毕业论文某别墅照明供电系统设计定稿Word文档格式.docx
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包括供配电系统设计、照明设计(灯具数量和种类的选择、照度计算及开关和插座的选择等)。
选题的性质、难度、份量本设计为花园式别墅2#楼电气设计,与实际工程紧密结合,具有较强的实用价值。
选题的综合训练要求。
强电主要是了解了供配电系统的进线、配线方式,负荷计算;
照明系统的灯具选择和开关控制。
关键词:
电气,照度计算,照明配电系统的计算
一、绪论
随着人民生活水平的提高,居民家用电器的种类和数量也迅速增加,使生活用电量增长较快,以前别墅电气设计的容量选择及布线等方法已不能适应当前的实际情况,因此有必要就当前别墅的电气设计提出一些新的看法。
(一)花园式别墅概述
花园式别墅的建设应从使用功能上为出发,以居民的“舒适、安全、方便”为目标,在此基础上做到“以人为本”、“节能为重”和“环境优先”;
别墅智能化使物业管理更加高效、周到和系统,能够更好的为居民服务。
使得别墅智能化和建筑设计的初衷融汇一体,达到统一。
随着科学技术和信息技术的发展人们对居住和工作环境条件的改善会有更高的要求。
建筑电气工程必须与之相适应才能充分发挥现代建筑的功能,满足人民日益增长的物质文化生活的需要。
建筑电气设计要突出以人为本的设计原则。
设计不但要做到适用、安全、节能、经济、方便、美观、便于安装与维修,而且还要适应时代的发展在经济条件许可的情况下设计尽可能高起点、具有超前性并采用经过国家认定评估推荐的新材料和新产品,运用研究开发的新技术成果提高科技含量。
(二)工程概况
国内现状:
别墅的电气设计是别墅设计的一个重要组成部分,他对于别墅建筑的美观、实现别墅建筑的使用功能、保障居住者的生命财产安全、降低别墅造价,均具有一定的影响。
目前,别墅电气设计的理论体系和实践经验虽然日趋成熟,但在别墅电气设计实践中,仍有一些问题值得进一步探讨。
近年来随着国民经济的发展,人民生活水平的提高,全国各地尤其是人口密集的大城市为了改善人们的居住条件,其房地产业、安居工程不断扩大和发展。
一些富裕起来的人们都相继搬进了新居。
这无疑是件大好事,但有关部门的调查回访得到的信息是房屋电气的设计容量往往偏小,经常出现过负荷跳闸或导线被烧现象;
有的房间插座偏少,插座布置不合理;
还有的忽视了浴室的辅助电位联结。
某些高层别墅地下室人防工程,可能是开发商为了减少投资,也可能是设计上的不合理,有些人防工程战时预留管线和设备不到位,位置走向不合理,有些管线竖井强电、弱布线没有采取隔断措施,有些在管道井敷设的电缆仍采用含卤浓度较高的聚氯乙烯电缆。
在全国乃至世界,对火灾事故的调查结果表明,其电线绝缘老化,引起短路着火比例占火灾事故的一半以上。
本设计为花园式别墅2#楼的电气设计。
该楼占地面积约300平方米,本设计强电部分为:
配电系统设计、电气照明及插座设计设计。
本设计图纸共二张(见附图1附图2),即二张照明平面图供配电设计:
旧的别墅供电方式一般都在附近10kV变压器台低压侧直接引电源至小区,而且一个变压器台所带的负荷也比较大,大多数变压器台同时供应几个小区和一些零散的别墅群的生活用电,造成变压器台经常过载,在夏季用电高峰期更加严重,经常造成10kV线路过载跳闸,甚至有时造成变压器过载烧坏。
另外,人们对供电可靠性(这里指停电时间)要求也不断提高。
因此,我们对新建别墅的供电方式应该有所改变。
(1)在新建别墅内配套建配电房。
配电房由配电室和变压器室组成,高、低压进出线均采用电缆并敷设于电缆沟或电缆保护管内。
如果一些别墅公用面积较小,也可以采用预装式变电站(美式箱变),这样可以节约用电,但投资比前者大些。
(2)供电方式有多种选择。
