电气照明课程设计讲解

扬州大学水利与能源动力工程学院

课程设计报告

课程名称：电气照明课程设计

题目名称：某公司职工食堂电气照明施工图设计

年级专业及班级：建电1101

姓名：

学号：

指导教师：

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指导老师签名：

2014年11月 17日

扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告

目录

摘要 (2)

一．工程概况与设计依据 (3)

1.工程概况 (3)

2.设计依据 (3)

二．照度标准计算 (6)

1.照度标准 (6)

2.照度计算 (6)

三．照明电气设计 (10)

1.照明配电设计 (10)

2.照明负荷计算 (10)

3.导线和电缆选择 (11)

4.照明配电线路保护电器选择 (11)

个人小结 (13)

参考文献 (14)

附录 (14)

摘要

随着科学技术的不断发展与进步，人们已不再满足简单的照亮环境空间，而是希望通过科学的照明设计充分体现环境的文化、艺术特征，营造一个安全、舒适、高质量、高品位的环境。

照明是人类文明的象征，在社会高度发达的今天，照明已几乎渗透到人类活动的所有领域。照明工作者需要使用最经济的手段、最科学的方法，为人类创造明亮舒适的环境，提高工作效率，改善生活质量。

住宅照明设计是为了满足住户的舒适，保证照明质量、经济合理、节约能量、便于维护、实用性强，传统意义上的住宅照明设计仅仅是为了满足照度需要，防雷设计多为外部防雷装置。现在住宅照明设计根据区域类别、参考平面及高度，采用直接照明、半直接照明、扩散照明、半间接照明、间接照明等方式，完成照度计算，确定灯具的种类和型号，结合其他用电设备，计算出用电负荷，完成导线、负荷开关、插座的选取和合理布设方式，为用户创造一个温馨舒适的起居环境，完成照明系统设计。

一．工程概况与设计依

1.工程概况

项目名称：某食堂三层电气照明系统的设计

项目概况：某食堂电气照明施工平面图以及配电干线图的设计，该工程为砖混结构，分为三层，建筑标高为17.4米，一、二层层高为4.9米，第三层层高为6米，建筑总面积为6189.57平方米。本次的主要任务是第三层的电气照明设计，该层的总面积为2063.08平方米，该层主要有办公室、多功能厅、会议室，包房仓库等，其中办公室、会议室、多功能厅吊顶，吊顶距地面高度为3米。本次课程设计主要完成照明负荷级别的确定、计算负荷、确定配电系统、选择开关、导线、电缆和其他设备、选择供电电压和供电方式、绘制灯具和线路平面布置图等。

图1 食堂三层平面图

2.设计依据

根据《建筑照明设计规范》（GB50034-2013）中有关条款规定：

3.1. 1 照明方式的确定应符合下列规定:

1 工作场所应设置一般照明;

2 当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;

5 当需要提高特定区域或目标的照度时，宜采用重点照明。

3.1. 2 照明种类的确定应符合下列规定:

1 室内工作及相关辅助场所，均应设置正常照明;

2 当下列场所正常照明电源失效时，应设置应急照明:

1)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) 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) 需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明。

3 需在夜间非工作时间值守或巡视的场所应设置值班照明;

4 需警戒的场所，应根据警戒范围的要求设置警卫照明;

5 在危及航行安全的建筑物、构筑物上，应根据相关部门的规定设置障碍照明。

3.2 照明光源选择

3.2.1 当选择光源时，应满足显色性、启动时间等要求，并应本资料限内部使用，严禁用于商业。

根据光源、灯具及镇流器等的效率或效能、寿命等在进行综合技术经济分析比较后确定。

3.2.2 照明设计应按下列条件选择光源:

1 灯具安装高度较低的房间宜采用细管直管形三基色荧光灯;

2 商店营业厅的一般照明宜采用细管直管形三基色荧光灯、小功率陶瓷金属卤化物灯;重点照明宜采用小功率陶瓷金属卤化物灯、发光二极管灯;

3 灯具安装高度较高的场所，应按使用要求，采用金属卤化物灯、高压饷灯或高频大功率细管直管荧光灯;

4 旅馆建筑的客房宜采用发光二极管灯或紧凑型荧光灯;

5 照明设计不应采用普通照明白炽灯，对电磁干扰有严格要求，且其他光源无法满足

的特殊场所除外。

3.2.3 应急照明应选用能快速点亮的光源。

3.2.4 照明设计应根据识别颜色要求和场所特点，选用相应显色指数的光源。

3.3.4 灯具选择应符合下列规定:

1 特别潮湿场所，应采用相应防护措施的灯具;

2 有腐蚀性气体或蒸汽场所，应采用相应防腐蚀要求的灯具;

3 高温场所，宜采用散热性能好、耐高温的灯具;

4 多尘埃的场所，应采用防护等级不低于IP5X的灯具;

5 在室外的场所，应采用防护等级不低于IP54的灯具;

6 装有锻锤、大型桥式吊车等震动、摆动较大场所应有防震和防脱落措施;

7 易受机械损伤、光源自行脱落可能造成人员伤害或财物损失场所应有防护措施;

8 有爆炸或火灾危险场所应符合国家现行有关标准的规定;

9 有洁净度要求的场所，应采用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具，并应满足洁净场所的相关要求;

10 需防止紫外线照射的场所，应采用隔紫外线灯具或无紫外线光源。

3.3.5 直接安装在普通可燃材料表面的灯具，应符合现行国家标准《灯具第1部分:一般要求与试验问B7000.1的有关规定。

3.3.6 镇流器的选择应符合下列规定:

1 荧光灯应配用电子镇流器或节能电感镇流器;

2 对频闪效应有限制的场合，应采用高频电子镇流器;

3 镇流器的谐波、电磁兼容应符合现行国家标准《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流ζ16A) ))GB 17625. 1 和《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》GB 17743的有关规定;

4 高压铀灯、金属卤化物灯应配用节能电感镇流器;在电

压偏差较大的场所，宜配用恒功率镇流器;功率较小者可配用电子镇流器。

二. 照度标准及其计算：

1.照度标准

照度标准是指作业面或参考平面上的维持平均照度，规定表面上的平均照度不得低于此数值。它是在照明装置必须进行维护的时刻，在规定表面上的平均照度，这是为确保工作时视觉安全和视觉功效所需要的照度。

如一些生活工作场所的照度标准值：

居住建筑起居室（一般活动) 0.75m水平面100

居住建筑起居室（书写阅读）0.75m水平面300 宜用混合照明

图书馆一般阅览室 0.75m水平面300

办公建筑普通办公室0.75m水平面300

公用场所普通走廊、流动区域地面 50

公用场所自动扶梯地面 150

房间或场所照明功率密度对应照度值

（Lx）

现行值目标值

普通办公室11 9 300

走廊 5 4 50

库房8 7 150

多功能厅11 9 300

表1 照度功率密度值

2.照度计算：

本报告仅以小办公室进行课本手算举例说明，其余房间的照度计算利用天正电气软件自动出照度书的方法。

参考标准：《建筑照明设计标准》/ GB50034-2013

参考手册：《照明设计手册》第二版:

计算方法：利用系数平均照度法

选择办公室作为典型房间进行计算

已知:l=7.25m,w=5.14m, ,K=0.8,ρ

c =0.7,ρ

cw

=0.5,h

rc

=3.0m,ρ

w

=0.5,h

fc

=0.75m,ρ

f =0.5,ρ

fw

=0.1

(1)确定室空间比RCR,地板空间比FCR

RCR=5 h

rc

(l+W)/(lw)=5*3.0*(7.25+5.14)/(7.25*5.14)=4.182

FCR=h

cc

*RCR/h

rc

=（0.75/3.0）*4.182=1.046

(2)确定ρ

cc

,利用系数及修正值

ρ=[ρw*h*(l+w)*2+ρfc*l*w]/[h*(ρ+w)*2+lw]=0.7

ρcc=ρc/[ρ+(1-ρ)]=0.7

查表得(ρcc

1

,U

1

)=(0.7,0.61) (ρcc

2

,U

2

)=(0.5,0.54)

U=U

1

+(U

2

-U

1

)*(RCR-RCR

1

)/(FCR

2

-FCR

1

)=0.54

(3)ρ

fc

,У

ρfc=0.1, ρcc=0.7,ρw=0.5, RCR=4.182

(RCR1

1

,У

1

)=(4,1.048) (RCR

2

,У

2

)=(5,1.034)

У=У1+(У2-У1)*(RCR-RCR1)/(RCR2-RCR1)=0.93

(4)求得N

首先选取光源，选择飞利浦TLD30W/29

确定光源的光通量，单个光源光通量为Φ

s

=2175m，每个灯具里面装有2个光源。

N=E

av

*l*w/(Φ

s*

K*У*U)=300*5.46*7.36/(2175*0.8*0.96*0.7*2)=4

综上:取4盏. Eav=(Φ

s*

K*У*U)*N/(l*w)=319.80x

则实际照度为319.80x

经检验：要求平均照度:300.00LX ，实际照度319.80x,符合规范照度要求!

