照明系统设计课程讲义

照明系统设计1照明系统设计的主要内容（1）确定合理的照明种类和照明方式（2）选择照明光源及灯具，确定灯具的布置方案（3）进行照度计算和供电负荷计算（4）照明电气设备与线路的选择与计算（5）绘制出照明平面图和相应的供电系统图2照明系统设计步骤（一）熟悉图纸和相关设计规范（二）照明光照设计方案选择（三）照度计算及校验（三）电气设计方案选择（五）电气平面图设计（六）负荷计算、选择线缆型号、截面、敷设方式、线路电压损失计算、保护电器选择及整定（七）绘制配电系统图3（一）熟悉图纸和相关设计规范（1）了解工程概况，熟悉各场合（房间）的用途（2）熟悉照明设计相关规范，特别是GB50035-2004，建筑照明设计标准[S]。JGJ16-2008,民用建筑电气设计规范[S].GB50045-95(2005)，高层民用建筑设计防火规范GB50016-2006，民用建筑设计防火规范[S]．4（二）照明光照设计方案选择（1）照明方式的确定照明方式可分为：一般照明、分区照明、局部照明、混合照明。5（二）照明光照设计方案选择根据建筑物功能，确定照明方式。规范规定，按下列要求确定照明方式：（１）工作场所通常应设置—般照明；（２）同一场所内的不同区域有不同照度要求时，应采用分区一般照明；（３）对于部分作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理的场所，宜采用混合照明；（４）在一个工作场所内不应只采用局部照明。

6（二）照明光照设计方案选择（2）照明种类的确定根据照明功能划分：正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍照明。根据建筑物功能，确定照明种类。规范要求：按下列要求确定照明种类：（１）工作场所均应设置正常照明。（2）大面积场所宜设置值班照明。（3）有警戒任务的场所，应根据警戒范围的要求设置警卫照明。7（二）照明光照设计方案选择（4）工作场所下列情况应设置应急照明：

①正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行的场所，应设置备用照明；

②正常照明因故障熄灭后，需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所，应设置安全照明；③正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明。（５）有危及航行安全的建筑物、构筑物上，应根据航行要求设置障碍照明。8（二）照明光照设计方案选择（3）照度选择根据建筑物的性质和各房间用途不同，查表（照明设计标准）确定各房间照度。一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较，可有－10%～＋10%的偏差。符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照度，可按照度标准值分级降低一级。

（1）进行很短时间的作业时；

（2）作业精度或速度无关紧要时；

（3）建筑等级和功能要求较低时。9（二）照明光照设计方案选择符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照度，可按照度标准值分级提高一级。（1）视觉要求高的精细作业场所；（2）连续长时间紧张的视觉作业；（3）识别移动对象，要求识别时间短促而辨认困难时；（4）视觉作业对操作安全有重要影响时；（5）识别对象亮度对比小于0.3时；（6）作业精度要求较高，且产生差错会造成很大损失时（7）视觉能力低于正常能力时；（8）建筑等级和功能要求高时。视觉安全视觉功效建筑功能建筑等级

10房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）UGRRa普通办公室0.75m水平面3001980高档办公室0.75m水平面5001980会议室0.75m水平面3001980接待室、前台0.75m水平面300—80营业厅0.75m水平面3002280设计室实际工作面5001980文件整理、复印、发行室0.75m水平面300—80资料、档案室0.75m水平面200—80GB50034-2004按居住建筑筑、公共共建筑、、工业建建筑、公用场所所进行分类类，分别别给出照照明标准准值、眩眩光限制制要求和和显色指指数要求求办公建筑筑照明标标准值11（二）照照明光照照设计方方案选择择光源种类光效(lm/W)显色指数(Ra)色温(K)平均寿命(h)普通照明白炽灯1510028001000卤钨灯2510030002000～5000普通荧光灯7070全系列10000三基色荧光灯9380～98

全系列12000紧凑型荧光灯6085全系列8000高压汞灯50453300～43006000金属卤化物灯75～9565～923000/4500/56006000～20000高压钠灯100～20023/60/851950/2200/250024000低压钠灯200很差175028000（4）光源选选择常用电光源性性能比较较12（二）照照明光照照设计方方案选择择室内照明明光源的室内照明应优先采用高光效光源和高效灯具。当照度低于100lx时宜采用色温较低的光源

有显色性要求的室内场所不宜选用汞灯、钠灯等作为主要照明光源。13（二）照照明光照照设计方方案选择择规范要求求，照明明设计（1）高度较低房间，如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间宜采用细管径直管形荧光灯（2）商店营业厅宜采用细管径直管形荧光灯、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荧光灯；（4）一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯；（5）一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯；在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过1OOW。

