：輻射式、干線式、混合式、鏈式，2照明對電壓質量的要求(1)電壓偏差我國電網電壓不穩(wěn)定，這是一種普遍現(xiàn)象，導致電光源運行特性惡化。過高的電壓會縮短電光源的壽命；低電壓不僅降低了電光源的光通量，還使得啟動氣體放電燈變得困難。因此，必須指定電光源端電壓的容許偏移值。該值不得超過額定電壓的5%。(2)電壓波動和閃變電壓波動是指電壓的快速變化，要求波動不超過每小時10次。為了確保照明效果，照明負載應由單獨的變壓器提供。熱內2.照明負載分類一級負載、二級負載和三級負

5、載3。電壓和電源模式的選擇1)在正常環(huán)境下，中國的燈電壓一般為220伏；2)固定或移動燈具，容易觸及，無防觸電措施，在一些危險場合，使用電壓不應超過24V；3)便攜式行燈的電壓一般為36V，但電源電壓不應超過12V在某些特定場合工作時；4)電池供電時，分離能力、供電和運行要求等因素應采用220伏、36V、24V和12V；5)熱力管道隧道和電纜隧道的照明電壓應為36V。照明負荷計算照明供配電系統(tǒng)由許多電器和幾個分支組成。負荷計算應從系統(tǒng)末端開始，首先確定每個電器的容量，然后計算每個支路的計算負荷，然后計算干線的計算負荷，最后計算進線的計算負荷。1、確定設備容量Pe 1)對于白熾燈、鹵鎢燈和其他熱

6、輻射電光源，設備容量是電光源的標稱功率，即： Pe=Pn 2)對于帶電感鎮(zhèn)流器的氣體放電電光源，設備容量是電光源的標稱功率和鎮(zhèn)流器損耗的總和，即公式Pe=Pn(1 a)中的Pe照明設備容量；Pn電光源的標稱功率；電感鎮(zhèn)流器的功率損耗系數(shù)。(1)需要系數(shù)法。氣體放電型電光源的功率因數(shù)和電感鎮(zhèn)流器的損耗系數(shù)見表。氣體放電燈的功率因數(shù)和電感鎮(zhèn)流器的損耗因數(shù)，自鎮(zhèn)流氣體放電燈的設備容量為其標稱功率；3)如果沒有連接特定設備，照明線上的插座按100瓦計算；裝有更多計算機的辦公室插座按150瓦計算。2。每個照明器的支路設備負載的計算負載，單位為千瓦；照明器的數(shù)量；插座電路的需求系數(shù)。插座數(shù)量：4 56 7

7、 8 9 10 kxl:1 0.9 0.8 0.7 0.65 0.6 0.6。根據國家設計規(guī)范的要求，一般照明支路應避免使用三相低壓斷路器，并應控制和保護三個單向支路。在照明系統(tǒng)中，每個單相電路的電流不應超過16A，單個電路中的照明器數(shù)量不應超過25個。對于大型建筑組合照明器，每個單相電路不應超過25A，光源數(shù)量不應超過60個。對于建筑外形燈，每個單相電路不應超過100。對于高壓氣體放電燈，電源電路的電流最多不超過30A。插座應分布在單獨的電路中，房間中的插座應具有相同的電路。插座的數(shù)量不應超過5個，當插座是獨立的配電線路時，不應超過10個。3.主線各支路計算負荷為千瓦；支路數(shù)量；照明主干線路

8、需求系數(shù)：圖書館多跨車間、鍋爐房、教學樓、實驗室生活區(qū)0.9 0.85 0.9 0.8-0.9 0.7-0.8 0.6-0.8。根據國家設計規(guī)定，變壓器二次回路與電氣設備之間的低壓配電不應超過三級，因此低壓干線一般不超過二級。4。家庭線路和低壓干線的計算負荷，單位為千瓦；干線數(shù)量；不同建筑、不同工作場所的入戶線和低壓干線的需求系數(shù)不同，各種民用建筑的照明負荷需求系數(shù)見表。表7-4民用建筑照明負荷需求系數(shù)、電氣設備分組計算時，類似電氣設備的總容量采用算術加法計算。不同類型電氣設備的總容量應分別通過增加有功功率和無功功率負荷來計算。配電干線和變電站的計算負荷是每個電氣設備組的計算負荷之和乘以同時系

9、數(shù)k，通常取為0.80.9。當不同類型的建筑(如辦公樓和宿舍樓)共用一個變壓器時，同步系數(shù)負荷密度法的計算公式如下：負荷密度法定義為單位面積負荷需求與建筑面積的乘積。建筑的總計算負荷，單位為千瓦；單位面積的負荷需求，單位：建筑面積，單位。每個房屋的用電負荷不再根據燈具和插座的容量逐一計算，而是根據房屋的類型來確定。根據我國住宅的發(fā)展，每棟住宅的供電能力標準一般可選擇在4-12kw范圍內。當每套高檔公寓建筑面積為l00200m2時，用電標準為10-15kw。一棟高層綜合樓，帶1層車庫和設備間，帶1，100m2電動扶梯2* 15kw，13層商場，帶1，500m2走廊照明20kw，415層住宅，帶8

