高层住宅A座有线电视及强电系统设计

1、PAGE PAGE 50高层住宅A座有线电视及强电系统设计第一章 前言为适应国民经济和信息时代产业结构的需要，建筑正向着多功能和智能化发展，智能化大楼以成为信息技术向传统产业转移的结合点。近几年来，我国的建筑规模居世界的前列，尤其是智能大厦，智能小区建筑技术的进步。建筑电气现代建筑的重要标志。它以电能,电气设备,计算机技术和通讯技术为手段创造,维持和改善建筑物空间的声、光、电、热，以及通讯和管理环境,使其建筑物更充分地发挥其特点、实现其功能。“大连亿达世纪城”正是从满足人们日益增长的物质文化需要的原则出发，充分符合智能建筑发展特点的要求，利用较为先进的科学技术进行电话通讯系统、火灾报警及消防系

2、统、三表（水表、电表、煤气表）出户远传数据采集系统、可视对讲系统、有线电视系统、智能网络系统等各相弱电设计，并严格遵守国家建筑方面的相关规定而建造的智能化小区。本次设计的高层住宅A座高12层，一梯两户，另有一阁楼层，其中一层为公用建筑部分，二到十二层为民用住宅部分。主要对其进行有线电视及强电系统的设计。本次设计主要是利用现代建筑电气技术对高层住宅A座进行供配电系统、照明系统、插座系统等强电设计，以及有线电视系统、综合布线系统等弱电设计，以满足现代智能建筑的各方面要求。这其中强电系统处理的对象是电能源，作用是把电能引入建筑物，并对其进行合理的分配。其特点是电压高、电流大、频率低、主要考虑的问题是

3、减少损耗、提高效率。弱电的处理对象主要是信息，即信息的传输与控制。弱电系统完成建筑内部与外部之间的信息传递与交换，其特点是电压低、电流小、功率小、频率高、主要考虑的问题是信息传输的效果问题，例如信息传输的保真度、速度、广度和可靠性等。该工程首先对供配电系统进行设计，在供电系统中涉及到建筑供配电的负荷分级和智能建筑对供电的要求以及如何减少电能损耗。在低压配电系统设计中主要考虑配电系统的原则，配电系统配电方式以及配电设计的质量。最后利用需用系数法对系统的负荷进行计算。照明系统的设计是在照度要素和要求的基础上，满足照度均匀度，亮度均匀度，眩光的限制与利用，颜色对比，阴影的处理，照度的稳定性等的要求，

4、利用单位容量法对光源和灯具进行选择和布置。然后根据各回路的计算电流来选择使用的开关，插座，导线，断路器等器件。弱电部分的设计主要是有线电视系统和综合布线系统的设计，这其中有线电视系统是将各种电子设备、传输线路综合成一个整体的综合网络。按照系统设计的大小、功能的不同，要立足现状、规划长远，用技术先进、经济合理的指标来设计有线电视系统工程。综合布线是采取标准化的统一材料、统一设计、统一布线、统一安装施工做到结构清晰，用户使用方便，便于集中管理和维护。在有线电视系统的设计中必须严格按国家现行规范所规定的各项技术指标来进行设计，如现行的国家广播电视标准有GY/T 1061999有线电视广播系统技术规范

5、、GY/T 1211995有线电视广播系统测量方法等等。再根据提供的信号电平选择合适的放大器，分配器和分支器，最终满足“入住宅用户电平684dBV”的要求。“节约电能”是本次设计贯穿始终的思想，在高层建筑的电气设计中，要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案，应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式，采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施。这里就涉及到供电电源要求、高低压配电线路、变电所、用电设备等一系列的问题。第二章 供配电系统设计 各类建筑为了接受从电力系统送来的电能，就需要有一个内

6、部的供配电系统。建筑供配电系统由高压及低压配电线路，变电站（包括配电站）和用电设备组成。一些大型，特大型建筑设有总降压变电站，把35110KV电压降为610KV电压，向各楼宇小变电站供电，小变电站把610KV降为380/220KV电压，对低压用电设备供电。中型建筑设施的供电，一般电源进线为610KV，经过高压配电站，再由高压配电站分出几路高压配电线将电能分别送到各建筑物变电所，降为380/220V低压，供给用电设备。小型建筑设施的供电，一般只需一个610KV降为380/220KV的变电所。对于100KV以下用电负荷的建筑，一般不设变电站，只设一个低压配电室向设备供电。2.1供配电系统概述2.1

7、.1建筑用电设备的特点随着近年来智能建筑在国内外不断兴建和发展已成为现代化城市的重要标志。智能化设备的不断应用和发展，给智能建筑的供配电提出了许多新的要求，供配电的可靠性、安全性、灵活性摆到了更为重要的位置，同时也给建筑电气设计提出了新的研究课题。智能建筑用电设备种类多，耗电量大，是它最显著的特点，按其功能分，有电力、照明、电梯、给排水、制冷、供热、空调、消防、通信、计算机等；建筑物的用途不同，装备水平有异，其用电量也有差别，耗电量大却是不争的事实。办公用大楼的负荷水平大约为100W/m2;高级宾馆达到120140 W/m2。智能建筑的用电负荷比较集中，一般情况下，空调负荷约占总用电量的45%

