照明基础知识8_电气照明设计

8电气照明设计8.1电气照明设计基础电气照明设计的整个过程都必须严格贯彻国家有关建筑物工程设计的政策和法令，并且符合现行的国家标准和设计规范。对某些行业、部门和地区的设计任务，还应遵循该行业、部门及地区的有关规程的特殊规定。1照明系统的供电1）合理地确定负荷等级，正确地选择供电方案。2）当电压出现偏差或波动不能保证照明质量或光源寿命时，可采用有载自动调压电力变压器、调压器或照明专用变压器供电。3）备用照明应由两路电源或两回线路供电。4）当设有自备发电机组时，备用照明的一路电源应接至发电机作为专用回路供电，另一路可接至正常照明电源。在重要场所应设置带有蓄电池的应急照明灯或用蓄电池组供电的备用照明。1照明系统的供电5）当采用两路低压电源供电时，备用照明的供电应从两段低压配电干线分别接入。6）当供电条件不具备两个电源或两回线路时，备用电源宜采用蓄电池组或带有蓄电池的应急照明灯。7）备用照明作为正常照明的一部分同时使用时，其配电线路及控制开关应分开装设。当正常照明因故断电，备用照明应自动投入工作。8）当疏散照明采用带有蓄电池的应急照明灯时，正常供电电源可接至本楼层（或本区域）的分配电盘的专用回路上，或接至本楼层（或本区域）的防灾专用配电盘。2电气照明设计的主要内容1）确定照明方式和照明种类。2）选择光源和照明器类型。3）进行照度计算，确定光源的安装功率。4）选择供电电压和供电方式。5）确定照明配电系统。6）选择导线和电缆的型号和布线方式。7）选择配电装置、照明开关和其他电气设备。8）绘制照明平面布置图，同时汇总安装容量，列出主要设备和材料清单。3电气设计的初始资料1）建筑的平面、立面和剖面图。2）全面了解该建筑的建设规模、生产工艺、建筑构造和总平面布置情况。3）向当地供电部门调查电力系统的情况，了解该建筑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、电费收取办法、电能表如何设置等情况。4）向建设单位及有关专业了解工艺设备布置图和室内布置图。5）向建设单位了解建设标准，各房间照明器的标准要求；各房间使用功能要求；各工作场所对光源的要求、视觉功能要求、照明器的显色性要求；建筑物是否设置节日彩灯和建筑立面照明、是否安装广告霓虹灯等。6）进户电源的进线方位。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。4电气照明设计的具体内容1）考虑整个建筑的照明供电系统，确定配电方式。2）各支线负荷的平衡分配，线路走向的确定。划分各配电盘的供电范围，确定各配电盘的安装位置。3）计算各支线和干线的工作电流，选择导线截面和型号、敷设方式、穿管管径，并进行中性线电流的验算和电压损失值的验算。4）电气设备的选择。8.2照明负荷计算照明负荷计算，其目的是为了合理选择供电系统中的变压器、导线和开关等设备。照明系统负荷计算通常采用需用系数法以及负荷密度法。（1）照明器的设备容量Pe各种照明器的设备容量根据以下公式计算:对于热辐射光源的白炽灯、卤钨灯，其设备容量Pe等于照明器的额定功率PN对于气体放电光源，由于带有镇流器，需要考虑镇流器的功率损耗NePPNePP11需用系数法表8－l气体放电光源镇流器的功率损耗系数1需用系数法（2）对于民用建筑内的插座，在无具体电气设备接入时，每个插座按100W计算。（3）分支回路的计算负荷分支回路的计算负荷按以下公式计算：nieixjsPkP1111需用系数法表8—2插座回路的需用系数1xk1需用系数法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相分支回路进行控制和保护。照明系统中的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；对于建筑物轮廓灯，每一单相回路不宜超过100个；对于高压气体放电灯，供电回路电流最多不超过30A。