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电气照明系统设计论文
电气照明系统设计论文
摘要
随着修建技术的迅速开展和现代化修建的不时出现，修建电气所触及的范围愈来愈广，所跨的学科也进一步加深加宽。
它已由单一的供配电、照明、防雷和接地，逐渐开展成以近代物理学、电工学、机械电子学、光学、声学、自动控制、计算机技术等迷信为基础的一门新兴学科。
本文主要针对设计对象〔某高校一栋教学办公大楼照明工程的设计〕论述修建电气技术的现状及今后的开展趋向；电气照明技术的相关实际知识；电气照明设计的相关设计规范；照明设计相关的设计计算及设备的选择。
其中重点论述了依据相关设计规范停止的灯具选择，灯具布置，导线断路器的选择。
最后总结了设计内容，并论述了修建电气设计新的开展方向—智能修建。
围绕智能修建的开展，引见一些新兴技术在修建电气设计中的运用，其中重点引见了修建电气照明新的开展趋向及相照顾明智能控制的内容。
关键词：
修建电气设计照明设计智能照明
Abstract
Withtheconstructiontechnologyrapiddevelopmentandthemodernizedconstructionunceasingappearance,thescopewhichtheconstructionelectricityinvolvesisincreasinglybroadandthisdisciplineisalsomuchdeeperandwider.Ithasbeenanewlyarisencoursefromprevioussinglepowerdistributionillumination,anti-radarandearthtonowsciencephysics,electricalengineering,mechanicalelectronics,optics,acoustics,automaticcontrol,computertechnologyandsoon.
Thethesismainlyaimingatthedesignobject（Electriclightingaboutteachingadministrationbuildingoffivefloors）elaboratesthepresentsituationoftheconstructionelectricitytechnologyandthenextdevelopmenttendencyandrelatestheoryknowledgeofElectriclightingtechnology,thecorrelationdesignstandardofElectriclightingdesignandIlluminationdesignrelatesdesigncalculationandequipmentchoice.Itisthemostimportanttoelaboratelampsandlanterns、thelampsandlanternsarrangementandalsothewirecircuitbreakerchoicebythecorrelationdesignstandardinthethesis.
Finally,thethesisconcludethedesigncontentsandelaboratethenewdevelopmentdirectionofconstructingtheelectricity–intelligentbuilding.Aroundthedevelopmentoftheintelligentbuilding,theusageofsomenewlyarisentechniquesarereferredintheconstructionelectricitydesign,mainlyintroducethenewdevelopmenttrendofthebuildingelectricityilluminationandthecontentsaboutlightingintelligentcontrol.