8、，照明负荷约占总用电量的2030%，电梯、水泵及其他动力设备约占总用电量的2535%。智能化设备属于连续不间断工作的重要负荷，供电可靠性和电源质量是保证智能化设备及其网络稳定工作的重要因素。对计算机等智能化设备还要配备USP装置。2.1.2智能建筑对供电的要求保证供电的可靠性根据智能建筑的特点，为了保障大楼内人员和设备的安全，对供电的可靠性提出了特殊要求。应根据建筑内用电负荷的性质和大小，外部电源情况，负荷与电源之间的距离，确定电源的回路数，保证供电可靠。由于智能建筑用电负荷大，因此应对负荷进行分析，合理划分级别，以便正确地设计供配电系统，又不致造成浪费，使建筑费用增加。除了具有外部电网的可靠

9、电源外，还应有备用的柴油发电机组，作为应急电源，备用发电机组的容量要能保证全部一级负荷和部分二级负荷供电（主要保证消防设备和事故照明装置供电）。根据负荷的大小，同供电部门协商确定两回路电源同时供电，还是采用一用一备的供电方式，并且此确定高压供电系统是单母线分段运行还是单母线运行。两回路电源同时供电时，单母线分段运行方式的优点是供电可靠性高，操作方便，适用于负荷大、高压出线回路少的智能建筑 。满足电源的质量要求稳定的电源质量是用电设备正常工作的根本保证，电源电压的波动、波形的畸变、多次谐波的产生都会对智能建筑的用电设备的性能受到影响，对计算机及其网络系统产生干扰，导致降低使用寿命，使控制过程中断

10、或造成失误。所以，应该采用措施，减少电压损失，防止电压偏移，抑制高次谐波，为智能建筑提供稳定、可靠的高质量的电源。减少电能损耗智能建筑配电电压一般采用10KV，只有证明6KV确有显著优越性时，才采用6KV电压。有条件时也可采用35KV配电电压。高压深入负荷中心，以减少610KV配电线路中的电能损耗，这对节约用电及降低经营成本，对加强维护管理等方面都有实际意义。2.2建筑供配电的负荷分级及其对供电要求2.2.1负荷分级1电力负荷依其供电可靠性及中断供电在政治上、经济上所造成的损失或影响程度，分为三个等级：1一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治上、经济上造成重大损失者，如重

11、大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等；中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作者，如重要铁路枢纽、中药通信枢纽、重要宾馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷应为特别重要负荷，如民用建筑中大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统、大型国际比赛场（馆）的计分系统及监控系统等；工业生产中正常电源中断是处理安全停产所必需的应急照明、通信系统、保证安全停产的自动控制装置等。2二

12、级负荷二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失的负荷，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等；中断供电将影响重要用电单位正常工作的负荷，如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱的负荷。 3三级负荷 三级负荷为一般的电力负荷，所用不属于一、二级负荷者。2.2.2各负荷对供电电源的要求1一级负荷对供电电源的要求一级负荷要求两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏，以维持继续供电。对一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增摄应急电

13、源。常用的应急电源可使用独立于正常电源的发电机组干电池蓄电池或供电网络中有效的独立于正常电源的专用馈电线路。2二级负荷对供电电源的要求二级负荷要求两回路供电，供电变压器亦应由两台（两台变压器不一定在同一变电所）。做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障（不包括铁塔倾倒或龙卷风仪器的极少见故障）是不致中断供电或中断后能迅速恢复。在符合较小或地区供电条件困难时，可由一回6kV级以上专用架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。3三级负荷对供电电源的要求三级负荷属不重要负荷，对供电电源无特殊要求1。2.3低压供配电系统设计电力线路按电压高低分，有高压线

14、路即1KV以上的线路和低压线路即1KV及以下的线路。按结构型式分，有架空线路、电缆线路和车间（室内）线路。配电线路的接线方式一般有放射式、树干式和环型式。2.3.1配电系统的原则配电系统设计应满足供电可靠性和电压质量的要求。系统结构不宜复杂，在操作安全、检修方便的前提下，应有一定的灵活性。配电系统以三级保护为宜。配电线路或配电室及配电箱应设置在负荷中心，以最大限度地减小导线截面，降低电能损耗。同一用电设备性质相同或接近，应有同一线路供电；不同性质的用电设备应有不同支路的线路供电。在供电线路中，如果安装有冲击负荷大的用电设备，应有单独支路供电。对于容量较大的用电设备（10千瓦以上），应有单独支路

15、供电。在三相供电线路中，单相用电设备应均匀地分配到三相线路，应尽可能做到三相平衡。由单相负荷分配不均匀所引起的中性线电流，不得超过额定电流的25；每一相的电流在满载时不得超过额定电流值。在配电系统中的配电屏、箱应留有适当的备用回路。选择导线截面也应适当留有余量。2.3.2配电系统的形式2配电系统形式有多种,应根据具体情况,选择使用。常用的有下面几种形式：1.树干式系统树干式系统见图2-1,特点是从供电点引出的每条可连接几个用电设备或配电箱。树干式配电系统比放射式系统线路的总长度小,也就是可以节约有色金属、比较经济；供电点的回路数量较少,配电设备也相应减少；配电线路安装费用也相应减少。存在缺点是

16、干线发生故障时影响范围大,供电可靠性较差,相比较导线截面积较大。这种配电方式在用电设备较少,且供电线路较长时经常使用。图2-1 树干式系统2.放射式系统放射式系统见图2-2,特点是配电线故障互不影响,供电可靠性较高,配电设备集中,检修比较方便；缺点是系统灵活性较差,导线消图2-2 放射式系统耗量较多。这种配电方式经常用在设备容量大、负荷集中或重要的用电设备；需要集中连锁起动、停车的设备；以及有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜配电及保护起动设备放在现场者。3.变压器干线式系统变压器干线式系统特点是除了具有树干式系统的优点外，接线更简单，能大量减少低压配电设备；为了提高母干线的供电可靠性，应适当减少