插座应由单独回路配电，并且一个房间内的插座由同一回路配电，插座数量不宜超过5个（组）。当插座为单独回路时，插座的数量不宜超过10个（组）。住宅不受以上数量的限制。1需用系数法（4）干线计算负荷干线计算负荷的计算按以下公式nijsLixLjsLPkP1表8－3照明干线回路的需用系数1需用系数法（5）进户线、低压总干线的计算负荷nijsLixjsPkP11需用系数法表8—4民用建筑照明负荷需用系数xk2负荷密度法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。3线路的计算电流线路电流是影响导线温升的重要因素，所以有关导线、电缆截面选择的计算首先是确定线路的计算电流。根据国家设计规范要求，三相照明电路中各相负荷的分配应尽量保持平衡，每个分配电盘中的最大与最小的相负荷电流不宜超过30％。单相负荷应尽可能地均匀分配在三相线路上，当计算范围内单相用电设备容量之和小于总设备容量的15％时，可按三相平衡负荷计算。（1）照明设备接在相电压1）单相线路的计算电流cosNPjsPjsPUPI（1）照明设备接在相电压2）三相等效负荷max3PjsPP（1）照明设备接在相电压3）三相线路的线计算电流cos3cos33cos3maxmaxNLPNLPNLjsjsLUPUPUPI（2）照明设备接在线电压1）三相等效负荷max3LjsPP（2）照明设备接在线电压2）三相线路中的线计算电流cos3cos33cos3maxmaxNLLNLLNLjsjsLUPUPUPI8.3导线和电缆的选择与敷设1导体材料及电缆芯数的选择（1）导体材料的选择电线、电缆一般采用铝芯线。濒临海边以及有严重盐、雾地区的架空线路，可采用防腐型钢芯铝质绞线。下列场合应采用钢芯电线或电缆：1）高层建筑，重要的公共建筑等以及国外工程和涉外工程。2）要确保长期运行中连接可靠的回路。例如，重要电源、重要的操作回路及二次回路。电机的励磁、移动设备的线路及剧烈振动场合的线路。3）对铝腐蚀严重而对铜腐蚀轻微的场合。4）爆炸危险环境或火灾危险环境有特殊要求者。5）特别重要的公共建筑物。6）高温设备。7）应急系统，包括消防设施的线路。其他场合可采用铜芯线，亦可根据实际情况采用铝芯线。（2）电缆芯数的选择电压1kV及以下的三相四线制低压配电系统，若第四芯为PEN线时，应采用四芯电缆而不得采用三芯电缆与单芯电缆组合成一个回路的方式；当PE线作为专用而与带电导体N线分开时，则采用五芯电缆。若没有五芯电缆时，可用四芯电缆与单芯电缆电线捆扎组合的方式，PE线也可利用电线的护套、屏蔽层、销装等金属外护层等，分支单相回路带PE线时应采用三芯电缆。如果是三相三线制的系统，则采用四芯电缆，第四芯为PE线。2电线和电缆的型号与敷设条件常用电线和电缆的型号与敷设条件，如P134表7—6所示。3.导线和电缆的截面选择照明线路导线、电缆的截面一般根据下列条件来选择：（1）按允许载流量（负荷电流）选择在最大允许连续负荷电流下，导线发热不超过芯线所允许的温度，不会因过热而引起导线绝缘损坏或加快老化。（2）按允许电压损失选择导线上的电压损失应低于最大允许值5％，以保证供电质量。对于380／220V低压供电线路，若整条线路的导线截面、材料均相同，不计线路电抗，且功率因数cos近似为1时，那么，根据电压损失来选择导线或电缆截面的简化计算公式为niiiLPuCRS10%表8－8计算系数C表8—9线路电压损失百分数（3）按机械强度选择在正常的工作状态下，导线应有足够的机械强度，以防断线保证安全可靠运行。（4）按热稳定性的最小截面校验在短路情况下，导线必须保证在一定的时间内，安全承受短路电流通过导线时所产生的热的作用，以保证供电安全。对于电缆和绝缘导线来说，在短路假想时间的情况下，当导体通过短路稳态电流I∞时，导体最高允许加热温度所对应的截面为最小允许截面。