宿舍楼电气照明的设计

宁 德 师 范 学 院

毕 业 论 文 (设 计)

专 业 发电产及电力系统

指导教师 黄丽霞

学 生 耿源

学 号 **********

题 目 某宿舍楼电气照明设计

2013年6月7 日

目录

1 设计要求.................................................................................................................................................................................. 1

1.1 设计依据 ....................................................................................................................................................................... 1 1.2 设计要求 ....................................................................................................................................................................... 1 1.3 设计方法 ....................................................................................................................................................................... 1 2 工程概况.................................................................................................................................................................................. 2 3 电气照明设计内容 .................................................................................................................................................................. 3

3.1 供电方式 ....................................................................................................................................................................... 3 3.2 照明系统 ....................................................................................................................................................................... 3 3.3 防雷保护、安全措施及接地系统 ............................................................................................................................... 3

3.3.1 防雷保护 ............................................................................................................................................................ 3 3.3.2 安全措施 ............................................................................................................................................................ 4 3.4 方案说明 ....................................................................................................................................................................... 5

3.4.1 敷设方式 ............................................................................................................................................................ 5

4 照度计算.................................................................................................................................................................................. 5

4.1 照明计算的依据 ........................................................................................................................................................... 5 4.2 室内灯具的布置方案 ................................................................................................................................................... 8

4.2.1 阳台灯具布置 .................................................................................................................................................... 9 4.2.2 楼梯平台灯具布置 ............................................................................................................................................ 9 4.2.3 走道灯具布置 .................................................................................................................................................. 10 4.2.4 架空层灯具布置 .............................................................................................................................................. 10 4.2.5 房间灯具布置 .................................................................................................................................................. 11 4.2.6 卫生间灯具布置 .............................................................................................................................................. 12 4.3 各部分的照度计算 ..................................................................................................................................................... 12

4.3.1 架空层照度计算 .............................................................................................................................................. 12 4.3.2 1-6层走道照度计算 ........................................................................................................................................ 13 4.3.3 1-6层楼梯平台照度计算 ................................................................................................................................ 14 4.3.4 1-6层寝室照度计算 ........................................................................................................................................ 15 照度要求值：100lx ................................................................................................................................................. 15 4.3.5 1-6层阳台照度计算 ........................................................................................................................................ 16 4.3.6 1-6层卫生间照度计算 .................................................................................................................................... 16

5 负荷计算................................................................................................................................................................................ 17

5.1 负荷计算的方法 ......................................................................................................................................................... 17 对于气体放电灯，设备容量等于个灯管的额定功率P与镇流器、触发器等附件的功率损耗之和，则有： ........ 17 5.2 负荷计算 ..................................................................................................................................................................... 18

5.2.1 AW1-AW90计量电表用电负荷 ...................................................................................................................... 18 5.2.2 低压配电箱AP1用电负荷计算 ..................................................................................................................... 19 5.2.3 低压配电箱AP2用电负荷计算 ..................................................................................................................... 19 5.2.4 总配电箱AP用电负荷计算 ........................................................................................................................... 20 5.3 该建筑照明系统配电图 ............................................................................................................................................. 20 6 结束语.................................................................................................................................................................................... 21 参考文献: .................................................................................................................................................................................. 22

某宿舍楼电气照明设计

摘要：随着照明技术的迅速发展，照明设计已经成为建筑照明设计的重要组成部分。现代的电气照明设计，以满足人们提出的环境优美、亮度适宜、空间层次感舒适、立体感丰富等多层次的要求。照明设计要保证照明质量、经济合理、节约能源、便于维护、实用性强，并根据参考平面及高度完成灯具布置方案和照度计算，确定灯具的种类和型号结合其他用电设备计算用电负荷完成照明系统设计。并且简单介绍防雷措施及安全防护措施。

关键词：布置方案；照度计算；负荷计算

1 设计要求

1.1 设计依据

1、民用建筑电气设计规范。

2、住宅设计规范GB50096-1990[1]。

3、建筑照明设计规范GB50034-2004。

1.2 设计要求

要求根据建筑照明设计规范照明要求，按照“安全、经济、适用、美观”的基本原则，确定配电系统，写出布置方案（要求有图纸）并进行照度计算确定灯具选型，最后做出负荷计算。