14（二）照照明光照照设计方方案选择择下列工作作场所可可采用白白炽灯：：（１）要要求瞬时时启动和和连续调调光的场场所，使使用其他他光源技技术经济济不合理理时；（２）对对防止电电磁干扰扰要求严严格的场场所；（３）开开关灯频频繁的场场所；（４）照照度要求求不高，，且照明明时间较较短的场场所（５）对对装饰有有特殊要要求的场场所。应急照明明应选15（二）照照明光照照设计方方案选择择（4）灯具及及附件选选择灯具选择择原则：：在满足足眩光限限制和配配光要求求条件下下，应选选用效率率高的灯灯具。国家标准准规定了了荧光灯灯和HID灯的最低低效率荧光灯:开敞-75%、透明罩罩-65%、磨砂-55%、格栅-60%HID灯:开敞-75%、格栅或或透光罩罩-60%根据照明明场所的的环境条条件，分分别选用用下列灯灯具（１）潮湿的场场所，应用相相应防护护等级的的防水灯灯具或带带防水灯灯头的开开敞式灯灯具；（２）有腐蚀性性气体或或蒸汽的的场所，宜采用用防腐蚀蚀密闭式式灯具。。若采用用开敞式式灯具，，各部分分应有防防腐蚀或或防水措措施；（３）高温场所所，宜采用用散热性性能好、、耐高温温的灯具具；（４）有尘埃的的场所，应按防防尘的相相应防护护等级选选择适宜宜的灯具具；16（二）照照明光照照设计方方案选择择（5）有洁净要求的的场所，应用不易积积尘、易于擦擦拭的洁净灯灯具；（6）需防止紫外线线照射的场所所，应采用隔紫紫灯具或无紫紫光源（7）装有锻锤、、大型桥式吊吊车等振动、、摆动较大场场所使用的灯灯具，应有防防振和防脱落落措施；（8）易受机械损损伤、光源自自行脱落可能能造成人员伤伤害或财物损损失的场所使使用的灯具，，应有防护措措施；（9）有爆炸或火灾灾危险场所使使用的灯具，应符合国家家现行相关标标准和规范的的有关规定；；17（二）照明光光照设计方案案选择镇流器的主要要类型比较对象普通电感镇流器节能电感镇流器电子镇流器自身功耗(W)8～9＜53～5光效比111.15价格比1(10～13元/只)1.4～1.7(15～20元/只)3～7(半桥：30元/只)重量比11.5左右0.3左右寿命(年)10105～10可靠性较好好差电磁干扰(EMI)几乎不存在几乎不存在存在抗瞬变电涌能力好好差(加抗瞬变电涌保护除外)灯光闪烁度差差好系统功率因数0.5～0.60.5～0.6(不补偿)0.9以上镇流器自身功功耗约占灯管管功率的20%～25%电子型：25～18（二）照明光光照设计方案案选择推广采用节能能镇流器照明设计时按按下列原则选选择镇流器：（１）自镇流流荧光灯应配配用电子镇流流器；（２）直管形形荧光灯应配配用电子镇流流器或节能型型电感镇流器器；（３）高压钠钠灯、金属卤卤化物灯应配配用节能型电电感镇流器；；在电压偏差差较大的场所所，宜配用恒恒功率镇流器器；功率较小小者可配用电电子镇流器；；（４）采用的的镇流器应符符合该产品的的国家能效标标准。19（二）照明光光照设计方案案选择（5）灯具的安装装方式根据工程特点点，一般有吸吸顶式、嵌嵌入式、悬悬吊式、壁式式、嵌墙型安装高度一般般是（2.5～3.2）m20（三）照度计计算及校验照度计算方法法：利用系数数法（精确计算法））、概算曲线法和和单位容量法法（简化计算算法）EΦ—每只灯具内光源的总光通量，lmN—灯具数量U—利用系数K—维护系数通过照度计计算求出符符合规定的的照度标准准值时，该该房间或场场所需要的灯具具数量21（三）照度度计算及校校验校验照明功功率密度LPD值：式中LPD——照明功率密密度值，W/m2P——每个灯具的的输入功率率(气体放电灯灯含镇流器器功耗)，W∑P——房间或场所所达到规定定照度所需需灯具的总总输入功率率，WA——房间或场所所的面积，，m2★LPD值的计算22办公建筑照照明功率密密度值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119300高档办公室、设计室1815500会议室119300营业厅1311300文件整理、复印、发行室119300档案室87200依目前能耗耗水平和节节能要求制制订预测几年后后的能耗水水平制订23（三）照度度计算及校校验计算每个房房间的LPD值，若：LPD计算值≤规规定的LPD值，方案符符合要求LPD计算值＞规规定的LPD值，应调整整方案至符符合要求设计中降低低LPD值的措施①提高ηs——选用高光效效光源、减减低镇流器器的功耗②提高U——选用配光与与室形相适适应的高效效灯具③合理确定照照度标准值值Eav——设计照度不不宜超过10%标准值24（三）照度度计算及校校验功率密度法法，计算公公式：N--在规定照度度下所需灯灯具数（套套）；LPD--房间或场所所的功率密密度值，W/m2；A--房间面积（（m2）；P--每套灯具的的安装容量量（功率）），包括镇镇流器的功功率损耗（（W）；25（三）电气气设计方案案选择（1）电压的选选择一般照明光光源的电源源电压应采采用220V。1500W及以上的高高强度气体体放电灯的的电源电压压宜采用380V。照明灯具的端电压不宜大于其额定电压的105%，亦不宜低于其额定电压的下列数值：（1）一般工作场所—95%；（2）远离变电所的小面积一般工作场所难以满足第1款要求时，可为90%；（3）应急照明和用安全特低电压供电的照明—90%。