17、接出的分支回路数，一不宜超过10个；对于频繁起动、容量较大的冲击负荷，以及对电压质量要求严格得用电设备，不宜用此方式供电。4.链式系统链式系统特点与树干式有相似之处，这种供电形式适用与距配电柜较远而彼此相距又较近的不重要的容量较小用电设备，这种方式连接的用电设备宜在五台以下。5.混合式系统混合式系统是具有放射式与树干式系统共同特点的。这种供电方式适用于用电设备多或配电箱多，容量又比较小，分布比较均匀用电设备的场合。2.3.3配电设计质量配电质量的好与坏将直接影响到用户的使用效果，而电压选择又是配电系统设计的前提。我们国家低压交流系统供电电压规定为400/230伏,一般采用三相四线制供电。当用户

18、用电设备容量在250千瓦或需用变压器容量在160千伏安以上时,应用10千伏、6千伏或以上等级的电压供电。用电设备能够有一个稳定的电压供电，则说明该配电系统设计合理。但是,要求电压稳定不是绝对的,而且也很难做到,电压的偏移和波动安规定有一定的范围。在一般情况下。电动机的端子电压允许偏移值,正常情况为5,特殊情况下为510；电机梯电动端子电压为7；医用x线诊断机为90110；其他用电设备可为57。2.4该工程供配电系统设计“高层住宅A座”工程应为三级负荷，即总体按三级负荷要求供电。但对于其中的电梯、消防系统等应按局部二级负荷供电。根据高压建筑电气规范要求，系统采用双回路高压供电主接线结构，除电梯、

19、消防负荷属二级负荷外，其余均属于三级负荷。由于该住宅楼的用电设备多，负载较大，对供电的可靠性要求较高，因此可根据划分的负载等级，做到安全供电，节约投资。“高层住宅A座”共12层，另有一阁楼层，两个单元，一层两户，该系统总配电箱设在两个单元一楼公建住宅入口门厅处，由变电所共引出AP-01，AP-02，AP-03，AL-01，AL-02五条回路对“高层住宅A座”进行供电。这其中电梯，正压送风机，消防稳压泵配电采用AP-01，AP-02双回路供电，也就是采用两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另一回路AP-03对一楼公建进行供电，分别接入四户的配电箱，各户配电箱再引出5条回路，分别

20、对公用建筑层的照明回路，主卧室，次卧室，书房，客厅插座回路，厨房插座回路，卫生间插座回路，空调插座回路，除照明回路外，其它回路加剩余电路保护器3。AL-01，AL-02则引至两单元的总配电箱，再将三相电以单相电的形式平均地分配到各个楼层的各个住户，最后由各住户的配电箱对照明回路，主卧室，次卧室，书房，客厅插座回路，厨房插座回路，卫生间插座回路，空调插座回路这5条回路进行供电。2.5建筑供配电的负荷计算2.5.1计算负荷的意义和计算目的在进行建筑供配电设计时，基本的原始资料是各种用电设备的产品铭牌数据，如额定容量、额定电压等，这是涉及的依据。但是，这种原始资料要变成供配电系统设计所需要的假想负荷

21、计算负荷，从而根据计算负荷按照允许发热条件选择供配电系统的导线截面，确定变压器容量，制定提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等，是一项较复杂的工作。为什么不能简单地用设备额定容量做为计算负荷，选择导体和各种供电设备呢？这是因为所安装的设备并非都同时运行，而且运行着的设备实际需要用的负荷也并不是每一时刻都等于设备的额定容量，而是在不超过额定容量的范围内，时大时小地变化着。所以直接用额定容量（也称安装容量）来选择供电设备和供配电系统，必将估算过高，导致有色金属的浪费和工程投资的增加。反之，如估算过低，又会是供电系统的线路及电气设备由于承担不了实际负荷电流而过热，加速其绝缘老

22、化的速度，降低使用寿命，增大电能损耗，影响供配电系统的正常可靠运行。5因此，求计算负荷意义重大。求计算负荷的这项工作称为负荷计算。负荷计算主要包括：1.求计算负荷，也称需用负荷。目的是为了合理的选择供配电系统各级电压供电网络、变压器容量和电气设备型号等。2.求尖峰电流。用于计算电压波动、电压损失、选择熔断器和保护元件等。3.求平均负荷。用来计算供配电系统中电能需要量、电能损耗和选择无功补偿装置等。2.5.2需用系数1在供配电系统设计和运行中，常使用需用系数Kd，其定义为： Kd=Pm/Pe （2-1）式中 Pm用电设备组负荷曲线上最大有功负荷（kW） Pe用电设备组设备容量（kW）其物理意义为

23、： Kd =KKL/1rl式中 K同期系数。用电设备组的设备并非同时都运行。该设备组在最大负荷时工作者的用电设备容量与该组用电设备总容量之比即为同期系数，K1，参见表，对于一台电动机而言K=1；KL负荷系数。工作着的用电设备，一般并非全在满负荷下运行。该设备组在最大负荷时，工作着的用电设备实际所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数。KL 1。1线路供电效率。线路末端功率与始端功率之比。一般为0.95-0.98；rl用电设备在实际运行功率时的效率。rl 1。可见，需用系数是一个综合系数，它标志着用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组设备功率之比。实际上，上述系数对于

