教学活动楼照明配电系统设计.doc

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1、. .目录目录1摘要：1关键词1引言2一、教学楼照明配电系统设计应遵循的基本原则2二、教学楼照明配电系统设计的内容3三、教学楼照明配电系统设计3四、教学楼照明配电系统的设备计算及选择61、光源的选择62、确定教室灯的盏数93、导线的计算选择13（1）、导线的选择13（2）、电流计算144、开关的选择15（1）、灯控开关的选择15（2）、开关的安装16（3）、保护开关的选择165、配电箱的安装176、穿线管径选择187、应急照明19五、教学楼的防雷保护201、避雷带202、引下线223、接地极22六、教学楼电气平面图23参考资料24教学楼照明配电系统设计摘要： 教学楼配电一般从低压380V/22

2、0V母线取得电源,然后将电能分配到各个用电负荷。采用各种元件(如开关、导线)及设备(如配电箱)将电源与负荷联结起来,即组成了教学楼的配电系统。关键词：光源 照度 开关选择计算 导线选择计算 避雷带引言：教学楼照明设计是电气设计的基本内容之一，其设计的质量好坏，直接关系到人们工作、学习和生活质量的高低。照明设计的目的就是根据具体环境的要求，正确的选择光源和灯具，确定合理的照明形式和部灯方案，在节约能源和建设资金的允许下，获得一个良好、舒适愉快的工作、学习和生活环境。此外，良好的照明设计还可以烘托建筑造型，体现建筑艺术的美学特点，达到美化环境的效果。一、教学楼照明配电系统设计应遵循的基本原则1、应

3、遵照执行有关的国家标准和规范，如GBJ133-1990民用建筑照明设计标准、JGJ/T16-1992民用建筑电气设计规范等。2、应根据视觉要求和环境条件进行恰当的设计，使工作区域或空间获得良好的视觉功效，合理的照度和显色性、适宜的亮度分布以及舒适的视觉环境，以提高工作效率。3、在确定照明放案时，还应该考虑不同类型的建筑对照明的不同要求确定合理恰当控制方式并尽量选用节能高效灯具。同时处理好电气照明与天然采光，节约建设资金与保证合理的照明质量等问题的关系，达到以合理的投入获得良好的照明效果。4、电气照明设计应有利于人员的活动安全，注意消除不必要的阴影，限制眩光，控制光热和紫外线辐射对人和物产生的不

4、利影响。5、照明设计应考虑到维修的方便性。二、教学楼照明配电系统设计的内容1、根据建设单位提供的委托书及建筑专业提供的平立面图，按有关的规程规范对教学楼的照明配电系统设计。2、教学楼应具备办公、电化教室、计算机室、卫生间等功能。3、进行负荷统计，计算各回路的的电流，确定配电箱及断路器的型号，选择电缆电线规格及型号，保护管的型号及敷设方式，选择开关、插座、灯具，并确定安装形式，统计材料表。4、照明配电系统应包含照明配电设计总说明材料表、照明配电系统图、照明配电平面图、防雷接地平面布置图。三、教学楼照明配电系统设计教学楼配电用电一般从低压380V/220V母线取得电源,经过电缆埋地敷设进入一层总配

5、电室，然后将电能采用各种元件(如开关、导线)及设备(如配电箱)分配到各个用电负荷，,即组成了教学楼的配电系统。1、该建筑属于三类负荷，电源由附近低压配电室埋地引来。电源采用三相五线制，380/220V，在入户处做重复接地。2、线路均采用暗敷，穿PVC管，配电箱暗敷于墙上，一层有主配电箱，各层有分配电箱。教师需要安装黑板照明灯，照明回路与动力回路单独供电。负荷分配，计算机室及电化教室预留6KW，其他教室按照度计算。3、走廊楼道照明采用声光控制的天棚灯，还需安装安全指示灯、应急探照灯。照明配电系统图图1图2图3图4四、教学楼照明配电系统的设备计算及选择1、光源的选择常用的电光源根据其由电能转换光能