Keywords：
CivilBuildingIlluminationdesignIntelligencelighting
第一章绪论
修建电气技术的开展，是随着修建技术的开展、电气科技的开展而同步的。
尤其是随着信息技术的开展，如计算机技术、控制技术、数字技术、显示技术、网络技术以及现代通讯技术的开展，使修建电气技术完成了飞跃性的开展。
革新开放以来，经过与国际上停止普遍的技术交流，国际上许多先进的新产品、新技术不时进入中国修建市场，使修建电气行业迈出了新的一步。
1．1修建电气技术概述
修建电气设计属于修建装饰的范围，而修建装饰是修建学的一个重要组成局部。
修建学的义务是设想一个带有可用空间的平面并使其尽量的美丽和适用。
早在十九世纪以前，修建装饰是修建学的代名词，大少数的修建师以为，装饰是修建艺术与单纯房屋设计的主要区别。
工业革命及其引发的革新扩展了修建的外延，现代修树立计的概念取代了修建装饰，这一状况不时延续到二十世纪七十年代。
如今，人们重新看法到修建装饰在修建的特性化、修建传统的承袭以及满足群众的社会意思需求等方面的意义。
随着我国革新开放和经济继续高速开展，为修建装饰业带来了一次兴盛，少量的家庭居室和高楼大厦对新颖、美观、富于特性的装饰的需求，为其开展提供了极好的机遇。
随之修建物电气技术也发作了庞大的变化。
为了满足运用功用与众多效劳要求，必需在修建物中设置空调设备、冷热源设备、通风设备、给水设备、排水设备、污水处置设备、变配电设备、应急供电设备、照明设备、电梯、电动扶梯、平安防范、信息通讯等修树立备，这些修树立备的数量庞大，散布区域广，不只需求提供平安牢靠的电源，更需求对不可胜数的参数停止实时监视与控制。
由此可见，随着人类社会文明的提高，修建物中电气设备的运用内容越来越多，关联的学科范围不只门类众多，而且逐渐衍生了一门与运用对象（修建物）严密结合、具有学科交叉特征的技术——修建电气技术。
早在八十年代，中国修建学术界就看法到修建电气已不再是一个依靠于土建工程的复杂配套任务，而是应有其特殊位置的独立工种，向事先的国度树立局央求成立修建电气专业组织，并失掉核准。
1992年，树立部公布了«民用修建电气设计规范»（JGJ／T16—92），同年国度技术质量监视局公布了国度规范«修建电气工程施工质量验收规范»（GB50303—20）。
1992年起，国际电工委员会IEC发布了«修建物电气装置»（IEC60364）的第1—7局部规范。
至此，修建电气不只在技术提高上完成了它的生长历程，而且已失掉行业、教育界及政府的认可。
1．2修建电气技术的外延
修建电气技术虽然是随着修建业的开展而构成的，但是它具有现代电气工程的鲜明特征与外延，在沿着电气工程运用路途上，综合了电工技术、电子技术、控制技术与信息技术。
在一些电气设备与运用中是如此，在近年来开展迅速的智能修建中更是如此。
在现代修建电气设备中，曾经无法复杂地将其划为电工类、电子类、控制类或信息类设备了。
以修建物的供电为例，在变电站上下压开关柜中的智能断路器里设有微处置器，以测控供电回路形状，同时整个供电系统中的断路器和其它设备构成一个计算机网络，以构成数字化的动力控制系统对整个供电系统的运转形状停止实时监视、负荷调控以及综合管理。
因此修建物的供电系统已不是单纯的强电设备，而是综合了电工、电子、控制与信息技术的运用系统。
修建物中有70％的负荷是以电动机拖动的动力设备，其中风机、水泵、电梯与冷冻机组等设备往往需调理转速以取得最正确的任务形状以完成节能，因此配电与动力控制中采用的变频器约占电动机负荷的25％~35％。