1.3 设计方法

1

1、收集原始灯具及房屋面积资料，确定照明方式和种类。

2、确定合适的光源，选择灯具的形式。

3、合理布置灯具，进行照度计算，并确定光源具体型号。

4、进行负荷计算。

2 工程概况

1、本工程为地上建筑，因为地处南方多阴雨为使最下层宿舍不受潮而使一楼为架空层摆放电动车、自行车之类，建筑面积为2926平方米（每层418平方米带架空层共计7层每层15个房间），建筑高度为28米，建筑为7层宿舍，层高3.6米。所处环境最高温度40度。

表1 单层面积

名称房间阳台卫生间楼道平台面积走道架空层总计长5.52.22.224545宽31.51.521.59.2面积16.53.33.3467.5414418

（另架空层面积等于楼层总面积减去楼梯平台面积）

2、根据本项目特点，建筑物负荷等级和防雷等级均为三级。

3、建筑物的电源均采用电缆引自相关变配电所。

2

3 电气照明设计内容

3.1 供电方式

该建筑物的供电方式是单电源供电，电源采用电缆引自相关变电所，引入宿舍楼架空层的总配电箱AP内，再由总箱向AP1、AP2引入。另设备用电源。

3.2 照明系统

本设计采用双管荧光灯、单管荧光灯、球形灯，每个房间都设有两盏单管荧光灯、每个卫生间都设有一盏球形灯灯、每个阳台设有一盏球形灯，每层楼道设有一盏球形灯。所用灯具都为普通灯具。

房间内都有设置插座，单相二极加三极插座共6个。卫生间设置带保护接点的密闭插座两个、具有单机开关一个。

3.3 防雷保护、安全措施及接地系统

3.3.1 防雷保护

采用装设在建筑物上的避雷网或避雷针或有这两种混合组成的接闪器。避雷网应按规范规定沿屋角、屋背、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。并应在整个屋面组成部大于20M×20M或24M×16M的网格。平屋面的建筑物，当其宽度不大于20M时，可仅沿网边敷设一圈避雷带。

每根引下线冲击接地电阻不宜大于30Ω。其接地装置宜与电气设备等接地装置公用。防雷的接地装置宜与埋地金属管道相连。当其不共用、不相连时，两者间在地中的距离不应小于2m。在公用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置围绕建筑物敷设环形接地体[2]。

3

建筑物宜利用钢筋混凝土屋面板、梁、柱和基础的钢筋作为接闪器、引下线和接地装置，并应符合规范。为防止雷电波侵入，电缆进出线在进出端将电缆的金属外皮、钢管等电气设备接地[3]。

3.3.2 安全措施

工程低压配电系统接地形式通常采用TN-S系统接地。

L1L2L3NPE三相用电设备单相设备

图1 TN-S系统

其中N线与PE线全部分开，设备的外露可导部分均接PE线。由于PE线中无电流通过，因此不会产生设备之间的电磁干扰。TN-S系统广泛应用于对安全要求较高的场所及对抗电磁干扰要求的数据处理和精密检测等试验场所，现在也应用与住宅供电系统[4]。

防雷接地、变压器中性点接地及电气设备保护接地等共用统一的接地装置。

4

为预防雷电电磁脉冲引起的过电流和过电压，在一些部位装设电涌保护器SPD。

3.4 方案说明

3.4.1 敷设方式

各主线缆从相关变电所引出埋地敷设至本工程，各用电设备线路采用穿钢管埋地方式至总配电箱；从总配电箱至各个配电箱采用穿钢管埋地的方式敷设；建筑物内的导线均采用绝缘线穿PVC管暗敷。

电气管线在穿越楼板和墙体时孔洞周边应采用石棉水泥等防火隔声材料进行密封封堵[7]。

3.4.2控制方式

该建筑物共有98个配电箱，其中照明配电箱2个。总配电箱1个、电表箱90个，所有配电箱安装高度均为距地面1.6米处安装。

AP低压总配电箱控制AP1与AP2低压照明配电箱，AP1照明箱控制90个宿舍内低压计量电表箱。AP2照明配电箱控制架空层照明、楼梯间照明、楼道照明、楼层应急灯照明及安全指示灯照明。（由于楼层应急照明灯与安全指示灯都是使用内部蓄电池，充电时占用照明功率相对于总功率很小，所以只要预留出一部分功率就可以满足其使用。）