24、成组用电设备是很难确定的，何况操作者的熟练程度、材料的供应、工具的质量等随机因素，都对Kd有影响。所以Kd只能靠测量统计确定。上述各种因素可供设计人员在变动的系数范围内选用时参考。2.5.3求计算负荷的方法1需用系数法确定计算负荷需用系数法，是将用电设备容量Pe乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便计算方法。1.用电设备组的计算负荷用电设备组，是由工艺性质相同、需用系数相近的一些设备合并成组的用电设备。在某一民用建筑或工厂某一车间中，可根据具体情况将用电设备分成若干组。在分别计算个用电设备组的计算负荷。其计算公式为：Pc=KdPe (kw) （2-2）Qc=Pctg (Kvar)

25、（2-3）Sc2=Pc2+Qc2 (KVA) （2-4）Ic=Sc/(1.732UN) (A) （2-5）式中 Pc、 Qc 、Sc该用电设备组的有功无功和视在计算负荷。Pe该用电设备组的设备容量总和,但不包括备用设备容量。(kw) UN额定电压。(KV) tg与运行功率因数角相对应的正切值。 Ic该用电设备组的计算电流。(A)Kd该用电设备组的需用系数。2 .多个用电设备组的计算负荷在配电干线上或车间变电所低压母线上，常有多个用电设备同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷时，应在记入一个同时系数（或叫同期系数，混合系数）K.具体计算

26、如下:Pc= K(KdiPei) (KW) ( i =1,2,m) （2-6）Qc= K(Kdi tgiPei) (Kvar) （2-7）Sc2=Pc2 +Qc2 (KVA) （2-8）Ic=Sc/(1.732UN) (A) （2-9）式中Pc 、Qc、 Sc为配电干线或车间变电所低压母线的有功、无功、视在计算负荷;K同时系数m该配电干线或车间变电所低压母线上所接用电设备组总数;Kdi tgi Pei对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角正切,总设备容量;Ic该干线或低压母线上的计算电流(A);UN该干线或低压母线的额定电压。这些计算功率和计算电流是选择车间变压器容量和导体截面等的依据。如

27、果在低压母线上装有无功补偿用的静电电容器组时,则低压母线上的无功计算负荷应为:Qc= K(Kdi tgi Pei)- Qc ( i =1,2,m) （2-10）其中 Qc低压母线上静电电容组的容量(Kvar)。按二项式法确定计算负荷上述需用系数法、计算方便,因此至今仍普遍应用于供电设计中.但需用系数法未考虑用电设备组中少数容量特别大的设备对计算负荷”举足轻重”的影响,因而在确定用电设备台数较少而容量差别相当大的低压分支线和干线的计算负荷时,按需用系数法计算所得的结果往往偏小,于是人们提出了二项式法。二项式法将用电设备组的计算负荷分为两项计算:第一项是用电设备组的平均最大负荷值,该项为基本负荷值

28、;第二项是考虑数台大容量用电设备对总计算负荷的影响而即如的附加功率值,故称二项式法。 同样,在已知各用电设备的设备容量之后,分别按下述情况计算: Pc=b Pe+ cPx (kW) （2-11） Qc= Pctg (kvar) （2-12） Sc2= Pc2+ Qc2 (kVA) （2-13） Ic=Sc/(1.732U N) (A) （2-14）式中Pe该用电设备组设备容量总和(kW);Px为该组中,x台大容量用电设备的设备容量之和 (KW),如P5为5台大容量用电设备的设备容量之和;x为该组取用大容量用电设备的台数,对于不同工作制、不同类型的用电设备,x取值也不同.如金属冷加工机床x=5,

29、短时反复工作制设备x=3,加热炉x=2,电焊设备x=1等;U N额定电压(KV);b、c为二项式系数,对于不同类型的设备取值不同。计算负荷的估算方法：1.单位产品耗电量法:当已知企业年生产量为n,每生产单位产品电能耗电量为,则年电能需要量Wa=n (KWh) （2-15） 最大有功功率Pm=Wa/Tm (KW)式中 Tm最大有功负荷年利用小时(h) 2.负荷密度法当已知车间生产面积或某建筑面积负荷密度时,生产的平均负荷或某建筑的平均负荷可按下式计算: pav=A (KV) （2-16）式中 负荷密度(KW/m2 );A车间生产面积或某建筑面积(m2).3.其他估算法若已知企业或车间的其他指标,

30、如设备每1 KW安装功率所需要的平均电量(单位为KWh/ KW)也可进行负荷计算,此时 pav=pN/Ta (KW) （2-17）式中 pN设备总安装容量(KW);Ta年工作小时数(h) 1.2.6本次设计的负荷计算表2-1 常用家电负荷表2设 备 名 称规格耗电功率（kW）备 注分体空调1P（冷暖）1.25P（冷暖）1.5P（冷暖）0.91.01.021.11.221.5适用面积15 m2适用面积16m2适用面积20 m2机柜空调2P（冷暖）3P（冷暖）1.82.02.63.0适用面积30 m2适用面积50m2洗 衣 机4kg5kg6kg洗涤功率：0.280.300.32脱水功率：0.130

31、140.15电热水器40L100L1.2 2.0彩 电21时33时0.0070.02饮水机台式，立式加热0.5制冷0.07微波炉17L24L微波1.25烧烤1.0电 冰 箱187L227L0.73kWh/24h0.95kWh/24h电磁炉1 .2电暖器502001.03.0计算机14时17时显示屏,主机0.2.04三室一厅住宅主要用电量如下：起居室（含餐厅）：柜式空调（冷暖）2P 1台 1950W 组合音响 1套 300W 29寸33寸彩电 1台 70200W 饮水机 1台 500W卧 室：分体式空调（冷暖）1.25P 3台 1020W 计算机 14寸17寸 1台 300W 彩电 21寸29寸