由于大少数修树立备是多台设备构成一个系统，如冷冻水系统（由多台水泵、冷冻机组、调理阀等组成），其中每台设备的运转形状影响着系统的任务，而每台设备的运转形状又遭到系统中其他设备任务参数的搅扰。
所以，这些设备采用的变频器不只要能完成反应控制，而且需求有通讯接口提供变频器全部的运转数据，遭到下级管理系统的监控与协调。
就此而言，亦是电工、电子、控制与信息技术的综合运用才干满足修建物对电气设备的要求。
同时，为了满足人们通讯与信息效劳的需求，在修建物中设置了、电视及计算机网络系统等数字化设备，这些设备与系统往往遭到如雷电、电火花、电网瞬变、高次谐波等各种电磁脉冲的搅扰，因此在修建电气工程中更要精心处置防雷、接地、静电泄放、屏蔽、滤涉及布线等技术措施。
虽然通讯与信息系统均为数字化弱电设备，但在工程中的效果，需求以电气工程中最基础的电磁兼容技术来处置。
总之，修建电气是以电工技术、电子技术、控制技术与信息技术为基础的综合运用技术。
1．3修建电气的产业链构成
随着中国城市化进程的加快.全国的基本树立规模不时增大，北京市2020年的奥运会与上海市2020年的世博会，大大抚慰了修建业开展，智能修建与智能住宅小区更成为修建业的精品。
在工业修建物、民用修建物、军事修建物与市政修建物中的电气设备投资已从上一世纪80年代总投资的7％~16％，增长到总投资的10%~18％，并且还在不时上升。
与此同时，市场中的各类修建电气设备：
供配电、照明、控制、火灾自动报警、通讯、广播、电视、楼宇自动控制、平安防范、防雷等，不只引进了少量国外先进技术与产品，也推出了一定数量具有自主知识产权的产品。
修建电气设备的民族企业动摇生长。
1．4修建电气技术的开展趋向
随着技术的提高，人们对任务与生活的环境要求不时地提高，修建物的功用与相应的规范也逐渐提升。
修建电气技术作为现代树立技术的中心，面临着新的应战。
近年来，在城市树立与管理中提出了许多严重课题，关于修建电气技术的开展有着严重的意义.城市的规模越来越大，修建群的功用特征日趋清楚，出现了中央商务区CBD（CenterBusinessDistrict）、休闲商务区RBD、工业园区、行政中心区、经济开发区、住宅小区等区域，现代城市管理必需采用信息化手腕对这些区域的修建群与修树立备停止综合管理，这是对修建电气技术提出的深入课题。
同时，美国〝911〞事情之后，修建物的防灾、减灾及平安效果凸现，修建物中的消防、安防、防灾等电子设备及应急供电设备已是不可缺少的装备。
智能化成为修建电气的一个重要趋向。
在可继续开展的国策指点下，〝绿色修建〞已不只是时兴的口号，而是在树立、运转进程中充沛注重节能与环保的新规范。
在〝绿色修建〞中，电气设备资料选择需思索效果多了，如采用低损耗的铁磁资料制造电机与变压器，采用低烟、无卤的绝缘资料，采用高效的光源等。
电气工程的设计趋于复杂化，不只要满足修建物对信息流与动力流的分配与控制，而且要采用智能化与信息化的技术完成各种节能控制与优化管理，进而为整个区域的修建群综合事务管理提供技术基础。
现代修建电气技术综合运用了电工、电子、控制与信息技术，不只在实际上成为电气工程范围的重要分支，而且已构成一条较为成熟的产业链，修建电气的设备制造、工程设计及实施均构成了宽广的市场。
智能化、绿色化与数字化将是现代修建电气技术开展的趋向。
第二章电气设计概述
强点系统设计：
修建强电包括变配电、输电线路、电力、照明、防雷接地、电气信号以及自动控制等。
电力系统是由发电厂、配电所、输电线路、以及电设备组成的全体。
各局部的功用是不同的。
由发、供电设备组成的电力系统比孤立的发供电设备对用户供电有清楚的优越性。
电气设备都应在额外电压下运用，电压过高或过低，对电气设备都不利，所以设备的运用电压只允许偏离其额外电压值的5%。
