1、第八章 照明电气设计,8.1 概述8.2 电气设计基础8.3 设备选择8.4 照明施工设计,一、照明电气设计的主要任务（1）满足光照设计确定的各种光源对电压大小 电能质量的要求；（2）选择合理、方便的控制方式；（3）保证照明装置和人身的电气安全；（4）尽量减少电气部分的投资和年运行费用。,8.1 概述,二、照明电气设计注意事项 （1）有利于对人的活动安全、舒适和正确识别周围环境，防止人与光环境之间失去协调性； （2）重视空间的清晰度，消除不必要的阴影，控制光热和紫外线辐射对人和物产生的不利影响； （3）创造适宜的亮度分布和照度水平，限制眩光，减少烦躁和不安； （4）处理好光源色温与显色性的关系
2、、一般显色指数与特殊显色指数的色差关系，避免产生心理上的不平衡与不和谐感； （5）有效利用天然光，合理地选择照明方式和控制照明区域，降低电能消耗指标,三、照明电气设计的步骤（一）负荷计算 （二）管网的综合 （三）施工图的绘制 （四）照明控制策略、方式和系统的确定 （五）概算(预算)书的编制,8.2 电气设计基础,一、初始资料搜集 （1）建筑的平面、立面和剖面图； （2）建筑的建设规模、生产工艺、建筑构造和总平面布置情况； （3）电力系统情况：供电电源的供电方式、供电的电压等级、电源的回路数、对功率因数的要求等； （4）工艺设备布置图和室内布置图； （5）建设标准； （6）进户电源的进线方位，对
3、进户标高的要求； （7）工程建设地点的气象、地质资料，建筑物周围的土壤类别和自然环境，防雷接地装置有无障碍,1系统构成建筑物内部的照明供电系统，一般采用380220V三相四线制供电形式，由于整幢建筑用电量很大，为使三相电量平衡，照明设备尽量平均地分三组接入三相电源中。低压供电线路通过户外架空线路或地下敷设的电缆向建筑物供电。引向建筑物内总配电箱的一段线路叫进户线，如进户线上四根短斜线表示进户线由四根导线构成。总配电箱与分配电箱之间的三相四线制线路叫干线，由分配电箱引出向负载供电的线路叫支线。支线多为单相二线制，系统中未画短斜线，表示有两根线。有的支线向荧光灯进行分相供电，则为三根线(二根相线，
4、一根零线)或四根线(三根相线，一根零线)。,二、照明供电,1 进户线： 建筑物接至室外的引入线路。 2 总配电箱：建筑物总的接受和分配电能的装置。 3 干线： 总配电箱至分配电箱的线路。 4 分配电箱：用户端接受和分配电能的装置。 5 支线： 分配电箱引出至用电器具的线路。,照明配电系统配电方式：放射式、树干式、混合式、链式,2照明对电压质量的要求 （1）电压偏移 我国电网电压不稳定，这是普遍现象，其结果使得电光源运行特性恶化。电压过高缩短电光源的寿命；电压过低不仅使电光源的光通量降低，还会使气体放电灯难以起动。因此，必须规定电光源端电压的容许偏移值。此值不得超过额定电压的5%。,（2）电压波
5、动与闪变电压波动指电压快速变化，要求每小时波动不得超过10次。为保证照明效果，照明负荷宜采用单独的变压器供电。正常照明一般也可与其它电力负荷共用变压器，但电网中不宜存在较大冲击性负载（如电焊机），或冲击性负载采用降压起动方式。,2、照明负荷分级一级负荷、二级负荷、三级负荷 3、电压和供电方式的选择1）在正常环境中，我国灯用电压一般为220V；2）容易触及而又无防止触电措施的固定式或移动式灯具，及在一些危险场合，使用电压不应超过24V；3）手提行灯的电压一般采用36V，但在一些特定场合工作时，供电电压不应超过12V；4）由蓄电池供电时，割据容量、电源、使用要求等因素分别采用220V、36V、24
