建环公司三层办公楼-建筑供电与照明课程设计.doc

一、绪论
前言：照明设计是一门综合性的科学，需要兼顾应用光学、电学、建筑学、心理学、卫生学等多方面技术的一门科学，本课程设计是建筑环境与设备工程专业的主干专业课程，实践性较强、在工程技术领域中有着广泛的应用。整个课程设计完成后能提高学生对建筑供电与照明课程的理解和实际运用能力，培养学生利用所学的专业基础课和专业课的知识解决工程实际问题的能力，及照明设计的初步能力。
本设计的题目为“某三层办公建筑工程”。设计的主要内容包括：照明器的型号选择、灯具的布置、照度计算、照明负荷的计算、导线的选择和计算。以高效节能与最大效益化的设计方案，设计评估出最合理的方案，对该办公楼进行设计。

关键词：照明设计；负荷；节能

课程设计任务书
课程名称
建筑供电与照明课程设计
课程代码

设计题目
建环公司办公楼-建筑供电与照明课程设计
题目序号

设计时间

系（院）

一、课程设计任务（条件）、具体技术参数（指标）
1．建筑平面图、各房间的功能要求；
2．各层面配电箱均为380Ｖ/220Ｖ，三相四线制；
3．每个大房间布置三相380Ｖ/４ＫＷ的立式空调一台，插座４个，小房间布置220Ｖ的壁挂空调一台，插座２个。
二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸）
1．编写设计说明书，包括选定的照明器型号、灯具的布置、照度计算、照明负荷的计算、导线的选择和计算；
2．绘制照明平面设计图、照明供电系统图，列出主要材料清单。
三、课程设计工作进度计划：
第1周 照度的计算，照明方案的确定；
供配电系统的选择与设计、撰写设计说明、绘图。
四、主要参考资料
《建筑电气》，关光福，重庆大学出版社，2007
《建筑供配电》，刘思亮 ，中国建筑工业出版社，2001
《电气照明技术》，孙建民，中国建筑工业出版社，2001
《照明技术手册》，朱小情，机械工业出版社，2003

指导教师（签名）： 教研室主任（签名）：
2015年12 月 20 日 2015 年 12月 22 日

建筑电气课程设计

二、设计计算

1、设计内容简述
设计对象为某一3层办公建筑工程。供电方式为放射式，电源供电采用三相四线380/220V制式。设计内容包括照明器型号（楼道与卫生间采用平圆形吸顶灯，其他部位采用YG2-1控照式荧光灯）、灯具的布置、照明负荷的计算、导线的选择和计算、照度计算（采用利用系数法计算，卫生间、楼道、办公室、会议室），开关、插座、配电箱布置，电气管线选用，以及总配电箱、分配电箱内部线路、电气设备选用。
（备注：本班设计的是办公建筑工程第2层）

2、办公建筑照明设计
2.1．照明灯具选用及布置
1 .照明灯具选用：吸顶安装；卫生间、楼道、楼梯间、大门外采用平圆形吸顶灯（白炽灯，60W）其他部位采用YG2-1控照式荧光灯（荧光灯，40W）

2.照明灯具布置如下表1所示
灯具布置表1
楼层
房间名称
房间面积A
照度标准
单位面积功率w
全部灯泡安装容量P
每套灯具的安装容量PL
实际灯具数量N'
灯具名称

单位
m2
lx
W/m2
W
W
个

第二层
女卫生间
5.6
100.0
7
39.2
60
1
平圆形吸顶灯
男卫生间
15.46
100.0
7
108.22
60
2
平圆形吸顶灯
办公室
21.06
300.0
11
231.66
40
每间8
YG2-2控照式荧光灯
会议室
37.8
300
11
463.32
40
每间16
YG2-2控照式荧光灯
楼梯间
12.9
150.0
4
90.3
40
2
平圆形吸顶灯
楼道
59.58
150.0
4
417.06
60
2
平圆形吸顶灯