26（三三））电电气气设设计计方方案案选选择择（2）供供电电方方式式的的选选择择确定定建建筑筑物物的的照对普通一级负荷：两个独立电源供电，特别重要负荷：除两个独立电源外，还必须增设应急电源二级负荷，两个电源供电三级负荷，单电源供电方式27（三三（3）照明明供供电电网网络络的的接线线形形式式各负负荷荷独独立立受受电电，，可可靠靠性性高高，，但但建建设设费费用用高高，，用用于于重重要要照照明明负负荷荷放射射式式结构构简简单单、、经经济济，，但但干干线线故故障障时时影影响响范范围围大大，，可可靠靠性性差差，，用用于于一一般般照照明明负负荷荷树干干式式放射射与与树树干干式式混混合合运运用用，，具具有有两两者者的的优优点点，，照照明明负负荷荷应应用用最最普普遍遍混合合式式28（三三））电电气气设设计计方方案案选选择择（4）照照明明供供电电网网络络的的接接地地形形式式主要要有有TN-S、TN系统统、TT系统统常用用是是TN-S、TN-C-S系统。29（五）电气平平面图设计（１）在平面面图中绘制插插座、照明灯灯具，并按照照一定规律安安放不同房间间的插座、照照明灯具。（２）了解各各种开关的特特点，通过比比较选定的不不同房间的开开关并画在平平面图中。规范规定：每个照明开关关所控光源数数不宜太多,每个房间灯的的开关数≮2个(只设一只光源源的除外)。旅馆的每间(套)客房应设置节节能控制型总总开关居住建筑有天然采光的的楼梯间/走道的照明,除应急照明外外,宜采用节能自自熄开关。30（五）电气平平面图设计（3）确定开关与与照明灯具的的联接并在平平面图中标明导线的根根数。公共/工业建筑的走走廊、楼梯间间、门厅等场场所的照明，，宜用集中控控制,并按建筑使用用条件和天然然采光等采取取分区/分组控制措施施房间或场所装装设有两列或或多列灯具时时，宜按下列列方式分组控控制：（1）所控灯列与与侧窗平行；；（2）生产场所按按车间、工段段或工序分组组；（3）电化教室、、会议厅、多多功能厅、报报告厅等场所所，按靠近或或远离讲台分分组。31（五）电气平平面图设计体育馆、影剧剧院、候机厅厅、候车厅等等公共场所应应采用集中控控制，并按需需要采取调光光或降低照度度的控制措施施。有条件的场所所，宜采用下下列控制方式式：（1）天然采光良良好的场所，，按该场所照照度自动开关关灯或调光；；

（2）个人使用的的办公室，采采用人体感应应或动静感应应等方式自动动开关灯；（（3）旅馆的门厅厅、电梯大堂堂和客房层走走廊等场所，，采用夜间定定时降低照度度的自动调光光装置；（（4）大中型建筑筑，按具体条条件采用集中中或集散的、、多功能或单单一功能的自自动控制系统统。32（五）电气平平面图设计（4）确定层配电电箱和分配电电箱的位置并并画在平面图图中并进行连连接。照明配电箱宜宜设置在靠近近照明负荷中中心便于操作作维护的位置置。标注配电箱、、干线回路的的编号33（五）电气平平面图设计（5）确定层（分分）配电箱与与各场合（房房间）照明灯灯具和插座的的联接并画在在平面图中。。每一照明单相相分支回路的的电流不宜超超过16A，所接光源数数不宜超过25个；三相配电干线线的各相负荷荷宜分配平衡衡，最大相负负荷不宜超过过三相负荷平平均值的115%，最小相负荷荷不宜小于三三相负荷平均均值的85%。当插座为单独独回路时，数数量不宜超过过10个（组），用用于计算机电电源的插座数数量不宜超过过5个（组）。标注导线根数数、分支线的的回路编号。。34（六）负荷计计算，选择导导线型号、截截面、敷设方方式；线路电电压损失计算算；保护电器器及其整定。。（1）照明负荷计计算方法:需要系数法；；程序:支→干→馈①照明分支线线的设备总容容量Pe★热辐射光源源：★气体放电光光源：②照明分支线的的计算负荷Pc③照明干线(馈电线)的计算负荷PcPn——灯管(泡)的额定定功率率，kWα——镇流器器等电电气附附件损损耗系系数35（2）计计算算电流流①一种光光源的的照明明线路路的计计算电电流Ic★单相线线路：：·★三相线线路：：