6、V、12V；5）热力管道隧道和电缆隧道内的照明电压宜采用36V。,二、照明负荷计算照明供电、配电系统是由许多用电器具和多个支路组成，负荷计算应从系统末端开始，先确定每个用电器具的容量，然后计算每条支路的计算负荷，再计算干线上的计算负荷，最后计算进户线的计算负荷。,1确定设备容量Pe1)对于白炽灯、卤钨灯等热辐射型电光源，其设备容量是电光源的标称功率，即:Pe=Pn 2)对于有电感镇流器的气体放电型电光源，其设备容量是电光源的标称功率和镇流器的耗损之和，即：Pe=Pn（1+a）式中 Pe照明设备容量；Pn电光源的标称功率；a电感镇流器的功率损耗系数。,(一)需要系数法,气体放电型电光源的功率因数
7、和电感镇流器的耗损系数如表所示。 气体放电灯功率因数和电感镇流器损耗系数,自镇式气体放电灯的设备容量为其标称功率； 3)照明线路上的插座，若没有具体设备接入时，按100W计算； 计算机较多的办公室插座，按150W计算。,2.分支回路的计算负荷各个照明器的设备负荷，单位为kW；照明器的数量；插座回路的需用系数。,插座数：4 5 6 7 8 9 10kxl： 1 0.9 0.8 0.7 0.65 0.6 0.6,根据国家设计规范要求，一般照明分支回路应避免采用三相低压断路器，对三个单向分支回路进行控制回路和保护。 照明系统中，每一单相回路的电流不宜超过16A，单独回路的照明器套数不宜超过25个，对
8、于大型建筑组合照明器，每一单相回路不宜超过25A，光源数量不宜超过60个，对于建筑轮廓灯，每一单相回路不宜超过100个，对于高压气体放电灯，供电回路的电流最多不超过30A。 插座应单独回路配电，并且一个房间内的插座有同一个回路配电，插座数不宜超过5个，当插座为单独配电回路不宜超过10个,3.干线计算负荷 各个分支回路的计算负荷kW；分支回路的数量；照明干线回路的需用系数,干线回路：图书馆 多跨厂房 锅炉房 教学楼 实验室 生活区0.9 0.85 0.9 0.8-0.9 0.7-0.8 0.6-0.8,根据国家设计规定，变压器二次回路到用电设备之间的低压配电数不宜超过三级，故低压干线一般不超过二
9、级。,4. 进户线、低压总干线的计算负荷 干线的计算负荷，单位为kW；干线的数量；进户线、低压总干线的需用系数不同建筑物、不同工作场所的需要系数不同，各类民用建筑照明负荷需要系数见表所示。 表7-4民用建筑照明负荷需要系数,对用电设备进行分组计算时，同类用电设备的总容量为算数相加。不同类用电设备的总容量应按有功功率和无功功率负荷分别相加求得。配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备组的计算负荷之和再乘以同时系数K，一般取为0.80.9。 当不同类别的建筑(如办公楼和宿舍楼)共用一台变压器时，其同时系数可适当减小。,(二)负荷密度法（适于扩大初步设计或施工图设计）民用建筑主要有照明、动力及空调负荷
10、。 例 商业性高层建筑的用电负荷大致分布： 空调设备4050%，电气照明3035%，动力用电2025%。,负荷密度法的计算公式如下:负荷密度法定义为单位面积上的负荷需求量与建筑面积的乘积。 建筑物的总计算负荷，单位为kW；单位面积上的负荷需求量，单位为 ；建筑面积，单位 。,每套住宅用电负荷，不再按灯具、插座等容量逐一计算，而是按套型类别进行确定，根据我国住宅发展，每套住宅供电容量标准，一般可在4一12kw范围选取。高级公寓的每户建筑面积在l00200m2时用电标准可为10一15kw。,某高层综合楼 负一层车库及设备用房 1100m2 电 梯 2*15KW 13层商场 每层 1500m2 楼道
