电气毕业设计论文-建筑照明设计

'第三章照明设计3.1概述照明设计是建筑电气设计最基本的设计内容之一。照明设计质量的好与坏，直接关系到人们的工作、学习和生活。照明设计的目的是根据具体场合的要求，正确地选择光源和灯具，确定合理的照明形式和布灯方案，在节约能源和建筑资金的条件下，来获得一个良好的学习工作环境。照明设计可以烘托建筑造型，可以美化环境，发挥建筑的功能，体现建筑艺术美学，是建筑中不可缺少的一部分。3.2照明设计原则及计算方法3.2.1照明设计原则1、照明方式的选择原则（1）、当不适合装设局部照明或采用混合照明不合理时，宜采用一般照明。（2）、当某一工作区需要高于一般照明照度时，可采用分区一般照明。（3）、对于照度要求较高，工作为值密度不大，且单独装设一般照明不合理使宜采用混合照明。（4）、在设置局部照明的场所，仍要有一般照明，否则会影响视觉功能。在本设计只对该商住楼进行一般照明设计，满足其他要求的照明方式将在装饰过程中完成。2、照明种类的选择原则（1）、工作场所均应设置正常照明。正常照明是电气照明设计中的主要内容。（2）、在正常照明因故障熄灭后，对需要确保正常工作或活动继续进行的场所，当装备用照明。（3）、在正常照明因故障熄灭后，对需要确保处于危险之中的人员安全的场所，应装设安全照明。（4）、在正常照明因故障熄灭后，在事故情况下为确保人员安全撤离的出口和通道，应装设疏散照明。3、光源的选择原则（1）、满足使用场所对显色指数要求，并考虑色表。（2）、考虑节能，力求选择高效光源。（3）、考虑限制眩光，开关频率程度等因素。4、灯具的选择原则（1）、与光源配套（2）、按悬挂高度和房间的室空比选择适应的光分布灯具。17 （3）、按环境条件选择相应防护等级的灯具。（4）、按建筑装饰要求选择相应的灯具造型与之相协调。（5）、根据限制直接眩光和光幕反射等要求，选择灯具的避光角和表面亮度。3.2.2平均照度的计算平均照度的计算通常应用利用系数法，该方法考虑了由光源直接投射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。利用系数法适用于灯具均匀布置、墙和天棚反射系数较高、空间无大型设备遮挡的室内一般照明，但也适用于灯具均匀布置的室外照明，该方法计算比较准确。利用系数法：（1）、应用利用系数法计算平均照度的基本公式（3-1）式中——工作面上的平均照度，；——光源的光通量，；——光源数量；——利用系数；——工作面面积；——灯具的维护系数。（2）、利用系数利用系数是投射到工作面上的光通量与自然光源发射出的光通量之比，可由式（3-2）计算（3-2）式中——光源的光通量，；——自然光源发射，最后投射到工作面上的光通量，。（3）、室内空间的表示方式室内空间的划分如图3-1所示。室空间比（3-3）顶棚空间比（3-4）17 地板空间比（3-5）以上式中：——室长，；——室宽，；——顶棚空间高，；——室空间高，；图3-1室内空间的划分——地板空间高，。当房间不是正四边形时，因为，墙面积=地面积则式（3-3）可改写为（3-6）（4）、有效空间反射比和墙面平均反射比为使计算简化，将顶棚空间视为位于灯具平面上，且具有有效反射比的假想平面。同样，将地板空间视为位于工作平面上，且具有有效反射比的假想平面，光在假想平面上的反射效果同实际效果一样，有效空间反射比由式（3-7）计算（3-7）（3-8）上二式中——有效空间反射比；——空间开口平面面积，；——空间表面面积，；——空间表面平均反射比；——第个表面反射比；17 ——第个表面面积，；——表面个数。若已知空间表面（地板、顶棚或墙面）反射比（、或）及空间比，及可从事先算好的表上求出空间有效反射比。为简化计算，把墙面看成一个均匀的漫射表面，将窗子或墙上的装设品等综合考虑，求出墙面平均反射比来体现整个墙面的反射条件。墙面平均反射比由式（3-9）计算（3-9）式中、——墙的总面积（包括窗面积），和墙面反射比；、——玻璃窗或装饰物的面积，和玻璃窗式装饰物的反射比。根据式（3-1），灯数可按式（3-10）计算（3-10）式中各符号意义同式（3-1）。