4 照度计算

4.1 照明计算的依据

照明计算是照明设计的重要内容之一。照明计算的常用方法有利用系数法、单位容量法、逐点计算

5

法、查概曲线法等等[5]。本次设计主要应用利用系数法。

表2 《建筑照明设计标准》GB50034-2004

房间名称房间走道架空层卫生间阳台照度取值（lx）100507550100参考平面及其高度0.75水平面地面地面0.75水平面地面

一般建筑电气照明设计照度计算当中以平均照度计算为主，平均照度计算通常应利用系数法，具体公式如下：

概念公式

en (1)

u式中e——投射到工作面上的总光通量；——每盏灯发出的光通量；n——灯的数量

利用系数的确定公式

5hRC(lb)lbRCR (2)

式中hRC——室内空间高度（灯具开口至工作平面的空间高度）；l——房间长度； b——房间宽度；

利用系数可以查表3[1]

6

表3 利用系数表

顶棚反射系数墙壁反射系数12345678910RCR500.66 0.57 0.49 0.43 0.38 0.34 0.30 0.27 0.24 0.22 70300.64 0.53 0.44 0.38 0.32 0.28 0.24 0.21 0.19 0.16 100.61 0.49 0.40 0.33 0.28 0.23 0.20 0.17 0.15 0.13 500.64 0.55 0.47 0.42 0.37 0.32 0.29 0.26 0.23 0.21 50300.61 0.51 0.43 0.37 0.31 0.27 0.23 0.21 0.18 0.16 100.59 0.48 0.39 0.33 0.27 0.23 0.19 0.17 0.15 0.13 500.61 0.52 0.45 0.40 0.35 0.31 0.28 0.25 0.23 0.21 30300.59 0.49 0.41 0.36 0.31 0.27 0.23 0.20 0.18 0.16 100.57 0.47 0.38 0.32 0.27 0.23 0.19 0.17 0.15 0.13 0100.54 0.44 0.36 0.30 0.25 0.21 0.18 0.15 0.13 0.11

工作面上的实际平均照度 及理论工作平面上的平均照度

unKA (3)

Eav

EavunA (4)

式中u——利用系数；——每盏灯的光通量lm； A——工作面积； K——灯具的维护系数；

灯具的维护系数可查表4

表4 维护系数表

环境污染特征清洁室内一般污染严重室外灯具最少擦拭次数/年2232减光系数0.80 0.70 0.60 0.65

7

使用的灯具所需参数可查表5[6]

表5 普通白炽灯的主要技术参数

型号PZ220-15PZ220-25PZ220-40PZ220-60PZ220-100PZ220-150PZ220-200额定功率15254060100150200额定光通量110220350630125020902920型号PZS220-36PZS220-40PZS220-55PZS220-60PZS220-94PZS220-100PZ220-300额定功率3640556094100300额定光通量350415630715125013504610

4.2 室内灯具的布置方案

室内灯具的布置，与房间的结构及照明的要求有关，即要经济实用，又要尽可能协调美观。

表6 室内一般照明灯具距地面的最低悬挂高度（根据JBJ6-2008）

光源种类灯具形式有反射罩白炽灯乳白玻璃漫射罩光源功率/W＜100150-200300-500＜100150-200300-500最低悬挂高度/W2.533.52.22.53

（当普通白炽光灯具布置合理时，其最小距高比为1.1-1.2之间[7]）

由表1可以得知每个房间的长宽参数则其初步灯具设计：

因为都是使用普通白炽灯则其距高比都在1.1到1.2之间

8

l1.1h即

(5)