11、照明 20KW 415层住宅 每层8户 每户100m2 消防中心 20KW 生活水泵 2*22KW（一备一用） 消火栓泵 2*30KW（一备一用） 喷淋水泵 2*55KW（一备一用） 设计要求：全部选用电缆,解： 一、负荷分组,例题1：,某高层综合楼 负一层车库及设备用房 1100m2 电 梯 2*15KW 13层商场 每层 1500m2 楼道照明 20KW 415层住宅 每层8户 每户100m2 消防中心 20KW 生活水泵 2*22KW（一备一用） 消火栓泵 2*30KW（一备一用） 喷淋水泵 2*55KW（一备一用） 设计要求：全部选用电缆,解： 一、负荷分组 二、计算负荷,例题1：,P
12、1(P2.P3) =1500m20.09KW/m2 0.8=108KW,P8 =3 1500m20.03KW/m2 0.8=108KW,P4(P5.P6 .P7)=24户6KW/户 0.48=66KW,表1-12,P9 =1100m20.01KW/m2 +20=31KW,P10 =215KW=30KW 导线选择 P10 = 2 215KW=60KW,P11 =222KW 0.5=22KW 导线选择 P11 = 55+30=85KW,P12 =20KW,解： 一、负荷分组 二、计算负荷,701 108 108 108 66 66 66 66 108 31 60 22 20,三、总计算负荷,PJ
13、=（4 108+4 66+31+30+22）0.9 =701KW,四、变压器容量,五、补偿容量,QC= PJ(tg 1 tg 2 ）=0.85 701tg(cos-10.8) tg(cos-10.95)=241(Kvar),8.3 设备选择,一、线路的计算电流 照明设备接在相电压 （1）单相线路的计算电流单相负荷所在线路的总计算负荷，单位为kW；单相负荷所在线路的额定相电压（220V），单位为kV；单相负荷的功率因数。,灯具；白炽灯 荧光灯（功补） 荧光灯（不补） 高光强灯（带补） 高光强灯（不补）1 0.95 0.5 0.9 0.5,（2）三相等效负荷 三相等效计算负荷，单位为kW三个单相负
14、荷中最大的相负荷，单位为kW （3）三相线路的线计算电流 单相负荷所在线路的额定线电压380V，单位为kV相负荷的功率因数,2. 照明设备接在线电压 三相等效负荷 三相负荷中最大线间负荷，单位为kW 三相线路中的线计算电流,例3.3 某建筑物的分配电箱及所带负荷如图3.12所示，从分配电箱引出三条支线，分别带100W白炽灯15只、13只、14只，带电感镇流器的40W荧光灯为10只、12只、10只，求干线的计算电流。,解：（1）白炽灯 设备容量：Pe=Pn=100W 支线1计算负荷：P1j11=Pe=15100=1500W 支线2计算负荷：P1j12=Pe=13100=1300W 支线3计算负荷
15、：P1j13=Pe=14100=1400W 干线有功计算负荷：P2j1=KcP1j1=0.8（1500+1300+1400）=3360W （2）荧光灯 设备容量：Pe=Pn（1+a）=40（1+0.2）=48W 支线1计算负荷：P1j21=Pe=1048=480W 支线2计算负荷：P1j22=Pe=1248=576W 支线3计算负荷：P1j23=Pe=1048=480W 干线有功计算负荷：P2j2=KcP1j2=0.8（480+576+480）=1229W,（3）干线总有功计算负荷： P2j= P2j1+ P2j 2=3360+1229=4589W 查表3.9知荧光灯功率因数为0.53 干线总
