某幼儿园照明设计.docx
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某幼儿园照明设计
1.设计方案
1.1工程分析
本工程为一栋三层的幼儿园及办公建筑，三类建筑，其负荷等级除应急照明外属三级负荷。
本工程的结构形式为底框式，桩基础，现浇顶有建筑平面图可知，本建筑明显分为两个部分，一部分用来办公，另一部分用来教学活动，所以在设计的时候两部分考虑的因素有所不同，办公的部分按办公楼的电气设计表准进行。
教学的部分兼做办公，设计的功能要求更高一些。
考虑到学校建筑照明的重要性，应急回路必须有备用，又本建筑有两个电井，所以可以互备！
本建筑的地下停车场的照明设计是一个本设计的一个特殊之处。
在满足功能的要求下，尽可能的考虑经济性和高效性！
又考虑到车道和车位的照度要求区别，综合确定照明方案。
1.2方案确定
由于本建筑是幼儿园的建筑，在考虑到建筑本身的重要性，本建筑照明的系统引线采用配电所的二次侧开关柜后出线，不单独设计变配电室。
又由于建筑结构局域分割明显，供电采用三路电源进线埋地引入，一路用来控制地下停车场的普通照明和应急照明，另两路在进入地下室配电间后，分别引出一路进入总的应急配电箱，保证应急配电的互备性。
地上各层普通照明和应急照明均由地下配电室沿桥架引至各部分的电井，然后引至各层配电箱。
具体系统图见附录竖向系统图
照明方案在参考国家现行的《建筑照明设计标准》等各种规范，并进行必要的计算后确定。
2.照度计算及布灯
2.1室内照度计算
2.1.1照度计算方法
1、利用系数法求平均照度的步骤
（1）、计算室形空间比RCR（或计算室形空间指数RI）、顶棚空间比CCR、地板空间比FCR。
计算公式
室空间比：
（2-1）
室形指数：
（2-2）
顶棚空间比：
（2-3）
地板空间比：
（2-4）式中l——室长（m）；
W——室宽（m）；
——顶棚空间高，即是灯具的垂度（m）；
——室空间高，即灯具的计算高度（m）；
——地板空间高，即工作面的高度（m）。
（2）、计算顶棚有效反射比。
计算公式
平均反射比：
（2-5）
有效空间反射比：
（2-6）
式中——顶棚或地板空间个表面的平均反射比；
——顶棚或地板空间内所有表面积的总面积（）；
——顶棚或地板平面面积（）；
——第i块表面的面积（）；
——第i块表面的实际反射比。
（3）、计算墙面平均反射比。
由于房间开窗或者饰物遮挡等原因引起的墙面反射比的变化。
求利用系数时，墙面反射比应采用加权平均值，可利用公式（2-6）求得。
（4）、计算地板空间反射比。
（5）、查灯具维护系数K。
（6）、确定利用系数U。
利用内插法。
（7）、计算平均照度。
公式：
（2-7）
式中——工作面上的平均照度（）；
——光源光通量（lm）；
N——光源数量；
U——利用系数；
K——灯具的维护系数。
查表2-1得出
表2-1灯具维护系数
环境污染特征
房间或场所举例
灯具最少擦拭次数（次/年）
维护系数值
室内
清洁
卧室、办公室、餐厅、阅览室、教室、病房、客房、仪器仪表装配间、电子元器件装配间、检验室等
2
0.80
一般
商店营业厅、候车室、影剧院、机械加
工车间、机械装配车间、体育馆等
2
0.70
污染严重
厨房、锻工车间、铸工车间、水泥车间
等
3
0.6
室外
雨蓬、站台
2
0.65
（8）、验证照度平均值是否符合标准要求以及功率密度。
各常见场所照度标准值见表2-2、表2-3
表2-2校园建筑照度标准值
房间或场所
参考平面及其高度
照度标准值
（lx）
UGR
Ra
教室
课桌面
300
19
80
实验室
实验桌面
300
19
80
美术教室
桌面
500
19
90
多媒体教室
0.75m水平面
300
19
80
教室黑板
黑板面
500
—
80
表2-3工业建筑常见照度标准值
房间或场所
参考平面及其高度
照度标准值（lx）
UGR
Ra
备注
试验室
一般
0.75m水平面
300
22
80
可另加局部照明
精细
0.75m水平面
500
19
80
可另加局部照明
检验
一般
0.75m水平面
300
22
80
可另加局部照明
精细，有颜色要求
0.75m水平面
750
19
80
可另加局部照明
计量室、测量室
0.75m水平面
500
19
80
可另加局部照明
变配
电站
配电装置室
0.75m水平面
200
—
60
变压器室
地面
100
—
20
电源设备室，发电机室
地面
