普通民用住宅电气照明设计.docx
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普通民用住宅电气照明设计
密级:
公开
科学技术学院
NANCHANGUNIVERSITYCOLLEGEOF
SCIENCEANDTECHNOLOGY
学士学位论文
THESISOFBACHELOR
(2012—2016年)
题目普通民用住宅电气照明设计
学科部:
信息学科部
专业:
电气工程及其自动化
班级:
电气122
学号:
7022812078
学生姓名:
龙敏杰
指导教师:
何尚平
起讫日期:
2015年12月—2016年5月29日
普通民用住宅电气照明设计
专业:
电气工程及其自动化学号:
7022812078学生姓名:
龙敏杰指导教师:
何尚平
摘要:
随着我国广大老百姓生活质量的提高,人们对生活的要求越来越高了,其中包括吃喝住用行各个方面,所以住宅建筑现代化就慢慢的呈现在我们日常生活当中。
现代化住宅建筑为了满足人们对小区环境、室内信息、房内娱乐、周围的教育等各个方面的要求,住宅建筑更加智能化,拟人化。
所以在21世纪的现在现代化的建筑正在大力发展当中,在现代化住宅建筑电气中,电气照明设计占有非常重要的地位,一栋好的建筑要具有其建筑造型相适应的电气设计,才能体现建筑设计师完整的想法,进而能诠释出建筑物的艺术。
建筑电气设计必须要符合我国建筑规范的,要以居民的安全为根本,保障居民的生命安全,从而满足居民的愿望,最后,在这个资源短缺的情况下,我们建筑也要做到节能。
本次毕业设计为天集住宅1#建筑楼的电气设计,本工程概况:
六层的民用住宅楼。
设计包括照明系统设计、插座系统设计、弱电系统设计及防雷接地。
关键词:
电气设计,规范,节能,强电,弱电,智能建筑
Timbalspringbuildingelectricaldesign
Abstract:
withtherapiddevelopmentofnationaleconomy,people'slivingstandardsimprove,appearedinintelligentbuilding.Intelligentbuildinginlinewiththepeople'slivingenvironment,accesstoinformation,entertainment,educationandotheraspectsoftherequest,sointwenty-firstCenturytorapiddevelopment,Inthemodernresidentialbuildingelectrical,electricallightingdesignoccupiesaveryimportantposition,afinebuildingmusthaveitsarchitecturalstyleisadaptedtoelectricaldesign,canexpressthearchitecturaldesignerscompleteconception,toshowthebuildingperfect,goodelectricaldesignisanart.Asuccessfuldesignisconsistentwiththenormsunderthepremise,Tothesafetyoftheresidentsasthefundamental,toensurethesafetyoflifeandpropertyofresidentsastheprinciple,thesecondistoresidentsdesireforthepurpose,tomeetthespiritualneedsoftenantsandmaterialneeds,atthetime,atlast,intheresourcesituation,energy-savingandveryimportant,thefourindispensable.Thisprojectisacivilelectricaldesignoftallbuildings,Fordistributiondesignincludestwoparts,oneisthehighvoltagepart,anotherpartisweak.Electricaldesignisdividedinto:
powersupplysystemdesign,lightingdesign,lightningprotectionandequipotentialearthingdesign,weakportionincludesfireprotectionsystemdesign,thedesignofcable,telephoneandbroadbandnetworkdesign.