对于走道、架空层、阳台和楼梯平台其参考平面都为地面则h为3.6米

则 l13.96m

对于房间及卫生间其参考平面为0.75m水平面，则h为3.60.752.85m

则 l23.135m

4.2.1 阳台灯具布置

因为阳台的长宽都不足最小的3.96m，所以只用一盏灯即可。

该布置的几何平均值为

l2.21.51.82m3.96m

则灯距符合要求

4.2.2 楼梯平台灯具布置

因为楼梯平台的长宽都不足最小的3.96m，所以只用一盏灯即可。

该布置的几何平均值为

9

l222m3.96m

则灯距符合要求

4.2.3 走道灯具布置

因为走道的宽不足最小的3.96m，长11l1＜45m＜12l1所以布置图如下：

45mAAAAAA3.75m3.75m 图2 走道灯具布置图

每3.75米要有一盏灯，只要一排。

则共计11盏灯该布置的几何平均值为

l3.751.52.37m3.96m

则灯距符合要求

4.2.4 架空层灯具布置

因为架空层的宽有2l1＜9.2m＜3l1、长11l1＜45m＜12l1，所以布置图如下：

10

AA45mA9.2mAAAAA3.07m3,75m

图3 架空层灯具布置图

每3.75米要有一盏灯，只要两排。

则共计22盏灯该布置的几何平均值为

l3.753.073.39m3.96m

则灯距符合要求

4.2.5 房间灯具布置

因为房间长有l2＜5.5m＜2l2，宽有3m＜l2

5.5mAAA3mAAA1.83m

11

图4 房间灯具布置图

每1.83m就有一盏灯，只要一排即可。

则共计2盏灯该布置的几何平均值为

l31.832.34m3.135m

则灯距符合要求

4.2.6 卫生间灯具布置

因为卫生间长宽都不足3.135m，所以使用一盏灯即可。

该布置的几何平均值为

l2.21.51.82m3.135m

4.3 各部分的照度计算

4.3.1 架空层照度计算

照度要求： 75lx

2414m架空层面积：

12

受照空间特征系数：

RCR5hRC(lb)2.36lb

查表3可得利用系数为：u0.57

unK0.650.572275lxA414

平均照度：

Eav得到 3809.34lm

PZ220150；4180lm＞3809.34lm 选用的灯具为：每个灯具都装设有2个灯管 , 则每个灯具的光通量为：

总共使用：22盏；灯具功率：300W。

实际安装功率：300226600W

2660041415.9W/m则其实际功率密度为：

4.3.2 1-6层走道照度计算

照度要求值：50lx

走道面积：67.5m

5hRC(lb)83712.4lb67.5

2受照空间特征系数：

RCR查表3可得利用系数为：u0.22

13

平均照度：

EavunK0.650.221150lxA67.5

得到 2145.58lm

灯具型号：球形灯，灯罩内使用PZ220150；单灯具光源1个，灯具光通量：2090lx；灯具光源功率：

150W，灯具数量：7。（虽然PZ220150得光通量没有达到2145，但其他型号光通量过大。）

安装功率：111501650W

则其功率密度：165067.524.4W/m

24.3.3 1-6层楼梯平台照度计算

照度要求值：100lx

楼梯平台面积：4m

2受照空间特征系数：

RCR5hRC(lb)7218lb4

查表3可得利用系数为：u0.22

unK0.2210.7100lxA4

平均照度：

Eav得到 2597.4lm

14

灯具型号：球形灯，灯罩内使用PZ220200；灯具光源1个，灯具光通量：2920lx；灯具光源功率：

200W，灯具数量：1。

安装功率：1200200W

则其功率密度：200450W/m

24.3.4 1-6层寝室照度计算

照度要求值：100lx

寝室面积：16.5m

5hRC(lb)1539.27lb16.5

2受照空间特征系数：

RCR查表3可得利用系数为：u0.24

unK0.2420.7100lxA16.5

平均照度：

Eav得到 4910.7lm

型号：PZ220300；单灯具光源1个，灯具光通量：4610lm；灯具光源功率：300W；灯具数：2。

（虽然PZ220300得光通量没有达到4910.7，但其他型号光通量过大。）

安装功率：2300600W

15

则其功率密度：60016.536.4W/m

24.3.5 1-6层阳台照度计算

照度要求值：100lx

阳台面积：3.3m

5hRC(lb)20.18lb

2受照空间特征系数：

RCR查表3可得利用系数为：u0.22

unK0.2210.65100lxA3.3

平均照度：

Eav得到 2307.7lm

灯具型号：球形灯，灯罩内使用PZ220150；单灯具光源1个，灯具光通量：2090lx；灯具光源功率：