其一,10kV高压侧双电源进线(该方式可以通过分段开关或箱式变的四工位开关来实现环网功能),经联络开关柜后至变压器;
低压侧采用单母线分段,正常情况下分段运行。
其二,10kV高压侧单电源进线,低压侧单母线分段或不分段。
前一种方式可靠性较高,但投资大,适用于较高档的别墅,特别是有高层建筑的别墅;
后一种方式可靠性较前一种低,但投资省。
从目前的情况来看,后一种方式的供电可靠性已能够满足普通的生活用电,一般采用后种方式,但考虑以后的发展,配电室应该预留有安装高压进线柜的位置。
综合以上两点,当前别墅应该配套建立配电房或箱式变;
同时,10kV电源进线应该预留2回进线位置(以保证供电可靠性及环网功能的实现),首期可以根据实际情况只接入1回10kV进线。
本设计采用需用系数法计算并确定用户的计算负荷和短路电流,并将其作为选择断路器、电线电缆、电度表、隔离开关等低压电器设备的依据。
电气照明及插座:
照明系统的设计是在照度要素和要求的基础上,满足照度均匀度,亮度均匀度,眩光的限制与利用,颜色对比,阴影的处理,照度的稳定性等的要求,利用单位容量法对光源和灯具进行选择和布置。
然后根据各回路的计算电流来选择使用的开关,插座,导线,断路器等器件。
根据规范要求对别墅内的插座进行布置,其中热水器、燃气炉和空调插座由单独回路供电。
节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。
采用合理的配电方式,采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施。
这里就涉及到供电电源要求、高低压配电线路、变电所、用电设备等一系列的问题。
二、电气照明设计
(一)照明设计概述
如今的城市,缺少了夜生活几乎是不能想象的。
这其中,照明技术做了不可替代的作用。
天然照明受到自然条件的限制,不能根据人们的需求得到随时可用,明暗可调,光线稳定的采光。
当黑暗来临或光线不足时,往往需要工人照明,在有些场合,为了突出某种特定气氛,也采用人工照明的方法。
建筑电气照明设计能保证人们从事正常的生产、生活、延长人们享受生活的时间。
本设计的照明设计的主要任务是根据实际生活条件和要求,结合经济技术的可能性,选择配光合理的光源,合理的照度分布,从而达到美观、舒适的效果。
内容主要包括光源的选择、灯具的布置、照度计算等方面,目的是要增强整个设计方案的适用性、安全性、现代性和可拓展性,符合以人为本的宗旨。
⑴照明的组成:
电气照明是有照明和灯具设计和照明灯具设计两部分组成的。
照明供电包括电能的生产、输送、分配、控制。
它由电源、导线、控制和保护设备及用电设备组成。
照明灯具设计包括选择光能的产生、传播、分配和消耗吸收,它由光电源、灯具、室内外空间、建筑物表面和人的工作面组成。
⑵照明设计的内容:
建筑电气照明设计包括确定电源和供电方式,选择照明配电网形式,选择电气设备、导线和敷设方式。
照明灯具设计应包括内容有:
选择照明方式、选择电源、确定照度标准选择照明灯具并进行布置、进行照度计算和确定光源的功率。
⑶照明设计的原则:
电气照明设计的原则是安全、适用、经济、美观。
即电气设计首先要考虑的是安全、运行可靠、安装和维护方便。
适用是指能够提供必要的照明质量以满足工作、生活和学习的需要。
经济性包括两方面:
一是采用先进的科学技术充分发挥照明设备的效益,以减少费用获得较大的照明效果;
照明器具具装饰房间、美化环境的作用应结合建筑设计作合理的安排。
(二)照明设计的步骤
本设计中电气照明设计的基本步骤:
⑴根据规范要求对照明场所的视觉工作要求以及室内环境情况确定设计照度。
⑵综合规范要求以及室内装饰的色彩对配光和光色的要求选择光源和灯具。
⑶综合考虑住户要求来选择照明方式和布置灯具的方案,使室内照明场的所光照环境更为理想。
