第八章-2 照明设计(电气设计)讲解

第八章照明设计(电气设计)第一节照明供电系统的构成和负荷计算方法第二节导线、保护设备和开关设备的选择第三节照明配线和供电系统设计第四节某学院教学楼D座五层照明设计(电气部分)一、照明供电系统的构成照度标准是一个最低限度标准，也就是最低照度标准。(一)照明供电系统的接线形式第一节照明供电系统的构成和负荷计算方法计量箱按照实际情况连接成放射式、树干式和环形式或混合式。(二)照明的供电系统的接地形式TN系统形式是供电系统中有一点直接接地，用电设备的外露可以导电的部分采用保护线与接地点连接，从而保证用电设备人员的安全。从中性线与保护线的连接情况可分为三种形式。分别为：TN-S、TN-C和TN-C-S系统。(三)照明供电系统的供电电压和回路的划分对于照明供电系统来讲当一个单相回路超出16A时或灯具数量超出25个时，要采用三相220/380V的供电电源。三相照明线路各个相的负荷要合理分配，保持平衡，每个分配电箱中最大与最小相的负荷电流差不宜超出30%。1.为了控制和保护达到其合理性，使用功能相同的照明器应在一个回路中。2.每一回路的照明器数量(包括插座)不超过20个。最多不超过25个。或计算电流不超出16A。大型的建筑组合灯具每一单相回路不宜超出25A，光源的数量不宜超出60个。3.插座供电的回路应该是单独划分的，一般情况下单独回路的插座不宜超出10个(组)，对于住宅来说可以不受限制，但是不同性质的用电设备必须单独设立供电回路，如：空调机、电加热的洗浴和厨房用电设备等。二、照明负荷计算(三相)(单相)PCQCSCφ三、计算负荷确定的计算方法(一)单位指标法单位指标法是一种在住宅的设计各个阶段均可以使用的方法，根据单位指标的不同可以分为单位面积容量法、单位指标法和负荷密度法等。(二)需要系数法PN

→Pe

→Pc

→Ic额定功率设备功率计算功率计算电流1.设备功率(Pe)的确定1)对于白炽灯和高压卤钨灯其标出的额定功率就是设备功率；2)对于气体放电光源中的各种灯的设备功率是其标出的额定功率与变压器、镇流器功率损耗之和。Pe=（1+α）PN灯具镇流器类型功率损耗(α)荧光灯普通型电感镇流器25%节能型电感镇流器15%~18%电子镇流器10%金属卤化物灯、高压钠灯、荧光高压汞灯普通型电感镇流器14%~16%节能型电感镇流器9%~10%(1)单相供电照明用电设备设备功率的计算方法3)普通插座每组按Pe=100W计算，计算机插座按Pe=200W计算。(2)对于三相供电的照明用电设备功率(Pe)的确定1)相不平衡率η式中：Pmax、Pmin—三相中最大的和最小的设备功率；Pav—三相平均单相设备功率，即：Pav=[Pe(L1)+Pe(L2)+Pe(L3)]/3。★当η≤15%时，按三相平衡计算，即Pe(L1)+Pe(L2)+Pe(L3)★当η>15%时，按三相不平衡计算，即Pe=3Pmax(L1、L2、L3)注：在实际照明工程中要做到三相负荷平衡是很困难的，即上述条件较难满足，这时照明干线的计算负荷应按三相负荷中负荷最大的一相进行计算，即认为三相等效负荷为最大相单相负荷的3倍，即Pe=3Pmax(L1、L2、L3)。2.用需要系数法进行负荷计算(1)计算公式的引出Pc=Kd×Pe(2)负荷计算的步骤(1)照明分支线路(回路)上的计算负荷：Pc=Pe(Kd=1)；(2)照明干线上的计算负荷：Pc=kd·ΣPe；(3)进户线、低压总干线上的计算负荷Pc