Keywords:
electricaldesign,specification,energysaving,strong,weak,intelligentbuilding
第一章住宅建筑的供配电设计
1.1住宅建筑供配电系统的论述
随着我们国家综合国力的增强,继而加深了我们国家对外开放的程度和房地产行业得到了快速发展,越来越多的中高档住宅在我们生活中拔地而起。
为了使得我们小区居民的生活需求更加快捷,这就要对小区的用电设备更合理,小区的用电负荷更安全。
小区的配电网络是由线路从变压器中引入,线路可以采用电缆埋地或者架空,线路的进线端应该电源配电柜,柜还要装有总开关及进入每户的电度表,小区的供电系统设计其重要的一点要考虑到,那就是安全性。
1.2建筑供配电系统负荷的分级及要求
根据住宅建筑负荷要分成几个部分的有关建筑规范,住宅建筑的电力负荷根据供电安全性的要求和供电时突然停电对一些场所造成损失的范围及影响的程度来进分成几个部分,这必须要符合下列的几条规则:
(1)住宅建筑负荷符合下面几种情况就为一级负荷,也是最重要符合要认真执行:
1)建筑供配电系统的运行中突然停止供电会导致人员伤亡的时候;2)建筑供配电系统系统运行中突然停电对一些场所会导致重大损失的时候。
3)建筑供配电系统系统运行中突然停电对一些场所会导致用电单位的正常工作。
(2)住宅建筑负荷符合下面几种情况就为二级负荷,虽然不是特别的重要,但是也要好好对待:
1)建筑供配电系统系统运行中突然停电对一些场所会导致较大损失的时候。
2)建筑供配电系统系统运行中突然停电对一些场所会导致用电单位的正常工作。
(3)如果负荷不属于一级和二级负荷的,就属于三级负荷。
1.3建筑供配电系统照明负荷计算方法
本次毕业设计设计的是六层普通住宅建筑,它属于建筑规范中的第三级负荷。
根据第三级普通住宅建筑供配电负荷用电对于电的提供没有特殊的要求,所以本次设计的普通住宅建筑供配电线路可以采用简单回路来提供电。
普通住宅建筑供配电系统中的负荷计算如下。
普通住宅建筑供配电系统中负荷计算采用需要系数法.
计算普通建筑电气照明的负荷:
建筑物每层配电箱的有功功率:
通过建筑物每层配电箱计算电流:
建筑物总的用电设备的计算负荷:
配电干线计算负荷:
式中
------------------同一时刻的系数
------------------总功率计算所需要得系数
-------------------用电设备组无功功率(
)
-------------------用电设备组有功功率(kW)
需要系数的确定按表1-1选取
多层住宅单元电力负荷的计算方法
单元计算负荷
式中
—单元计算负荷,
;
—需要系数;
需要系数的确定按表1-1选取
配电所计算负荷的确定
式中
—同时系数,取
;
—公用的电力负荷
多层住宅供电变压器的容量
式中
一住宅总计算负荷
;
一功率因素,取
。
表1-1普通住宅建筑所需用电负荷的需要系数值表
按单相用电计算时所连接的户数
按三相配电时所连接的户数
通用值
建议值
3
9
1.10
1.0
4
12
0.95
0.90
6
18
0.75
0.7
8
24
0.66
0.6
10
30
0.58
0.52
12
36
0.5
0.44
14
42
0.48
0.42
16
48
0.47
0.41
18
54
0.45
0.38
21
63
0.43
0.36
24
72
0.41
0.34
25-100
75-300
0.40
0.33
125-200
375-600
0.33
0.26
260-300
780-900
0.26
0.20
注:
表1-1中通用值系数值指的是如今现在采用的住宅需要系数值。
1.4普通住宅建筑在供配电系统中的负荷计算
普通住宅建筑所需用电的负荷计算,可以选择用需要系数值的方法,可根据接在同一相电源干线上的户数来选取需要系数值的方法。
普通住宅建筑所需用电负荷需要系数值见表1.1。
普通住宅建筑所需用电的负荷可以直接按照最大负荷的3倍来计算,是当单个房间或者几个房间组合在一起组成一个单元接入线路,刚好这时线路相电压的单相负荷发生三相不平衡故障时。
普通住宅建筑电气设计图纸一定要清晰标明和备注各相负荷的数据。
