供配电与照明技术课程设计论文.docx

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供配电与照明技术课程设计论文

一、设计总说明和设计依据

1.1设计总说明

照明是人们日常生活和工作中必不可少的条件，本次设计三层住宅建筑电气照明，按照卧室、厨房、卫生间、客厅、书房、健身房等不同功能的房间分别合理的进行灯具、插座、开关、线缆的选择，使得空间照明效果良好，满足家庭生活的需求。

设计的主要内容包括绘制各层照度平面图、各层插座平面图、照明系统图，以及照度计算、负荷计算、线缆、开关和配电箱的选择。

1.2设计依据

根据《建筑照明设计规范》（GB50034-2004）中有关条款规定：

第选用的照明光源应符合国家现行相关标准的有关规定。

第选择光源时，应在满足显色性、启动时间等要求条件下，根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比较后确定。

第照明设计时可按下列条件选择光源：

高度较低房间，如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间宜采用细管径直管形荧光灯；

第应急照明应选用能快速点燃的光源。

第应根据识别颜色要求和场所特点，选用相应显色指数的光源。

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。

根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）规定如下：

第在进行照明设计时，应根据视觉要求、作业性质和环境条件，通过对光源和灯具的选择和配置，使工作区或空间具备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。

第在确定照明方案时，应考虑不同类型建筑对照明的特殊要求，处理好电气照明与天然采光的关系；采用高光效光源、灯具与追求照明效果的关系。

二、照明系统设计

2.1照明方式

　　照明方式是指照明灯具按其布局方式或使用功能而构成的基本形式，根据GB50034-2004，照明方式可分为一般照明、局部照明和混合照明等。

　　本建筑所需照明种类根据GB50034-2004规定分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍标志照明等。

2.1.1照明方式的确定

①一般照明区域的确定

　　一般照明区域是为照亮整个场所而设置的均匀照明区，有均匀一般照明区和分区一般照明区之分。

　　为了使本住宅楼均均匀的水平照度，采用照明灯具在整个照明场所基本均匀布置的照明方式。

本住宅楼都采用均匀一般照明方式，其照明器的形式、悬挂高度、灯泡容量也是均匀对称的。

②局部照明区域的确定

　　局部照明区域是特定视觉工作用的、为照亮某个局部而设置的照明区。

　　本设计中采用这种方法照亮较大办公区域内有限的重点工作区，采用从适宜的方向装设小功率的台灯，发挥其灵活方便、节电、易于调整和改变光的方向的优点。

　　在该住宅的卧室房间内，同时装设局部照明和一般照明，防止会因亮度分布不均匀而影响视觉功能。

③混合照明区域的确定

　　混合照明区域由一般照明和局部照明共同组成，利用局部照明增加该办公建筑内办公工作区的照度，可以有效地减少工作面的阴影和光斑，减少照明设施的总功率，提高工作和用电效率。

对于该住宅楼楼中无工作位置密度不大、照度要求高、对照射防线有特殊要求的场所，例如该楼内无须采用混合照明。

2.2光源和灯具的选型

选择的光源应符合国家相关标准的有关规定，通常电光源可分为固体发光光源和气体放电光源两大类。

1、合理的照度水平，并具有一定的均匀度；

2、适当的亮度分布；

3、必要的显色性和入射方向；

4、限制眩光作用和阴影的产生；

5、美观协调

2.2.2光源选型

　　我国历史上最常用的电光源是白炽灯，但白炽灯由于诸多缺点渐渐被淘汰。

气体放电光源最常用的是荧光灯。

该设计采用T8直管e-Hf高效荧光灯和无极荧光灯。

①T8直管e-Hf高效荧光灯

　　原理：

荧光灯管中的汞蒸汽，在电场作用下放电将电能转化为电磁辐射能，并辐射出紫外线管内壁上的荧光粉吸收紫外线，把它转化为可见光。

特点：

寿命长、光效高、显色性好等优点。

适用场合：

适用于进行较精细的工作，需要正确识别色彩，照度要求较高或进行长时间紧张视力工作的场所，适用于天然采光的房间照明或要求环境舒适的照明场所。

在本住宅楼的设计中，除了书房以外都采用此类光源。

②无级荧光灯

原理：

利用电磁耦合的原理，使汞原子从原始状态激发成激发态，其发光原理与传统荧光灯原理一样。

特点：

节能灯的尺寸与白炽灯相近，与灯座的接口也和白炽灯相同，所以可以直接替换白炽灯。

在达到同样光能输出的前提下，只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4，从而可以节约大量的照明电能和费用，其最大优势就是寿命长、光效高、显色性好。