各干线的计算功率四、在一条线路上连接多种光源时计算电流的确定(1)求出每种光源的Ic值；1.计算思路(2)求出每种光源的Ic值的有功及无功分量：Icp=Ic·cosφ，Icq=Ic·sinφ；(3)求总计算电流Ic的值。IcpIcqIcφ【例12-1】有一条交流220V的照明线路上，连接有40W白炽灯10只，同时连接有带镇流器的40W荧光灯10只。求这条线路上的计算电流。假定：白炽灯的功率因数为1，而荧光灯的功率因数为0.65(未加入电容器补偿装置)，而且功率损耗为0.2。解:白炽灯的有功计算电流为：Icp1=Pc1/U=10×40/220=1.82A荧光灯的功率因数为cosφ=0.65，tanφ=1.16，sinφ=0.76。荧光灯的计算电流：Ipc2=Pc2/(Ucosφ)=(1+0.2)×10×40/(220×0.65)=3.36A荧光灯的无功计算电流:Iqc2=3.33A这条线路上的计算电流(IC)：第二节导线、保护设备和开关设备的选择一、常用导线型号的选择导线型号的选择是根据供电线路的额定电压、电力负荷的等级、导线敷设的方式和导线使用的环境条件等条件的要求来确定。它的选择原则和动力线路的选择的原则是一样的原理。二、导线截面的选择1.在照明供电系统中的导线，应满足可以通过正常最大的负荷电流，并且正常最大的负荷电流通过时所产生的发热温度不至于造成导线使用寿命时间的减少。2.为了满足机械强度的要求，在不同的使用场合时，导线的最小截面不应小于其最小的允许值。3.导线通过正常最大的负荷电流时产生的电压损耗值不应超出其规定的允许值。三、按电压损失条件的选择导线的截面(1)照明器端子处电压偏移允许值(以额定电压的百分数表示)一般工作的场所的照明为：±5%。在视觉要求较高的室内照明为：+5%、-2.5%。对于远离电源小面积一般场所的照明可以取值:+5%、-10%。对于应急照明、警卫照明、道路照明可为：+5%、-10%。(2)照明线路电压损失的计算1)在照明线路中整条线路的截面相同时电压损失的计算ΔUal=ΣM/A×C式中：ΣM—线路全部功率距之和，(ΣM=ΣPL)。P—有功功率(kW)；L—线路长度(km)；A—导线、电缆的截面（mm2）。C—计算系数见表；

ΔUal—线路电压损失的百分值。计算系数(C)值线路的额定电压(V)线路的形式C(kW·m/mm2)铝线铜线220/380三相四线46.276.5220单相7.7412.82)有分支照明线路导线截面的选择对于每一只照明器的电压损失计算可采用分段计算的方法。当按动力线路的计算方法进行，在计算时要产生一定的误差。四