⑷按照综合布灯方案,验算室内的照度值并确定照明场所的灯具容量和数量。
⑸综合上述因素确定照明控制方案和配电系统方案。
⑹计算各支线、支干线的计算电流。
选定导线型号和截面,穿线保护管的材质和管径。
⑺选择空气断路器、电度表以及其他保护装置的规格和型号。
⑻绘制照明设计平面图。
(三)别墅各部分照明对设计的要求
1、起居室的照明设计
起居室或客厅是招待客人、朋友聚会以及进行其他一些活动场所,有的还具备餐厅功能。
因为其人员活动较多,所以对照明的要求也较高。
照明要适应环境亮度和气氛的变化而选用不同的光源。
照明灯具的选择也应和吊顶取得一致,如果顶棚装饰豪华,最好选用光线可以达到顶棚的悬挂式或吸顶式照明器;
对室内重点照明可以辅以局部照明,如投光灯,窗帷照明等。
如果要造成欢乐的气氛,还可以采用花灯照明。
照明控制应满足不同需要时的启闭,所以开关位置应设在出入口或便于出入启闭照明灯的地方。
以便人们能方便的对灯具进行控制。
2、卧室的照明设计:
卧室是睡眠和休息的场所。
因其功能的不同对照明的要求也不同:
睡眠时室内光线要低柔,可以选用床边脚灯;
穿衣时,要求匀质光,光源要从衣镜和人的前方上部照射,避免产生逆光;
卧室通常还兼做家庭主妇的化妆用房,化妆时的照明要尽可能选用显色性好的光源不要从正前方照射脸部,最好两侧也有辅助灯光防止化装不均匀。
人们在卧室内往往还要进行一些家务或阅读书报活动,因此应设置一些插座,便于增设台灯,作为辅助光源。
3、厨房的照明设计:
厨房实际上是一种工作室,因此它需要事实上无阴影的常规照明。
要照亮所有的表面,不仅是水平工作面,还包括垂直工作面以方便在碗碟橱中寻找东西。
隐藏式顶棚灯或向上照射的灯能够提供基本的背景光。
使用灯具的数目决定于房间的大小。
工作面上的条形照明提供了工作所需的明亮的光。
它们大多通常隐藏在安装在墙壁上的装置之下。
光源安置在这些装置之上,光线有装饰顶棚的效果。
聚光灯可以被用来突出某一特征,或者在.炊具或排放着碟子。
如果您有一个两倍饭厅那么大的厨房,可以用照明来模糊它与烹饪区的界线,并将它们分离开来。
例如,贴近桌面向下照射在其上的温暖的光将创造出一个亲密的空间,并将人们吸引到桌子周围。
侧灯、台灯或立式灯,多半带有一个浅褐色或陶器颜色的灯,将提供一个完全不同的,柔和的就餐氛围。
最后的技巧-卤素照明充分利用了您的食物的本来颜色。
自然的白光确实使您的食物看起来更加多彩而可口。
如果厨房内有专用的配菜台或厨房用餐,则在它的上方应采用悬式照明器。
此外还要注意应选用易清洗耐腐蚀的灯具。
除在天花板或墙上设置普通照明外,在切菜配菜部位可设置辅助照明,一般选用长条管灯设在边框的较暗处,光线柔和而明亮,利于操作。
4、卫生间照明:
卫生间照明控制应设在门外。
考虑到卫生间一般都是浴室和厕所兼用,照明灯具宜使用防水防潮式。
照明时宜适当提高照度标准。
照明器具安装要避免从坐便器的顶上或背面射而出现阴影;
吸顶式应开热水龙头或位于浴缸上方。
装有排气的卫生间,常将他的控制开关和一般照明器联动,以保证坐便时空气流通。
卫生间是以柔和的光线为主。
照度要求不高,要求光线均匀。
光源本身还要有防水功能、散热功能和不易积水的结构。
一般光源设计在天花和墙壁。
其实很多情况下浴室吸顶的风机中的光线较暗,比理想照度要差,浴霸由于是强光发热光线太强都不适合浴室照明。
应当有专门的照明光源来解决问题。
而对光线的显色指数要求不高,白炽灯、荧光灯、气体灯都可以。
相对来讲我比较主张墙面光,这样可以减少顶光源带来的阴影效应。
光源最好离净身处近些,只要水源碰不到就可以。
(四)照明设计的注意事项
1、一般要求
随着小康生活水平目标的实现,人们对居住环境有了更高的要求,一个好的别墅照明设施可创造一个良好的别墅环境,因此别墅内应配备相应水平的照明设施。
