建筑电气工程技术论文照明系统的设计与开发

题目：照明系统的设计与开发作者：系别：能源机电系专业：建筑电气工程技术学号：指导教师：年月目录内容摘要 (1)一、电气照明概述 (2)二、照明系统设计 (2)（一）照明方式和种类 (2)（二）照度标准 (3)（三）照明电光源 (4)（四）照明质量 (7)（五）照明控制系统 (8)三、住宅照明设计 (9)（一）照度计算 (9)（二）灯具的选择及计算 (10)致谢 (14)参考文献： (15)内容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。

本文主要针对设计对象（某高校一栋教学办公大楼照明工程的设计）论述建筑电气技术的现状及今后的发展趋势；电气照明技术的相关理论知识；电气照明设计的相关设计规范；照明设计相关的设计计算及设备的选择。

其中重点阐述了依据相关设计规范进行的灯具选择，灯具布置，导线断路器的选择。

最后总结了设计内容，并阐述了建筑电气设计新的发展方向—智能建筑。

围绕智能建筑的发展，介绍一些新兴技术在建筑电气设计中的运用，其中重点介绍了建筑电气照明新的发展趋势及相关照明智能控制的内容。

关键词：建筑电气设计；照明设计；智能照明照明系统的设计与开发一、电气照明概述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。

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。

这就需要从事科学照明设计工作的专业人才。

电气照明设计必须遵循下列原则：（1）遵循有关标准，保证照明质量。

包括GB50034-92《工业企业照明设计标准》、GBJ133-90《民用建筑照明设计标准》及有关行业标准，满足人们的生活，保证视觉所需的照明质量（2）合理布置灯具，使用安全方便灯具应合理布置，限制眩光，照明力度均匀，使视觉舒适，同时确保照明装置的合理装设，保证灯具使用安全，维护方便（3）照明装置应高效节能经济使用照明装置应首选高效节能产品，但也要考虑经济使用，尽可能减少工程投资（4）与环境和谐，给建筑增辉照明装置应与周围环境协调。

在满足照度标准、照明质量及安全经济前提下，尽可能讲究艺术，给人以美感。

电气照明设计主要包括照明的光照设计和照明的电气设计两大部分：（1）照明的光照设计包括照明方式和种类的选择、照度标准的确定、照明光源和灯具的选择与布置计算等。

（2）照明的电气设计包括照明供电线路结线方案的确定、导线类型及截面的选掸、线路控制和保护装置的选择等。

二、照明系统设计（一）照明方式和种类1、照明方式的分类（1）照明方式可分为：一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明。

①一般照明：指不考虑特殊局部的需要，为照亮整个场地而设置的照明。

②分区一般照明；指根据需要，提高特定区域照度的一般照明。

③局部照明：指为满足某些部位（如工作面）的特殊需要而设置的照明。

④混合照明：指一般照明与局部照明组成的照明。

（2）照明方式的选择①当生产条件受到限制，工作地点附近不可能固定灯具而虚以采用混合照明，或者当工作位置密度不大．采用混合照明不合理时，或者不需要考虑特殊局部的需要而使整个工作场所能获得均匀照度时，宜装设单一的较均匀的一般照明。

②在同一照明场所内，当工作场所内某一部分需要高于一般照明的照度时，可采用分区一般照明。

③对于照度要求较高，而工作场所内工作位置密度不大，并且要求光线照射方向能随意改变时，采用单一的一般照明显然不合理，这种情况宜采用混合照明，即增设局部照明。

2、照明种类照明种类按其功能可分为：正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍照明、装饰照明和艺术照明等。

（1）正常照明为满足正常工作而设置的室内外照明称为正常照明。

它起着满足人们基本视觉要求的功能，是照明设计中的主要照明。

它一般可单独使用，也可与应急照明和值班照明同时使用，但控制线路必须分开。

（2）应急照明在正常照明因事故熄灭后，供事故情况下继续工作、人员安全或顺利疏散的照明称应急照明。

它包括备用照明、安全照明和疏散照明三种。

应急照明的设置原则，从安全角度考虑，应在较多的建筑内设置应急照明，而从经济的观点出发，只能在一些最需要的建筑内设置。

（3）值班照明在非工作时间供值班人员观察用的照明称为值班照明。

可利用正常照明中能单独控制的一部分或应急照明的一部分或全部作为值班照明。

（4）警卫照明用于警卫室内重点目标的照明称为警卫照明。

可按警戒任务的需要，在警卫范围内装设，宜尽量与正常照明合用。

（5）装饰照明为美化和装饰某一特定空间而设置的照明。

装饰照明可以是正常照明或局部照明的一部分。

以纯装饰为目的的照明，不兼作一般照明和局部照明。

（6）艺术照明通过运用不同的灯具、不同的投光角度和不同的光色，制造出一种特定空间气氛的照明。

（7）障碍照明：是为了保障飞机起飞和降落安全以及船舶航行安全而在机场周围高耸建筑物如烟囱、水塔上面以及航道两侧建筑物规定部位装设的信号照明。

（二）照度标准1、民用建筑照明照度一般规定民用建筑照明照度标准值应按以下系列分级：0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500和2000lx。

照度标准值是指工作或生活场所参考平面上的平均照度值。

在照明设计时，应根据光源的光通衰减，灯具积尘和房间表面污染引起照度值降低的程度，除以维护系数（详见表1中的维护系数）。

2、民用建筑照度标准民用建筑照明照度标准见表2。

表2 办公建筑照明的照度标准值类别参考平面及其高度照度标准值（lx）低中高办公室、报告厅、会议室、接待室、陈列室、营业厅0.75m水平面100 150 200有视觉显示屏的作业工作台水平面150 200 300 设计室、绘图室、打字室实际工作面200 300 500装订、复印、晒图、档案室0.75m水平面75 100 150 值班室0.75m水平面50 75 100门厅地面30 50 75 走廊、厕所地面15 20 30 楼梯间地面20 30 50电梯前室地面30 50 75 注：有视觉显示屏的作业，屏幕上的垂直照度不应大于150lx。