150W，灯具数量：1。（虽然PZ220150得光通量没有达到2307.7，但其他型号光通量过大。）

安装功率：1150150W

则其功率密度：1503.345.5W/m

24.3.6 1-6层卫生间照度计算

照度要求值：50lx

16

卫生间面积：3.3m

2受照空间特征系数：

RCR5hRC(lb)15.97lb

查表3可得利用系数为：u0.22

unK0.2210.750lxA3.3

平均照度：

Eav得到 1071.4lm

灯具型号：防水防尘灯罩，灯罩内使用PZ220100；单灯具光源1个，灯具光通量：1250lx；灯具光源功率：100W，灯具数量：1。

安装功率：1100100W

则其功率密度：1003.330.3W/m

25 负荷计算

5.1 负荷计算的方法

对于气体放电灯，设备容量等于个灯管的额定功率P与镇流器、触发器等附件的功率损耗之和，则有：

Pe1Pnii1n (6)

17

式中——镇流器等电器附件的功率损耗系数。（因为本设计中没有使用镇流器等电器附件，所以不需要）

照明分支线路的计算负荷等于接在线路上照明设备的总容量；即有PcPe[8]

式中Pc——分支线路的计算负荷；Pe——分支线路中照明设备的总容量。

单相照明线路的计算电流：

IPcKdcUccos 式中Ic——单相照明线路的计算电流；Uc——照明线路额定电压；cos——光源的功率因数；Pc——单相照明线路的计算负荷.

5.2 负荷计算

设：一般的照明回路：Kd0.9 功率因数：cos0.9、tan0.48

5.2.1 AW1-AW90计量电表用电负荷

功率负荷：

PAn600150100850W

18

(7)

电流：

PAnK0.850.93.86AUcos0.220.9

IAn经计算每户进线电流约为1.86A.

5.2.2 低压配电箱AP1用电负荷计算

功率计算：照明用负荷

PAP1层数每层房间数照明负荷61585076.5KW

干线负荷：AP1的容量要大于76.5KW ；多余部分为预留。

电流计算：照明回路电流

PAP1K76.50.9347.73AUncos0.220.9

I1经计算AP1低压配电箱正常照明计算电流347.73A.

5.2.3 低压配电箱AP2用电负荷计算

功率计算：照明回路功率

PAP230022611150720017.9KW

19

干线负荷：AP2的总负荷要大于17.9W； 多余部分作为预留。

电流计算：照明回路电流

PAP2K17.90.981.36AUncos0.220.9

I1经计算配电箱AP2正常照明计算电流81.36A.

5.2.4 总配电箱AP用电负荷计算

总功率：

P总PAP1PAP276.517.994.4KW

总电流：

Pe总K94.40.9429.09AUncos0.220.9I总

经计算总进线电流约为429.09A.

5.3 该建筑照明系统配电图

20

AP总配AP1......A1A2A3A89A90AP2

图5 照明系统配电图

6 结束语

本文针对宿舍楼的照度及负荷的要求，设计了一套电气照明设计方案，根据宿舍楼各个不同房间地域的照明需求而做出不同的设计方案，从而满足对于的环境优美、亮度适宜、空间层次感舒适、立体感丰富等多层次的要求。

本设计的优点有以下几个方面：

1、本设计全部采用普通白炽灯，因为白炽灯的显色指数仅次于日光，说明该光源的显色性好，物体在这样的照明环境下失真度小，并且计算方便。

2、本设计的照明供电系统简单明了、操作简单、维护方便。

当然也有一些不足之处，没有把每层楼梯的照明系统使用独立的电表及断路器进行分开，而楼道内发生短路或断路事故后会通过AP2进行一次性全部切断；虽有给应急照明设备留有照明负荷但没有准确计算出应给与多少负荷余量；而且没有考虑各个房间内插座等其他用电器的回路设计，仅仅只是照明回路的设计应用。

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参考文献:

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[3] 周泽存,沈其工,方瑜,王大忠.高电压技术[M].北京:中国电力出版社,2007,1:242-292.

[4] 刘介才.工厂供电[M].北京:机械工业出版社第五版,2009.12:27-39,181-191,324-362.

[5] 俞丽华,朱桐城.电气照明[M].上海:同济大学出版社,2009:39-144

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[8] 刘介才.工厂供电设计指导[M].北京:机械工业出版社,2008:80-102

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