200
25
60
控制室
一般控制室
0.75m水平面
300
22
80
主控制室
0.75m水平面
500
19
80
电话站、网络中心
0.75m水平面
500
19
80
计算机站
0.75m水平面
500
19
80
防光幕反射
动力站
风机房、空调机房
地面
100
—
60
泵房
地面
100
—
60
冷冻站
地面
150
—
60
压缩空气站
地面
150
—
60
锅炉房、煤气站的操作层
地面
100
—
60
锅炉水位表照度不小于50lx
仓库
大件库（如钢坯、钢
材、大成品、气瓶）
1.0m水平面
50
—
20
一般件库
1.0m水平面
100
—
60
货架垂直照度不小于50lx
精细件库
（如工具、小零件）
1.0m水平面
100
—
620
油表照度不小于50lx
功率密度计算公式：
式中——布灯的方式。
即行数和列数；
P——总功率（W）；
A——被照面的平面面积（）；
——照度标准值和照度计算值（）
般照明功率密度不宜大于11W/。
具体值见表2-4
表2-4办公建筑照度密度值（LPD）
房间或场所
照明功率密度（W/m2）
对应照度值（lx）
现行值
目标值
普通办公室
11
9
300
高档办公室、设计室
18
15
500
会议室
11
9
300
营业厅
13
11
300
文件整理、复印、发行室
11
9
300
档案室
8
7
200
1、单位功率法
1）、计算公式
2-9）
每单位被照面积所需的灯泡安装功率为
式中——房间安装光源的总功率（W）；
Ａ——房间的面积（）；Ｎ——房间灯得总盏数；
——每盏灯的功率（W）；——单位功率（W/）。
2）、使用单位容量法求照明灯具的安装容量或灯数
3）、验证照度值和LPD值。
公式参照（2-7）和（2-8）
2.2光源、灯具选择及布灯方式
1、照明设计时光源选择
（1）、高度较低房间宜采用细管径直管荧光灯。
（2）、商店营业厅宜采用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯。
（3）、高度较高的工业厂房，应按照生产使用要求，采用金属卤化物灯或高压钠灯，亦可采用大功率细管径直管荧光灯。
（4）、一般照明场所不应采用荧光高压钠灯，不应采用自镇流荧光高压钠灯。
（5）、一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯；在下列工作场所可采用白炽灯。
○1、要求瞬时启动和连续调光的场所，使用其他光源经济不合理时
2、对防止电磁干扰要求严格的场所
3、开关频繁的场所
4、照度要求不高，且照明时间较短的场所。
5、对装饰有特殊要求的场所
（6）、应急照明选用能快速点燃的光源。
2、灯具的选择
根据不同的工作环境条件，灵活、实用、安全地选用开启式、防尘式、封闭式、防爆式、防水式及直接和半直接照明型等多种灯具。
灯具的选择高效节能并能与建筑物的风格相协调。
3、布灯方式
光源应均匀布置，光源距墙的距离是一般取灯间距的一半。
最低悬挂高度为2.4m。
灯具及插座的布置详见附录四~十
2.3照度计算书
以20人早教室为例参考标准：
《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：
早教室
房间长度L:
11.20m房间宽度B:
7.75m计算高度H:
2.05m顶棚反射比（%）：
0.7
墙反射比（%）：
0.5地面反射比（%）：
0.2室形系数RI:
2.23
2.灯具参数:
型号:
荧光灯YZ40RR（36W日）光色单灯具光源数:
2个灯具光通量:
2000lm灯具光源功率:
72.00W镇流器类型:
镇流器功率:
0.00
3.其它参数:
利用系数:
0.69维护系数:
0.80照度要求:
300.00LX
功率密度要求:
11.00W/m2
4.计算结果:
E=NΦUK/A
N=EA/（ΦUK）其中：
Φ——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:
12计算照度:
305.30LX实际安装功率=光源数×（光源功率+镇流器功率）=864.00W实际功率密度:
9.95W/m2折算功率密度:
9.78W/m2
5.校验结果:
要求平均照度:
300.00LX实际计算平均照度:
305.30LX符合规范照度要求!
要求功率密度:
11.00W/m2实际功率密度:
9.78W/m2符合规范节能要求!