、常用的照明器开关设备及选择(1)开关设备本身的额定电压值必须大于所安装线路的工作电压值。(2)开关设备本身的额定电流值必须大于所安装线路中的计算电流值。(3)开关设备的形式必须符合使用环境的要求和控制方式的要求。五、常用的保护设备及其选择(2)保护设备本身的动作电流值必须大于所安装线路中的计算电流值。(3)带漏电保护功能的断路器漏电动作的电流值和动作时间应符合所装设位置和保护对象的要求。(1)保护设备本身的额定电压值必须大于所安装线路中的工作电压值。第三节照明配线和供电系统设计(一)有关规定一、电气配线平面图1.图形的规定见附录。2.文字标注的规定：详见动力配线平面图设计的有关规定。(二)电气配线平面图的绘制1.绘制建筑平面图包括建筑门窗、墙体、轴线、主要尺寸等。2.电气设备的布置(1)配电平面图应包括建筑门窗、墙体、轴线、主要尺寸、工艺设备编号及容量；布置配电箱、控制箱，并注明编号；绘制线路始、终位置包括控制线路，标注回路规格、编号、敷设方式；凡需专项设计场所，其配电和控制设计图随专项设计，但配电平面上应相应标注预留的配电箱，并标注预留容量；图纸应有比例。(2)照明平面图应包括建筑门窗、墙体、轴线、主要尺寸、标注房间名称、绘制配电箱、灯具、开关、插座、线路等平面布置，标明配电箱编号，干线、分支线回路编号；凡需二次装修部位，其照明平面图由二次装修设计，但配电和照明平面图上应相应标注预留的照明配电箱，并标注预留容量；有代表性的场所的设计照度值和设计功率密度值；图纸应有比例。3.连接导线棵数的确定和绘制(1)照明平面图(1)导线根数标注方法3n(2)照明回路中的五种导线1)相线(火线L)：相线进开关，即相线是电流从配电箱流向开关的线，火线只接至开关，不与灯具连接，对于220V灯具不可能有两根相线重叠的情况。2)中性线(零线N)：中性线电流流出灯具的线，一个回路中不管有多少套灯具，零线只有一根，零线不与开关连接。3)保护线(地线PE)、一个回路中不管有多少套灯具，保护线只有一根，保护线是防漏电的，保护线不与开关连接，而与灯具外壳相连。4)控制线：是由开关接出至灯具的导线，如果其中的一位开关控制２套或Ｎ套灯，那么控制线就是由此开关一直至最后一套灯具。5)双控或多控开关连接线：以双控开关为例，双控开关是成组出现的，即一位对应一位。一对单联双控开关之间的连接线为2根，一对双联双控开关间的连接为4根，开关连接线不与灯具连接。(3)照明回路(共管)中导线根数的确定32平面图原理图PENLG1)一只单联开关控制一盏灯的情况2)一只双联开关控制多盏灯的情况(1)33平面图原理图3PENL3)一只双联开关控制多盏灯的情况(2)33平面图原理图33PENL4)双控开关控制一盏灯的情况33平面图原理图3PENL(三)电气配线平面图的示例二、供电系统图的设计(一)绘制原则1.供电系统的形式既电源总配电箱和各个分配电箱的连接形式(放射式或链式等)。2.连接各配电箱之间连接导线的型号、规格、敷设方式等在平面图没有表示清楚的内容。3.总配电箱和分配电箱中的型号以及配电箱中所选择的保护设备的型号及有关技术数据(如动作电流的整定值等)。(二)供电系统图的示例三、电气照明设计的内容和步骤(一)熟悉建筑图纸1.总平面图总平面图是表明建筑和周围环境的关系。可以根据总平面图中所表示的电源位置来确定电源的引入方向、进线形式。2.建筑平面图建筑平面图是室内照明设计的主要依据之一。它是按一定的比例绘制出建筑物内各房间的功能、以及各房间之间的关系和它的具体尺寸的图纸。电气照明设计中，导线、配电箱、开关、照明器以及插座等设备的平面的位置均是在建筑平面图中得以表示。通常称为电气照明配线平面图。3.建筑立面图作为建筑物外立面的电气照明设计才考虑立面，从而确定建筑的主立面照明方案。4.剖面图建筑的剖面图是表示建筑结构形式、各层高度及有关高度尺寸的图纸。在电气照明设计中的照度计算、配电箱、开关、照明器以及插座等设备的安装高度的确定要以此图为依据。另外在剖面图中可以知道建筑的结构形式，为导线的敷设方式的确定提供了依据。5.其它专业的有关图纸(二)照明场所的使用功能的了解和掌握照明设计是以完善建筑的使用功能为目标。了解和掌握被照场所的使用功能，是为了确定照明方式和照度值找到可靠的依据。(三)建筑内部装饰情况照明设计应该与装修的设计效果相配合共同的完成设计，在装修的设计时要提出照明设计的方案，在全面掌握装修的意图和方法的同时强调照明的效果和装饰效果的统一性，而且要在装修施工时与其密切配合保证照明器的安装和设计的意图一致性。(四)照明的供电电源的情况照明的供电电源的情况包括供电的容量、电源的数量、电源的形式、引入的方式、计量的要求等。(五)建筑部门和有关主管部门的具体要求和技术的法规(六)设计方案的确定和设计的步骤设计方案是贯彻设计的全过程，是具有指导性和纲领性的方案。(七)设计方案的确定1.明确建筑物以及建筑物内各房间的使用功能，要注意体现不同建筑的特点和气氛。2.要与建筑的艺术风格和装修的效果相结合。照明器的选择、光源的选择要保证经济合理性和先进性。3.照明设计的方法要应用成熟新技术、新方法。4.设计方案应该具有一定的特点，特别是装饰性的照明要有新的创意。(八)设计步骤和内容1.选择适合的照度值进行照度的计算2.照明器的布置3.开关、插座和配电箱的布置4.照明供电系统的设计5.电气设备、导线的选择及其计算6.绘制照明配线平面图7.绘制供电系统图8.绘制施工安装大样图(九)有关设计的文字材料包括设计说明、主要设备材料表。还有不给施工单位提供的只作为资料保存的设计计算书。(十)用电安全的设计1.为局部照明装置(例如落地灯、台灯)连接而用插座的连线必须要有专用的保护线(PE线)并将照明装置的外露可导电部分与保护线相连接。2.如果照明装置有和人体有接触的可能性，也必须将照明装置的外露可导电部分与保护线相连接。3.要在配电箱内将给插座的供电回路设置漏电保护装置。其保护装置的动作电流值不应大于30mA。4.照明器的供电回路和插座供电回路必须分别设置。第四节某学院教学楼D座五层照明设计(电气部分)一、配电系统结构设计1.回路划分教学楼内的配电线路应按教学分区划分回路，教学楼内的照明和插座均按照明负荷考虑。教室内电源插座和照明用电应分设不同回路。门厅、走道及楼梯等公共场所照明宜设单独回路。针对本项目，可以将普通教室的灯具和插座各划分为一个回路，阶梯教室的灯具数量较多，可以将照明用电划分为四个回路，加上插座共计五个回路。本座的直线长度为63米，按照供配电回路的最大长度不宜超过35米的要求，在本层两侧楼梯间附近的位置各设置一个照明配电箱。走道及楼梯间的照明用电由所在侧的照明配电箱配出。2.照明控制(1)公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施；(2)除设置单个灯具的房间外，每个房间灯的控制开关不宜少于2个；(3)房间或场所装设两列或多列灯具时，宜按下列方式分组控制。结合节能方面的考虑及使用时的便捷，可以将普通教室的照明分为三个区域，加上黑板照明共四个区域。用两组双联单控扳式暗开关进行控制，分别设置在教室门的两侧。二、配电系统图的绘制1.负荷计算(1)回路的负荷计算回路划分完成后，就需要对回路及配电箱系统进行负荷计算了。我们以编号为AL5-1配电箱中的W1回路为例进行负荷计算：其他回路负荷计算的结果见下表所示。序号箱体编号回路编号负荷名称相序分配电压(kV)Pe(kW)KdcosφPc(kW)Ic(A)1AL5-1WL1照明L10.220.6010.900.603.02WL2照明L20.220.9610.900.964.83WL3照明L30.220.9610.900.964.84WL4照明L10.220.9610.900.964.85WL5照明L20.220.5610.900.562.86WL6照明L30.220.9610.900.964.87WL7插座L10.220.4010.900.402.08WL8插座L20.220.4010.900.402.09WL9插座L30.220.4010.900.402.010WL10插座L10.220.4010.900.402.011WL11插座L20.221.2310.901.236.212WL12备用L30.22