思索到变压器内阻抗有压降以及线路上有电压损失，所以规则变压器副边的额外电压应比由它送电的电网额外电压高出5%~10%。
变配电所的电气接线，按其作用的不同分为主接线和副接线。
一次接线图是表示电能传送和分配的接线图，凡是接在一次接线中的设备称为一次设备。
依据对供电牢靠性要求的不同，以及断电将带来的损失和影响的大小，电力负荷分为三级:
一级负荷、二级负荷、三级负荷对供电电源的要求是清楚不同的。
照明方面，民用修建中电气照明的光源和灯具，应依据运用场所和环境要求等停止选择和布置。
照明方式应于整个修建的结构协谐和配合，综合运用各种照明方式。
民用修建的电气照明设计，普通应依据有关要求和设计顺序停止，最终设计应绘制出电气照明的正式施工图纸，列出有关资料表，提供必要的概算等。
修建电气还应思索修建物的防雷接地，电子设备的接地分为屏蔽接地，等电位接地，逻辑接地，功率接地和平安接地等。
依据雷电破坏作用的不同，雷电可分为直击雷，感应雷和雷电波入侵三种，关于不同的雷电，依据防雷要求的不同必需采用不同的防雷措施。
防雷装置有接闪器，引下线和接地装置三局部组成，接闪器有避雷针，避雷线，避雷带，避雷网等。
防雷装置的防雷维护有一定的范围，高层修建物的防雷除了防直击雷还必需防侧击雷，其防雷措施不只要在顶部装置避雷网，而且要沿修建物的周围设置避雷带和均压环，使整个修建物形成一个全体避雷网，以提高对修建物的防雷效果。
第三章照明系统设计
3．1照明设计规范
电气照明设计除了执行«民用修建电气设计规范»JGJ/T16-92外，尚应契合现行的«民用修建照明设计规范»的规则。
3．1．1照明方式和照明种类
一、照明方式可分为普通照明、分区普通照明和局部照明，其适用原那么应契合以下规则：
1．不固定或不适宜装设局部照明的场所，应设置普通照明；
2．要求较高照度的场所，宜设置分区普通照明；
3．普通照明或分区普通照明不能满足要求的场所，应增设局部照明；
4．一切的任务房间不应只设局部照明。
二、照明种类可分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和阻碍照明。
应急照明可包括疏散照明、平安照明和备用照明。
三、应急照明的照度和设置应契合以下规则：
1．疏散照明的空中水平照度不宜低于0.5lx；
2．任务场所内平安照明的照度不宜低于该场所普通照明照度的5％;
3．备用照明（不包括消防控制室、消防水泵房、配电室和自备发电机房等场所的照度不宜低于普通照明照度的10%；
4．影院、剧场、体育馆和多功用礼堂等场所的平安出口和疏散出口应装设指示灯。
四、值班照明可应用正常照明中能独自控制的一局部或全部。
五、高层修建物和构筑物应装设航空阻碍标志〔信号〕照明，并应执行民航和交通部门的规则。
六、有警戒义务的场所，应依据警戒范围的需求装设警卫照明。
3．1．2光源和灯具
一、民用修建照明中无特殊要求的场所，宜采用光效高的光源和效率高的灯具。
二、开关频繁，要求瞬时启动和延续调光等场所，宜采用白炽灯和卤钨灯光源。
三、矮小空间场所的照明，应选用高光强气体放电灯。
四、大型仓库应采用标有符号的防燃灯具，其光源应选用高光强气体放电灯。
五、应急照明必需选用能瞬时启动的光源，当应急照明作为正常照明的一局部，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，应急照明可选用其它光源。
六、在湿润场所，应采用防潮防水的密闭型灯具。
在能够受水滴浸蚀的场所，宜选用带防水灯头的开启式灯具。
3．2照明质量
3．2．1照度平均度
一、办公室、阅览室等任务房间普通照明照度的平均度，按最低照度与平均照度之比确定，其数值不宜小于0.7。
二、采用分区普通照明时，房间内的通道和其它非任务区域，普通照明的照度值不宜低于任务面照度值的1/5。