6、的工作原理不同，大致可分为热辐射光源和气体放电光源两大类。热辐射光源是利用物体通电加热而辐射发光的原理制成的，如白炽灯，气体放电光源是利用气体放电时发光的原理制成的，如荧光灯。1）、白炽灯它的结构如下图所示，由灯头、灯丝和玻璃外壳组成。灯头有螺纹口和插口两种形式，可拧进灯座中。对于螺口灯泡的灯座，相线应接在灯座中心接点上，零线接到螺纹口端接点上。 灯丝由钨丝制成，当电流通过时加热钨丝，使其达到白炽状态而发光。一般40W以下的小功率灯泡内部抽成真空，60W以上的大功率灯泡先抽真空，再充以氩气等惰性气体，以减少钨丝发热时的蒸发损耗，提高使用寿命。 白炽灯以及接线图2）、荧光灯荧光灯又称日光灯，是气

7、体放电光源。它由灯管、镇流器和启辉器三部分组成。灯管由灯头、灯丝和玻璃管壳组成，其结构如图所示。灯管两端分别装有一组灯丝与灯脚相连。灯管内抽成真空，再充以少量惰性气体氩和微量的汞。玻璃管壳内壁涂有荧光物质，改变荧光粉成分可以获得不同的可见光光谱。目前荧光灯有日光色、冷白色、暖白色以及各种彩色等光色。灯管外形有直管形、U形、圆形、平板形和紧凑型（双曲形、H形、双D形和双X形）。 荧光灯荧光灯的工作原理为：接通电源后，在电源电压的作用下，启辉器产生辉光放电，其动触片受热膨胀与静触点接触形成通路，电流通过并加热灯丝发射电子。但这时辉光放电停止，动触片冷却恢复原来形状，在使触点断开的瞬间，电路突然切断

8、，镇流器产生较高的自感电动势，当接线正确时，电动势与电源电压叠加，在灯管两端形成高电压。在高电压作用下，灯丝通电、加热和发射电子流，电子撞击汞原子，使其电离而放电。放电过程中发射出的紫外线又激发灯管内壁的荧光粉，从而发出可见光。电光源的类型，应根据照明的要求和使用场所的特点进行选择，而且应尽量选择高效、光色、起动性能、稳定性好，工作可靠及使用寿命长的光源。教室的照明光源，考虑到电能的节约且悬挂高度在4M以下，宜选用日光色直管型荧光灯，而楼梯走道用60w白炽灯。照明负荷统计表设备名称设备型号数目双管荧光灯2*40W.220V550单管荧光灯1*40W.220V2天棚灯1*60W.220V78黑板

9、灯1*60W.220V180防水防潮灯1*60W.220V122、确定教室灯的盏数良好的的视觉环境需要对自然光和人工照明进行精心设计。照明的质量是衡量照明设计优劣的主要指标，包括照度水平、亮度分布、照度的均匀性、光源的显色性、照明的稳定性、阴影、眩光和光色等。照度是决定物体明亮程度的间接指标，在一定范围内照度增加可以使视觉的动能提高，合理的照度有利益保护视觉提高工作效率，照明环境不但应使人能清楚地观察事物，而且要给人以舒适的感觉，所以在整个视野内各个表面有合适的亮度是必要的。照度计算方式有单位容量法(比功率法)、利用系数法、概率曲线法、逐点计算法等。在照明计算中，根据工作面所需要的照度要求，查

10、手册可得到照度标准，然后是选择等的功率及数量，所以一般采用单位容量法(比功率法)，单位容量法是从利用系数法演变而来的一种计算方法，它是借助于单位面积安装功率表进行计算的。（1）、 计算步骤：1）选择照明光源和灯具；2）根据要求选择照度，查手册求得单位面积的安装功率3）按照以下公式计算灯具数量，根据布置一般灯具照明，确定布灯方案。（2）、计算公式根据建筑物特点、建筑物功能和照明要求确定灯具型式，选择带反射罩的灯具，根据建筑物功能、房间照度标准、房间面积、计算高度确定单位面积安装功率，并按下式计算出房间内照明灯具（一般照明）的总功率Pt 一套安装容量（不包括整流器）该教室已知其面积为10m7.8m

11、，高为3.8m。选用带有灯罩的直管荧光灯，拟按照矩形布置，现确定灯间距离以及每盏灯的安装功率。 1）、确定灯具类型教室一般要求照度均匀、照度适中、经济合理，所以选择荧光灯，型号为YG21，带反射罩，链吊式的40w荧光灯。 照度确定查手册可得，教室的照度标准为100、150、200lx，在这里考虑经济合理性对一般教室照度可取200lx。2)、 确定教室灯具安装总功率 教室面积：S=107.8=78查手册，得教室单位面积安装功率为P0=8.5W/，则该教室灯具安装总功率为：78*8.5663W3)、确定灯具数量考虑到布置问题，选用9套双管荧光灯。4）、灯具计算高度H的确定灯具悬挂高度的各种参数如图