3.3照明设计3.3.1光源类型的选择光效应的典型数据白炽灯（GLS灯）10-15低压卤素灯15-30高压汞灯40-55紧凑型荧光灯45-77金卤灯60-100荧光灯60-100高压钠灯100-140本设计进行的是一般照明设计，根据以上数据，综合经济效益、节能、技术难度等因素，本设计中所用光源均采用荧光灯。17 3.3.2照明设计举例1、停车场照明设计（1）、地下停车场照明的照度标准如表3-1表3-1地下停车场照明的照度标准值（地下建筑照明设计标准CECS45—92）类别参考平面照明标准值（）低中高车道地面305075停车位地面203050本设计车道取50，停车位取30。（2）、灯具、光源选择：MQ型筒灯光灯具，13紧凑型荧光灯，光通量=900，吸顶安装。（3）、照度计算相关数据：停车位：室长=64.8，室宽=12.6，顶棚空间高=0，顶棚反射比=0.7，室空间高=3，墙反射比=0.5，地面高=0，地面反射比=0.2。车道：室长=10.8，室宽=5.7，其他数据与停车位相同。计算空间比：停车位：由式（3-3）、（3-4）、（3-5），计算得，。停车道：，有效反射比：（无窗）=0.5查表1-2得维护系数K=0.7由《照明设计手册》P.100，MQ型筒灯光参数得停车位：17 由以上数据内插得，车道：灯数计算：停车位：灯数取整，同时结合灯具布置的均匀对称性，取N=63。车道：同上，结合实际取N=12。照度计算：停车位平均照度：=车道平均照度：均符合设计要求。表3-2维护系数（地下建筑照明设计标准CECS45—92）环境污染特性工作房间或场所举例维护系数清洁办公室、病房、客房0.75一般商场营业厅0.70污染严重厨房0.60注：①对特别清洁的房间如手术室可取0.8.；②本表适用于荧光灯、高强度气体放电灯，当采用卤钨灯、白炽灯时，维护系数可提高0.05。2、地下室走道、楼梯间、水泵房照明设计（1）、照度选择：根据《地下建筑照明设计标准》CECS45—92（通用房间照明的照度标准值）走道，楼梯间照度参考面为地平面，照度取50（）；（设备房间照明的照度标准值）水泵房照度参考面为地平面，照度取30（）。（2）、灯具、光源选择：走道、水泵房：灯具型号GF-1，光源18荧光灯，光通量1200，吸顶安装。楼梯间：灯具型号GF-1，光源24荧光灯，光通量1800，吸顶安装。17 （3）、照度计算相关数据：走道：墙面积310.8㎡，地面积300.68㎡，顶棚空间高=0，顶棚反射比=0.7，室空间高=3，墙反射比=0.5，地面高=0，地面反射比=0.2。楼梯间：地面积21.6㎡，墙面积61.2㎡。其他数据与走道相同。水泵房：室长=9，室宽=4.5。其他数据与走道相同。计算空间比：由式（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6），计算得得：走道：楼梯间：水泵房：CCR=0，FCR=0。有效反射比：（无窗）=0.5查表1-2得维护系数K=0.7由《照明设计手册》P.74，单管蝠翼式配光荧光灯光度参数得走道：由以上数据内插得，楼梯间：由以上数据内插得，水泵房：灯数计算：走道：取N=25。楼梯间：取N=2。17 水泵房：取N=3。照度计算：走道平均照度：楼梯间平均照度：水泵房平均照度：均符合照度要求。注：因各楼梯间土木结构、各参数相同，本设计中楼梯间照明全用次设计方案。3、地下商场照明设计（1）、照度选择：根据《地下建筑照明设计标准》CECS45—92，（地下商场照明的照度标准值）商场照度参考面为地平面0.75，照度取150（）。（2）、灯具、光源选择：灯具型号GF-1，光源30荧光灯，光通量1900，吸顶安装。（3）照度计算：相关数据：墙面积586.8㎡，地面积1330.56㎡，顶棚空间高=0，顶棚反射比=0.7，室空间高=3，墙反射比=0.5，地面高=0，地面反射比=0.2。计算空间比：由式（1-24），计算得，。有效反射比：（无窗）=0.5查表1-2得维护系数K=0.7由《照明设计手册》P.74，单管蝠翼式配光荧光灯光度参数得由以上数据内插得，17 灯数计算：考虑综合布局，取N=183。