3.负荷计算
3-1）
3.1照明负荷计算
1、按需要系数法
公式：
需要系数，不同建筑对照明负荷的需要程度
照明干线的需要系数见表3-1。
民用建筑照明负荷系数查相关规范。
照明
灯具及照明支线的需要系数为1
表3-1照明干线需要系数
建筑类型
Kx
建筑类别
Kx
住宅区、住宅
0.6~0.8
由小房间组成的车间或厂
房
0.85
医院
0.5~0.8
辅助小型车间、商业场所
1
办公楼、实验室
0.7~0.9
仓库、变电所
0.5~0.6
教研楼、实验楼
0.8~0.9
应急照明、室外照明
1
大型厂房（由几个大跨度组成）
0.8~1.0
厂区照明
0.8
气体放电灯镇流器的功率存在损耗，具体的损耗系数见表3-2
气体放电光源镇流器的功率损耗系数表3-2
光源种类
损耗系数α
光源种类
损耗系数α
荧光灯
0.2
金属卤化物灯
0.14~0.22
荧光高压钠灯
0.07~0.3
涂荧光物质的金属卤化物灯
0.14
自镇流荧光高压钠灯
——
低压钠灯
0.2~0.8
高压钠灯
0.12~0.2
对于有镇流器的气体放电光源，考虑镇流器的功率损耗，其设备容
量计算应为
（3-2）
式中——气体放电光源照明设备安装容量（kW）；
——气体放电光源的额定功率（ｋＷ）；
——镇流器的功率损耗系数。
2、照明负荷估算在初步设计时，为计算用电量和规划用电方案，需估算照明负荷。
估算公式为
（3-3）
式中——单位建筑面积照明负荷（W/）；
A——被照建筑面积（）。
3、照面线路电流计算计算电流是选择导线的截面的直接依据，也是计算电压损失的主要参数之一。
在进行照明供电设计时，要注意照明设备多数都是单相设备。
若采用三相四线制380V/220V供电，按建筑电气设计技术规范规定：
单相负荷应逐项均匀分配。
（1）、当采用一种光源时，线路计算电流可按公式（3-4）、公式（3-5）
计算
（3-4）
三相线路电流计算为
式中——三相照明线路计算负荷（W）；
——照明线路的额定线电压（V）；
——光源的功率因数。
单相线路的电流计算
式中——单相照明线路的计算负荷（W）；
——照明线路的额定相电压（V）；
——光源的功率因数
（2）、对于白炽灯、卤钨灯与气体放电灯混合的线路，其计算电流
可由公式（3-6）计算为
（3-6）
式中——混合照明电线路中，白炽灯、卤钨灯的计算电流（A）；——混合照明线路中，气体放电灯的计算电流（A）；——气体放电灯的功率因数角。
3.2负荷计算书
以配电箱1AL1为例
由照明及插座平面图可知：
本配电箱分为14个回路，其中照明有5个回路，1路预留，其余为插座和空调回路。
表3-3用电负荷计算书
用电设备组名称
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
设备相序
视在功率
有功功率
无功功率
计算电流
WL1
0.48
1
0.90
220
L2相
0.53
0.48
0.23
2.42
WL2
0.48
1
0.90
220
L1相
0.53
0.48
0.23
2.42
WL3
0.32
1
0.90
220
L3相
0.36
0.32
0.15
1.62
WL4
0.80
1
0.90
220
L2相
0.89
0.80
0.39
4.04
WL5
0.72
1
0.90
220
L3相
0.80
0.72
0.35
3.64
WL6
1.00
0.80
0.85
220
L3相
0.94
0.80
0.50
4.28
WL7
2.50
0.75
0.80
220
L1相
2.34
1.88
1.41
10.65
WL8
1.00
0.80
0.85
220
L3相
0.94
0.80
0.50
4.28
WL9
2.50
0.75
0.80
220
L2相
2.34
1.88
1.41
10.65
WL10
2.50
0.75
0.80
220
L3相
2.34
1.88
1.41
10.65
WL11
1.00
0.80
0.85
220
L1相
0.94
0.80
0.50
4.28
WL12
2.50
0.75
0.80
220
L1相
2.34
1.88
1.41
10.65
WL13
2.50
0.75
0.80
220
L2相
2.34
1.88
1.41
10.65
负荷:
计算公式】：
（3-7）
（3-8）
（3-9）
（3-10）
输出参数】：
进线相序:
三相
有功功率:
10.43
无功功率:
6.01
视在功率:
12.04
有功同时系数：
0.65
无功同时系数：
0.55
计算电流:
18.30
总功率因数:
0.87
【计算过程（不计入补偿容量）】：
=10.56（kW）
=6.01（kvar）
=12.04（kW）
=18.30（A）
4.低压系统设备选择
4.1照明线路导线的选择