12、表示。图中房间总高度为h，灯具悬挂高度为h1，工作面的高度为h2，灯具的垂吊高度为h3，计算高度H为：或灯具的计算高度示意图一般办公室、教室、阅览室等的工作面高度可取0.75m，灯具的垂吊高度应根据室内层高和建筑照明要求来确定，在设计和安装照明灯具时，要满足规范规定的最低悬挂高度要求。该教室高度为3.8m， 考虑安全、避免碰撞，确定灯具垂吊高度h3=0.8m，教室课桌一般高度h2=0.75m，所以该教室灯具的计算高度为：H=h-h2-h3=3.8-0.8-0.75=2.25m5）、灯具布置查手册，当采用荧光灯作多行布置时较佳的居高比L/H=1.4，于是等效灯距L为L=1.42.25=3.18m

13、。灯具数量等于9，La=3m、Lb=3.4m3、导线的计算选择（1）、导线的选择选择导线截面的原则：1）、要有承受最低机械强度的要求。导线中的计算负荷电流不大于其长期连续负荷允许载流量； 2）、导线应能满足负载长时间通过正常工作的最大电流的需要；3）、导线上的电压损失不超过规定的允许电压降。一般公用电网电压降不得超过额定电压的5%；4）、导线应能满足负载长时间通过正常工作的最大电流的需要，既按导线的安全电流选择：导线必须能够承受负载电流长时间通过所引起的温升，不能因过热而损坏绝缘。导线所允许长时间通过的最大电流称为该截面的安全载流量。同一截面的导线在不同敷设条件下的安全载流量是不一样的。5）、

14、各种导线的安全载流量是可以查手册，通过计算负载的实际电流，再通过查手册就可以得出导线截面：（2）、电流计算电流计算公式Kx-需要系数，因为许多负载不一定同时使用，也不一定同时满载，所以要打个折扣；UL-线电压（380V）,指三相配电时；-各负载总和；-负载平均功率因数。 如果是单相配电，公式为1）、照明配电，3.6KW负荷的导线选择，额定电压220V，功率因数COS=0.7，则： 据查手册可以选择BV-0.5,截面积为2.5m的导线，此导线还可以用于负荷为2.7KW教室照明及1KW的走廊照明线路。2）、各教室的插座预留容量为2*1KW，考虑到用TN-C-S系统供电，单相负荷最大为6KW ，则：

15、据查手册可以选择BV-0.5,截面积为4m的导线。3）、一层进入各教室语音或计算机配电箱导线，据各配电箱预留的输出功率6KW，则：据查手册可以选择BV-0.5,截面积为10m的导线。4）、从总配电箱到各层配电箱之间的导线，因一层负荷比较特殊选择BV-0.5,截面积为16m的导线外，其于的全部用BV-0.5,截面积为10m的导线。4、开关的选择（1）、灯控开关的选择1）、各教室根据季节得变化及自然光得采集情况，要求照明照度有一定的范围调节，所以选择用双极开关控制。2）、一层储物间照明采用1盏单管莹光灯，功率为40W，吸顶式安装，用一只暗装单极开关控制，开关距地1.4 m。3）、办公室照明采用1盏

16、双管莹光灯，单管功率40W，链吊安装，安装高度2.8m，用一只暗装单极开关控制，双极开关距地1.4 m。4）、卫生间照明用吸顶式安装，1盏防水防尘灯，功率为60W，用一只暗装单极开关控制，开关要求防水防尘。（2）、开关的安装开关的作用是接通或断开照明灯具电源。根据安装形式分为明装式和暗装式两种。明装式有拉线开关、扳把开关等；暗装式多采用扳把开关(跷板式开关)。 插座的作用是为移动式电器和设备提供电源。有单相三极三孔插座、三相四极四孔插座等种类。开关、插座安装必须牢固、接线要正确，容量要合适。它们是电路的重要设备，直接关系到安全用电和供电。 教室的灯具开关布置，考虑到控制方便，所以将其安装在门边