32、 23台 70100W卫 生 间：电热水器 60升 1台 12002000W 洗衣机 46kg 1台 280400W 排气扇 300mm 1台 60W厨 房：微锅炉 20L 1台 1000W 冰箱 200L 1台 100W 电磁炉 1台 1200W照 明：日光灯、白炽灯、节能灯、石英灯等15点，每点按40W计算一标准层A室各回路负荷计算：照明回路计算各房间的照明负荷详见照明计算部分：P1=60+60+180+100+60+120+40+40=660（W）2. 主卧室，次卧室，书房，客厅插座回路计算：组合音响 300W 29寸33寸彩电 200W 饮水机 500W计算机 300W 卧室彩电 10

33、0WP2=300+200+500+300+100=1400W3. 客厅空调回路客厅柜式空调（冷暖） 1950W 主卧室分体式空调（冷暖） 1020WP3=1950+1020=2970W4. 卫生间插座回路：洗衣机 400W 电热水器 2000W排气扇 60WP4=400+2000+60=2460W5. 厨房插座：电磁炉 1200W 冰箱 100W 微波炉 1000WP5=1200+100+1000=2300WA室的总功率为上述负荷之和为:P1+P2+P3+P4+P5=660+1400+2970+2460+2300=9790W由于有些家用电器不会同时使用，应当乘以同时系数，取0.8P=97900

34、.8=7832W本次低压配电系统的设计确定了每户的计算负荷为7832W，由于考虑到系统能够长时间安全、可靠地运行，每户的安装功率要大于计算功率，所以本次设计每户配给8KW的安装功率。第三章 照明系统设计建筑电气现代建筑不可缺少的组成部分。从某种意义上讲，建筑电气设施的优劣，标志着建筑物现代化的程度，而且电气设施设置的合理与否，还直接影响建筑物功能的实现。作为建筑设计来讲，首当其冲的是照明技术，因此本章介绍有关照明技术的知识和概念。 照明系统设计的目的是根据具体场合的要求，正确地选择光源和灯具，确定合理的照明新形式和布灯方案。在节约能源和建设资金的条件下，来获得一个良好、舒适和愉快的学习和休息的

35、环境。照明设计可以烘托建筑造型，可以美化环境，发挥建筑的功能，体现建筑艺术美学是建筑中不可缺少的一部分。43.1照明计量单位当前各种量都逐步实现采用国际单位制，简称SI。国际单位制由基本单位和导出单位。光学计量基本单位为光强I（坎德拉cd），导出单位有光通F（流明lm）照度E（勒克斯lx）出射度M（流明/米lm/m）亮度（坎德拉/米cd/m）等。发光强度（I），单位名称是坎德拉，单位符号为cd，坎德拉是一光源在给定方向上发光强度，该光源发出频率为540 x10HZ的单色辐射，且此方向上的辐射度为1/683W每球面度。上述定义是在科学技术不断发展，复现方法不断改善，精度不断提高的情况下提出的。光

36、强本身是在一个给定方向上，立体角内光通量密度：I= /W即单位立体角内所辐射的光通量，用以描述发光强度的分布。因此有：1坎德拉（cd）=1流明（lm）/球面度（sr）光通量（F或），单位名称是流明，单位符号：lm。光通量是光流的时间速率概念，即光量在单位时间内的流速。再使用流明概念时，不必考虑时间概念。流明用来描述发光体发出光量多少的单位。用SI基本单位表示的表达式为：lm=cd*sr照度（E），单位名称为勒克斯，单位符号：lx。照度用来表示被照面上光的强弱，以入射光通量的面密度表示。照度的国际单位是勒克斯，在1m的面积上均匀分布1流明光通量时为1勒克斯（lx）。 3.2照明方式和照明种类3.

37、2.1照明种类21. 正常照明 在正常工作时使用的室内外照明。它可以单独使用，也可与事故照明、值班照明同时使用，但控制线路必须分开。2. 事故照明 对正常照明因故障熄灭后，将会造成爆炸、火灾、人身伤亡等严重事故的场所，能继续工作而采用的照明成为事故照明。当工作照明电源和自备发电机启动电源皆出现故障时，直流柜蓄电池供电的直流事故灯就会亮。3. 障碍照明 装设在建筑物上作为障碍标志用的照明。在飞机场周围较高的建筑物上或有船舶通行的航道两侧的建筑物上，应按民航和交通部门的有关规定装设障碍照明灯。4. 疏散照明 此项照明是为了发生事故时作为人员疏散用的。通常采用充放电式疏散照明灯，灯内有镍镉蓄电池，正

38、常时交流电源供电灯亮，同时蓄电池充电。事故时交流电源断电，蓄电池放电，通过逆变器转为交流，疏散灯亮，引导疏散。5. 保安照明 当工作照明电源发生故障时，自备发电机启动，向各办公室10%15%的灯具供电，使办公室仍能维持必需的工作照明，这称作保安照明。是否设置保安照明应根据企业的重要性和有关保安部门的要求来决定。6. 艺术照明 “灯光是艺术的灵魂”。文化娱乐场所的照明，灯光的作用早已超越了照明功耗，它具有塑造形象、衬托环境、渲染气氛的作用。它侧重于艺术效果，所采用的照明设备和布灯方式应该满足视觉、写实和美感等要求。3.2.2照明方式5照明方式分为一般照明、分区一般照明、局部照明及混合照明四种。1