本次小区建筑的住宅都为标准型的,所以普通住宅建筑所需用电的负荷计算,可以选择用需要系数值,本设计供配电系统中所需用系数
,住宅建筑负荷功率补偿因数
。
根据这两个数据就可以得出小区内每户人家的额定功率和额定电流。
计算住宅每户额定电流的公式如下:
(1-1)
(1-2)
上面两个等式中:
是指系统中计算的额定电流,用安(A)来表示。
是指系统中计算的有功负荷,用瓦(W)来表示。
是指系统中计算的额定线电压,是用伏(V)来表示。
是指系统的额定功率补偿因数
这些参数计算好后,那就可以来选择线路导线截面了,例:
本次建筑设计的每个单元总负荷是88KW,所以由(1-1)、(1-2),可以得出
=83.6KW,
=141A。
同理,也可以用同样的方法算出其它单元配电箱的电流。
再结合线路电缆和设备断路器选择原理,在本此建筑设计中每个单元进线电缆的型号选用的是ZR-YJV-4×90,线路是利用线管来穿过墙体来保护1×45/SCB0WC、CC,建筑进线配电箱的保护开关采用CM1-320M/3300,再通过电度表的出线处,断路器采用CH1-65C50/1P,选用出线VV3×16-PVC32-WC,FC。
其他类似依次选取,具体参见设计图纸系统图。
表1-2民用住宅用电负荷计算表
配电柜编号
用电设备名称
设备容量(
)
计算负荷(
)
计算电流(
)
3ZAL
住宅照明总进线柜
264
0.65
0.85
171.6
306
AW1-3
住宅单元电表箱
88
0.95
0.9
83.6
141
3#1AW
小车库电表箱
8
其余配电箱与上述表格中的相同或者请参考附图中的强电系统图。
未注明型号以及设备详情请参考附录对应图纸。
第二章住宅的照明设计
2.1住宅的照明的分类及要求
随着我们国家的经济、社会文化、对外开放的程度和人们的生活水平都得到不同层次的提高,老百姓对日常的吃喝住用行有了更多的关注,同时对小区住宅建筑的照明设计这方面也有了更高的要求,在满足日常生活的正常使用灯光之外,也要装设一些用来调节气氛的灯具。
按照一般住宅的照明作用可以用下面几种分类:
(1)一般平常使用的照明就是指正常情况下的室内照明,它通常用于正常工作和生活。
如果没有特殊情况这种照明一般是单独使用,但是碰到特殊情况也可以与应急照明和值班照明一起使用,但是在一起使用时,正常照明、应急照明和值班照明的控制回路系统是要分开的,因为只有这样处理,它们就不会出现一起发生故障,正常照明是小区住宅电气照明设计中的主要照明。
(2)应急照明指的是在在日常生活的正常使用照明由于线路发生故障而不能继续照明时,在重要电力设备房、人员安全通道还需要灯光的地方而设置的照明,应急照明灯一般都在一些比较重要的建筑里面。
对于应急照明一般可以分为三类,分别是疏散照明、安全照明和备用照明。
具体的使用情况如下:
(1)疏散照明
在日常生活的正常使用照明由于线路发生故障而不能继续照明时,以防再次发生事故情况后没有人员安全疏散的灯光而设置的照明,这种照明就叫做疏散照明。
在下面几种情况要要疏散照明安全装置:
a.在一、二类住宅建筑的疏散通道公共出口处,例如楼梯;b.在人口比较多的公共建筑,例如楼梯的出口处及通往室外的出口处等。
疏散照明是用于确保疏散通道被有效地辨认和使用的照明。
在发生故障或灾害,特别是火灾等,导致正常照明熄灭,保证人员能迅速疏散到安全地带,为此,疏散照设置应包含以下两方面的内容:
a)设置疏散标志灯:
指示人们疏散的方向,这种疏散标志灯又包括出口标志灯和指向标志灯两种。
b)设置疏散通道照明灯:
装在疏散通道(包含疏散楼梯)上的灯,使人们能看得见行走。
建筑疏散照明灯在水平地面上的照度不应该低于0.5lx,复杂、重要的建筑及有跌倒、碰撞危险的场所疏散照明应该把灯的亮度加大。
疏散照明电源两盏灯的转换时间不应超过15s。
建筑中疏散照明装置可以设在疏散走道出口处的顶部或疏散走道及建筑楼梯的转角处距离地1m以下的墙面上,重要的建筑一般要装设疏散指示标志灯,通常两个疏散指示标志灯间距不要超过20m。
建筑应急照明指示标志灯要能够很短时间就可以点亮。
(2)安全照明
在日常生活的正常使用照明由于线路发生故障而不能继续照明时,为了确保处于危险之中的人员或货物得到安全而设置安全照明。
在以下几种情况要设置安全照明有:
a.在正常照明情况下由于发生故障而熄灭后,处于黑暗中有可能造成受伤;b.在正常照明情况下由于发生故障而熄灭后,这使医院无法正常工作而让患者生命处于危险中或耽误时间而使严重患者抢救困难的;c.在正常照明情况下由于发生故障而熄灭后,会使得一些场所恐慌、秩序混乱的;d.在正常照明情况下由于发生故障而熄灭后,在一些地面复杂不平的场所。
一般来说用于安全照明的照度不低于同一场所正常照明照度的5%。
特殊的场所不低于同一场所正常照明照度的10%。
根据安全照明的概念及应急照明应设置的场所,我们很容易发现:
安全照明既要满足作为照明的一般要求,又要满足安全作用的特殊要求,既要在紧急状态下照明,同时又要保证常年安装在建筑物内安全、可靠地处于良好的安全状态。
这除了选择合适的光源外,选择安全、可靠、经久、耐用的安全照明电源是至关重要的。
(3)备用照明
在日常生活的正常使用照明由于线路发生故障而不能继续照明时,为了发生故障而不能继续照明继续工作而设置照明,叫做备用照明。
在以下几种情况要设置备用照明:
a.在日常生活的正常使用照明由于线路发生故障而不能继续照明时,需要继续进行必要的工作,如果不这样的话可能引起火灾、爆炸、中毒等重大事故;b.在日常生活的正常使用照明由于线路发生故障而不能继续照明时,如果不装设备用照明的话这样可能会造成较大的政治、文化、经济的损失;c.在日常生活的正常使用照明由于线路发生故障而不能继续照明时,这样将影响消防工作继续下去。
一般来说备用照明的照度不低于同一场所正常照明照度的10%。
备用照明装置一般装设在墙面或挂在顶棚上,在一般场所备用照明电源的转换时间不应该超过15s,在商业场所及一些重要的场所不应该超过1.5s。
2.2照度的选择
(1)灯光亮度的质量,选择比较好的灯具亮度质量要参考下面五个方面的内容,它们分别是:
1)亮度要满足适当的灯具水平照度;2)亮度分布要给人一种舒适感觉;3)适合人们的光感和色调;4)灯光不会让人有一种眩晕的感受;5)还有就是灯光照出来光要和周围的物体混为一体要。
(2)水平照度程度,1)灯光的照度在各个情况有不同分布,这说是在不同要求而来选择照度,选择适当的水平照度时主要考虑的主要因素是:
1)亮度要满足适当的灯具水平照度;2)亮度分布要给人一种舒适感觉;3)适合人们的光感和色调;4)灯光不会让人有一种眩晕的感受;5)还有就是灯光照出来光要和周围的物体混为一体要。
对于不是工作的地方就像休息区,那么就不能利用视觉效果体现照度水平了,就要考虑方向和视觉舒适的需要。
为了选择最好的照度水平要进行大量的现场考察和调研工作,照度水平选择的好就会创造出视觉的舒适和愉悦,这是每个室内环境在选择合适的水平照度时必须考虑的重要因素之一
(4)选择原则
根据住宅建筑照度规范,在规范中照度标准的照度系数指的是工作场所参考平面上的平均照度,通常工作场所参考平面上的平均照度应该不小于所给值得80%。
如果像设备这样连续工作房间并且又是比较阴暗的地方,这样的情况它的照度选择应该比所给出来的亮度提高一个级别,并且照度不低于200~300lx。
如果房间深度比较深的话,考虑到天然光的不足从而要安装设备在白天也要工作,这样需要的照度要注意电气照明与窗户透过来的阳光相结合,这样的照度也要提高一个级别并且至少不少于150~200lx。
(5)照度计算
通常可以利用系数值、单位容量法和逐点法等3种的方法来进行照度计算。
请参照表1-3照明计算资料,任何一种照明计算方法都只是近似计算,在工程计算上照明计算结果可以允许有+20%至-10%上下的误差。
因此在本次毕业设计是为六层住宅建筑的照明设计,普通民用住宅建筑的照明设计中照度计算可以采用了利用系数值法来计算。
通常普通住宅建筑的照明设计计算平均照度也利用系数法,利用系数法计算考虑了两个方面的光通量,其中包括光源直接投射到建筑室内工作面上所通过的光量和经过建筑室内表面相互反射后再投射到工作面上所通过光量。
普通住宅建筑的照明设计中照度计算利用系数值法照明计算的方法计算起来还是比较准确的。
住宅建筑的照度计算:
1、利用系数法,室内平均照度可根据以下公式计算:
式中
—工作面平均照度,单位为
;
—光源的光通量,单位为
;
—灯具数;
—工作面面积,单位为
;
—维护系数;