10.900.603.013单相负荷统计L1相

14L2相

15L3相

16等效三相负荷L1L2L3序号箱体编号回路编号负荷名称相序分配电压(kV)Pe(kW)KdcosφPc(kW)Ic(A)1AL5-1WL1照明L10.220.6010.900.603.02WL2照明L20.220.9610.900.964.83WL3照明L30.220.9610.900.964.84WL4照明L10.220.9610.900.964.85WL5照明L20.220.5610.900.562.86WL6照明L30.220.9610.900.964.87WL7插座L10.220.4010.900.402.08WL8插座L20.220.4010.900.402.09WL9插座L30.220.4010.900.402.010WL10插座L10.220.4010.900.402.011WL11插座L20.221.2310.901.236.212WL12备用L30.22

10.900.603.013单相负荷统计L1相

0.222.3614L2相

0.223.1515L3相

0.222.3216等效三相负荷L1L2L3我们分别统计一下L1、L2、L3相的设备功率，并填入下表：其三相不平衡率η为：(2)配电箱系统的负荷计算序号箱体编号回路编号负荷名称相序分配电压(kV)Pe(kW)KdcosφPc(kW)Ic(A)1AL5-1WL1照明L10.220.6010.900.603.02WL2照明L20.220.9610.900.964.83WL3照明L30.220.9610.900.964.84WL4照明L