16、无功计算负荷：Q2j= Q2j1+ Q2j 2=0+1229tan（arccos53） =1966VAR 干线计算电流：Ij= =,二、导线和电缆选择与敷设 （一）导体材料及电缆芯数的选择 （1）导体材料的选择 （2）电缆芯数的选择 （二） 电线和电缆的型号与敷设条件,二、照明导线和电缆的选择确定用电设备的计算负荷，目的在于选择供配电系统使用的导线、电缆的截面，选择导线和电缆的型号则是我们需要解决的另一个问题。 1选择原则 （1）按使用环境和敷设方法选择导线和电缆的类型； （2）按机械强度选择导线的最小允许截面； （3）按允许载流量选择导线和电缆的截面； （4）按电压损失校验导线和电缆的截面。
17、按上述条件选择的导线和电缆具有几种规格的截面时，应取其中较大的一种。,2导线和电缆型号规格的选取导线和电缆线芯的材料使用铝或铜，现代建筑多用铜线。有多芯和单芯之分，如三相四线制选四芯电缆，三相五线制选五芯电缆。其绝缘和护套有塑料、橡皮两种。塑料绝缘线常用聚氯乙烯绝缘线，铜芯型号BV、铝芯型号BLV，导线外形有圆形和扁形之分。聚氯乙烯绝缘软线主要用作交流额定电压250V以下的室内日用电器及照明灯具的连接导线，其型号为RVB(平型塑料绝缘软线)和RVS(双绞塑料绝缘软线)，它取代了过去常用的RX和RXS型橡皮绝缘棉纱编织软线(俗称花线)。,除此以外，在民用建筑中还常用聚氯乙烯绝缘和护套电线，电线的
18、型号为BVV(铜芯)和BLVV(铝芯)。这种电线可以直接安装在建筑物表面，它具有防潮性能和一定的机械强度，广泛用于交流500V及以下的电气设备和照明线路的明敷设或暗敷设。,3导线和电缆截面的选取 可按下列关系式选择导线截面：KtINIj 式中：Ij 为照明配电线路计算电流(A)；IN为导线或电缆的允许载流量(A)。 按各种导线和电缆的载流量选取，并进行机械强度校验。 单相三线制线路，零线与相线截面相同。 二相三线制线路，零线与两个相线截面相同。 分相控制的三相四线制线路，零线与相线截面相同； 当负载为气体放电光源时，即使三相负载对称，零线中也要流有较大的三次谐波电流，故零线截面也应与相线截面相
19、同。 导线截面在4mm2及以下的三相四线制线路，零线与相线截面相同。 当三相负载对称，且由三极开关设备操作的三相四线制线路，零线可按相线计算电流Ic的50%选择截面，但铜线截面不大于50mm2，铝线截面不大于70mm2。,(4)照明线路的敷设在室内敷设的线路有明敷和暗敷两种。明敷应用有护套绝缘的导线，沿墙壁和顶棚表面、桁架、屋柱等处敷设。暗敷一般用焊接钢管、电线管或塑料管埋入墙内、地板内或装设在顶棚内。这种敷设方式比较美观，也不易受到机械损伤，但施工的工程量较大，耗费也较大。穿管敷设的绝缘导线，其电压等级不应低于500V。不同回路、不同电压、不同用途和不同电流种类的导线不得穿入同一管内。工作照
20、明和事故照明线路也不允许共管敷设。,(5)开关及插座的安装为了更加方便的使用照明设备，需要进行各种配线和施工。一般注意事项如下： 室内插座回路和照明回路宜分别供电。各种开关、插座安装牢固，位置准确。根据安装形式分明装和暗装两种，线路暗敷开关暗装。安装跷板开关时，其开关方向应一致，一般向上为“合”，向下为“断”。不论是拉线开关还是跷板开关，接线时，要让相线进入开关，开关线及零线进入灯头，使得开关断相线(火线)，开关必须安装牢固，接线要正确，容量要合适。,开关与相线连接,单相两孔、单相三孔插座及三相四孔插座插孔位置如图所示，插座安装时须注意：（1）单相两孔插座两孔垂直排列时，上孔是相线，下孔是零线