1、导线类型的选择导线一般采用铜芯或者铝芯的线，照明配电干线和分支线，应采用铜芯绝缘导线或电缆；分支线截面不应小于2.5。
2、导线截面选择及校验
（1）、按机械强度要求选择
（2）、按允许载流量选择
（3）、按线路允许电压损失选择三种方法之间互为条件，互相验证。
中性线（N）截面在单相或者两相线路中应与相线截面相等；在三相四线制的平衡线路中不小于相线截面的50%，但在10以下时应与相线截面相等；在有气体放电灯的
线路中，应按最大一项的相电流选择。
以早教室照明线路为例
照明线路采用铜芯2.5两根穿塑料管暗敷，查表知允许载流量为24A大于需求。
所以选择导线为BV22.5-PC。
4.2线路保护设备保护电器一般包括断路器和熔断器两类，其选择的一般原则如下：
1、按正常工作条件选择
（1）、电路的额定电压不应低于电气线路的标称电压；额定频率应符合电气线路要求。
（2）、电器的额定电流不应小于该回路的计算电流。
2-20）
2、按使用场所环境条件根据使用场所的温度、湿度、灰尘、冲击、振动、海拔高度、腐蚀性介质、火灾与爆炸性危险介质等条件选择电器相应的外壳防护等级。
3、按短路工作条件
（1）分段能力不应小于电路最大的预期短路电流。
（2）保护电器的额定电流或整定电流应满足切断故障电路灵敏度要求。
4、按启动电流选择
考虑光源启动电流的影响，照明线路，特别是分支回路的保护电器，应按下列各式确定其额定电流的或整定电流。
对熔断器：
（4-1）
对断路器：
（4-2）
（4-3）
以上式中——断路器瞬时过流脱扣器整定电流（A）；
——选择熔断器的计算系数；
——选择断路器长延时过流脱扣器整定电流的计算系数；
——选择断路器瞬时过流脱扣器整定电流的计算系数。
取决于光源启动性能和保护电器特性，其数值见表4-1
表4-1不同光源的照明线路保护保护电路选择的计算系数
计算系数
白炽灯卤钨灯
荧光灯
荧光高压钠灯
高压钠灯
金属卤化物灯
螺旋式熔断器
1
1
1.3~1.7
1.5
1.5
插入式熔断器
1
1
1~1.5
1.1
1.1
断路器的长延时过流脱扣器
1
1
1.1
1
1
断路器瞬时过电流脱扣器
6
6
6
6
6
注：
荧光灯的计算系数，400W及以上的取上限值，175~250W取中间值，125W以下时取下限值。
目前常用的低压断路器的型号主要有DW16、DW15、DZ5、DZ6、DZ12、DZ20等系列
下面以配电箱1AL1说明线路和断路器选择问题
1、一层1AL1照明配电箱内的照明回路的需要系数为1，插座回路需要系数0.85，功率因数0.9，由上述负荷计算书可知，计算电流最大为3.23A，以计算电流来选取导线BV-22.5-PC16，断路器为C65N
C16/1P。
其他各照明路均选择此型号，插座回路导线选择BV-3，选择带保护的断路器SN10-10CD10。
计算配电箱主断路器。
由配电箱总的计算电流29.61A，选择断路器为C65N-C32/3P。
2、校核
取最长线路计算电压损失，计算公式：
（4-4）经计算最大电压损失为1.02%<5%，满足要求。
5.课程设计总结
通过一周的课程设计，我们对课本上的知识有了更感性的认识，课本上的知识在实践的基础上有了升华，我学到如何计算照度及灯具选择及怎样布置开关﹑线路，低压照明供配电系统的拟定方法及断路器的选择，建立负荷统计计算表以及如何确定负荷等级。
建筑照明课程设计即将结束，我发现了自己专业知识还有很多漏洞、实践经验比较缺乏，理论联系实际的能力急需提高。
我深深地的意识到了建筑电气照明是一门很有用的课程。
深深的体会到要成为一名优秀的建筑电气工程师不但要具备较强的专业素质，还要有很广的知识面、具备与建筑专业相关的知识。
作为对建筑电气充满热情的我，面临着极大的压力。
深知自己知识的匮乏，我还要学好多的东西,才能去适应社会的需求。
不过，我相信只要我们肯用心用脑，肯去花功夫钻研就会一定会有收获。
总之,课程设计是一个在实践中学习、在合作中创新的过程。
因此，在今后的学习、生活和工作中，首先，是要不断加强自身的专业素质，以及面对未来建筑发展新形势的应变能力。
再者，是要不断地增加其他方面的素质。
社会是最考验人的，也是最锻炼人的。
因此，我要积极投身于社会建设，不断地学习，不断地吸取经验，不断地将知识融入到实际工作当中。
参考文献
1】供配电系统雍静机械工业出版社2003-7-12】电气照明技术谢秀颖、郭宏祥中国电力出版社2008-1-13】建筑照明设计盖里·斯蒂芬机械工业出版社2009-5-14】AutoCAD2008中文版简明教程吴京霞北京师大2010-2-15】电气制图与识图张宪、张大鹏化学工业出版社2009-8-16】民用建筑电气照明设计手册黄铁兵建筑工业2011-5-17】电气符号便查手册郭汀主编化学工业出版社2010-1-1
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