三、局部照明与普通照明共用时，任务面上普通照明的照度值宜为总照度值的1/3～1/5，且不宜低于50lx。
四、在体育运动场地内的主要摄像方向上，垂直照度最小值与最大值之比不宜小于0.4，平均垂直照度与平均水平照度之比不宜小于0.25；场地水平照度最小值与最大值之比不宜小0.5；体育场所观众席的垂直照度不宜小于场地垂直照度的0.25。
3．2．2光源颜色
一、照明光源的颜色质量取决于光源自身的表现颜色及其显色功用。
室内普通照明光源的颜色，依据其相关色温分为三类，其运用场所可依表3-1选取。
表3－1光源的颜色分类
光源颜色分类
相关色温〔K〕
颜色特征
适用场所示例
Ⅰ
〈3300
暖
居室、餐厅、宴会厅、多功用厅、四季厅〔室内花园〕、酒吧、咖啡厅、重点陈列室
Ⅱ
3300~5300
中间
教室、办公室、会议室、阅览室、普通营业厅、普通餐厅、普通休息厅、洗衣房
Ⅲ
〉5300
冷
设计室、计算机房
二、照明光源的显色分组及其适用场所可依据表3-2选取。
在照明设计中应协调显色性要求与光源光效的关系。
表3－2照明用灯的显色组别
显色分组
普通显色指数〔Ra〕
类属光源例如
适用场所例如
Ⅰ
Ra≥80
白炽灯、卤钨灯
稀土节能荧光灯三基色荧光灯
高显色高压钠灯
美术展厅、化装室、客室、餐厅、宴会厅、多功用厅、酒吧、咖啡厅、初级商店营业厅、手术室
Ⅱ
60≤Ra＜80
荧光灯
金属卤化物灯
办公室、休息室、普通餐厅、厨房、普通报告厅、教室、阅览室、自选商店、候车室、室外竞赛场地
Ⅲ
40≤Ra＜60
荧光高压汞灯
行李房、库房、室外门廊
Ⅳ
Ra＜40
高压钠灯
辨色要求不高的库房、室外路途照明
注：
金属卤化物灯中的镝灯可划在Ⅰ组
三、照明光源的颜色特征与室内外表的配色宜相互协调，以构成相应于房间功用要求的颜色环境。
四、任务房间外表反射比与照度比〔见表3－3〕。
表3－3任务房间外表反射比与照度比
外表称号
反射比
照度比
顶棚
0.7~0.8
0.25~0.9
墙面、隔断
0.5~0.7
0.4~0.8
空中
0.2~0.4
0.7~1.0
3．2．3眩光限制
一、在设计普通照明时，应依据视觉任务环境特点和眩光水平，合理确定对直接眩光限制的质量等级。
直接眩光限制的质量等级见表3－4。
二、室内普通照明直接眩光的限制，应从光源亮度、光源和灯具的表观面积、背景亮度以及灯具位置等要素综合停止思索。
表3－4直接眩光限制的质量等级
眩光限制质量等级
眩光水平
视觉要求和场所例如
Ⅰ
高质量
无眩光感
视觉要求特殊的高质量照明房间，如手术室、计算机房、绘图室
Ⅱ
中等质量
有细微眩光感
视觉要求普通的作业且任务人员有一定水平的活动性或要求留意力集中，如会议室、营业厅、餐厅、观众厅、休息厅、候车厅、厨房、普通教室、普通阅览室、普通办公室
Ⅲ
较低质量
有眩光感
视觉要求和留意力集中水平较低的作业，任务人员在有限的区域内频繁走动或不是由同一批人延续运用的照明场所如室内通道、仓库
3．3照明方式和种类
3．3．1照明方式
照明器按其规划方式或运用功用而构成的基本方式，称为照明方式。
它分为普通照明、分区普通照明、局部照明和混合照明四种。
㈠普通照明
为使整个照明场地取得平均明亮的水平照度，运用照明器在整个照明场所基本平均布置的照明方式。
㈡分区普通照明
依据需求提高特定区域照度的普通照明称为分区普通照明。
依据任务面布置的实践状况，将照明器集中或分区集中平均地布置在任务区上方，使室内不同被照面上发生不同的照度，可以有效地浪费动力。
㈢局部照明
以满足照明范围内某些部位的特殊需求而设置的照明称为局部照明。
它仅限于照亮一个有限的任务区，通常采用从最适宜的方向装设台灯、射灯或反射型灯泡。
其优点是灵敏、方便、节电，能有效地突出重点。
㈣混合照明
由普通照明和局部照明共同组成的照明称为混合照明。