照度计算：符合照度要求。4、办公室照明设计（1）、照度选择：办公室照度见表（3-3）表3-3通用房间照明的照度标准值（部分）（民用建筑电气设计规范JGJ/T16—921993）类别参考平面照明标准值（）低中高办公室距地0.75水平面100150200前厅、门厅地平面5075100值班室地平面5075100本设计取150（2）、灯具、光源选择：灯具型号YJK-2/40-2，光源2×40W荧光灯，光通量2×2200，吸顶安装。（3）照度计算：相关数据：办公室长7.5，宽7.2，顶棚空间高=0，顶棚反射比=0.7，室空间高=3.05，墙反射比=0.5，地面高=0.75，地面反射比=0.2，玻璃反射比=0.7，玻璃窗面积=5.6㎡。计算空间比：由式（1-24），计算得，。有效反射比：（有窗）取=0.5。17 查表1-2得维护系数K=0.7由《照明设计手册》P.96，简易型控照荧光灯光度参数得由以上数据内插得，灯数计算：考虑综合布局，取N=12，六组。照度计算：符合照度要求。其他各处照明设计如下表（3-4）：表3-4照明设计表照明区域灯具型号光源光源数安装方式照度（）一层商场GF-130荧光灯373吸顶安装168.5一层办公室240荧光灯6吸顶安装153.6一层办公室340荧光灯12吸顶安装182.3二层商场GF-130荧光灯384吸顶安装153.8住宅部分灯具型号为GF-1，光源为40荧光灯，吸顶安装。住宅走道灯为CKL-B型声光控感应灯座，光源为60W荧光灯，吸顶安装。3.3.3应急照明设计1、应急照明供电方式的确定应急照明供电方式的选择，应考虑应急照明的种类、转换时间、持续工作时间、各种电源的特点及实际工程的要求等多种因素，做到安全可靠、技术先进、经济合理。（1）由电网独立电源供电。要求由外部引来两路独立电源供电，确保一路故障时，另一路仍能继续工作。这种电源具有转换时间易满足要求、持续工作时间长、供电容量不受限制的特点。但是，在目前的城市供电条件下，要得到两路完全独立的高压电源的可能性比较小。在大部分情况下，供电部门不能提供完全独立的两路高压电源，或者虽然能够提供但因为投资过大而被建设方否决。（2）、由柴油发电机组供电。其特点是供电容量和供电时间基本不受限制，但由于机组投入运行需要较长时间，经常处于后备状态的机组，停电时自启动时间规范要求小于30ｓ，因此只能作为疏散照明和备用照明，而不能用于安全照明及某些对转换时间要求较高的场所的备用照明。这种电源在高层建筑中常常为满足消防用电要求而设置，专门为应急照明设置是不经济的。17 （3）、采用蓄电池电源。当采用灯内自带蓄电池即自带电源型应急灯时，其优点是供电可靠性高、转换迅速、增减方便、线路故障无影响、电池损坏影响面小，缺点是投资大、持续照明时间受容量大小的限制、运行管理及维护要求高。这种方式适用于应急照明灯数不多，装设较分散，规模不大的建筑物。当采用集中或分区集中设置的蓄电池组供电方式时，其优点是供电可靠性高、转换迅速，它与灯内自带蓄电池方式相比投资较少、管理及维护较方便，缺点是需要专门的房间、电池故障影响面大，且线路要考虑防火问题。这种方式适用于应急照明种类较多、灯具较集中、规模较大的建筑物。2、应急照明控制方式的确定应急照明的控制一般可有三种形式：（1）、应急照明灯具全天24小时点亮。火灾发生时，由于灯始终是亮的，不会影响人员疏散，也不必由消防控制中心控制。这种方式的缺点是耗费电能，对灯具的工作寿命也有影响。（2）、应急照明灯具全部自带蓄电池，平时由现场的跷板开关就地控制开闭，火灾时由消防控制中心切断其外部的供电电源，由灯具自带蓄电池供电，保证灯具的点亮。这种方式的缺点是一次性投资大（灯具必须自带蓄电池），灯具维护工作量也很大。（3）、应急照明作为正常照明的一部分并与其同时使用，当正常照明因故失电时，无论应急照明的控制开关处于何种状态（开／闭），都应自动点亮。这种方式是比较理想的控制方式，但要求布线时必须增加一根控制线。该商住楼建筑规模较小，应急照明灯数不多，结合工程实际，综合比较以上各方案选用自带蓄电池的供电方式，停电自动点亮的控制方式，光源为13节能荧光灯，主要布置于各楼梯口，公共走道等部位。