多层建筑照明课程设计讲解

郑州轻工业学院

课程设计说明书题目：多层建筑电气照明系统设计

姓名：

院（系）：电气信息工程学院

专业班级：建筑电气与智能化10-01班

学号：

指导教师：曹祥红陈继斌

成绩：

时间：2013 年6月17日至2013 年 6 月21 日

《电气照明技术》课程设计任务书

一、设计题目

某多层住宅楼建筑电气照明设计

二、设计资料

1.基本概况

本工程是一栋高六层的住宅楼建筑,其建筑类别为二类建筑.结构形式为剪力墙结构，挡土墙为煤干石烧结实心砖，内墙填充墙为加气混凝土砌块，填充墙为加气混凝土墙，卫生间处砖墙下应打200高C20素泥混凝土。设计内容为电气照明系统。

1）建筑为7层，地上6层，地下1层。

2）地下室高2.19米，地上层高2.9米。建筑总高度为18.60米。室内外高差1.2米。

给定资料：各层建筑平面图。

2.参考资料

1）民用建筑电气设计规范及条文解释

2）2009全国民用建筑工程设计技术措施电气

3）建筑电气设计手册

4）国家标准电气制图电气图形符号应用示例图册

5）有关产品样本

6）建筑电气施工验收规范

7）供配电系统设计规范

8）低压配电系统设计规范

三、设计成果

1、计算书

内容包括：照度计算、负荷计算、线缆及保护管的选择、配电箱的选择。

2、图纸

1）设计说明、图例、图纸目录

2）各层照明平面图（1：100）和各层插座平面图（1：100）

3）供电干线系统图（1：100）

4）照明配电箱系统图

3、课程设计说明书

四、设计步骤

1．熟悉资料、设计规范。对已给资料进行整理。根据建筑物的特点，确定供电等级：根据建筑平面图，拟定各户配电箱具体位置；根据外线情况确定进户总箱位置；并在平面图上绘出。

2．绘制照明平面图（包括楼梯间设照明）

根据建筑平面图针对不同的使用功能,按照电气照明设计规范进行照度设计.以满足使用对照度及功能要求.

（1）根据房间的用途确定灯具的种类、型号及安装高度。

（2）查出各房间的照度标准，进行照度计算。

（3）根据计算结果绘出照明平面布置图。

（4）绘出线缆（单线图）。

3．根据房间的用途确定插座的种类、型号及安装高度

（1）绘出插座平面布置图。

（2）绘出线缆（单线图）。

4. 绘出各层及总的供电系统图。

5. 负荷计算

（1）计算各支线负荷，选择支线线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，选择支线开关（型号、规格）并标注在系统图上。

（2）计算每个房间的负荷，选择每个房间的线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，选择开关（型号、规格）并标注在系统图上。

（3）计算每层的负荷，选择线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在平面图上，选择开关（型号、规格）并标注在系统图上。