10、戶100m2消防中心20KW家用水泵2*22KW(一用一備)，消防栓泵2*30KW(一用一備)噴淋水泵2 * 55KW(一用一備)設計要求：所有電纜均已選用。解決方案：1 .加載分組。例1:一棟高層綜合樓，車庫及設備用房1100平方米，電動扶梯2* 15千瓦，商場1500平方米，樓道照明20KW，住宅樓8戶100平方米，家用水泵20KW 2 * 22KW(一用一備)。 一臺2*30KW消防泵(一備一用)，一臺2 * 30KW設計要求的噴淋水泵(一備一用):所有電纜均選用。 解決方案：1 .加載分組2。負載計算。示例1: P1 (P2。P3)=1500米20.09千瓦/米20.8=108千瓦，P

11、8=米20.03千瓦/米20.8=108千瓦。表1-12，P9=1100m 20.01kw/m2 20=31kw，P10=215kw=30kw，P10=2 215kw=60kw，P11=222kw 0.5=22kw，P11=55 30=85KW，P12=20KW，解決方案701 108 108 66 66 108 31 60 22 20，3。總計算負荷，PJ=(4 108 4 66 31 30 22)0.9=701千瓦，4。變壓器容量，5。補償容量，QC=PJ(TG 1 TG 2)=0.85 701 TG(COS-10.8)TG(COS-10.95)=241(Kvar)，8.3設備選擇，1。與

12、相電壓相連的線路照明設備的計算電流(1)單相線路的計算電流單相負載線路的總計算負載，單位為千瓦；單相負載所在線路的額定相電壓(220伏)，單位為千伏；單相負載的功率因數(shù)。燈具；白熾燈(功率補償)熒光燈(無補償)高強度燈(帶補償)高強度燈(無補償)1 0.95 0.5 0.9 0.5，(2)三相等效負載三相等效計算負載，單位為千瓦，三個單相負載中最大的一個，單位為千瓦(3)三相線路的線路計算電流為380伏，單位為照明設備連接到線路電壓三相等效負載三相負載中最大的線間負載，單位為示例3.3建筑物的配電箱及其承載的負荷如圖3.12所示。配電箱引出三條支線，分別為15、13、14盞100瓦白熾燈和40

13、瓦熒光燈，帶電感鎮(zhèn)流器，解決方案：(1)白熾燈設備容量：Pe=Pn=100W瓦支線1計算負荷：P1j11=Pe=15100=1500W瓦支線2計算負荷：P1j12=Pe=13100=1300W瓦支線3計算負荷：P1j13=Pe=14100=1400W瓦干線有功計算負荷)=3360瓦(2)熒光燈設備容量：Pe=Pn(1 a)=40(1 0.2)=48W支線1計算當熒光燈功率因數(shù)為0.53時，干線總無功計算負荷：q2j=q2j 1 q2j 2=0.1229 Tan(arc cos53)=1966 VAR干線計算電流：Ij=，2。電線電纜的選擇和敷設(1)導體材料和纜芯的選擇(2)纜芯的選擇(2)電

14、線電纜的型號和敷設條件；2)照明電線電纜的選擇決定電氣設備的計算負荷，目的是選擇供配電系統(tǒng)中使用的電線電纜的截面。選擇電線電纜的型號是我們需要解決的另一個問題。1選擇原則(1)根據使用環(huán)境和敷設方式選擇電線電纜的類型；(2)根據機械強度選擇導線的最小允許截面；(3)根據允許載流量選擇電線電纜的截面；(4)根據電壓損失檢查電線電纜的截面。當根據上述條件選擇的電線電纜有多種規(guī)格的截面時，應選擇較大的一種。導體和電纜的類型和規(guī)格的選擇導體和電纜芯的材料是鋁或銅，銅線在現(xiàn)代建筑中廣泛使用。有多芯和單芯，如三相四線四芯電纜和三相五線五芯電纜。它的絕緣和護套是塑料和橡膠。聚氯乙烯絕緣電線通常用于塑料絕緣電

15、線，銅芯型BV和鋁芯型BLV，具有圓形和扁平的電線形狀。聚氯乙烯絕緣軟線主要用于交流額定電壓低于250伏的室內家用電器和照明燈具的連接線，其型號為RVB(扁平塑料絕緣軟線)和RVS(絞合塑料絕緣軟線)，取代了過去常用的RX和RXS橡膠絕緣棉紗編織線。此外，聚氯乙烯絕緣和護套電線常用于民用建筑。電線的類型有BVV(銅芯)和BLVV(鋁芯)。這種電線可以直接安裝在建筑物的表面。它具有防潮性能和一定的機械強度，廣泛用于500伏交流電以下的電氣設備和照明線路的明敷設或暗敷設。3、導線和電纜截面的選擇可基于以下關系：KtINIj公式：Ij為照明配電線路的計算電流(A)；IN是電線或電纜(a)的允許載流能力。根據各種電線電纜的載流量進行選擇，并檢查機械強度。單相三線，零線和相線截面相同。兩相三線，零線與兩相線具有相同的橫截面。分相控制的三相四線制線路，零線和相線截面相同；當負載是氣體放電光源時，即使三相負載對稱，三次諧波電流也會在零線中流動，所以零線的橫截面應該與相線的橫截面相同。對于導體橫截面等