具体布置见照明系统图。3.4照明配电系统设计住宅各单元照明由小区配电间引来一路～220/380V三相电源供电，通过供电局提供的总配电箱用专线送至用户配电箱，配电系统如图3-2。图3-2住宅照明总系统图17 各用户系统设计见2.2.2住宅配电系统设计。3.5照明平面图设计1、确定灯具安装高度的原则1)符合防触电和机械损害确定的最小高度。2)符合限制眩光所规定的最小高度。3)选择灯具能适应的距高比不应小于实际距高比。4)考虑节能，灯具距地不宜太高。5)便于安装和维修。6)建筑物内应整体协调和美观。2、确定灯具布置的原则1)整个房间或某个区域内宜为均匀对称布置。2)灯具布置的间距应有适宜的距高比。3)与建筑物结构相协调。4)多层建筑、民用建筑整体美观。3、插座的额定电压和额定电流插座的额定电流，已知使用设备者应大于设备的额定电流的1.25倍；未知使用设备者不应小于５Ａ。考虑到部分家电功率大，本设计选为每回路15Ａ；4、插座的防护形式和安装高度因家庭中不可避免有儿童活动，若插座安装高度在距地1.8ｍ或1.8ｍ以上时，可采用一般型插座；低于1.8ｍ时，应采用安全型插座。在潮湿场所，应采用密闭式或保护式插座，安装高度距地不应低于1.5ｍ；如洗衣机插座、电热水器插座、厨房小家电插座；卫生间插座应位于潮湿场所等级分类中Ⅲ区外；电热水器专用插座安装高度不宜低于1.8ｍ；分体空调器专用插座安装高度建议为1.8～2.0ｍ；起居室（厅）电视音响插座为方便使用，安装高度以高于电视柜的高度为佳，最好为0.8～1.0ｍ；其他普通电源插座安装高度通常为0.3ｍ；5、插座的接地在住宅中，已知使用设备者应按设备要求配置插座，需要连接带接地线的家用电器的插座，必须带接地孔。普通插座使用户应能任意使用Ｉ或ＩＩ类家用电器。Ｉ类电器为基本绝缘加接地保护，ＩＩ类电器为双重绝缘不要求接地保护，为满足Ｉ类或ＩＩ类家用电器的使用，普通插座宜选用单相二线和单相三线组合插座。6、插座的开关和电源显示国标《通用用电设备设计规范》GB50055～93中第８.０.７17 条规定，对于插拔插头时触电危险性大的日用电器，宜采用带开关能切断电源的插座。此规定的目的应是尽量减少插拔切断来断电，而利用插座所带开关断电，这样较安全。因此，洗衣机插座、厨房小家电插座和电热水器插座应带开关和电源指示。另外，经常开关的固定用电设备插座，如起居室电视音响插座、空调插座，建议也带开关和电源指示。7、电源插座与电视、电话插座的间距为了避免干扰，电源插座与电话、电视插座间应保持一定的间距，最好为15～50㎝同时强电线路与电话、电视线路不应同管敷设。具体设计见附录3地下室照明平面图、地下室插座平面图、一层照明平面图、一层插座平面图、二层照明平面图、二层插座平面图、三至六层照明平面图、三至六层插座平面图、阁楼层照明插座平面图。3.6本章小结本章在遵循照明设计相关规定和原则基础上，结合本商住楼的自身特点，进行灯具和光源的选择，用利用系数法完成照度的计算，确定光源的数量；为防范于未然，按相关要求进行了应急照明设计；本着不用拖线板的设计目的，对插座的布置和安装进行了设计；根据设计结果，结合工程实际，运用IDQ软件，完成了各平面图的绘制。17 第四章动力设计4.1概述本设计中涉及的动力主要为消防水泵、喷淋泵等应用水泵和送风机、排风排烟机等电机设备，此类设备的核心设备为电动机，本设计主要完成的动力设计就是此类电机的启动方式选择、主电路以及控制电路的设计。4.2动力系统设计4.2.1启动方式的选择本设计中所涉及的防水泵、喷淋泵等应用水泵和送风机、排风排烟机等电机全为鼠笼型电动机。当鼠笼型电动机启动时，符合下列条件，电动机应全压启动：（1）机械能承受电动机全压启动的冲击转矩；（2）电动机启动时，其端子的电压应不低于额定电压的90%，电动机不频繁启动时，不宜低于额定电压的85%；（3）电动机启动时，应不影响其他负荷的正常运行；（4）制造厂对电动机的启动方式无特殊要求。本设计中各电机均有单独回路供电，启动时对其他负荷并无影响。