要求功率密度:11.00W/m2，实际功率密度:7.83W/m2 ，符合规范节能要求!

三层其余各房间的灯具选择，照度计算归纳如下。见下表所示：

表1.第三层

房间民称办公室1 办公室2 杂物间工具间办公室3，4，5 房间长(m) 7.06 7.76 5.26 7.27 7.87 房间宽(m) 4.25 7.06 2.06 4.49 7.34

面积30.00 54.79 10.84 32.64 57.77 灯具数 4 8 1 2 4

单灯光源数 2 2 2 2 3

光源功率64 72 72 72 96 镇流器功率9 9 9 9 12 总功率411 765 153 306 1200 光通量2975 2850 2850 2850 2850 利用系数0.593 0.684 0.429 0.605 0.631 维护系数0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 要求照度值300 300 150 150 300 计算照度值282.41 284.64 180.54 169.03 298.86 功率密度规

范值

11 11 11 11 11 功率密度计

算值

7.30 7.39 7.48 4.96 7.48 表2.第三层

房间民称办公室

6

库房1，2，3，

4

库房5

办公室

7，8，9，10

办公室

11

房间长(m) 7.87 7.47 5.49 7.25 5.14 房间宽(m) 4.58 5.45 4.58 5.26 4.76 面积36.04 40.71 25.14 38.13 24.47 灯具数 4 3 2 4 2 单灯光源数 2 2 2 2 3 光源功率64 64 64 64 96 镇流器功率9 9 9 9 12 总功率548 411 274 548 600

光通量2850 2850 2850 2850 2850 利用系数0.617 0.636 0.575 0.628 0.527 维护系数0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 要求照度值300 200 200 300 300 计算照度值312.23 213.71 208.44 300.37 294.66 功率密度规

11 11 11 11 11 范值

功率密度计

8.10 5.38 5.81 7.66 8.83 算值

表3.第三层

房间民称化妆间音控室多功能厅休息室开水间房间长(m) 12.96 4.97 39.40 7.76 7.26 房间宽(m) 4.62 4.61 23.18 7.08 1.83 面积59.88 29.91 913.29 54.94 13.29 灯具数 4 2 45 6 3 单灯光源数 2 2 3 2 1 光源功率64 64 96 64 32 镇流器功率9 9 12 9 5 总功率548 274 13800 822 111 光通量 2850 2850 2850 2850 2850 利用系数0.652 0.560 0.790 0.625 0.491 维护系数0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 要求照度值200 200 300 300 200 计算照度值198.62 222.91 272.16 311.24 252.78 功率密度规范值11 11 11 11 11 功率密度计算值 4.88 6.37 5.44 7.97 8.35

三．照明电气设计

1.照明配电设计

照明系统的方案论证本工程属于二类建筑，故为二级负荷，所选方案是单电源双回路进线，分为一个配电柜，由配电柜分配到各个楼层的配电箱。

按照国家相关文件、法规，办公楼中的应急照明、消防动力等是比较重要的负荷， 因此划分为一级负荷，因此应该选用树干式单电源双回路进线， 两回路配电提高了供电稳定性，从而保证用电设备正常运行。当有一个回路发生故障时，另一个回路能正常供电。此方案中没有另设柴油发电机组作为备用电源，考虑到双回路供电已经保证用电的可靠性，另外也节约了成本。

办公大楼中的动力配电和普通照明回路为二三级负荷，配电干线选用树干式单电源单回路供电。

本工程保护接地采用 TN-C-S ， 三相四线制，一部分中性线与保护线合一，节省中性线的成本。

3.2照明负荷计算

由于每个房间的计算符合方法都一样，现在就该层的办公室2进行负荷计算，其他房间以此类推，该层总负荷的计算也是如此。该办公室有8盏灯具，每盏灯具中有2盏飞利浦系列TLD36/33w 的直管荧光灯，8个普通插座，2个空调插座。该会议室负荷计算如表

负荷计算公式：

)(e X P js P K K P ?∑?= )tan (Φ+?∑?=e X q js P K K Q 2

2

js

js js Q P S += r

js js

U S I ?=

3

补偿容量计算公式：

)

tan (tan )

(11cos 211Φ-Φ??=??