　　适用场合：

居室照明、办公照明、工业照明、酒店、商场等场所。

　　在本住宅楼中，书房兼会客厅适宜用此类光源。

①灯具的作用

　　能透光、分配和改变光源光分布，用于固定和保护光源，以及与电源连接。

②灯具的分类

　　灯具按光通量在上下空间分布的比例分为五类：

直接型、半直接型、全漫射型（包括水平方向光线很少的直接—间接型）、半间接型和间接型。

　　从外形和功能上来分，有吊灯、吸顶灯、落地灯、壁灯、台灯、筒灯、射灯、节能灯等。

③灯具的选定

　　在本次设计中，除了书房以外都采用效率为高效直下控照型荧光灯具吸顶安装，效率为

72%，维护系数为0.75；书房采用嵌入式线型荧光灯具，悬挂安装，便于维修，其效率为72%，维护系数为0.75;走廊、楼梯间等灯具采用吸顶的圆形灯具，效率为72%，维护系数为0.75，吸顶安装；厕所、卫生间等采用球形防水防尘灯具，吸顶安装；厨房采用防爆灯具吸顶安装。

本设计照明布置统计如下表：

表1一层照明布置

房间名称

房间面积（㎡）

灯具数量（套）

灯具规格

安装方式

布置方式

卧室1

13.06

1

FAC41260PH

吸顶

墙顶中心

楼梯

7.90

1

FAC41260PH

吸顶

墙顶中心

卫生间

9.74

1

FAC41260PH

吸顶

墙顶中心

厨房

14.49

2

FAC41260PH

吸顶

墙顶中心

卧室2

15.22

1

FAC41260PH

吸顶

两行一列均匀

客厅

15.22

2

FAC41260PH

吸顶

两行一列均匀

餐厅

13.39

2

FAC41260PH

吸顶

一行两列均匀

表2二层照明布置

房间名称

房间面积（㎡）

灯具数量（套）

灯具规格

安装方式

布置方式

卧室1

14.48

1

FAC41260PH

吸顶

墙顶中心

楼梯

7.74

1

FAC41260PH

吸顶

墙顶中心

卫生间

9.74

1

FAC41260PH

吸顶

墙顶中心

卧室2

15.51

1

FAC41260PH

吸顶

墙顶中心

书房兼会客

19.85

1

FAC41610PH

悬挂

墙顶中心

表3三层照明布置

房间名称

房间面积（㎡）

灯具数量（套）

灯具规格

安装方式

布置方式

卧室

16.70

1

FAC41260PH

吸顶

墙顶中心

楼梯

10.7

2

FAC41260PH

吸顶

两行一列均匀

卧室

13.43

1

FAC41260PH

吸顶

墙顶中心

健身房

33.90

2

FAC41260PH

吸顶

一行两列均匀

灯具布置详见附录部分照明平面图。

表1一层插座布置

房间名称

房间面积（㎡）

插座数量（套）

插座类型

卧室1

13.06

3

两个单相插座，一个三相空调插座

楼梯

7.90

1

一个单相插座

卫生间

9.74

1

一个三相防水插座

厨房

14.49

3

两个单相防水防爆插座，一个三相防水防爆插座

卧室2

15.22

3

两个单相插座，一个三相空调插座

客厅

15.22

3

两个单相插座，一个三相空调插座

餐厅

13.39

2

一个单相插座，一个三相空调插座

表2二层插座布置

房间名称

房间面积（㎡）

插座数量（套）

插座类型

卧室1

14.48

3

两个单相插座，一个三相空调插座

楼梯

7.74

2

两个单相插座

卫生间

9.74

1

一个单相防水插座

卧室2

15.51

3

两个单相插座，一个三相空调插座

书房兼会客

19.85

3

两个单相插座，一个三相空调插座

表3二层插座布置

房间名称

房间面积（㎡）

插座数量（套）

插座类型

卧室

16.70

3

两个单相插座，一个三相空调插座

楼梯

10.7

1

一个单相插座

卧室

13.43

3

两个单相插座，一个三相空调插座

健身房

33.90

3

两个单相插座，一个三相空调插座

表1一层开关布置

房间名称

房间面积（㎡）

开光数量（套）

插座类型

卧室1

13.06

