教學樓照明配電系統(tǒng)設計

目錄

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目錄1

摘要：2

關鍵詞2

引言2

一、教學樓照明配電系統(tǒng)設計應遵循的基本原則2

二、教學樓照明配電系統(tǒng)設計的內容3

三、教學樓照明配電系統(tǒng)設計3

四、教學樓照明配電系統(tǒng)的設備計算及選擇6

1、光源的選擇6

2、確定教室燈的盞數9

3、導線的計算選擇13

（1）、導線的選擇13

（2）、電流計算13

4、開關的選擇15

（1）、燈控開關的選擇15

（2）、開關的安裝16

（3）、保護開關的選擇16

5、配電箱的安裝17

6、穿線管徑選擇18

7、應急照明19

五、教學樓的防雷保護20

1、避雷帶20

2、引下線22

3、接地極22

六、教學樓電氣平面圖23

參考資料24

教學樓照明配電系統(tǒng)設計

摘要：教學樓配電一般從低壓380V/220V母線取得電源，然后將電能

分配到各個用電負荷。采用各種元件（如開關、導線）及設備（如配電箱）將電源與負荷聯結起來，即組成了教學樓的配電系統(tǒng)。

關鍵詞：光源照度開關選擇計算導線選擇計算避雷帶

引言：教學樓照明設計是電氣設計的基本內容之一，其設計的質量好壞，直接關系到人們工作、學習和生活質量的高低。照明設計的目的就是根據具體環(huán)境的要求，正確的選擇光源和燈具，確定合理的照明形式和部燈方案，在節(jié)約能源和建設資金的允許下，獲得一個良好、舒適愉快的工作、學習和生活環(huán)境。此外，良好的照明設計還可以烘托建筑造型，體現建筑藝術的美學特點，達到美化環(huán)境的效果。

一、教學樓照明配電系統(tǒng)設計應遵循的基本原則

1、應遵照執(zhí)行有關的國家標準和規(guī)范，如GBJ133-1990《民用建筑照明設計標準》、JGJ/T16-1992《民用建筑電氣設計規(guī)范》等。

2、應根據視覺要求和環(huán)境條件進行恰當的設計，使工作區(qū)域或空間獲得良好的視覺功效，合理的照度和顯色性、適宜的亮度分布以及舒適的視覺環(huán)境，以提高工作效率。

3、在確定照明放案時，還應該考慮不同類型的建筑對照明的不同

要求確定合理恰當控制方式并盡量選用節(jié)能高效燈具。同時處理

好電氣照明與天然采光，節(jié)約建設資金與保證合理的照明質量等問題的關系，達到以合理的投入獲得良好的照明效果。

4、電氣照明設計應有利于人員的活動安全，注意消除不必要的陰

影，限制眩光，控制光熱和紫外線輻射對人和物產生的不利影響。

5、照明設計應考慮到維修的方便性。

二、教學樓照明配電系統(tǒng)設計的內容

1、根據建設單位提供的委托書及建筑專業(yè)提供的平立面圖，按有關的規(guī)程規(guī)范對教學樓的照明配電系統(tǒng)設計。

2、教學樓應具備辦公、電化教室、計算機室、衛(wèi)生間等功能。

3、進行負荷統(tǒng)計，計算各回路的的電流，確定配電箱及斷路器的

型號，選擇電纜電線規(guī)格及型號，保護管的型號及敷設方式，選擇開關、插座、燈具，并確定安裝形式，統(tǒng)計材料表。

4、照明配電系統(tǒng)應包含照明配電設計總說明材料表、照明配電系統(tǒng)圖、照明配電平面圖、防雷接地平面布置圖。

三、教學樓照明配電系統(tǒng)設計

教學樓配電用電一般從低壓380V/220V母線取得電源,經過電纜埋地敷設進入一層總配電室，然后將電能采用各種元件（如開關、導

線）及設備（如配電箱）分配到各個用電負荷，,即組成了教學樓的配電系統(tǒng)。

1、該建筑屬于三類負荷，電源由附近低壓配電室埋地引來。電源采用三相五線制，380/220V，在入戶處做重復接地。

2、線路均采用暗敷，穿PVC管，配電箱暗敷于墻上，一層有主配電箱，各層有分配電箱。教師需要安裝黑板照明燈，照明回路與動力回路單獨供電。負荷分配，計算機室及電化教室預留6KW，其他教室按照度計算。