（4）计算整幢楼的负荷，选择进户线缆（型号、规格）及敷设方式并标注在供电干线平面图上，选择总开关（型号、规格）并标注在系统图上。

6．整理图纸并写出设计说明、图例及图纸目录。

（1）说明书

内容包括：建筑用途、设计依据、负荷等级及电源进户方式、配线、配电箱及等电位联结。

（2）图例

内容包括：符号、名称、规格型号、容量、安装高度、方式及场所。

（3）图纸目录

内容包括：图别、名称、

8.整理计算书

内容包括：照度计算、负荷计算、线缆、开关及配电箱的选择。

9.设计注意

安全、可靠、经济实用、美观。

设计前应先学习有关的规范，严格按照规范设计。

选择导线截面时，留有余地。

保护电器选择要注意满足前后级间的选择性配合。

图纸尺寸及采用图形和文字符号应符合现行标准。

五、时间、进程及教学安排

设计时间：1周（5天）2011.6.17 -6.21

1. 熟悉规范、查资料——————1天

2. 照度计算——————————0.5天

3. 标准层照明平面图——————0.5天

4. 标准层插座平面图——————0.5天

5. 照明系统图—————————1天

6. 设计说明、图例、图纸目录——0.5天

7.计算书整理—————————0.5天

8.答辩—————————0.5天（7.7日早上八点开始）

六、指导教师：曹祥红指导学生班级：建筑电气与智能化10-1班

注意：本课题个人独立完成，相互之间杜绝抄袭，不能雷同。

郑州轻工业学院电气信息工程学院建筑电气与智能化系

二O一三年六月

本设计是对某住宅楼电气照明进行全面设计，保证建筑物里的照明质量、用电经济和安全优质。必须符合《民用建筑电气设计的相关规范和标准》和《照明设计相关规范》。设计内容包括确定建筑的灯具以及光源选择，进行照度计算，各个楼层供电线路中的短路电流的计算，供配电系统的主接线方式、导线电缆的选择及校验。设计过程中需要绘图的部使用天正AutoCAD绘图，最后将整个设计过程整理、总结设计文档报告。

关键词：电气照明、照度计算、供配电系统、天正AutoCAD。

目录 (1)

1. 工程概况 (2)

2. 照明供配电系统 (2)

2.1 照明线路电压与负荷等级的划分 (2)

2.1.1 照明线路电压 (2)

2.1.2 照明负荷供电方式与照明配电系统图 (3)

3. 照明设计施工图 (6)

3.1住宅户型的照明设计 (6)

3.1.1 电光源及灯具的选择 (6)

3.1.2 确定布灯方案和照度计算 (7)

3.1.3 计算照明负荷 (8)

3.1.4 选择照明线路的导线和开关 (10)

3.2 商铺照明设计 (11)

3.2.1 电光源及灯具的选择 (11)

3.2.3 计算照明负荷 (12)

总结 (14)

参考文献 (15)

1.工程概况

本工程是一栋高六层的住宅楼建筑建筑为7层，地上6层，地下1层。,其建筑类别为二类建筑.总建筑面积为3770.83m2（其中商业建筑面积为：304.17m2，地下室建筑面积为208.16m2）建筑占地面积为716.17m2。设计内容为电气照明系统。建筑总高度为18.60米。地下室高2.19米，地上层高2.9米。室内外高差1.2米。结构形式为剪力墙结构，挡土墙为煤干石烧结实心砖，内墙填充墙为加气混凝土砌块，填充墙为加气混凝土墙，卫生间处砖墙下应打200高C20素泥混凝土。设计内容为电气照明系统。

其中消防设计：本工程地下室耐火等级为一级，共一个防火分区。地上部分耐火等级为一级，住宅每个单元为一个防火分区。地下部分和地上部分共用楼梯采用防火分隔墙分隔，门采用乙级防火门。

照明设计包括：室内照明、插座以及供配电系统。本工程室内配电部分以及具体灯具待装修后确定。

2.照明供配电系统

2.1 照明线路电压与负荷等级的划分

2.1.1 照明线路电压

（1）供电电压

从安全方面考虑，照明的电源电压一般按下列原则选择。

1）在正常环境中，一般照明光源的电源电压应采用220V。

2）在有触电危险的场所，例如地面潮湿或周围有许多易触及金属结构的房间，当灯的安装高度距离地面小于2.4m时，无防止触及措施的固定式或移动式照明的供电电压不宜超过36V。

本工程为一般住宅楼，电由近处变电所引来，电压选用为220V。其中正常情况下的，室内照明电压偏移为-5%，应急照明电压偏移不超过10%。

（2）负荷等级的划分

本工程为二类建筑，用电多为二级、三级负荷，用电负荷分级如下：

二级负荷：各层公共照明，所有的消防负荷包括应急照明、消防控制室用电、消防电梯、送风机、正压风机、排烟风机、喷淋泵、消火栓及泵房、消防电梯等。

三级负荷：普通的室内照明及插座，生活泵，普通电梯等。

2.1.2 照明负荷供电方式与照明配电系统图

（1）照明负荷的供电方式

本工程负荷供电为三级，其三级负荷（一般负荷）电源供电的要求是：对照明无特殊要求者可由单电源供电，动力和照明负荷功率较大时应分开供电，功率较小时可合并供电。建筑物内有变电所时，照明与动力由低压屏以放射式供电；没有变电所的建筑物，动力和照明应在进户线处分开。三级照明负荷的供电方式如图：2-1.