一般别墅中主要有下列不同功能的房间:
客厅、餐厅、卧室(主卧室、次卧室)、厨房、卫生问等。
客厅:
此间为别墅中活动最多,对照明要求也最高。
它的主要功能为会客、看电视、听音乐和其它娱乐活动。
照度要求不高,但整个环境应比较明亮,并最好有变化。
卧室:
卧室主要用来睡觉或小息,有时也在桌边或床上看看书。
因此照明的要求是整个环境不必太亮,但局部(如床头和书桌上)应有较高的照度。
卧室整个环境应是温馨、安静。
餐厅:
餐厅的功能就是就餐,光应集中在餐桌上。
厨房:
厨房的灯具应考虑防潮,除设置一般照明外,煤气罩上的排油烟机上带有局部照明。
卫生间:
卫生间的照明灯具应选用防水防潮灯具及瓷质防水灯头并做接地。
楼梯照明采用声光控制开关。
随着人们生活环境的不断改善,智能化照明控制系统将进人家庭中,智能化照明控制是数字式、模块式和分布式的控制系统,各种控制及信号能集中连接到一个网络上实现。
照明设计要充分考虑周围环境以及施工的需要。
避免产生眩光,视觉工作的环境必须舒适。
照明器件应易于维护检修,维修、检查要有足够的明亮度。
存在危险的场所要安装警戒标志灯。
在气候环境特殊的地区要选择适应环境要求的照明器件。
2、灯具的选择
灯具的基本功能是提供照度。
在选择灯具时,除了美观外,要注意一些基本技术性能。
要知道荧光灯比白炽灯光效高,直接照明比间接照明灯具效率高,吸顶安装比嵌入安装灯具效率高,高效率的灯具和合理的安装方式才能保证照度并节约用电。
要注意保持各部分亮度平衡,营造舒适的气氛。
要根据室内装修确定照明的中心,合理利用吊装花灯、壁灯、筒灯、射灯以及不同光源的光色创造居住环境。
还要注意灯具的防护和维修问题。
潮湿场所(如浴室)要用防潮型灯具;
向上反射的灯具容易附着灰尘等。
3、开关的选择
照明开关种类繁多,有拉线开关、扳动开关、跷板开关、防雨开关等,选择时应从实用、质量、美观、价格等几个方面来考虑,其数量取决于照明支路数。
选用开关时最好能选用同一系列的产品。
要试试开关的手感和声音,要注意厂家承诺的开关次数等。
在现实生活中,常发现这样的情况:
一套刚建成交付使用的别墅,经用户二次装修以后,原有的电气设施基本上都被弃用,造成人力、物力的巨大浪费,这里有用户的原因.也有许多是原有电气设计考虑不周,实际情况表明:
用户要改变的并不是供电系统,而是供电系统末端的电气设施位置。
如果我们能在设计中妥善处理好这些细节问题,必将为用户的二次装修带来极大的方便,也能有效的避免各种不必要的浪费。
针对本设计因为考虑到是新别墅,新户入住后各个用户对照明的要求不一样,为避免二次装修带来的浪费灯具都采用临电,开关也选用廉价的,新住户装修根据自己的条件在进行选择。
(五)照明设计的计算
为了避免烦琐的计算,一般的民用建筑中常采用单位容量法进行照明计算,这种方法可根据不同的照明形式,不同的计算高度,不同的房间面积和不同的平均照度要求,应用利用系数法计算出单位面积安装功率(W/m2),列成表格,供设计时查用。
单位容量法适用于均匀的一般照明计算,它主要计算每单位被照面积所需的灯具安装功率:
W=P/S
P-全部灯具安装功率,瓦;
S-被照面积,平方米
单位容量W取决与下列各种因素;
灯具形式,最小照度Emin计算高度h,房间面积S,等。
根据已知的面积及所选的灯具形式,最小照度E,计算高度h,从表中可查出W,利用上述公式算出全部灯泡的中总安装功率P。
然后除以从最佳布置灯具方法所得出的灯具数量,即得灯具功率。
依据民用建筑照明设计标准GBJ133-90选择灯具应满足光源的显色指数,色表,别墅建筑照明的照度标准值,维护系数 。
光源的显色指数 表3.3.2
显色指数分组
一般显色指数(Ra)
适用场所举例
Ⅰ
Ra≥80