导体满足热稳定的最小截面计算公式为CtISjxmin表8－11热稳定系数对于1kV以下的照明线路，虽然供电线路不长，但因负荷电流大，导线应按照允许载流量选择，并按机械强度和允许电压损失来校验；对于电缆还应按短路时的热稳定来校验。（5）中性线、保护线、保护中性线截面1）对于中性线（N线）截面的选择，a）在单相及二相线路中，N线截面应与相线截面相同。b）在三相四线制配电系统中，N线的允许载流量应不小于线路中最大不平衡负荷电流，同时应考虑谐波电流的影响。C）采用晶闸管调光或计算机电源回路的三相四线配电线路，N线的截面应不小于相线截面的两倍。d）对于照明分支线以及截面为4㎜2及以下的干线，N线的截面应与相线截面相同。当有下列情况时，N线截面不小于相线截面：照明配电干线：当用电负荷主要为单相用电设备；以气体放电光源为主的配电线路；单相回路。2）对于保护线（PE线）和保护中性线（PEN线）截面的选择按规定PE线的截面一般应不小于相线截面的一半应满足单相接地故障保护时热稳定最小截面的要求。PE线或PEN线的热稳定要求的最小截面（6）在有爆炸和火灾危险环境导线截面的选择爆炸及火灾危险场所应选用铜芯导线，其截面不得小于2.5mm2；对于建筑物内所用的导线类型宜选用阻燃型（阻燃电线或阻燃电缆），不允许有中间接头，穿线管材应选用“低压流体输送用镀锌焊接钢管”。8.4照明供电系统1.照明供电系统的组成照明供电系统一般由接户线、进户线、总配电箱、干线、分配电箱、支线和用电设备（灯具、插座等）所组成。2.照明配电系统的结线方式混合式照明配电系统设有应急照明的照明系统8.5电气照明施工图电气照明施工图是电气照明工程施工安装依据的技术图样，包括电气照明供电系统图、电气照明平面布置图、非标准件安装制作大样图及有关施工说明、设备材料表等。1电气照明施工图概述（1）电气照明供电系统图电气照明供电系统图又称照明配电系统图，简称照明系统图，是用国家标准规定的电气图用图形符号概略地表示电气照明系统的基本组成、相互关系及其主要特征的一种简图，最主要的是表示其电气线路的联接关系。（2）电气照明平面布置图电气照明平面布置图又称照明平面布线图，简称照明平面图，是用国家标准规定的建筑和电气平面图图形符号及有关文字符号表示照明区域内照明灯具、开关、插座及配电箱等的平面位置及其型号、规格、数量、安装方式，并表示照明线路的走向、敷设方式及其导线型号、规格、根数等的一种技术图样。（3）大样图对于标准图集或施工图册上没有的需自制或有特殊安装要求的某些元器件，则需在施工图设计中提出其大样图。大样图应按制图要求以一定比例绘制，并标注其详细尺寸、材料及技术要求，便于按图制作施工。（4）施工说明施工说明只作为施工图的一种补充文字说明，主要是施工图上未能表述的一些特定的技术内容。（5）设备材料表通常按照明灯具、光源、开关、插座、配电箱及导线材料等，分门别类列出。表中需有编号、名称、型号规格、单位、数量及备注等栏。设备材料表是编制照明工程概（预）算的基本依据。2.照明系统图和平面图的绘制（1）系统图的绘制1）照明供电系统图的设计与绘制，必须遵循有关标准和规定，并结合设计对象的照明要求，合理布线。2）照明供电系统图一般采用单线图形式绘制，并用短斜线在单线表示的线路上标示出导线的根数。如果另用虚线表示出中性线时，则在单线表示的相线线路上只用短斜线标示出相线导线的根数。3）用单线图绘制的照明供电系统图，通常着重表示其进出线，而线路上的控制和保护设备不一定一一绘出。4）照明供电系统图应在对应的线路侧或有关图形符号旁，标注出线路、设备的型号、规格等。对单相线路，可标示其相序（A、B、C或AN、BN、CN）。5）照明供电系统图上标注的各种文字符号和编号，应与照明平面布置图上标注的文字符号和编号相一致。（2）电气照明平面布置图的绘制1）照明平面布置图是在有关建筑平面图的基础上绘制。2）平面图上的照明线路