图2-1

（2）照明配电系统

1）常用的几本配电方式有四种：放射式、树干式、混合式、链式。其图示如下图2-2（a）（b）（c）(d).

（a）放射式

（b）树干式

（c）混合式

(d)链式

图2-2（a）放射式（b）树干式（c）混合式(d)链式

①放射式

如图2-2（a）所示是放射式配电系统，其优点是各负荷独立受电，线路发生障碍时，不影响其他回路继续供电，可靠性较高；回路中电动机启动引起的电压波动，对其他回路的影响较小。但建设费用较高，有色金属耗量较大。放射式一般用于重要的负荷。

②树干式

如图2-2（b）是树干式配电系统。与放射式相比，其优点是建设费用低。但干线出

现故障时影响范围大，可靠性差。

③混合式

如图2-2（c）是混合式配电系统。是放射式和树干式的综合运用，具有两者的优点，所以在实际中应用最为广泛。

④链式

如图2-2（d）是链式配电系统。与树干式相似，适用于距离配电所较远，而彼此之间相距又较近的不重要的小容量设备，链式的设备一般不超过3-4台。

2）典型的配电系统

在实际应用中，各类建筑的配电方式是以上四种基本方式的综合应用。

①多层公共建筑的照明配电系统

其进户线直接进入大楼的配电间总配电箱，由总配电箱采取干线立管式向各层分配电箱馈电，再经分配电箱引出支线向各个房间的照明器和其他设备供电。

②住宅的照明配电系统

住宅的照明配电系统，它以每一楼梯间作为一个单元，进户线引至楼的总配电箱，再由干线引至每一单元的配电箱，各单元配电箱采用树干式（或放射式）向各层用户的分配电箱馈电。分配电箱装设电度表，以便用户单独计算电费。

图2-3本工程的照明配电系统

3.照明设计施工图

3.1住宅户型的照明设计

住宅户型虽大小不同，格局稍有差异，但整体设计如出一辙。本工程以B7户型为例，其余户型设计方法相似。

3.1.1 电光源及灯具的选择

20世纪90年代初，国际上提出了推行旨在节约电能、保护环境的“绿色照明”工程照明的质量和水平已成为衡量社会现代化程度的一个重要标志，成为人类社会可持续发展的一项重要措施。

绿色照明是指通过科学的照明设计，采用高效率、长寿命、安全和性能稳定的照明电器产品，最终建成环保、高效、安全、经济和有益于环境和提高人们的工作、学习和生活质量的照明系统。实施绿色照明工程就是通过采用合理的照明设计来提高能源的有效利用率，达到节约能源，减少照明费用，减少火电工程建设，减少有害物质的排放和溢出，达到保护人类生存环境的目的。推进绿色照明工程实施过程中，电光源的选择应遵循以下一般原则：

①限制白炽灯的应用

②采用卤钨灯取代白炽灯

③推荐使用紧凑型荧光灯取代白炽灯

不同光源在光谱特性、发光效率、色温、显色指数、使用条件和造价等方面都有自己的特点，综合各方面的因素，在满足显色性、启动时间等要求条件下，根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比较后确定本工程选用的灯具。