且小区配电间引来电源在电机启动时端子的电压为额定电压的96%，给排水、通风工程所选择各电机全能全压启动。故本设计中各电机的启动方式选择全压启动。4.2.2主电路的设计主电路的设计主要是完成电路的保护，所有交流电动机均应装设相间短路保护，同时本设计中的所有电机断电后的损失将比过载、低压时大，故只需再考虑断相保护。1、每台电动机宜单独装设相间短路保护，并符合下列条件之一时，数台电动机可用一套短路保护电器：1）、总计算电流不超过20A，且允许无选择地切断的不重要负荷。2）、工艺上密切相关的一组电动机，且允许同时启、停时。2、短路保护器件宜采用熔断器或低压断路器的瞬动过电流脱扣器，必要时可采用瞬动元件的过电流继电器。保护器件的装设应符合下列要求：1）、保护电路兼作接地故障保护时，应在每个不接点的相线上装设。2）、仅作相间短路保护时，熔断器在每个不接地的相线上装设，断路器过电流脱扣器或继电器应至少在两相上装设。3）、17 当只有另相上装设时，在有直接电气联系的同一网络中，保护器件应装设在相同的两相上。3、交流电动机的断相保护，应按下列规定装设：1）、连续运行的三相电动机，用熔断器保护时，应装设断相保护，用低压短路器保护时，宜装设断相保护。当低压断路器兼作电动机控制电器时，可不装设断相保护。2）、短时工作制或断续周期工作制的电动机，功率不超过3KW的电动机，可不装设断相保护。3）、由变频器供电的电动机，由于变频器具有断相保护，可以不装设断相保护。遵循以上规定，本设计中采用熔断器、继电器作短路保护，断路器作断相保护。在本设计中短路保护兼作接地故障保护，故在每相线上均装设有熔断器和继电器。同时继电器还兼有控制电路运停的作用。4、以7.5KW送风机电动机为例：有负荷计算公式，得其工作电流为19.4A，整定电流为20A，故断路器、熔断器、继电器分别选择C45AD-3P、JR20-25/31、CK1-25/3。具体选择方法参见2.3.3电气设备的选择，其主电路保护如图4-1图4-17.5KW风机主电路接线图如图，CK1-25/3、JR20-25/31分别为继电器和熔断器，当发生短路时，导线电流过大，熔断器中的熔丝则熔断，继电器触点动作，切断导线电流，从而保护电路和电器设备。C45AD-3P为断路器，当发生断相时，其瞬动过电流脱扣器动作，切断电路电流，达到保护效果。送风机的主电路图见图4-2。图4-2送风机主电路图17 4.2.3控制电路设计本设计中除排烟排风机为双速控制，需双速调制外，其他各电机全为单速全压启动控制。现以送风机和排烟排风机控制电路为例，其控制电路设计如图4-2。消防控制线路双速电机火灾时工作控制电路双速电机正常工作控制电路通风机控制电路图4-2送风机和排烟排风机主控电路图如图，当按下开关1SB或火灾时消防控制中心通过控制模块闭合开关时，继电器1KM线圈得电，其常开触点1KM闭合，通风机主电路通电，电动机启动，控制电路中的1KM起自锁作用，确保在开关1SB断开后继电器1KM线圈有持续电流通过，常开触电1KM始终闭合，通风机处于正常连续运行状态。当3SB按下后，继电器2KM线圈得电，双速电机启动并保持连续运行。此时电机内部绕组为Δ形连接，处于低速运行状态。当按下7SB或火灾时消防控制中心通过控制模块闭合开关时，6SB联动断开，控制模块的长闭触电也断开，2KM失电，电机停止低速运行。同时，继电器3KM、4KM线圈同时得电，3KM、4KM所有常开触点全部闭和，电机处于持续运行状态，此时电机内部绕组为双Y形联接，电机处于高速运行。1HR、2HR、3HR为指示灯，电机正常工作时随启动点亮。当火灾危及电机时，其控制电路中的防火阀将在280度时切断控制电路，从而使电机停止运转。17 在正常工作情况下电机需进行维护和检修时，可按下开关箱KP2内的长闭开关1SB、4SB，分别切断送风机和双速电机的控制电路，使电机停止工作，在安全情况下进行安全维护和检修。4.3本章小结本章通过电机启动方式的选择、主电路及控制电路的设计完成了动力系统的设计，确保动力系统能安全、正常运行，为该楼提供日常动力需要。同时，控制电路与消防系统的相联，确保消防联动的稳定，提高全楼安全系数。17'