39、. 一般照明,不考虑特殊局部的需要，为照亮整个场地而设置的照明系统。灯具规则的布置，并能达到一定的水平照度均匀度。2. 分区一般照明,是当需要提高房间内某一特定工作区的照度，则设置两种或以上不同照度的分区均匀分布的照明。3. 局部照明,局限于工作部位的照明。可在以下具体情况中采用：局部需要较高的照度。由于遮挡而使一般照明照射不到的某些范围。视觉功能较低的人需要较高的照度。需要减少工作区的反射眩光,为加强某方向光照以增强质感。4. 混合照明 是由一般照明和局部照明共同组成的照明。对于工作需要较高照度，并对照射方向有特殊要求的场所，宜采用混合照明。我们在进行照明设计的时候，要充分考虑到各种场合的用

40、途及设计规范的要求,尽量使设计做得尽善尽美。3.3照明的基本要求照明质量是衡量照明设计优劣的主要指标。要使电气照明达到良好的质量，必须处理好照明质量的几个主要因素。1.照度的均匀性 照度的均匀性，用给定工作面上的最低照度与平均照度之比来衡量，其值称做均匀度，记做De。当照度均匀度在0.7以上时,主观感觉比较均匀,低于0.55时不均匀性十分显著,并有不快感和导致视觉疲劳。2.直射眩光一般照明直射眩光的限制应从光源亮度，光源的表观面积大小，背景亮度，以及照明灯具安装的位置等因素来考虑，限制眩光措施如下1) 截光型灯具应具有推荐的最小保护角。2) 对于非截面光型灯具主要是控制水平线以上高度角（）在4

41、590范围内的光源亮度。3) 当光源亮度在20000nt以下时，在某些情况下，由于光源亮度较低，允许使用裸灯。3.反射眩光减少反射眩光比较理想的方法是：1) 使视觉工作对象不处在也不接近于任何照明光源同眼睛形成的镜面反射角内。2) 使用发光面积大亮度低的灯具。3) 视觉工作对象和工作房间内尽量采用无光泽的表面。4) 采用在视线方向反射光通小的特殊配光灯具。4.阴影1) 要求避免阴影的场合宜采用漫反射光照明。2) 需要阴影以提高亮度对比的工作区，可装设局部定向照明。5.亮度分布1) 工作对象与工作对象相邻环境的亮度对比，宜保持3：1。2) 在一般低空间的工作房间内，顶棚的反射率宜大于等于0.7。

42、3) 照度高于500lx时，其墙面的反射率在0.40.6之间。4) 顶棚的照度最好为水平照度的0.30.9，强免得照度最好是水平照度的0.50.8，同时，墙面的亮度不应大于工作区的亮度。6.颜色对比在亮度对比较差的时候，颜色对比能够大大改善视觉工作条件，但对于颜色效果的评价一方面与光源的显色特点有关。另一方面取决于环境及个人爱好。7.照度要求住宅室内根据房间功能的不同，所要求的照度值也是有变化的，在做照明设计时，应该注意这一点，不能一概而论。各个功能房间的照度标准值如表3-1所示。 表3-1 参考平面及其高度、照度标准值（Lx）5起居室卧室低中高一般活动区 0.75m 水平面305075书写、

43、阅读 0.75m水平面150200300床头、阅读 0.75m水平面75100150精细作业 0.75m水平面200300500纯卧室功能 地面305075餐厅 0.75m水平面5075100厨房 0.75m水平面50751003.4光源和灯具3.4.1光源种类 目前用于高层建筑照明的电光源，按发光原理可分为两大类：热辐射光源、气体放电光源。 电光源的主要性能指标有光效、寿命、显色性、启动及再启动性能等。气体放电光源比热辐射光源光效高，寿命长，光色品种多，在建筑照明中应用日益广泛。白炽灯结构简单，使用方便，价格便宜，显色性好，故在一般场所仍被普遍采用。3.4.2灯具选择2相关因素灯具选择主要是

44、确定灯具类型。灯具类型的选择与使用环境，配光特性有关。在选择灯具时，一般应考虑以下因素：光源：灯具必须与光源的种类和功率完全相适应。环境条件：灯具要适应环境的要求，以保证安全耐用和有较高的照明效率。光强分布：按照对光强分布的要求，以达到合理利用光通量和减少电能损耗的目的。限制眩光：当悬挂高度一定时，可根据限制眩光的要求选用合适的灯具型式。艺术效果：在可能的条件下应强调照明的艺术性效果和注意灯具的美观。在满足上述条件下，应选用效率高，维护检修方便的灯具。灯具选择的规定在正常的环境中宜选用开启式灯具；在潮湿房间内，宜选用防水灯头的灯具；在特别潮湿的房间，应选用防水防尘密闭式灯具，或在隔壁不潮湿的地

45、方通过玻璃窗向潮湿房间照明；在有服饰性气体和有蒸气的场所，有易然易爆气体的场所，宜选用耐腐蚀的封闭式灯具和防爆性型灯具等。 总之，对于不同的环境，应注意选用具有相应防护措施的灯具，以保护光源，并保证光源的正常长期使用。灯具的作用是固定电光源，把电光源的光能分配到需要的方向，防止光源引起的眩光以及保护电光源不受外力、潮湿及有害气体的影响。灯具结构不仅应便于制造、安装及维护，还要考虑美观。照明灯具的种类很多，按辐射的光通量分布特性来分，有深照型、配照型、漫射型、广照型等；按结构特点来分，有开启式、封闭式、密闭式、防爆型等；按使用场所来分，有民用灯具、建筑灯具、舞台灯具、庭院灯具等。客厅是会客和家人