（三）照明电光源1、照明电光源照明用灯种类繁多，外观各异。

照明用灯由灯具和电光源两部分组成。

电光源是照明灯的核心部分。

根据光的产生原理，电光源主要分为两大类。

一类是以热辐射作为光辐射原理的电光源，包括白炽灯和卤钨灯，它们都是以钨丝为辐射体，通电后使之达到白炽温度，产生热辐射。

这种光源称为热辐射光源，目前仍是重要的照明光源，生产数量极大。

另一类是各种气体放电光源，它们主要以原子辐射形式产生光辐射。

根据这些光源中气体的压力，又可分为低压气体放电光源和高压气体放电光源。

图1 电光源的分类（1）白炽灯凡是根据热辐射原理工作的光源都称为白炽灯。

白炽灯是电流通过物体(乌丝)后加热，即热辐射而发光的灯泡，它是电光源中最早的一代灯泡，也是使用最广泛的灯泡。

白炽灯的心脏是灯丝，灯泡通过抽真空，将灯丝通电，使它热到白炽程度，即会辐射出可见光。

家庭照明常用的白炽灯泡主要是普通灯泡与装饰灯泡两种。

普通灯泡又有真空灯泡和充气灯泡之分。

（灯泡内涂银白色涂料，可节能60%）白炽灯的优点： a、灯丝集中，接近点光源b、线路简单，不需要辅助器件c、环境条件宽，使用方便d、寿命与开关次数无关，e、通电发光迅速，即开即亮f、费用低，价格低廉g、调光容易，也不会干扰电视和收音。

白炽灯的缺点： a、发光效率低b、发热温度高，热蒸发快c、寿命较短(1000小时)d、红外线成份高e、易受震动影响f、色温低，带黄色(2500K．60W)g、耗能大，不利于节能。

（2）荧光灯荧光灯是室内照明应用最广的光源，被称为第二代光源，与白炽灯相比，具有光效高、寿命长、光色和显色性都比较好等特点，因此在大部分场合取代了白炽灯。

荧光灯主要有灯管和电极组成。

荧光灯工作时，首先要使钨丝电极通电加热，温度约达到800～1000℃，目的是使电极具备热电子发射的条件。

电极上还涂有钡、钙等金属的氧化物，它们具有较低的逸出功，以便在较低的温度下就能产生热电子发射，因此这些氧化物又称为电子发射物质。

通过启动附件，使两电极之间产生高的电压脉冲，并在此高压电场作用下，使电极发射电子。

发射的电子在管中撞击汞蒸气中的汞原子，使之激发，在去激发时汞原子产生光辐射。

荧光灯的寿命一般是指有效寿命，即荧光灯使用到光通量只有其额定光通量（即点燃100小时时的光通量）的70%时为止。

国产普通荧光灯的寿命约为3000～5000h。

2、照明光源、灯具的选用（1）各种光电源指标各种光电源指标见表3①高度底于（≤4.5M）房间，如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间，宜选用细管径（≤26MM）直管型三基色T8和T5荧光灯，不选用粗管径（＞26MM）荧光灯（因其光效低、显色不足）及普通T8荧光灯（因其显色不足）。

②商店营业厅宜选用紧凑型荧光灯及小功率（35W、70W）金属卤化物灯③高度较高（＞4.5M）的工业厂房，应采用金属卤化物灯或高压钠灯，亦可采用大功率细管荧光灯。

高压钠灯主要是看显色指数能否达到《照标》要求。

④为节约能源，室外照明可用金属卤化物灯或高压钠灯，室内公共、工业建筑的公共场所可用环型荧光灯或紧凑型荧光灯，在特殊情况下需采用白炽灯时，只能用100W以下白炽灯。

此“特殊情况”是指《照标》第3.2.4条规定的5种工作场所。

（2）灯具选择条件灯具具有控制光源、保护光源、安全、美化环境等作用。

设计时主要从其光学性能、光源种类、安装方式、照明场所的使用条件、经济性等方面综合考虑确定。

灯具选择条件见表4高的灯具，规定了荧光灯具和高强气体放电灯具的最低效率值，以利于节能。

满足眩光限制是指满足遮光角要求（《照标》第4.1.3条规定了直接型灯具的遮光角）和根据该场所的室形指数来选择配光种类。

②《照标》第3.3.3条规定了潮湿、有腐蚀性气体或蒸汽、高温、有尘埃、洁净、爆炸或火灾危险等九种特殊场所选用灯具的要求。

（四）照明质量1、照度均匀度（1）办公室、阅览室等工作房间一般照明照度的均匀度，按最低照度与平均照度之比确定，其数值不宜小于0.7。

（2）采用分区一般照明时，房间内的通道和其它非工作区域，一般照明的照度值不宜低于工作面照度值的1/5。

（3）局部照明与一般照明共用时，工作面上一般照明的照度值宜为总照度值的1/3～1/5，且不宜低于50lx。

（4）在体育运动场地内的主要摄像方向上，垂直照度最小值与最大值之比不宜小于0.4，平均垂直照度与平均水平照度之比不宜小于0.25；场地水平照度最小值与最大值之比不宜小0.5；体育场所观众席的垂直照度不宜小于场地垂直照度的0.25。