本工程为普通住宅楼，所有安装灯具处采用预留安装，当选用灯的功率太小或太大，可适当调整。卧室可以加装床头灯，本工程暂不预留。

阳台灯预留40W，选用YG-1型吸顶式荧光灯。卧室预留100W，选用YG-2型管吊式荧光灯。卫生间和厨房选用防尘防水型荧光灯具，预留60W。餐厅选用吊顶式花灯，

预留100W。客厅选用YG2-3型嵌入式方格栅顶灯3x40W，，书房需要的照度高，预留100W。

3.1.2 确定布灯方案和照度计算

（1）选择计算系数

查表得，卧室平均照度为E av=75lx，厨房E av=100lx，客厅E av=100lx，餐厅E av=150lx，卫生间E av=100lx，书房E av=300lx,洗脸池E av=200lx。

查资料取最低照度系数Z=1.3。

换算成最低照度，

卧室Emin=E av/Z=57.7lx

厨房Emin=E av/Z=76.9lx

客厅Emin=E av/Z=76.9lx

餐厅Emin=E av/Z=115.4lx

卫生间Emin=E av/Z=76.9lx

书房Emin=E av/Z=230.8lx

洗脸池Emin=E av/Z=153.8lx

（2）计算面积

阳台(北)A=5.12m2

阳台(南)A=7.15m2，

主卧A=20.69m2

次卧A=9.52m2

卫生间A=3.13m2

厨房A=6.12m2

餐厅A=8.4m2

客厅A=33.9m2

书房A=8.68m2

洗脸池A=3.13m2

（3）照度计算（单位容量法）.查相关建筑电气设计手册，得各房间的照明单位安装功率p0为：

主卧：P0=7W/m2

次卧：P0=7W/m2

卫生间：P0=6W/m2

厨房：P0=7W/m2

餐厅：P0=8W/m2

客厅：P0=7W/m2

书房:P0=12W/m2

洗脸池:P0=12W/m2.

（4）总安装容量P=P0*A

主卧：P1=7*20.69=144.83W

次卧：P2=7*9.52=66.64W

卫生间：P3=6*3.13=18.78W

厨房：P4=7*6.12=42.84W

餐厅：P5=8*8.4=67.2W

客厅：P6=7*33.9=237.3W

书房:P7=12*8.68=106.32W

洗脸池:P8=12*3.13=37.56W.

通过计算，主卧，客厅的总安装容量都较大，与预留不符，可适当增加预留功率，或者增加安装的灯具数。

客厅其灯具数量为N=P/100=2.37.可选用2套。

主卧灯具数量为N=P/100=1.44，选用2套，即在阳光室加装一盏灯。

（5）各灯具照明平面图如图附录照明平面图。

3.1.3 计算照明负荷

照明用电负荷的计算目的，是为了合理的选择供电导线和开关设备等元件，使电气设备和材料得到充分的利用，同时也是确定电能消耗的依据。计算结果准确与否，对选择供电系统的设备、有色金属材料的消耗，及一次投资费用有着重要的影响。