—利用系数。
2、利用系数U的定义
利用系数是光源发出的额定光通量与最后落到工作面上的光通量之比,其公式如下:
式中
—有灯具发出的最后落到工作面上的光通量,单位为
;
—每个灯具中光源的额定光通量,单位为
。
3、室内的空间比
室空间比同样利用系数的计算,它用来表示室内空间的比例关系。
其计算方法如下:
室空间比
顶棚空间比
地板空间比
式中
—房间的长度,单位为m;
—房间的宽度,单位为m;
—室空间的高度,单位为m;
—顶棚空间的高度,单位为m;
—地板空间的高度,单位为m。
(2)一定空间的反射比
灯具开口平面上方空间中,一部分光被吸收,还有一部分光线经多次反射从灯具开口平面射出。
为简化计算,把灯具开口平面看成一个具有有效反射比为
的假想平面,光在这假想平面上的反射效果同在实际顶棚空间的效果等价。
同理,地板空间的有效反射比可定义为
。
1)假如空间由若干表面组成,以
、
分别表示为第i表面的面积及其反射比,则平均反射比
可有下面公式求出
式中
—顶棚(或地板)空间内所有表面的总面积,单位为m2。
2)有效空间反射比
可由下面公式求得
式中
—顶棚(或地板)平面面积,单位为m2;
—顶棚(或地板)空间内各表面的平均反射比。
表1-3所示为照明计算参考资料
房间
标注照度(lx)
房间面积(m2)
灯具型号
计算光通量(lm)
实际光通量(lm)
功率(w)
灯具个数
实际照度(lx)
卧室
50
16.3
荧光花吊灯
2084
2300
30
1
72
卫生间
30
5.3
防水防尘灯
345
400
7
1
35
卧室
50
13.3
荧光花吊灯
1695
1800
24
1
53
卧室
50
8.91
荧光花吊灯
965
1050
18
1
54
厨房
50
5.56
防水防尘灯
649
900
11
1
69
阳台
20
5.46
白炽灯
279
350
40
1
30
餐厅
30
5.56
荧光花吊灯
361
400
7
1
33
客厅
50
20.16
荧光花吊灯
3713
4700
55
1
63
楼梯间
30
12.96
白炽灯
994
1250
100
1
38
房间
标注照度(lx)
房间面积(m2)
灯具型号
计算光通量(lm)
实际光通量(lm)
功率(w)
灯具个数
实际照度(lx)
卧室
50
13.3
荧光花吊灯
1279
2000
30
1
59
卫生间
30
4.2
防水防尘灯
273
400
7
1
44
客厅
50
17.64
荧光花吊灯
1911
2000
30
1
52
厨房
50
6.21
防水防尘灯
673
900
15
1
67
卧室
50
16.2
荧光花吊灯
2071
2300
30
1
56
阳台
20
10.59
白炽灯
542
630
60
1
23
餐厅
30
6.56
防水防尘灯
426
600
9
1
42
阳台
20
7.98
白炽灯
408
630
60
1
31
2.3住宅建筑照明方式
(1)每个用户单元照明:
本工程为居民住宅楼,不考虑照度,灯具由用户二次装修确定,本设计只留灯座。
(2)楼梯道照明:
走廊的照明照度应在75-150lx之间。
(3)低压配电室及电梯机房照明:
本设计选用T8三基色直管荧光灯30W/865,GETri-Tech三基色T8直管荧光灯采用三基色涂粉技术,显色指数大于80,光照真实、自然。
2.4民用住宅建筑的照明设计图
民用住宅建筑一层照明平面图如图1.1所示,本次毕业设计为天集住宅1#建筑楼的电气设计,本工程概况:
六层的民用住宅楼,每一层有3个单元,一共六户。
如图1.1所示民用住宅建筑一层照明平面图包括楼梯间的照明平面图、住户里面的照明平面图和住户里面的插座平面图。
照明平面设计要考虑到每个房间的照度选择、灯具的选择和实际操作中一些合理的要求,每一户都要装设一个配电箱和进线盒,而且配电箱一般装在一进户的地方,民用住宅建筑照明平面图要结合实际情况来拉线。
住户里面的插座平面图要考虑到每个房间的负荷来分插座回路,一般分成一般插座,厨房插座,电热水器插座,空调插座等等。
图1.1一层照明平面图
第三章住
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