17、顺手侧，采用暗装形式，距地1.3m。每极开关控制三盏灯，即一个两极开关，一个单极开关。插座的布置，考虑多媒体教学的需要，所以在黑板两侧各装一个2+3孔单联插座，暗装且距地高度0.5m。插座与灯具分设各自的回路。考虑到教室的整体美观效果、电气的安全性能，所有的配电导线采用暗敷设；暗敷设线路应走捷径。（3）、保护开关的选择照明供电系统应具备一定的保护功能（如电气设备的过载及短路保护），所以还应选择特定型号的断路器。断路器广泛应用于低压配电系统中，是一种保护电器元件。在设计低压配电系统时，应注意断路器的选择性，对断路器过流脱扣器额定电流进行选择和整定，确保充分发挥过电流脱扣器的作用；当环境温度大于或

18、小于校准温度值时，应根据制造商提供的温度与载流能力修正系数来调整低压断路器的额定电流值。选择低压电器设备是指380V/220V电路的中的设备，其选择原则是应满足安全用电的要求，保证其可靠的运行，并且在通过最大可能的短路电流是不至于受到损坏，有时还要按短路电流产生的热效应进行校验。我们只讲按照计算电流来选择（额定工作电流选择）。 选择断路器的大小，一般选择额定电流的2倍：5、配电箱的安装配电箱有挂墙明装，嵌墙暗装和落地安装三种方式，可根据配电箱容量的大小，建筑墙壁的尺寸大小等具体情况选用。据于本设计，配电箱采用暗装形式，暗装时，应在土建进行时根据箱体尺寸大小预留安装位置，实际安装时，将配电箱放入

19、预留位置，将相内的进出线穿入并校正水平及垂直度后，用碎砖填齐箱体四周空间，再用水泥沙浆填充抹平。注：金属箱体上的穿线孔应加装橡皮护圈。（1）、刀开关、负荷开关及断路器等设备应垂直安装并且上端接电源，下端接负荷。对于少数可以横装的设备，如熔断器等，应将其左侧（面对盘面看）接电源，右侧接负荷；（2）、对配电箱一次大电流回路10 m以上导线应压接接线鼻子后再与电气连接。（3）箱内二次配线所用铜芯线截面不小于1.5 m，电流互感器二次回路导线截面积不应小于2.5 m，配线时需要排列整齐，横平竖直，绑扎成束。箱内引出线应预留适当长度，以便检修。（4）、为了便于修查线，二次线最好采用带色的铜芯塑料线，A相

20、用黄色，B相用绿色，C相用红色，N线用黑色，PE线用半黄半绿线。（5）、配电箱体、电器的金属外壳及电流互感器的二次侧均应有良好的接地。（6）、配电箱低距离地面高度宜为1.5M。配电箱内的交直流不同电压等级的电源，应有明显的标志，用电回路也应标注名称。（7）、配电箱内应分别设置中性线N和保护线地线PE母线排，中性线和保护地线应分别在母线排上连接，不得交结，并有编号。金属箱体应与PE母线排可靠连接并接地。6、穿线管径选择穿线管径选择（PVC管）：导线标称截面（M）导线根数2345678电线管最小管径（MM）2.51616192525252541619252525253210252525323838

21、38162532323838515135323851516464647、应急照明应急照明的设置范围和设计应急照明类别标志颜色设计要求设置场所示例疏散照明安全出口标志灯绿底白字或白底绿字（用中文或中英文标明安全出口并宜有图形）正常时：在30M远处能识别标志，其高度不应低于15CD/M*M，不高于30CD/M*M。应急时：在20M处能识别标志。照度水平：0.5LX。持续工作时间：30min。人员密集建筑疏散指示标志灯绿底白字或白底绿字（用箭头和图形指示）正常时：在20M远处能识别标志，其亮度不应低于15D/M*M，不高于300d/M*M。应急时：在15m处能识别标志。照度水平：0.5LX。持续工作

22、时间：30min高层建筑中的疏散走道和长度20m的走道疏散照明灯宜选择专用照明灯具正常照明协调布置：布灯：距比高5Lx。持续工作时间：30min高层建筑中的疏散走道和长度20m的走道 五、教学楼的防雷保护民用建筑物的防雷分类为一类防雷建筑物、二级防雷建筑物和三类防雷建筑物，居于该教学楼所在的地理位置，属三级防雷建筑物。1、避雷带防雷用的接闪器有避雷针、避雷线和避雷带，无需特殊保护的建筑物一般用避雷带。通过试验发现，不论屋顶坡度多大，都是屋角和檐角的雷击率最高。屋顶坡度愈大。则屋脊的雷击率也大。通过对不同屋顶坡度建筑物的雷击分布情况调查发现，对于教学楼这样屋顶平整，又没有突出结构（如烟囱等）的建