(1)单位面积法计算负荷

在初步设计时，为计算用电量和规划用电方案，需估算照明负荷。估算公式为

A P P d j ?=

式中 P d 是单位建筑面积负荷（W/m 2）

A 是被照建筑面积（m 2）

WL1支路：荧光灯5只，共360W ，损耗系数α=0.2；需用系数Kx=1;按将功率因数提高到0.9计算。则有

灯具设备容量：W P P a e 432

)2.01(360)1(1=+?=+=∑α 计算负荷：W P K P e x j 432432111=?==

计算电流：A U P I p j j 18.2)9.0220/(432)cos /(11=?==φ

同理，WL2支路：共540W ，损耗系数α=0.2；需用系数Kx=1;按将功率因数提高到0.9计算。则有

灯具设备容量：W P P a e 648

)2.01(540)1(2=+?=+=∑α 计算负荷：W P K P e x j 648648122=?==

计算电流：A U P I p j j 27.3)9.0220/(648)cos /(22=?==φ

WL3支路：插座4只。每只按100W 计算，则有

设备容量:W P P a e 400

10043=?==∑ 计算负荷：W P K P e x j 400400133=?==

计算电流：A U P I p j j 02.2)9.0220/(400)cos /(33=?==φ

同理：WL4支路：插座6只。每只按100W 计算，则有

设备容量：W P P a e 600

10064=?==∑ 计算负荷：W P K P e x j 600600144=?==

计算电流：A U P I p j j 03.3)9.0220/(600)cos /(44=?==φ

WL5支路：空调插座4只。每只按300W 计算，则有

设备容量：W P P a e 120030045=?==∑

计算负荷：W P K P e x j 12001200155=?==

计算电流：A U P I p j j 06.6)9.0220/(1200)cos /(55=?==φ

WL6支路：同支路3

WL7支路：插座5只。

设备容量：W P P a e 500

10057=?==∑ 计算负荷：W P K P e x j 500500177=?==

计算电流：A U P I p j j 53.2)9.0220/(500)cos /(77=?==φ

WL8支路：插座3只。

设备容量：W P P a e 30010038=?==∑

计算负荷：W P K P e x j 300300188=?==

计算电流：A U P I p j j 52.1)9.0220/(300)cos /(88=?==φ

3.1.4 选择照明线路的导线和开关

1）支路导线的选择：采用3根单芯铜线穿硬塑料管。由于线路不长，故可按允许温升条件选择导线截面，一般也能满足机械强度和允许电压损失要求。计算电流按最大I=6.06A 为依据，查《民用建筑电气设计手册》，选用3跟截面2.5mm 2的BV 型聚氯乙烯绝缘电线，在35?C 时，In=20A>6.06A,满足要求。

2）配电箱进线的选择：采用BV 型聚氯乙烯绝缘铜线穿PVC 管暗敷。据负荷计算，计算电流I j =22.63A,查《民用建筑电气设计手册》，选用5根截面6mm 2的BV 型聚氯乙烯绝缘电线，在35?C 时，In=30A>22.63A,满足要求.

3)开关的选择：查有关设计手册或产品目录，可选用TIB1-63/3PC25型，In=25A 的自动开关。

3.2 商铺照明设计

3.2.1 电光源及灯具的选择

商业照明应选用显色性高、光束温度低、寿命长的光源，如荧光灯、高显色钠灯、金属卤化物灯、卤钨灯等；同时宜采用可吸收光源辐射热的灯具。营业厅照明宜由一般照明、功能性（专用）照明（与柜台布置相协调）和重点照明组合而成。不宜把装饰商品用照明兼作一般照明。对于营业厅光环境设计，应充分使照明起到功能作用。当显示在天然光下使用的商品时，应采用高显色性（Ra>80）光源、高照度水平为宜；而显示在室内照明下使用的商品时，则可采用一般光源照明。重点照明的照度应为一般照明照度的3～5倍，柜台内照明的照度宜为一般照明照度的2～3倍。橱窗照明宜采用带有遮光隔栅或漫射型灯具。当采用带有遮光隔栅的灯具安装在橱窗顶部距地高度大于3m 时，灯具的遮光角不宜小于30°；如安装高度低于3m ，则灯具遮光角宜为45°以上。 暂不列出特殊局部照明，比如收银台，展示柜等。均按一般照明计算。选用YG2-3型2X40W 栅格式吸顶荧光灯。

3.2.2 确定布灯方案和照度计算

（1）选择计算系数

查表得商铺平均照度Eav=300lx.

查资料取最低照度系数Z=1.3。 换算成最低照度，lx Z E E av 78.2303

.1300min ===

。 （2）计算面积

A 1=89.45m 2，A 2=58.98m 2。A 3=28.6m 2。A 4=45.6m 2。A 5=45.9m 2。

（3）照度计算（单位容量法）.查相关建筑电气设计手册，得照明单位安装功率P 0为：8W/m 2.