46、团聚的场所，灯的装饰性和照明要求应有利于创造热烈的气氛，使客有宾至如归之感。卧室有利于构成宁静、温柔的气氛，使人有一种安全感。卧室的主体照明可选用如白色的白炽灯吊灯，安装在中央。另在床头距地约1.8m的墙上安装壁灯。（一般照明多采用吸顶灯或嵌入式灯）壁灯的优点是通过墙壁的反射光，使光线柔和。书房使人们读书、学、写作、绘画、研究工作的主要空间，书房照明要有利于人们精力充沛地学习和工作，光线要柔和明亮，要避免眩光，有安静祥和、典雅不俗的韵味。楼梯和走廊照明用壁灯，安装在楼梯踏步的侧面墙上，利用墙面反射光照亮楼梯水平面和垂直面，效果较好。对于宽度不大的则宜采用吸顶灯，安装在顶棚上面。高级住宅(公寓)

47、的楼梯的灯应与楼层层数显示相结合，共用照明灯可在管理室中集中控制。高层住宅楼梯灯如选用定时开关时，应有限流功能，并在事故情况下强制转换至点亮状态。卫生间的灯具位置应避免安装在便器或浴缸的上面及其背后。开关如为跳板式时宜设于卫生间门外，否则应采用防潮防水型面板或使用绝缘操作的拉线开关。高级住宅（公寓）中的方厅、通道和卫生间灯，宜采用带有指示灯的跳板式开关。3.4.3灯具布置灯具的布置就是确定灯在房间内的空间位置。它对照明质量有及其重要的影响。灯具的布置合理与否还影响到照明装置的安装功率和照明设施的耗费，以及照明装置维护检修的方便与安全。照明灯具的布置方式分为均匀布置和选择布置两种。在均匀布置的场

48、合中，照度的均匀性决定于照明灯具之间的相对距离。所谓相对距离是灯与灯之间的距离S与灯的悬挂高度h之比。对于某一种照明灯具，当相对距离S/h不变时，照度的均匀性也不改变，这就是说，可以同时加大灯的悬挂高度h和灯间距离S而能够保持同样的均匀度。3.4.4灯具的开关控制方式常用的开关控制方式：1一只开关控制一盏灯一只开关控制一盏灯是最简单的一种照明控制线路。开关应装在相线上，修理较安全。2一只开关控制两盏（或两盏以上）灯这种接法在连接多盏灯时，应注意开关的容量是否足够. 3两个开关控制一盏灯这种控制方式适用于楼上楼下同时控制一盏灯，或在走廊两端同时控制中间的一盏灯，其简单的原理接线路图和照明平面图.

49、4多个开关控制多盏灯3.5照度计算在照明系统设计中照度计算是一个主要的内容。照度计算是根据所需要的照度值及其他已知条件确定灯泡的容量及灯具的数量。在照明灯具型式、布置和光源的容量确定后计算某点的照度值。常用的照度计算方法有利用系数法单位容量法和逐点法等3种。任何一种照度计算方法，都只能做到基本准确，工程上计算结果有+20至-10的误差是允许的。3.5.1利用系数法2此法适用于灯具均匀布置的一般照明以及利用墙和天棚作为光线反射面的场合。当选用反射式、半反射式或漫射式等主要利用反射光通的照明灯具时，必须采用此法计算在工作面上的平均照度E系由光源光通的直射分量以及经房间多次反射的分射分量所造成的。投

50、射在工作面上的这两个光通之和F与照明灯具在受照房间内所发出的总光通NF之比称为利用系数。即=F/NF （3-1）式中 F每一个照明灯具所发出的光通量，流明。照明装置的利用系数与下列因素有关：1. 明灯具的效率及光强分布的情况；壁、天棚和地板的反射系数Pq、Pt和Pd； 形指数。对于方形的房间，室形指数i按下式确定：i=AB/h（AB） （3-2）式中 AB房间的长度和宽度，米；h照明灯具的计算高度，米。室形指数i也可以直接查出。利用系数法的基本公式为F=EminKZS/N （流明） （3-3）Emin=FN/KZS （勒克斯） （3-4）式中 F每一个灯泡的光通量，流明；Emin最小照度K减光

51、补偿系数S房间面积 N灯具数量Z最小照度 表3-2 各种照明灯具最有利的L/h值2多列布置时的L/h单列布置时的L/h最有利值最大允许值最有利值最大允许值圆球灯、防水防尘灯无罩、磨砂罩的万能灯深照型灯、塔型灯镜面深照型灯2.31.81.61.23.22.51.81.41.91.81.51.22.52.01.71.41.3h1.2h1.0h0.75h表3-2是当要求的最小照度为Emin时，每一个照明灯具所应发出的流明量，如果只需保证平均照度是则不必乘以最小照度系数Z。最小照度系数与照明灯具的配光曲线类型及其相对步置的L/H值有关，光强曲线越集中，Z值越大；L/H值越大，Z值也越大。部分配光型灯具

52、的最小照度系数列于表3-3。有时为了配合建筑物的要求，当灯具在室内作不均匀布置时，不能采用利用系数进行计算。表3-3 部分照明灯具的最小照度系数Z值2L/H0.81.21.62.0乳白玻璃罩万能型灯磨砂罩万能型深照型灯塔型灯1.271.201.151.001.221.151.091.001.331.251.181.181.551.501.441.18利用系数法的计算步骤如下： 据灯具的计算高度及房间尺寸确定室行指数i； 据所选用灯具的型式、墙壁、天棚和地面的反射系数Pq、Pt、Pd从灯具产品技术数据中查的相应的光通利用系数； 定最小照度系数Z：选择减光补偿系数K； 据规定的最小照度按式计算每个