23、筑物，雷击部位是有一定规律性的。避雷带就是对建筑物雷击率高的部位，进行重点保护的一种接闪装置。 避雷带的安装支架安装 支架安装要根据明装避雷带敷设部位的不同，支持件一般可分为女儿墙上支架安装，屋面预制混凝土制作安装及屋脊上支架安装。 1）、女儿墙上支架安装 避雷带沿女儿墙安装时，其支架尽可能随结构施工预埋，亦可预埋铁件，把支架直接焊到铁件上。 当施工条件受到限制或为施工方便，可采用后固定法，即用手锤、錾子进行踢洞，洞的大小不小于100100 100mm。埋设支架前，先用清水或素水泥浆湿润，再用配合比不低于1：2水泥砂浆注到洞内，要求灰浆饱满，支持卡子横平竖直。支架位置要严格控制，把握“先定两端

24、，后定中间”的施工要点。支架固定时，首先用墨线沿女儿墙中心线弹线，其交点即为直线段端点，凡距端点300mm处为第一支架固定点，并做好标记。其次测量每一直线段第一支架固定点间的距离，并等分，其工艺标准要求间距1000mm，计算好等分段间距后，在墨线上做下标记。按标记先埋注第一支架，其高度要求顶端距女儿墙表面距离100mm。第一支架间再拉直线埋设中间支架，并保证其垂直度和高度。 特殊情况：直线段两端点距离600mm时，仅在中间位置埋注1个支架；直线段第一支架间距离1000mm时，不设中间支架。 2）、屋脊上支架安装避雷带在屋脊上安装时，用支架固定，主要参考女儿墙上支架安装方法，只不过在此需用电钻将

25、脊瓦钻孔，支架插入孔内，用水泥砂浆埋注于建筑物结构上，施工中应注意与土建密切配合，做好支架的敷设工作。支架间距及距拐角处中心距离与女儿墙上支设支架一致，重要一点是支架应与坡形屋面垂直，高度100mm。2、引下线 引下线可分明装和暗装两种，明装时一般采用直径8mm的圆钢或截面l2x4mm2的扁钢。在易受腐蚀部位，截面适当加大。建筑物的金属构件。引下线应沿建筑物外墙敷设。 敷设时应保持一定的松紧度。从接闪器到接地装置;引下线的敷设应尽量短而直。若必需弯曲时，弯角应大于90。引下线应敷设于人们不易触及之处。由地下0.3到地上1.7m的一段引下线应加保护设施，以避免机械损坏。暗装引下线利用钢筋混凝土中

26、的钢筋作引下线时，最少应利用四根柱子，每柱中至少用到两根主筋。据于经济的要求及美观，选择暗装引下线 。引下线利用建筑物钢筋混凝土柱子或剪力墙内两根16以上主筋通长（焊接、绑扎）作为引下线，间距不大于18m，引下线上端与避雷带焊接，下端与建筑物基础底梁及基础底板轴线上的上下两层钢筋内的两根主筋焊接。外墙引下线在室外地面下1m处引出与室外接地线焊接。3、接地极接地极为建筑物桩基、基础底板轴线上的上下两层主筋中的两根通长（焊接、绑扎）形成的基础接地网并连接室外人工接地装置（护坡桩）组成。室外接地极距建筑物大于3m，距室外地面1m。用40*4镀锌扁钢连接成水平接地装置，垂直接地极为50，长2.5m，每

27、5m设一根。本工程接地型式采用TN-S系统，其专用接地线（即PE线）的截面规定为：当相线截面16mm2 时 PE线与相线相同。当相线截面为1635mm2时 PE线为16mm2 。当相线截面35mm2 时 PE线为相线截面的一半六、教学楼电气平面图教学楼电气平面图见附图：参考资料：陈一才编著，高层建筑电气设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1990；徐玉琦、徐文澜编著，家庭照明与灯饰，上海：上海科技出版社，1997；朱林根编著，注册电气工程师设计手册（建筑电气部分），北京：中国电力出版社，2005；徐玉琦编著，工厂与高层建筑供电，北京：机械工业出版社，2004；国家电力公司华东公司编著，内线安装技术问答，北京：中国电力出版社，2003；电气工程必备数据一本全，北京：地震出版社，2007。