2.2.开关选用布置
开关按照房间位置便于操作，一般安置在房间的入口位置，目前较常用的是翘板式开关，可根据布灯情况选择单控、双联单控、三联或多联开关等各种规格的开关装置。在同一处分别控制多盏灯具时应尽量采用多联开关。办公室、会议室的灯具控制方式可采用调光装置、单控开关等。卫生间的开关宜设置在门内，即入口处。走廊、楼梯间开关宜选用延时开关已达节能要求。开关安装高度一般为1.4m。

2.3．插座选用及布置
1、 插座选用
按照国家行业标准关于照明系统中的每一单相回路，不宜超过16A，灯具数量不宜超过25个每一单相插座回路的插座数量不宜超过10个（组）的有关规定进行负荷计算。

2．各房间插座布置
会议室与办公室两侧墙上至少各设1组，按家电设备可能的安放位置预留足够数量的插孔。热水器、空调、设供电专线切配单项带接地的三孔插座。一般插座安装高度为0.3m，热水器插座距地2.3m，空调插座距地1.8m。
插座布置情况表2
楼层
房间
插座10A个数n
插座16A个数n
第二层
单位
个
个
卫生间
0
0
办公室
32
0
会议室
3
1
楼道
0
0
走道
0
0

3、办公建筑电气线路设计
3.1供电方式
本工程选用放射式，即由室外配电柜引来380/220V三相四线电源，采用电缆直埋地方式引进，进线电缆选用聚氯乙烯绝缘电力电缆，过基础穿SC125保护，引至一层的ZL总配电箱，然后由ZL总箱引至办公楼第二层。
3.2 线路敷设
电缆选用聚氯乙烯绝缘电力电缆，低压配电主干线选用铜芯聚氯乙烯绝缘导线（VV）穿钢管SC沿墙暗敷设；支线选用铜芯电线（BV）穿难燃PVC管沿建筑物墙地面、顶板暗敷。
3.3配电箱选用及布置
配电箱布置
第二层：设总配电箱
所有用电设备均为单相；总配电箱、楼层配电箱三相

4、房间的照度计算
4.1、确定空间系数

图1 反射率示意图

根据计算公式：
已知会议室房间的长a=7.8m 宽b=5.4m 高H=3.3m
4.1.1 空间系数
CCR= 5h（a+b）/ ab
RCR=5hc (a+b) / ab
FCR=5hf (a+b) / ab

4.1.2 顶棚与地面有效空间反射比
ρ = ∑ρi Ai / ∑Ai
ρc =ρ /ρ + (1-ρ) (1+ 0.4CCR)
ρf =ρ /ρ + (1-ρ) (1+ 0.4FCR)

4.1.3 棚墙面空间反射比ρw =ρ（A-Ag）/ A +ρgAg / A

根据上面已知条件带入计算出房间的利用系数u， 查表算出房间的系数修正值r ，取房间的维护系数都为k=0.75 ，光通量Φ0 =2400lm

故灯具数量
N= EVA / rukΦ0

同样的计算步骤计算出办公室、卫生间、楼道、楼梯间的相应系数 ，进而求得各类房间所需的灯具数目。
所求系数如下表表3
楼层
房间名称
灯具名称
房间面积A
照度标准Ev
房间利用系数u
利用系数修正值r
房间维护系数k
灯型光通量Φ0
灯具数量N

单位

m2
lx

个
第二层
女卫生间
平圆形吸顶灯
5.6
100.0

0.75
2400
1
男卫生间
平圆形吸顶灯
15.46
100.0

0.75
2400
2
办公室
YG2-1控照式荧光灯
21.06
300.0
0.44

0.75
2400
每间8
会议室
YG2-1控照式荧光灯
37.8
300
0.6739
0.95874
0.75
2400
每间16
楼梯间
平圆形吸顶灯
12.9
150.0

