张治菲教学楼照明配电系统设计.docx

张治菲教学楼照明配电系统设计.docx

《张治菲教学楼照明配电系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《张治菲教学楼照明配电系统设计.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

张治菲教学楼照明配电系统设计

教学楼照明配电系统设计

摘要：

教学楼配电一般从低压380V/220V母线取得电源,然后将电能分配到各个用电负荷。

采用各种元件（如开关、导线）及设备（如配电箱）将电源与负荷联结起来,即组成了教学楼的配电系统。

关键词：

光源照度开关选择计算导线选择计算避雷带

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部灯方案，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、教学楼照明配电系统设计应遵循的基本原则

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/T16-1992《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，使工作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。

二、教学楼照明配电系统设计的内容

1、根据建设单位提供的委托书及建筑专业提供的平立面图，按有关的规程规范对教学楼的照明配电系统设计。

2、教学楼应具备办公、电化教室、计算机室、卫生间等功能。

3、进行负荷统计，计算各回路的的电流，确定配电箱及断路器的型号，选择电缆电线规格及型号，保护管的型号及敷设方式，选择开关、插座、灯具，并确定安装形式，统计材料表。

4、照明配电系统应包含照明配电设计总说明材料表、照明配电系统图、照明配电平面图、防雷接地平面布置图。

三、教学楼照明配电系统设计

教学楼配电用电一般从低压380V/220V母线取得电源,经过电缆埋地敷设进入一层总配电室，然后将电能采用各种元件（如开关、导线）及设备（如配电箱）分配到各个用电负荷，,即组成了教学楼的配电系统。

1、该建筑属于三类负荷，电源由附近低压配电室埋地引来。

电源采用三相五线制，380/220V，在入户处做重复接地。

2、线路均采用暗敷，穿PVC管，配电箱暗敷于墙上，一层有主配电箱，各层有分配电箱。

教师需要安装黑板照明灯，照明回路与动力回路单独供电。

负荷分配，计算机室及电化教室预留6KW，其他教室按照度计算。

3、走廊楼道照明采用声光控制的天棚灯，还需安装安全指示灯、应急探照灯。

照明配电系统图

图1

图2

图3

图4

四、教学楼照明配电系统的设备计算及选择

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。

灯丝由钨丝制成，当电流通过时加热钨丝，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，再充以氩气等惰性气体，以减少钨丝发热时的蒸发损耗，提高使用寿命。

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氩和微量的汞。

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、平板形和紧凑型（双曲形、H形、双D形和双X形）。

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.220V

550

单管荧光灯

1*40W.220V

2

天棚灯

1*60W.220V

78

黑板灯

1*60W.220V

180

防水防潮灯

1*60W.220V

12

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

Pt—一套安装容量（不包括整流器）

该教室已知其面积为10m×7.8m，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、200lx，在这里考虑经济合理性对一般教室照度可取200lx。

2）、确定教室灯具安装总功率

　　教室面积：

S=10×7.8=78㎡

查手册，得教室单位面积安装功率为P0=8.5W/㎡，则该教室灯具安装总功率为：

78*8.5≈663W

3）、确定灯具数量

考虑到布置问题，选用9套双管荧光灯。

4）、灯具计算高度H的确定

房间总高度为h，灯具悬挂高度为h1，工作面的高度为h2，灯具的垂吊高度为h3，计算高度H为：

或

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=1.4×2.25=3.18m。

灯具数量等于9，La=3m、Lb=3.4m

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

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；

-各负载总和；

-负载平均功率因数。

如果是单相配电，公式为

1）、照明配电，3.6KW负荷的导线选择，额定电压220V，功率因数COSθ=0.7，则：

据查手册可以选择BV-0.5,截面积为2.5m㎡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：

据查手册可以选择BV-0.5,截面积为4m㎡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：

据查手册可以选择BV-0.5,截面积为10m㎡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16m㎡的导线外，其于的全部用BV-0.5,截面积为10m㎡的导线。

4、开关的选择

（1）、灯控开关的选择

1）、各教室根据季节得变化及自然光得采集情况，要求照明照度有一定的范围调节，所以选择用双极开关控制。

2）、一层储物间照明采用1盏单管莹光灯，功率为40W，吸顶式安装，用一只暗装单极开关控制，开关距地1.4m。

3）、办公室照明采用1盏双管莹光灯，单管功率40W，链吊安装，安装高度2.8m，用一只暗装单极开关控制，双极开关距地1.4m。

4）、卫生间照明用吸顶式安装，1盏防水防尘灯，功率为60W，用一只暗装单极开关控制，开关要求防水防尘。

（2）、开关的安装

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1.3m。

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。

（3）、保护开关的选择

照明供电系统应具备一定的保护功能（如电气设备的过载及短路保护），所以还应选择特定型号的断路器。

断路器广泛应用于低压配电系统中，是一种保护电器元件。

在设计低压配电系统时，应注意断路器的选择性，对断路器过流脱扣器额定电流进行选择和整定，确保充分发挥过电流脱扣器的作用；当环境温度大于或小于校准温度值时，应根据制造商提供的温度与载流能力修正系数来调整低压断路器的额定电流值。

选择低压电器设备是指380V/220V电路的中的设备，其选择原则是应满足安全用