53、灯具所必须的光通量（若给出的为平均 照度，则不必乘以最小照度）；根据计算的光通量选择灯泡的容量；表3-4 减光补偿系数K值2最有利值在电力消耗上的允许值K值K值白炽灯荧光灯白炽灯荧光灯1稍有粉尘的场所每月二次1.31.4每月一次1.41.52粉尘烟灰较多的场所每月四次1.31.4每月二次1.51.63有大量灰尘的场所每月六次1.41.5每月四次1.51.54办公室住宅极其它场所每月二次1.31.4普通照明灯具每月二次1.3投光灯每月二次1.53.5.2单位容量法单位容量法,是从利用系数法演变过来的一种计算照度的简化方法。它借助于单位面积安装功率表进行计算的。单位面积安装功率表是考虑了灯具的形式

54、和布置，光源效率，要求的最低照度，计算高度以及各种反射和减光因素后，编制成的单位面积所常需灯泡或灯管的功率的关系表。这是一种常用的简便方法。它适用于在方案设计或初步设计时的近似计算和一般的照明计算，这对于估算照明负载或进行简单的照明计算是非常适用的。1. 计算步骤一般知道了房间的被照面积后，就可以利用编制好的单位面积安装功率表来确定灯泡或灯管的功率，其步骤为：1) 选择照明光源和灯具；2) 根据要求的照度，查表求得单位面积的安装功率；3) 按公式计算灯-数量，据此布置一般的照明灯具，确定布灯方案。2. 计算公式 P= P0 S （3-5） N=P/ Pt 式中 P-总安装容量(不包括振流器的功

55、率损耗),W; S-房间面积(一般指建筑面积), m; P0 满足某最低照度时的单位面积安装功率(查表得到),W/ m; Pt 一套灯具的安装容量(不包括振流器的功率损耗),W; N-在规定照度下所需灯具数,套. 若房间的照度标准为推荐的平均照度时,则应将平均照度换算成最低照度后,再进行查表和计算.若平均照度值查表得单位面积安装功率,则P应由下式确定,即 P= P0 S/Z （3-6）式中P0 为用平均照度值查单位面积安装功率表所得功率.3.6该工程照明计算用单位容量法计算如下：表3-5 住宅照度标准2类别参考平面及其高度照度标准值（lx）低中高起居室、卧室一般活动区0.75m水平面20305

56、0书写、阅读0.75m水平面150200300起居室、卧室床头阅读0.75m水平面75100150精细作业0.75m水平面200300500餐厅或方厅、厨房0.75m水平面203050卫生间0.75m水平面101520楼梯间地面51015表3-6 不带反射罩荧光灯单位面积安装功率（W/）2计算高度（m）房间面积（m2）荧光灯照度（lx）3050751001502002310151525255050150150300300以上3.93.43.02.62.32.06.55.64.94.23.73.49.88.47.36.35.65.11311.19.78.47.46.719.516.714.612

57、.611.110.12622.219.416.814.813.434101515202030305050120120300300以上5.94.74.03.43.02.62.39.87.86.75.74.94.23.814.711.7108.57.36.35.719.615.613.311.39.78.47.529.423.4201714.612.611.239.231.226.622.619.416.814.9表3-7 广照型防水防尘灯单位面积安装功率2计算高度（m）房间面积（m2）白炽灯照度（lx）5101520302310151525255050150150300300以上4.83.93.

58、22.82.32.286.75.94.94.03.6119.17.86.65.65.013.711.610.38.67.06.019.616.213.610.89.08.034101515202030305050120120300300以上6.55.04.03.22.82.42.011.59.37.86.25.14.23.615.312.410.18.06.85.44.3201612.610.48.57.06.02720.516.514.112.110.28.5由此表可确定各房间的最低照度： 主 卧 室 30 Lx 次 卧 室 30 Lx 客 厅 30 Lx 厨 房 20 Lx 餐 厅 30

59、Lx 卫 生 间 10 Lx 阳 台 10 Lx A户各房间的照度计算：1 主卧室：（a=3.4m b=4.4m）照度选择 E=30lx 房间面积 S=ab=14.96查表得 P= 3.9W/ 所需功率为 P=PS= 58.344W灯具选择 软线灯 60W 一盏 2 次卧室：（a=4.2m b=3.5m）照度选择 E=30lx 房间面积 S=ab=14.7查表得 P= 3.9W/ 所需功率为 P=PS= 57.33W灯具选择软线灯 60W 一盏 3 书房：（a=3.3m b=2.9m）照度选择 E=150lx 房间面积 S=ab=9.57查表得 P= 19.5W/ 所需功率为 P=PS= 18

60、6.615W灯具选择软线灯 60W三盏4 厨房：（a=1.7m b=3.0m）照度选择 E=20lx 房间面积 S=ab=5.1查表得 P= 13.7W/ 所需功率为 P=PS= 69.87W灯具选择防水圆球灯 100W一盏 5 餐厅：（a=2.3m b=3.7m）照度选择 E=30lx 房间面积 S=ab=8.51查表得 P=3.9W/ 所需功率为 P=PS= 33.189W灯具选择软线灯 60W 一盏6 客厅：（a=4.0m b=7.6m）照度选择 E=30lx 房间面积 S=ab=30.4查表得 P= 3.9W/ 所需功率为 P=PS= 118.56W灯具选择防水圆球灯 60W两盏 7