21、。两孔水平排列时，右孔是相线，左孔是零线。单相三孔及三相四孔的接地或接零极应在上方。（2）一般明装插座距地面高度为18m，暗装插座距地为300mm，室内任何地方距插座距离不应超过1.5m（设备电源线1.5m ）；跷板开关距地面为14m。（3）携带式或移动照明灯具用的插座，单相者宜用三孔插座，三相者宜用四孔插座，其接地孔应朝上方，并与接地线(体)接牢。图8-38 插座孔的位置（4）凡有儿童活动的场所所使用的插座，应采用安全型插座，如果采用普通插座，其安装高度应大于15m。,插座孔的位置,6照明灯具的安装 常用的照明灯具有多种安装方式，吸顶式、固定线吊式、移动线吊式、吊链式、杆吊式、壁式、防水吊灯
22、式、防水三通吊式等，可根据施工图纸上的要求按规范安装。 灯具的安装位置要按施工图中所标位置安装，不要随便改动。,三、照明配电线路的保护与低压电器的选择（一） 短路保护 （二） 过负载保护 （三） 接地故障保护 （四） 防触电保护,四、照明配电线路的保护,1、接地的分类,3、TN系统的三种型式,1、TN-S系统 （三相五线制）,2、TN-C系统 （三相四线制）,3、TN-C-S系统 （局部三相五线制）,民用建筑禁止采用TN-C系统,2、照明配电系统常用的几种方式（1）放射式（2）树干式（3）链式（4）混合式,一、照明施工设计标准工业企业照明设计标准、民用建筑照明设计标准、城市道路照明设计标准、低
23、压配电设计规范、供配电系统设计规范、电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范、电气装置安装工程接地装置施工及验收规范、电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范、建筑电气安装工程质量检验评定标准等。,8.4 照明施工设计,二、照明设计施工图 （一）绘制标准1. 图幅2. 图标 比例 图线 字体,（二） 照明施工图组成 图纸目录 设计总说明 总平面图 平面布置图 系统图 大样图,（三） 施工图的技术交底（四） 竣工图和工程结算,设计实例图纸目录,图例,强电设计说明一、设计依据：1、建筑平立剖面及结构图 2、各专业提供的用电设备资料；3、业主对电气设计的有关要求； 4、民用建筑电气设计规范(
24、JGJ/T16-92)及建筑设计防火规范(2001年版)(GBJ16-87)二、设计范围及内容：1、380V220V照明配电系统；三、供电电源：本工程用电负荷属三级负荷。由配电间原有配电箱M1(如左图变动)引出。,四、照明供电：灯具选型，兼顾照度与节能、舒适和美观。荧光灯须采用电子镇流器，采用气体放电灯光源的灯具采用电感镇流器，须单灯具加电容补偿功率因数至0.9。所有照明用电设备均为单相220V。采用放射式配电系统。五、线路敷设及设备安装方式、高度：(除图中已注明外)1、所有照明分支线路均采用 BV-750 型塑料绝缘铜芯线除底层穿镀锌钢管（G）沿地暗敷外，均穿套接紧定式钢导管电线管（JDG）
25、沿墙、沿地、沿顶/吊顶内暗敷。2、平面图中超长线路部分应根据规范要求，在适当部位增设过路箱或接线盒。,3、电线穿电线管管径选择：JDG20 JDG25 2JDG25BV-2.5 15根 68根 8根BV-4.0 13根 48根 4、设备安装方式及高度： 照明配电箱底边距地1.3米嵌墙暗装/挂墙明装；照明开关底边距地1.3米暗装；插座底边距地0.3米暗装；照明灯具安装方式详见建施；其它详见图纸说明。六、保安措施：本工程采用TN-S系统，三相四线制配线，PE线专设。七、其它：1、本说明未述及之处，请施工部门参照相关规范、规程及做法进行施工。施工与建筑装饰等相关专业紧密配合。,系统图：,电气平面布置图,照明平面布置图,节点详图（剖面图）,