其实质是在普通照明的基础上，在另外需求提供特殊照明的局部，采用局部照明。
3．3．2照明种类
照明种类分为：
正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、阻碍照明、装饰照明和艺术照明等。
㈠正常照明
为满足正常任务而设置的室内外照明称为正常照明。
它起着满足人们基本视觉要求的功用，是照明设计中的主要照明。
它普通可独自运用，也可与应急照明和值班照明同时运用，但控制线路必需分开。
㈡应急照明
在正常照明因事故熄灭后，供事故状况下继续任务、人员平安或顺利疏散的照明称应急照明。
它包括备用照明、平安照明和疏散照明三种。
应急照明的设置原那么，从平安角度思索，应在较多的修建内设置应急照明，而从经济的观念动身，只能在一些最需求的修建内设置。
㈢值班照明
在非任务时间供值班人员观察用的照明称为值班照明。
可应用正常照明中能独自控制的一局部或应急照明的一局部或全部作为值班照明。
㈣警卫照明
用于警卫室内重点目的的照明称为警卫照明。
可按警戒义务的需求，在警卫范围内装设，宜尽量与正常照明合用。
㈤装饰照明
为美化和装饰某一特定空间而设置的照明。
装饰照明可以是正常照明或局部照明的一局部。
以纯装饰为目的的照明，不兼作普通照明和局部照明。
㈥艺术照明
经过运用不同的灯具、不同的投光角度和不同的光色，制造出一种特定空间气氛的照明。
3．4照明设计的步骤
一、针对各种功用照明场所的视觉任务要求以及室内环境状况确定设计照度，使得在该室内停止的各项任务和活动可以温馨自若地停止，并且可以耐久而无不温馨感。
同时，应留意各房间亮度的平衡。
关于较小房间可采用平均照度，而关于较大房间假设只在中间设一个顶灯，就会使人感到房间变小，假设在墙上添加过量壁灯，就可以消弭这种觉得。
二、依据室内装饰的颜色对配光和光色的要求选择电光源和灯具。
假设室内装饰颜色以红、黄等暖颜色为主，那么应选择色温较低的光源〔如白炽灯〕，配合一定方式的花灯，发生迷离的散射光线，添加暖和华美的气氛。
在确定光色和照射强度时，还应可以正确显示织物资料外表、壁画、挂画、室内颜色和地毯图案等，这里除了要留意电光源的显色性，必要时设置一些射灯，对一些点景物件停止提示照明。
三、选择照明方式和布置灯具的方案，使室内照明场所构成理想的光照环境。
光的照射要利于表现室内结构的轮廓、空间、层次以及室内家具的主体笼统。
首先确定一种作为普通照明的方案，取得一定的照度，可以满足一定的活动要求；然后针对局部不同的功用要求，选择各种照度和光色以及灯具方式的局部照明。
四、依照最后确定的总体布灯方案，验算室内的照度值，必要时也可在装置终了后，停止实地测量。
五、确定照明控制方案和配电系统。
设置各种电气插座，并留有一定的富有度。
有关规则指出在室内的任何中央距墙壁插座的距离不超越1.5m，这是依据家用电器的附带电源线普通为1.5m左右长而定的。
六、计算各支线和支支线的电流。
选定导线型号和截面，穿线维护管的材质和管径。
必要时停止电压损失校核。
七、选择开关、维护电器和计量装置的规格和型号。
八、绘制照明施工图。
假设在施工中有所变卦，应及时落真实图上，以便最后装修终了绘制电气完工图。
便于以后运用功用再次改动时参考。
3．5照明电光源
照明用灯种类单一，外观各异。
照明用灯由灯具和电光源两局部组成。
电光源是照明灯的中心局部。
3．5．1电光源的分类
依据光的发生原理，电光源主要分为两大类。
一类是以热辐射作为光辐射原理的电光源，包括白炽灯和卤钨灯，它们都是以钨丝为辐射体，通电后使之到达白炽温度，发生热辐射。
这种光源称为热辐射光源，目前仍是重要的照明光源，消费数量极大。
另一类是各种气体放电光源
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