0.75
2400
2
楼道
平圆形吸顶灯
59.58
150.0

0.75
2400
2

4.2、灯具距的布置
办公室、会议室、过道、卫生间均可选用均匀布置的方式进行灯具的布置。
灯具均匀布置是否合理，主要取决于灯具的间距S与计算高度h的比值是否恰当。
灯距高表4
灯具类型
型号
效率/%
光源容量/W
最大允许值S/h
光通量/lm
A-A
B-B
简式荧光灯
YG2-1
88
1*40
1.62
1.22
2400
吸顶式荧光灯
YG6-2
86
2*40
1.48
1.22
2*2400

用距高比进行灯具的均匀布置时，应根据房间的大小、用途选定合适的灯具，本设计中以上表格中的为本设计所选灯具。 进行高度布置，确定计算高度h， 查出表中灯具的最大允许距高比S/h值,进而求出灯具间应取的距离S 。
而办公室与会议室内部，可考虑离内墙处有需工作面， 故取的线光源中可计算出灯具边行与墙的距离L
L=（1/3—1/4）S

4.2.1.本设计中荧光灯布置距墙距离计算如下：
A-A处 S/h =1.62，h=2.1m S=3.4m
B-B处 S/h =1.22，h=2.1m S=2.56m

所以离墙的距离A处为L1=S/3 = 3.4/3 =1.13m
B处为L2=S/3 =2.56/3 = 0.85m

图2 灯距离墙面距离

4.2.2吸顶灯距墙距离计算如下：
A-A处 S/h =1.48，h=2.1m S=3.1m
B-B处 S/h =1.22，h=2.1m S=2.56m

所以离墙的距离A处为L1=S/3 = 3.13/3 =1 m
B处为L2=S/3 =2.56/3 =0.85m
由以上数据作为依据，可根据各室内设计需要，相应的调节允许范围设计尺寸。

5、配电箱负荷计算
根据三相电路的中，用电设备应尽可能均匀地分配在三相线路上，力求使三相负载平衡， 下图3所示为该办公建筑第二层的三相四线制照明供电线路。
荧光灯功率因素COSΦf取0.55，插座COSΦs 取为0.8 。

图3 三相四线制照明供电线路图

L1相负载
荧光灯： Pf= 40*48（1+0.15）W =2208W
Qf= PftanΦf =2208W * 1.518= 3351.74 var
插座： Ps=(100* 12 + 1000*3 )W= 4200W
Qs= PftanΦs =4200W * 0.75= 3150 var
总的有功电流和无功电流为：
∑ IR =（2208+4200）/ 220 A = 29.13 A
∑ IQ =（3351.74+3150/ 220 A = 29.55 A

L1 相线路的计算电流为：
ICA =√（∑IR）2 + （∑IQ）2 =√（29.13）2 + （29.55）2
= 41.494 A

L2相负载
荧光灯： Pf= 40*40（1+0.15）W =1840W
Qf= PftanΦf =1840W * 1.518= 2793.12 var
插座： Ps=(100* 10 + 1000*5 )W= 6000W
Qs= PftanΦs =6000W * 0.75= 4500 var
吸顶灯：PT = 60*18 W = 1080W
QT = 1080W* 1.158= 1250.64var
总的有功电流和无功电流为：
∑ IR =（1840+6000+1080）/ 220 A =40.545A
∑ IQ =（2793.12+4500+1250.64/ 220 A = 38.836A

L2 相线路的计算电流为：
ICB=√（∑IR）2 + （∑IQ）2 =√（40.545）2 + （38.836）2
= 56.14 A

L3相负载
荧光灯： Pf= 40*56（1+0.15）W =2576W
Qf= PftanΦf =1840W * 1.518= 3910.368 var
插座： Ps=(100* 14+ 1000*6)W= 7400W
Qs= PftanΦs =7400W * 0.75= 5550var
总的有功电流和无功电流为：
∑ IR =（2576+7400）/ 220 A =45.345A
∑ IQ =（3910.368+5550）/ 220 A = 43 A