+=

Φjs c js

js

P Q P Q ααβ

计算结果如下

序号回路编号总功率需用系数功率因数额定电压设备相数

视在功率有功功率无功功率

计算电流

1 N1 0.43 0.80 0.80 220 L

2 0.4

3 0.3

4 0.26 1.95

2 C1 0.6 0.80 0.80 220 L1 0.60 0.48 0.36 2.73

3 K1 1.5 0.80 0.80 380 三相 1.50 1.20 0.90 2.28 总负荷:Pe=2.53KW 总功率因数 : Cos%%C=0.80 计算功率:Pjs=2.64KW 计算电流:Ijs=5.01A

3.照明线路的选择

应采用TN—C—S接地方式.电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线,导线应采用铜线, 办公楼进户线截面不应小于10 mm2 ,照明配电干线截面不应小于6mm2.

分支回路截面不应小于 2.5 mm2 ;分支线截面不应小于 1.5mm2.

居住建筑有天然采光的楼梯间,走道的照明,除应急照明外, 宜采用节能自熄开关.

每个照明开关所控光源数不宜太多.每个房间灯的开关数不宜少于2 个(只设置 1 只光源的除外) .

AB1为大办公室插座配电线路，采用线缆型号为BV (3×6+2×3)，线缆截面先按温升条件选择，然后校验其电压损失条件，短路热稳定条件未校验。

4.低压断路器的选择：

AB1为大办公室插座配电线路，采用线缆型号为BV (3×6+2×3)，线路首端低压断路器初选CM2-125L/3型。

（1）选择低压断路器过电流脱扣器的额定电流

根据In>Ic=14.4A,查翁双安主编的供配电工程的附录表26，选择CM2-125L/3型配电用低压过电流脱扣器的额定电流In=20A，满足I u≥In≥Ic条件。

（2）过电流脱扣器动作电流的整定

断路器长延时过电流脱扣器的动作电流按Ir1≥Ic要求，整定为Ir1=0.9In=18A。

瞬时过电流脱扣器的动作电流Ir3按下列要求：

Ir3≥K3(I′st.m+Ic(n-1)=1.2*[2*15*5+（20-15）=186A

整定为Ir3=10In=200A

(3)检验低压断路器保护的灵敏度

I k.min/Ir3=300/200=1.5>1.3

满足保护灵敏度要求

（4）校验断路器保护与电缆的配合

线缆型号为BV (3×6+2×3) 在35摄氏度允许载流量Ia1=33A

查翁双安主编的供配电工程的附录表50,三回路间距0.25m的校正系数为0.85，实际载流量为Ia1=0.85*33=28.05A。而断路器的长延时脱扣器动作电流Ir1=18A<28.05A,满足过负荷配合条件。

校验与线缆的短路配合，K^2*S^2=137^2*6^2=6.76* 10^5>I^2*t=9*10^4

满足短路配合条件。

个人小结

通过这次设计实践，我学会了电气照明设计的基本方法，对电气照明设计的工作原理也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是理论上的，对一些细节不会去重视，但是当我们把自己画出来的线路与计算出的结果相比较时，自己的结果和要求的结果不相符合。

通过此次课程设计，我对电气照明图、配电系统图有了更深刻的理解，也让我了解了关于线路及配电箱选型的原理。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”，只有理论是不能很好的去应对问题的，想要解决问题，还是需要多去实践，多去尝试，就算失败了，也是属于我们自己的宝贵的财富。

在这一周里，我遇到了许多的问题，在同学的帮助下，总算解决了些，这让我懂得了，在现有的理论知识基础上，一些问题不会出现，但应用到实际中，会一个一个的浮现出来，在解决这些问题之后，能够极大地提高我的实践能力，这对我们今后进一步学习这方面的知识提供了很大的便利。

参考文献

1、GB50054—2011 《低压配电设计规范》国标 2011年

2、GB50034—2004 《建筑照明设计标准》国标 2004年

3、JGJ16—2008 《民用建筑电气设计规范》行业标准 2008年

4、吕光大主编《建筑电气安装工程图集》（第2版）1、2、3 中国电力出版社

5、照明设计手册(第二版) 北京照明学会中国电力出版社

6、《工厂常用电气设备手册》（第2版）上、下册中国电力出版社

7、《民用建筑电气设备手册》上、下册中国建筑工业出版社

8、《国家标准电气制图应用示例图册》（建筑电气分册）中国标准出版社

9、《电气照明设计指导》刘介才主编机械工业

附录

序号图纸名称图幅图纸编号备注

1 某食堂三层照明平面图 A3 01

2 某食堂三层应急照明平面图 A

3 02

3 某食堂三层干线平面图 A3 03