UP——照明线路的额定相电压，VPc——单相照明线路的计算负荷，W——光源的功率因数

UP——照明线路的额定相电压，VPc——三相照明线路的计算负荷，W——光源的功率因数②两种光光源的的照明明线路路的计计算电电流IcIa——光源的的有功功电流流，AIr——光源的的无功功电流流，A36（六））负荷荷计算算，选选择导导线型型号、、截面面、敷敷设方方式；；线路路电压压损失失计算算；保保护电电器及及其整整定。。（3）导线线型号号、截截面、、敷设设方式式选择择导线和和电缆缆型号号的选选择主要包包括额额定电电压、、导体体材料料、绝绝缘材材料、、内外外护层层等。。一般般根据据工程程的重重要程程度、、环境境条件件、敷敷设方方式和和经济济可靠靠等方方面考考虑。。常用导导线和和电缆缆型号号，导线：：BLV、BLVV、BV、BVV；电缆缆：VV、YJV室内导导线敷敷设方方式有明敷敷和暗暗敷两两类，，有吊吊顶的的建筑筑物内内，导导线敷敷设一一般采采用暗暗敷，，导线线穿钢钢管或或PVC管沿墙墙、顶顶棚和和地面面等处处暗敷敷设。。37（六））负荷荷计算算，选选择导导线型型号、、截面面、敷敷设方方式；；线路路电压压损失失计算算；保保护电电器及及其整整定。。导线和和电缆缆截面的选择择：发热条条件、电压损损失、机械强强度。。还应注注意与线路路保护护设备备相配配合按允许许载流流量选选择导导线截截面In＝Ial＞IcIn—导线和和电缆缆长期期允许许的工工作电电流,AIal—导线和和电缆缆的允允许载载流量量,AIc—线路的的计算算电流流,A照明配配电干干线和和分支支线，，应采采用铜铜芯绝绝缘电电线或或电缆缆，分分支线线截面面不应应小于于1.5mm2。照明配配电线线路应应按负负荷计计算电电流和和灯端端允许许电压压值选选择导导体截截面积积。38（六））负荷荷计算算，选选择导导线型型号、、截面面、敷敷设方方式；；线路路电压压损失失计算算；保保护电电器及及其整整定。。（4）线路电压压损失计算算参考电气照照明技术中中第145页。39（六）负荷荷计算，选选择导线型型号、截面面、敷设方方式；线路路电压损失失计算；保保护电器及及其整定。。（5）保护电器器的选择及及其整定照明线路的的保护要求求：短路保护，，所有照明线线路均应设设置。电器器：熔断器器、低压断断路器的瞬瞬时脱扣器器过负荷保护护，电器：熔断断器、断路路器的长延延时过电流流脱扣器接地故障保保护，TN-S、TT系统，应设设置漏电保保护电器40（六）负荷荷计算，选选择导线型型号、截面面、敷设方方式；线路路电压损失失计算；保保护电器及及其整定。。（1）低压断路路器功能：是一种既能能分合负荷荷电流又具具有保护功功能建筑工程中中应用最广广泛，用作作配电箱中中的总开关关或分路开开关。短路路保护、过过负荷保护护、失压或或欠电压保保护类型：万能式断路路器、塑壳壳式断路器器、小（微微）型断路路器主要参数★额定电压压(V)和额定电流流(A)★★分断能力（（kA）★脱扣器的的整定电流流及特性41（六）负荷荷计算，选选择导线型型号、截面面、敷设方方式；线路路电压损失失计算；保保护电器及及其整定。。（2）断路器的的选择①额定电流流In≥线路的计计算电流Ic②脱扣器的的整定电流流种类:长延时脱扣扣器短延时脱扣扣器瞬时脱扣器器→作过负荷荷保护→作短路保保护或过负负荷保护→作短路保保护组合成:三段保护两段保护一段保护★整定电流:长延时脱扣扣器→In1≥Kk1·Ic短延时和瞬瞬时脱扣器器→In3≥Kk3·IcKk1、Kk3--断路器的长长延时和瞬瞬时过流脱脱扣器的可可靠系数，，取决于光光源启动性性能和保护护电器特性性。整定电流应应能躲开线路的尖峰峰电流