3、走廊樓道照明采用聲光控制的天棚燈，還需安裝安全指示燈、應急探照燈。

照明配電系統(tǒng)圖

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圖4

四、教學樓照明配電系統(tǒng)的設備計算及選擇

1、光源的選擇

常用的電光源

根據其由電能轉換光能的工作原理不同，大致可分為熱輻射光源和氣體放電光源兩大類。熱輻射光源是利用物體通電加熱而輻射發(fā)光的原理制成的，如白熾燈，氣體放電光源是利用氣體放電時發(fā)光的原理制成的，如熒光燈。

1）、白熾燈

它的結構如下圖所示，由燈頭、燈絲和玻璃外殼組成。燈頭有

螺紋口和插口兩種形式，可擰進燈座中。對于螺口燈泡的燈座，相線應接在燈座中心接點上，零線接到螺紋口端接點上。

燈絲由鎢絲制成，當電流通過時加熱鎢絲，使其達到白熾狀態(tài)而發(fā)光。一般40W以下的小功率燈泡內部抽成真空，60W以上的大功率燈泡先抽真空，再充以氬氣等惰性氣體，以減少鎢絲發(fā)熱時的蒸發(fā)

損耗，提高使用壽命。

相線

零線

中心接點

螺紋

導線

燈絲

相線

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白熾燈以及接線圖

2）、熒光燈

熒光燈又稱日光燈，是氣體放電光源。它由燈管、鎮(zhèn)流器和啟輝器三部分組成。燈管由燈頭、燈絲和玻璃管殼組成，其結構如圖所示。燈管兩端分別裝有一組燈絲與燈腳相連。燈管內抽成真空，再充以少量惰性氣體氬和微量的汞。玻璃管殼內壁涂有熒光物質，改變熒光粉成分可以獲得不同的可見光光譜。目前熒光燈有日光色、冷白色、暖白色以及各種彩色等光色。燈管外形有直管形、U形、圓形、平板形和緊湊型（雙曲形、H形、雙D形和雙X形）。

器產生輝光放電，其動觸片受熱膨脹與靜觸點接觸形成通路，電流通過并加熱燈絲發(fā)射電子。但這時輝光放電停止，動觸片冷卻恢復原來形狀，在使觸點斷開的瞬間，電路突然切斷，鎮(zhèn)流器產生較高的自感電動勢，當接線正確時，電動勢與電源電壓疊加，在燈管兩端形成高電壓。在高電壓作用下，燈絲通電、加熱和發(fā)射電子流，電子撞擊汞原子，使其電離而放電。放電過程中發(fā)射出的紫外線又激發(fā)燈管內壁的熒光粉，從而發(fā)出可見光。

電光源的類型，應根據照明的要求和使用場所的特點進行選擇，而且應盡量選擇高效、光色、起動性能、穩(wěn)定性好，工作可靠及使用壽命長的光源。

教室的照明光源，考慮到電能的節(jié)約且懸掛高度在4M以下，宜選用日光色直管型熒光燈，而樓梯走道用60w白熾燈。

照明負荷統(tǒng)計表

設備名稱

設備型號

數目

雙管熒光燈

2*40W.220V

550

單管熒光燈

1*40W.220V

2

天棚燈

1*60W.220V

78

黑板燈

1*60W.220V

180

防水防潮燈

1*60W.220V

12

2、確定教室燈的盞數

良好的的視覺環(huán)境需要對自然光和人工照明進行精心設計。照明的質量是衡量照明設計優(yōu)劣的主要指標，包括照度水平、亮度分布、照度的均勻性、光源的顯色性、照明的穩(wěn)定性、陰影、眩光和光色等。

照度是決定物體明亮程度的間接指標，在一定范圍內照度增加可以使視覺的動能提高，合理的照度有利益保護視覺提高工作效率，照明環(huán)境不但應使人能清楚地觀察事物，而且要給人以舒適的感覺，所以在整個視野內各個表面有合適的亮度是必要的。

照度計算方式有單位容量法（比功率法）、利用系數法、概率曲線法、逐點計算法等。

在照明計算中，根據工作面所需要的照度要求，查手冊可得到照度標準，然后是選擇等的功率及數量，所以一般采用單位容量法（比功率法），單位容量法是從利用系數法演變而來的一種計算方法，它是借助于單位面積安裝功率表進行計算的。

（1）、計算步驟:

1）選擇照明光源和燈具；

2）根據要求選擇照度，查手冊求得單位面積的安裝

功率

3）按照以下公式計算燈具數量，根據布置一般燈具照明，確定布燈方案。

（2）、計算公式

根據建筑物特點、建筑物功能和照明要求確定燈具型式，選擇帶反射罩的燈具，根據建筑物功能、房間照度標準、房間面積、計算高度確定單位面積安裝功率，并按下式計算出房間內照明燈具（一般照明）的總功率

p=ps

工0

n=p工

"PT

p一滿足最低照度時的安裝功率（w/m2）

0

Pt—一套安裝容量（不包括整流器）

該教室已知其面積為10mX7.8m，高為3.8m。選用帶有燈罩的直管熒光燈，擬按照矩形布置，現確定燈間距離以及每盞燈的安裝功率。

1）、確定燈具類型教室一般要求照度均勻、照度適中、經濟合理，所以選擇熒光燈，型號為YG2—1，帶反射罩，鏈吊式的40w熒光燈。

照度確定查手冊可得，教室的照度標準為100、150、200lx,在這里考慮經濟合理性對一般教室照度可取200lx。

2）、確定教室燈具安裝總功率

教室面積：

S=10X7.8=78m2

查手冊，得教室單位面積安裝功率為P0=8?5W/m，則

該教室燈具安裝總功率為：

78*8.5~663W

3）、確定燈具數量

N=PY=663=16?6盞

考慮到布置問題，選用9套雙管熒光燈。

4）、燈具計算高度H的確定燈具懸掛高度的各種參數如圖表示。圖中房間總高度為h，燈

具懸掛高度為hl，工作面的高度為h2，燈具的垂吊高度為h3,計

算咼度H為：

H=h-h—h

23

或

H=h—h

12

燈具的計算高度示意圖

般辦公室、教室、閱覽室等的工作面高度可取0.75m，燈具

的垂吊高度應根據室內層高和建筑照明要求來確定，在設計和安裝照明燈具時，要滿足規(guī)范規(guī)定的最低懸掛高度要求。

該教室高度為3.8m，考慮安全、避免碰撞，確定燈具垂吊高

hh

度h3=0.8m，教室課桌一般高度h2=0.75m，所以該教室燈具的計算高度為：

H=h-h-h=3?8—0?8—0?75=2?25m

23

5）、燈具布置

查手冊，當采用熒光燈作多行布置時較佳的居高比L/H=1.4,于是等效燈距l(xiāng)為L=1?4X2?25二3?18m。燈具數量等于9,La=3m、Lb=3.4m

3、導線的計算選擇

（1）、導線的選擇

選擇導線截面的原則：

1）、要有承受最低機械強度的要求。導線中的計算負荷電流

不大于其長期連續(xù)負荷允許載流量；

2）、導線應能滿足負載長時間通過正常工作的最大電流的需要；

3）、導線上的電壓損失不超過規(guī)定的允許電壓降。一般公用電網電壓降不得超過額定電壓的5%；

4）、導線應能滿足負載長時間通過正常工作的最大電流的需

要，既按導線的安全電流選擇：導線必須能夠承受負載電流長時

間通過所引起的溫升，不能因過熱而損壞絕緣。導線所允許長時

間通過的最大電流稱為該截面的安全載流量。同一截面的導線在不同敷設條件下的安全載流量是不一樣的。

5）、各種導線的安全載流量是可以查手冊，通過計算負載的

實際電流，再通過查手冊就可以得出導線截面：

（2）、電流計算

電流計算公式

js-Kx*J3ULCOS0

Kx需要系數，

因為許多負載不一定同時使用，也不一定同時

滿載，所以要打個折扣；

UL-線電壓（380V），指三相配電時;

YP-各負載總和；

COS0-負載平均功率因數。

如果是單相配電，公式為

YP

js=心*220COS0

1）、照明配電，3.6KW負荷的導線選擇，額定電壓220V，功率因數COSO=0.7,則:

P3600

I==72<25A

U*cos220*0.7

據查手冊可以選擇BV-0.5,截面積為2.5m的導線，此導線還可以用于負荷為2.7KW教室照明及1KW的走廊照明線路。

2）、各教室的插座預留容量為2*1KW，考慮到用TN-C-S系統(tǒng)供電，單相負荷最大為6KW，則：

P

U*cos

二黑陰A334

據查手冊可以選擇BV-0.5,截面積為4m的導線。

3）、一層進入各教室語音或計算機配電箱導線，據各配電箱預

留的輸出功率6KW，則:

I=P二

二6000=41AA594

U*cos

220*0.7

據查手冊可以選擇BV-0.5,截面積為10m的導線。

4）、從總配電箱到各層配電箱之間的導線，因一層負荷比較特殊選擇BV-0.5,截面積為16m的導線外，其于的全部用BV-0.5,截面積為10m的導線。

4、開關的選擇

（1）、燈控開關的選擇

1）、各教室根據季節(jié)得變化及自然光得采集情況，要求照明照度有一定的范圍調節(jié)，所以選擇用雙極開關控制。

2）、一層儲物間照明采用1盞單管瑩光燈，功率為40W，吸頂式安裝，用一只暗裝單極開關控制，開關距地1.4m。

3）、辦公室照明采用1盞雙管瑩光燈，單管功率40W，鏈吊安裝，安裝高度2.8m，用一只暗裝單極開關控制，雙極開關距地1.4m。

4）、衛(wèi)生間照明用吸頂式安裝，1盞防水防塵燈，功率為60W,

用一只暗裝單極開關控制，開關要求防水防塵。

（2）、開關的安裝

開關的作用是接通或斷開照明燈具電源。根據安裝形式分為明裝式和暗裝式兩種。明裝式有拉線開關、扳把開關等；暗裝式多采用扳把開關（蹺板式開關）。插座的作用是為移動式電器和設備提供電源。有單相三極三孔插座、三相四極四孔插座等種類。開關、插座安裝必須牢固、接線要正確，容量要合適。它們是電路的重要設備，直接關系到安全用電和供電。

教室的燈具開關布置，考慮到控制方便，所以將其安裝在門邊順手側，采用暗裝形式，距地1.3m。每極開關控制三盞燈，即一個兩極開關，一個單極開關。插座的布置，考慮多媒體教學的需要，所以在黑板兩側各裝一個2+3孔單聯插座，暗裝且距地高度0.5m。插座與燈具分設各自的回路?？紤]到教室的整體美觀效果、電氣的安全性能，所有的配電導線采用暗敷設；暗敷設線路應走捷徑。

（3）、保護開關的選擇

照明供電系統(tǒng)應具備一定的保護功能（如電氣設備的過載及短路保護），所以還應選擇特定型號的斷路器。

斷路器廣泛應用于低壓配電系統(tǒng)中，是一種保護電器元件。在設計低壓配電系統(tǒng)時，應注意斷路器的選擇性，對斷路器過流脫扣器額定電流進行選擇和整定，確保充分發(fā)揮過電流脫扣器的作用；當環(huán)境溫度大于或小于校準溫度值時，應根據制造商提供的溫度與載流能力修正系數來調整低壓斷路器的額定電流值。

選擇低壓電器設備是指380V/220V電路的中的設備，其選擇原則是應滿足安全用電的要求，保證其可靠的運行，并且在通過最大可能的短路電流是不至于受到損壞，有時還要按短路電流產生的熱效應進行校驗。我們只講按照計算電流來選擇（額定工作電流選擇）。

選擇斷路器的大小，一般選擇額定電流的2倍：

5、配電箱的安裝

配電箱有掛墻明裝，嵌墻暗裝和落地安裝三種方式，可根據配電箱容量的大小，建筑墻壁的尺寸大小等具體情況選用。據于本設計，配電箱采用暗裝形式，暗裝時，應在土建進行時根據箱體尺寸大小預留安裝位置，實際安裝時，將配電箱放入預留位置，將相內的進出線穿入并校正水平及垂直度后，用碎磚填齊箱體四周空間，再用水泥沙漿填充抹平。

注：金屬箱體上的穿線孔應加裝橡皮護圈。

（1）、刀開關、負荷開關及斷路器等設備應垂直安裝并且上端接電源，下端接負荷。對于少數可以橫裝的設備，如熔斷器等，應將其左側（面對盤面看）接電源，右側接負荷；

（2）、對配電箱一次大電流回路10m以上導線應壓接接線鼻

子后再與電氣連接。

（3）箱內二次配線所用銅芯線截面不小于1.5mF，電流互感器二次回路導線截面積不應小于2.5mF，配線時需要排列整齊，橫平豎直，綁扎成束。箱內引出線應預留適當長度，以便檢修。