（4）总安装容量P=P 0*A

P 1=P 0*A 1=8*89.54=716.32W

P 2=P 0*A 2=8*58.98=471.84W

P 3=P 0*A 3=8*28.6=228.8W

P 4=P 0*A 4=8*45.6=364.8W

P 5=P 0*A 5=8*45.9=367.2W

(5)计算灯具数量

46.7)

2.01(8032.716)1(111=+?=+==αP P p P N 9.4)

2.01(8084.471)1(222=+?=+==αP P p P N 38.2)

2.01(808.228)1(333=+?=+==αP P p P N 8.3)

2.01(808.364)1(444=+?=+==αP P p P N 8.3)2.01(802.367)1(555=+?=+==

αP P p P N 选用YG2-3型2X40W 栅格式吸顶荧光灯,故各商铺取的灯套数分别为：8、6、3、4、4

3.2.3 计算照明负荷

以商铺1为例

WL1支路：荧光灯8套，共640W ，损耗系数α=0.2；需用系数Kx=1;按将功率因数提高到0.9计算。则有

灯具设备容量：W P P a e 768

)2.01(640)1(1=+?=+=∑α 计算负荷：W P K P e x j 768768111=?==

计算电流：A U P I p j j 88.3)9.0220/(768)cos /(11=?==φ

WL2支路：插座4只。

设备容量:W P P a e 400

10042=?==∑ 计算负荷：W P K P e x j 400400122=?==

计算电流：A U P I p j j 02.2)9.0220/(400)cos /(22=?==φ

WL3支路：插座2只。

设备容量:W P P a e 600

30023=?==∑ 计算负荷：W P K P e x j 600600133=?==

计算电流：A U P I p j j 02.2)9.0220/(400)cos /(33=?==φ

商业建筑照明功率密度值不应大于表2.1的规定。当房间或场所的照度值高子或低子本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。

表2.1商业建筑照明功率密度值

3.2.4 选择照明线路的导线和开关

1）支路导线的选择：采用3根单芯铜线穿硬塑料管。由于线路不长，故可按允许温升条件选择导线截面，一般也能满足机械强度和允许电压损失要求。计算电流按最大I=3.88A 为依据，查《民用建筑电气设计手册》，选用3跟截面2.5mm 2的BV 型聚氯乙烯绝缘电线，在35?C 时，In=20A>3.88A,满足要求。

2）开关的选择：查有关设计手册或产品目录，可选用TIB1-63/3PC25型，In=25A 的自动开关。

总结

本工程是对一个住宅建筑的电气照明的设计，有-1-6层楼房的照明、动力等设备，不仅需要符合建筑电气照明相应的设计规范，而且要做到对电力资源的优质、可靠、安全以及经济的使用。

通过对图纸的进一步熟悉，根据各种设计规范我开始对它进行设计、计算。本工程主要进行照度计算，消防照明负荷计算，导线电缆的选择和校验。既包括住宅又包括商铺以及地下室，需要不同的设计方案。在此过程我和同学商讨并听取老师的相关意见。

本次课程设计是在曹老师的指导和组员帮助下完成的，在整个过程中查资料、相互探讨，我受益匪浅。

课程设计是检验和锻炼学生实践能力的一项教学环节，在本次设计中我运用课本上所得知识以及对参考资料的学习，严格执行设计规范，在老师的耐心指导下完成了该设计，让我对所学知识有了更深刻的了解，对一个系统工程有了完整细致的了解和掌握。同时我认识到自己的不足，看问题不全面，在今后的学习中我会加倍努力，学好专业知识，并锻炼自己的动手能力，另外进行实践。

参考文献

〖1〗民用建筑电气设计规范GBJGJ_T16-2008

〖2〗黄民德郭福雁《建筑电气照明》人民交通出版社北京2011 〖3〗建筑照明设计标准GB50035-2004

〖4〗民用建筑电气设计规范JGJ16-2008

〖5〗供配电系统设计规范，GB50054-2009