2

两个明装双联翘板式开关

楼梯

7.90

2

两个明装双联翘板式开关

卫生间

9.74

1

一个明装双联翘板式防水开关

厨房

14.49

1

一个明装双联翘板式防水防爆插座

卧室2

15.22

2

两个明装双联翘板式开关

客厅

15.22

2

两个明装双联翘板式开关

餐厅

13.39

1

一个明装双联翘板式开关

表2二层开关布置

房间名称

房间面积（㎡）

开光数量（套）

插座类型

卧室1

14.48

3

三个明装双联翘板式开关

楼梯

7.74

2

两个明装双联翘板式开关

卫生间

9.74

1

一个明装双联翘板式防水开关

卧室2

15.51

3

三个明装双联翘板式开关

书房兼会客

19.85

1

一个明装双联翘板式开关

表3二层开关布置

房间名称

房间面积（㎡）

开光数量（套）

插座类型

卧室

16.70

3

三个明装双联翘板式开关

楼梯

10.7

2

两个明装双联翘板式开关

卧室

13.43

3

三个明装双联翘板式开关

健身房

33.90

1

一个明装双联翘板式开关

2.3负荷等级

照明负荷分为三类，在工程实践中应根据对供电可靠性的要求以及终止供电在政治、经济等方面的影响和损失的程度，区分照明负荷等级，并针对不同等级确定其对供电电源的要求。

本楼属于底层民用住宅建筑，属于三级负荷。

三级负荷对电源的要求比二级负荷条件放宽，但应到做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时，不致中断供电或中断后，能迅速恢复。

一般有两个回路供电，当电源来自同一区域变电所不同变压器时，即可认为满足要求。

在地区负荷较小或供电条件困难时，二级负荷也可由一路六千伏以上专用架空线路或电缆线路供电。

三级负荷对供电的可靠性要求不高，只需一路电源供电。

三、照明设计计算与线路导线开关的选择

3.1照度计算

照度计算计算书

计算依据

灯具数量,照度值计算根据《照明设计手册》第二版（中国电力出版社）P221页公式（5-39）计算。

利用系数根据《照明设计手册》第二版（中国电力出版社）表4-1至4-62查询获得。

计算结果

房间编号:

01房间名称卧室

1.1房间条件

房间类型:

矩形房间

房间面积:

13.06平方米

房间高度:

3.2米

工作面高度:

0.7米

顶棚反射系数:

70%

墙面反射系数:

50%

1.2灯具信息

灯具维护系数:

0.75

灯具名称:

吸顶式高效直下控照型荧光灯具

灯具型号:

FAC41260PH

灯具效率:

0.72

利用系数:

0

最大距高比A-A:

0.78

最大距高比B-B:

1.34

灯具镇流器使用0×0（W）

灯具使用光源:

光源生产厂家:

松下

光源类型:

荧光灯

光源型号:

YZ32RZ/e-Hf（三基色）

光源名称:

T8直管e-Hf高效荧光灯

光源数量:

1

单个光源功率:

45

单个光源光通量:

4700

1.3照度要求

照度要求:

75

功率密度要求:

7

1.4计算过程

计算标准：

依据《中华人民共和国国家标准建筑照明设计标准GB50034-2004》P13；在一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较，可有-10%～+10%的偏差。

由Eav=N×φ×U×K/A

得N=（Eav×A）/（φ×U×K）

Eav按90%计算最小灯具安装套数

N=（Eav×90%×A）/（φ×U×K）

=（75×90%×-1）/（4700×0×0.75）=-48套

1.5校核结果

采用本灯具:

1套行数：

0列数:

0

边距比:

0.5

灯具布置方向:

水平

实际照度E=（N×φ×U×K）/A

=（1×4700×0×0.75）/-1=1.1（LX）

E>0.9Eav,∴计算照度达到平均照度要求

La-a

∴灯具布置合理

计算功率密度：

W=灯具数×（单个灯的镇流器功率＋单个灯的光源容量）/面积

=1×（0×0＋45）/-1=-45

该建筑物:

--住宅建筑--卧室：

一般活动区

要求的功率密度X=7

换算到照度标准值的功率密度X（实际）=9.8

W

房间编号:

02房间名称楼梯

2.1房间条件

房间类型:

矩形房间

房间面积:

7.90572平方米

房间高度:

3.2米

工作面高度:

0.7米

顶棚反射系数:

70%

墙面反射系数:

50%

2.2灯具信息

灯具维护系数:

0.75

灯具名称:

吸顶式高效直下控照型荧光灯具

灯具型号:

FAC41260PH

灯具效率:

0.72

利用系数:

0.386

最大距高比A-A:

0.78

最大距高比B-B:

1.34

灯具镇流器使用1×1（W）

灯具使用光源:

光源生产厂家:

松下

光源类型:

荧光灯

光源型号:

YZ32RZ/e-Hf（三基色）

光源名称:

T8直管e-Hf高效荧光灯

光源数量:

1

单个光源功率:

45

单个光源光通量:

4700

2.3照度要求

照度要求:

75

功率密度要求:

7

2.4计算过程

计算标准：

依据《中华人民共和国国家标准建筑照明设计标准GB50034-2004》P13；在一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较，可有-10%～+10%的偏差。

由Eav=N×φ×U×K/A

得N=（Eav×A）/（φ×U×K）

Eav按90%计算最小灯具安装套数

N=（Eav×90%×A）/（φ×U×K）

=（75×90%×7.90572）/（4700×0.386×0.75）=1套

2.5校核结果

采用本灯具:

1套行数：

1列数:

1

边距比:

0.5

灯具布置方向:

水平

实际照度E=（N×φ×U×K）/A

=（1×4700×0.386×0.75）/7.90572=172.11（LX）

E<1.1Eav,∴计算照度达到平均照度要求

La-a

∴灯具布置合理

计算功率密度：

W=灯具数×（单个灯的镇流器功率＋单个灯的光源容量）/面积

=1×（1×1＋45）/7.90572=5.81857

该建筑物:

--住宅建筑--卧室：

一般活动区

要求的功率密度X=7

换算到照度标准值的功率密度X（实际）=16.1

W

房间编号:

03房间名称卫生间

3.1房间条件

房间类型:

矩形房间

房间面积:

9.74155平方米

房间高度:

3.2米

工作面高度:

0.7米

顶棚反射系数:

70%

墙面反射系数:

50%

3.2灯具信息

灯具维护系数:

0.75

灯具名称:

吸顶式高效直下控照型荧光灯具

灯具型号:

FAC41260PH

灯具效率:

0.72

利用系数:

0.409892

最大距高比A-A:

0.78

最大距高比B-B:

1.34

灯具镇流器使用1×1（W）

灯具使用光源:

光源生产厂家:

松下

光源类型:

荧光灯

光源型号:

YZ32RZ/e-Hf（三基色）

光源名称:

T8直管e-Hf高效荧光灯

光源数量:

1

单个光源功率:

45

单个光源光通量:

4700

3.3照度要求

照度要求:

100

功率密度要求:

7

3.4计算过程

计算标准：

依据《中华人民共和国国家标准建筑照明设计标准GB50034-2004》P13；在一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较，可有-10%～+10%的偏差。

由Eav=N×φ×U×K/A

得N=（Eav×A）/（φ×U×K）

Eav按90%计算最小灯具安装套数

N=（Eav×90%×A）/（φ×U×K）

=（100×90%×9.74155）/（4700×0.409892×0.75）=1套

3.5校核结果

采用本灯具:

1套行数：

1列数:

1

边距比:

0.5

灯具布置方向:

水平

实际照度E=（N×φ×U×K）/A

=（1×4700×0.409892×0.75）/9.74155=148.32（LX）

E<1.1Eav,∴计算照度达到平均照度要求

La-a

∴灯具布置合理

计算功率密度：

W=灯具数×（单个灯的镇流器功率＋单个灯的光源容量）/面积

=1×（1×1＋45）/9.74155=4.72204

该建筑物:

--住宅建筑--卫生间

要求的功率密度X=7

换算到照度标准值的功率密度X（实际）=10.4

W

房间编号:

04房间名称厨房

4.1房间条件

房间类型:

矩形房间

房间面积:

14.4937平方米

房间高度:

3.2米

工作面高度:

0.7米

顶棚反射系数:

70%

墙面反射系数:

50%

4.2灯具信息

灯具维护系数:

0.75

灯具名称:

吸顶式高效直下控照型荧光灯具

灯具型号:

FAC41260PH

灯具效率:

0.72

利用系数:

0.460269

最大距高比A-A:

0.78

最大距高比B-B:

1.34

灯具镇流器使用2×1（W）

灯具使用光源:

光源生产厂家:

松下

光源类型:

荧光灯

光源型号:

YZ32RZ/e-Hf（三基色）

光源名称:

T8直管e-Hf高效荧光灯

光源数量:

1

单个光源功率:

45

单个光源光通量:

4700

4.3照度要求

照度要求:

150

功率密度要求:

7

4.4计算过程

计算标准：

依据《中华人民共和国国家标准建筑照明设计标准GB50034-2004》P13；在一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较，可有-10%～+10%的偏差。

由Eav=N×φ×U×K/A

得N=（Eav×A）/（φ×U×K）

Eav按90%计算最小灯具安装套数

N=（Eav×90%×A）/（φ×U×K）

=（150×90%×14.4937）/（4700×0.460269×0.75）=2套

4.5校核结果

采用本灯具:

2套行数：

1列数:

2

边距比:

0.5

灯具布置方向:

水平

实际照度E=（N×φ×U×K）/A

=（2×4700×0.460269×0.75）/14.4937=223.883（LX）

E<1.1Eav,∴计算照度达到平均照度要求

La-a

∴灯具布置合理

计算功率密度：

W=灯具数×（单个灯的镇流器功率＋单个灯的光源容量）/面积

=2×（2×1＋45）/14.4937=6.48557

该建筑物:

--住宅建筑--厨房：

操作台

要求的功率密度X=7

换算到照度标准值的功率密度X（实际）=10.4

W

房间编号:

05房间名称卧室

5.1房间条件

房间类型:

矩形房间

房间面积:

15.2299平方米

房间高度:

3.2米

工作面高度:

0.7米

顶棚反射系数:

70%

墙面反射系数:

50%

5.2灯具信息

灯具维护系数:

0.75

灯具名称:

吸顶式高效直下控照型荧光灯具

灯具型号:

FAC41260PH

灯具效率:

0.72

利用系数:

0.459265

最大距高比A-A:

0.78

最大距高比B-B:

1.34

灯具镇流器使用1×1（W）

灯具使用光源:

光源生产厂家:

松下

光源类型:

荧光灯

光源型号:

YZ32RZ/e-Hf（三基色）

光源名称:

T8直管e-Hf高效荧光灯

光源数量:

1

单个光源功率:

45

单个光源光通量:

4700

5.3照度要求

照度要求:

75

功率密度要求:

7

5.4计算过程

计算标准：

依据《中华人民共和国国家标准建筑照明设计标准GB50034-2004》P13；在一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较，可有-10%～+10%的偏差。

由Eav=N×φ×U×K/A

得N=（Eav×A）/（φ×U×K）

Eav按90%计算最小灯具安装套数

N=（Eav×90%×A）/（φ×U×K）

=（75×90%×15.2299）/（4700×0.459265×0.75）=1套

5.5校核结果

采用本灯具:

1套行数：

1列数:

1

边距比:

0.5

灯具布置方向:

水平

实际照度E=（N×φ×U×K）/A

=（1×4700×0.459265×0.75）/15.2299=106.298（LX）

E<1.1Eav,∴计算照度达到平均照度要求

La-a

∴灯具布置合理

计算功率密度：

W=灯具数×（单个灯的镇流器功率＋单个灯的光源容量）/面积

=1×（1×1＋45）/15.2299=3.02037

该建筑物:

--住宅建筑--卧室：

一般活动区

要求的功率密度X=7

换算到照度标准值的功率密度X（实际）=9.9

W

房间编号:

06房间名称客厅

6.1房间条件

房间类型:

矩形房间

房间面积:

15.2299平方米

房间高度:

3.2米

工作面高度:

0.7米

顶棚反射系数:

70%

墙面反射系数:

50%

6.2灯具信息

灯具维护系数:

0.75

灯具