L3相线路的计算电流为：
ICC=√（∑IR）2 + （∑IQ）2 =√（45.345）2 + （43）2
= 62.49A
L3的计算电流ICC =62.49 A为最大，再乘以Kn=0.85 ，得到三相四线制线路的计算电流I为：
I = ICC * Kn =62.49 * 0.85A =53A

6.导线选择
（1）按发热条件选择导线截面
计算电流为53A。总控制保护自动开关设定电流60A。查教材《建筑电气》附表4.3，考虑机械强度校核问题，选用BXF铜芯电线，规格如下：
截面积/mm²
载流量35℃ （A）
管径G/mm²
管径DG/mm²
16
66
32
32

允许载流量为66A，大于计算电流53和控制保护电流60，满足发热条件和控制保护条件，所以选相截面S=16mm²。
中性线界面，按S≥S=×16mm²=8mm²，所以选用S=10mm²。
保护线截面，查《建筑电气》表6.19得：S=S=16mm²
因为采用的是三相五线制供电干线，其电压为220/380V，因此选用BXF-500型 ，则该供电干线为BXF-500-4×16+1×10。

（2） 按机械强度要求校核导线截面
查《建筑电气》表6.20穿管敷设发呆绝缘导线的线芯最小截面积为1/m㎡。移动式用电设备以及照明用灯头引下线的线芯最小面积均不超过1/mm²。选用导线截面积最小为16mm²，单跟线芯截面积均大于1/mm²。
因此供电干线选用BXF-500-4×16+1×10 满足机械强度要求。

三、课设小结
照明课程设计是建筑电气学习中的一个非常重要的一环，本次课程设计时间为一周，略显得仓促一些。但是通过本次很充实的课程设计，从中得到的收获还是非常多的。这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是我能够完成设计任务，更重要的是在这段时间内使我深刻感受到设计工作的那份快乐与艰难。而这其中的艰难不仅仅体现在设计内容与过程中为了精益求精所付出的艰辛，更重要的是为每一个精细数字的付出! 
这次课程设计的题目是设计一个某三层办公建筑工程，由于我们理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手，很迷茫。不过在老师的指导下，和同学们之间的认真仔细的讨论之中，我对设计中的每个所需查找的设计数据都能得到它的出处。
在设计过程中，整个过程培养了我综合运用建筑电气中的照明设计知识，真正做到了学以致用。一个礼拜过去了，在老师兢兢业业的认真的指导下，我完成了本次课程设计。在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己对整个布局观的某些欠缺。 这次设计我不仅学到了建筑电气的知识，更是在很大程度上将我学习的室内设计的知识融为一体，再现美好的设计理念与设计思路。

参考文献
[1]《建筑电气》，关光福，重庆大学出版社，2007
[2]《建筑供配电》，刘思亮 ，中国建筑工业出版社，2001
[3]《电气照明技术》，孙建民，中国建筑工业出版社，2001
[4]《照明技术手册》，朱小情，机械工业出版社，2003

图2 系统图

图示说明：

图3 图例
序号
图例
名称
型号规格
安装高度/m
备注
1

双管荧光灯
甲方自选YG2-2/2x40W
吸顶
带补偿装置
2

吸顶灯
甲方自选
1x60W
吸顶

3

安全门指示灯
甲方自选
平时8W，应急60min
距门顶2.50
采用玻璃保护罩
4

诱导指示灯
甲方自选
平时8W，应急60min
距门顶2.50
采用玻璃保护罩
5

诱导指示灯
甲方自选
平时8W，应急60min
距门顶2.50
采用玻璃保护罩
6

单位单极暗开关
E2031V1/2A 250V,6A
距地1.4

7

两位单级暗开关
E2031V2/2A 250V,6A
距地1.4

8

三位单极暗开关
E2031V3/2A 250V,6A
距地1.4

9

二加三级安全性插座
E2426/10US 250V,10A
距地0.3

10

三级带开关暗插座
E2015/15US 250V,10A
距地1.8

12

配电箱
详见配电系统图
床边距地1.4

13

开关箱
详见配电系统图
床边距地1.8

15