客房、卧室、绘图室等辨色要求很高的场所
Ⅱ
60≤Ra<80
办公室、休息室等辨色要求较高的场所
Ⅲ
40≤Ra<60
行李房等辨色要求一般的场所
Ⅳ
Ra<40
库房等辨色要求不高的场所
光源的色表分组 表3.3.1
色表分组
色表特征
相关色温(K)
暖
<3300
客房、卧室等
中间
3300~5300
办公室、图书馆等
冷
>5300
高照度水平或白天需补充自然光的房间
表2-3别墅建筑照明的照度标准值
别墅建筑照明的照度标准值 表2.2.6
类 别
参考平面及其高度
照度标准值(lx)
低
中
高
起居室、卧室
一般活动区
0.75m水平面
20
30
50
书写、阅读
150
200
300
床头阅读
75
100
精细作业
500
餐厅或方厅、厨房
90
卫 生 间
10
15
楼 梯 间
地 面
5
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,除以表2.1.4中的维护系数。
维护系数 表2.1.4
环境污染特征
工作房间或场所
维 护 系 数
白炽灯、荧光灯、高光强气体放电灯
卤钨灯
清洁
住宅卧室、办公室、餐厅、阅览室、绘图室等
0.75
0.80
一般
商店营业厅、候车、船室、影剧院观众厅等
0.70
污染严重
厨房
0.65
照明计算:
一、一楼照度计算
1.厨房照度计算;
面积:
5.5*3
照度要求:
300LX
方案:
选用T9LED日光灯18W的6400K的w/256pcs贴片发光二极管1盏周围用品名:
LED球泡灯型号:
C35功率:
5W*10
总光通量:
3500LX+480*10LX=8300LX
室空间系数:
RCR=5*H*(L+W)\(L*W)
=5*2*(5.5*3)\(5.5*3)
=5.05
利用系数N=0.9
Eav=Φ*U*DF*N\(L*W)
=8300*0.9*0.7*1\(5.5*3)
=317lx
照明功率密度校验:
照明功率密度=300|317*(72*1)|(5.5*3)
=4.8W\M²
<
9W\M²
满足节能标准。
2.早餐厅照度计算:
面积7.5*3
5W*16
3500LX+480*16LX=11180LX
=5*2*(7.5+3)|(7.5*3)
=4.67
=11180*0.7*0.9*1\(7.5*3)
=313lx
照明功率密度=300|313*(72*1)|(7.5*3)
=3.2W\M²
满足节能标准
3.餐具室照度计算
面积1.2*1.2
选用LED球泡灯型号:
5W*1
Eav=320LX
照明功率密度校验满足节能标准.
4.餐厅照度计算:
3*3.5
400LX
5W*8
Eav=415LX
5.书房照度计算:
6.一楼贮藏室照度计算:
1.2*1.2*0.5+1.2*0.3=1.8M²
50LX
1W*1
Eav=50LX
7.洗衣房照度计算:
3*3M²
200LX
选用T9LED日光灯12W的6400K的w/256pcs贴片发光二极管1盏周围用品名:
5W*4
Eav=212LX
8.一楼卫生间照度计算:
2.5*3M²
Eav=48LX
9.车库照度计算:
6*3+1.5*1.2*2=21.6M²
5W*12
Eav=46LX
二.二楼照度计算
1.客厅上空照度计算:
5*3.5+2*7=31.5M²
高度+6.2M
中央吊灯LED日光灯管108灯144灯*1LED球泡灯型号:
18W*12
Eav=322LX
2.卧室1照度计算:
5*3.5M²
30LX
LED球泡灯型号:
1W*4
Eav=32LX
3.卧室2照度计算:
4.二楼卫生间1照度计算:
2*2.2M²
照度要
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