（4）、為了便于修查線，二次線最好采用帶色的銅芯塑料線,A相用黃色，B相用綠色，C相用紅色，N線用黑色，PE線用半黃半綠線。

（5）、配電箱體、電器的金屬外殼及電流互感器的二次側均應有良好的接地。

（6）、配電箱低距離地面高度宜為1.5M。配電箱內的交直流不同電壓等級的電源，應有明顯的標志，用電回路也應標注名稱。

（7）、配電箱內應分別設置中性線N和保護線地線PE母線排，中性線和保護地線應分別在母線排上連接，不得交結，并有編號。金屬箱體應與PE母線排可靠連接并接地。

6、穿線管徑選擇

穿線管徑選擇（PVC管）:

導線標稱截面（MmJ

導線根數

2

3

4

5

6

7

8

電線官取小官徑（MM）

2.5

16

16

19

25

25

25

25

4

16

19

25

25

25

25

32

10

25

25

25

32

38

38

38

16

25

32

32

38

38

51

51

35

32

38

51

51

64

64

64

7、應急照明

應急照明的設置范圍和設計

應急照明類別

標志顏色

設計要求

設置場所示例

疏散照明

安全出口標志燈

綠底白字或白底綠字（用中文或中英文標明《安全出口》并宜有圖形）

正常時：在30M遠處能識別標志，其咼度不應低于15CD/M*M,不咼于30CD/M*M。

應急時：在20M處能識別標志。

照度水平：＞0.5LX。

持續(xù)工作時間：＞30mino

人員密集建筑

疏散指小標志燈

綠底白字或白底綠字（用箭頭和圖

形指示）

正常時：在20M遠處能識別標志，其亮度不應低于15D/M*M,不咼于300d/M*M。

應急時：在15m處能識別標志。

照度水平：＞0.5LX。持續(xù)工作時間：＞30min

高層建筑中的疏散走道和長度＞20m的走道

疏散照明燈

宜選擇專用照明燈具

正常照明協調布置：布燈：距比高〈4。照度水平：＞5Lx。

持續(xù)工作時間：＞30min

高層建筑中的疏散走道和長度＞20m的走道

五、教學樓的防雷保護

民用建筑物的防雷分類為一類防雷建筑物、二級防雷建筑物和

三類防雷建筑物，居于該教學樓所在的地理位置,屬三級防雷建筑物。

1、避雷帶

防雷用的接閃器有避雷針、避雷線和避雷帶，無需特殊保護的建筑物一般用避雷帶。

通過試驗發(fā)現，不論屋頂坡度多大，都是屋角和檐角的雷擊率最高。屋頂坡度愈大。則屋脊的雷擊率也大。通過對不同屋頂坡度建筑物的雷擊分布情況調查發(fā)現，對于教學樓這樣屋頂平整，又沒有突出結構（如煙囪等）的建筑物，雷擊部位是有一定規(guī)律性的。避雷帶就是對建筑物雷擊率高的部位，進行重點保護的一種接閃裝置。

避雷帶的安裝支架安裝

支架安裝要根據明裝避雷帶敷設部位的不同，支持件一般可分為女兒墻上支架安裝，屋面預制混凝土制作安裝及屋脊上支架安裝。

1）、女兒墻上支架安裝避雷帶沿女兒墻安裝時，其支架盡可能隨結構施工預埋，亦可預埋鐵件，把支架直接焊到鐵件上。

當施工條件受到限制或為施工方便，可采用后固定法，即用手錘、鏨子進行踢洞，洞的大小不小于100X100X100mm。埋設支架前，先用清水或素水泥漿濕潤，再用配合比不低于1：2水泥砂漿注到洞內，要求灰漿飽滿，支持卡子橫平豎直。支架位置要嚴格控制，把握“先定兩端，后定中間”的施工要點。支架固定時，首先用墨線沿女兒墻中心線彈線，其交點即為直線段端點，凡距端點300mm處為第一支架固定點，并做好標記。其次測量每一直線段第一支架固定點間的距離，并等分，其工藝標準要求間距W1000mm，計算好等分段間距后，在墨線上做下標記。按標記先埋注第一支架，其高度要求頂端距女兒墻表面距離100mm。第一支架間再拉直線埋設中間支架，并保證其垂直度和高度。

特殊情況：直線段兩端點距離W600mm時，僅在中間位置埋注

1個支架；直