建筑電氣-課程設(shè)計

一、緒論前言：照明設(shè)計是一門綜合性的科學(xué)，需要兼顧應(yīng)用光學(xué)、電學(xué)、建筑學(xué)、心理學(xué)、衛(wèi)生學(xué)等多方面技術(shù)的一門科學(xué)，本課程設(shè)計是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的主干專業(yè)課程，實踐性較強、在工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。整個課程設(shè)計完成后能提高學(xué)生對建筑供電與照明課程的理解和實際運用能力，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的專業(yè)根底課和專業(yè)課的知識解決工程實際問題的能力，及照明設(shè)計的初步能力。本設(shè)計的題目為“某三層辦公建筑工程〞。設(shè)計的主要內(nèi)容包括：照明器的型號選擇、燈具的布置、照度計算、照明負荷的計算、導(dǎo)線的選擇和計算。以高效節(jié)能與最大效益化的設(shè)計方案，設(shè)計評估出最合理的方案，對該辦公樓進行設(shè)計。關(guān)鍵詞：照明設(shè)計；負荷；節(jié)能課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱建筑供電與照明課程設(shè)計課程代碼設(shè)計題目建環(huán)公司辦公樓-建筑供電與照明課程設(shè)計題目序號設(shè)計時間2023年——2023年系〔院〕專業(yè)建筑環(huán)境與設(shè)備工程班級一、課程設(shè)計任務(wù)〔條件〕、具體技術(shù)參數(shù)〔指標〕1．建筑平面圖、各房間的功能要求；2．各層面配電箱均為380Ｖ/220Ｖ，三相四線制；3．每個大房間布置三相380Ｖ/４ＫＷ的立式空調(diào)一臺，插座４個，小房間布置220Ｖ的壁掛空調(diào)一臺，插座２個。二、對課程設(shè)計成果的要求〔包括課程設(shè)計說明書、圖紙〕1．編寫設(shè)計說明書，包括選定的照明器型號、燈具的布置、照度計算、照明負荷的計算、導(dǎo)線的選擇和計算；2．繪制照明平面設(shè)計圖、照明供電系統(tǒng)圖，列出主要材料清單。三、課程設(shè)計工作進度方案：第1周照度的計算，照明方案確實定；供配電系統(tǒng)的選擇與設(shè)計、撰寫設(shè)計說明、繪圖。四、主要參考資料《建筑電氣》，關(guān)光福，重慶大學(xué)出版社，2007《建筑供配電》，劉思亮，中國建筑工業(yè)出版社，2001《電氣照明技術(shù)》，孫建民，中國建筑工業(yè)出版社，2001《照明技術(shù)手冊》，朱小情，機械工業(yè)出版社，2003指導(dǎo)教師〔簽名〕：教研室主任〔簽名〕：2023年2023年二、設(shè)計計算1、設(shè)計內(nèi)容簡述設(shè)計對象為某一3層辦公建筑工程。供電方式為放射式，電源供電采用三相四線380/220V制式。設(shè)計內(nèi)容包括照明器型號〔樓道與衛(wèi)生間采用平圓形吸頂燈，其他部位采用YG2-1控照式熒光燈〕、燈具的布置、照明負荷的計算、導(dǎo)線的選擇和計算、照度計算〔采用利用系數(shù)法計算，衛(wèi)生間、樓道、辦公室、會議室〕，開關(guān)、插座、配電箱布置，電氣管線選用，以及總配電箱、分配電箱內(nèi)部線路、電氣設(shè)備選用?！矀渥ⅲ罕景嘣O(shè)計的是辦公建筑工程第2層〕2、辦公建筑照明設(shè)計2.1．照明燈具選用及布置1.照明燈具選用：吸頂安裝；衛(wèi)生間、樓道、樓梯間、大門外采用平圓形吸頂燈〔白熾燈，60W〕其他部位采用YG2-1控照式熒光燈〔熒光燈，40W〕2.照明燈具布置如下表1所示燈具布置表1樓層房間名稱房間面積A照度標準單位面積功率w全部燈泡安裝容量P每套燈具的安裝容量PL實際燈具數(shù)量N'燈具名稱單位m2lxW/m2WW個第二層女衛(wèi)生間5.6100.0739.2601平圓形吸頂燈男衛(wèi)生間15.46100.07108.22602平圓形吸頂燈辦公室21.06300.011231.6640每間8YG2-2控照式熒光燈會議室37.830011463.3240每間16YG2-2控照式熒光燈樓梯間12.9150.0490.3402平圓形吸頂燈樓道59.58150.04417.06602平圓形吸頂燈2.2.開關(guān)選用布置開關(guān)按照房間位置便于操作，一般安置在房間的入口位置，目前較常用的是翹板式開關(guān)，可根據(jù)布燈情況選擇單控、雙聯(lián)單控、三聯(lián)或多聯(lián)開關(guān)等各種規(guī)格的開關(guān)裝置。在同一處分別控制多盞燈具時應(yīng)盡量采用多聯(lián)開關(guān)。辦公室、會議室的燈具控制方式可采用調(diào)光裝置、單控開關(guān)等。衛(wèi)生間的開關(guān)宜設(shè)置在門內(nèi)，即入口處。走廊、樓梯間開關(guān)宜選用延時開關(guān)已達節(jié)能要求。開關(guān)安裝高度一般為1.4m。2.3．插座選用及布置插座選用按照國家行業(yè)標準關(guān)于照明系統(tǒng)中的每一單相回路，不宜超過16A，燈具數(shù)量不宜超過25個每一單相插座回路的插座數(shù)量不宜超過10個〔組〕的有關(guān)規(guī)定進行負荷計算。2．各房間插座布置會議室與辦公室兩側(cè)墻上至少各設(shè)1組，按家電設(shè)備可能的安放位置預(yù)留足夠數(shù)量的插孔。熱水器、空調(diào)、設(shè)供電專線切配單項帶接地的三孔插座。一般插座安裝高度為0.3m，熱水器插座距地2.3m，空調(diào)插座距地1.8m。插座布置情況表2樓層房間插座10A個數(shù)n插座16A個數(shù)n第二層單位個個衛(wèi)生間00辦公室320會議室31樓道00走道003、辦公建筑電氣線路設(shè)計3.1供電方式本工程選用放射式，即由室外配電柜引來380/220V三相四線電源，采用電纜直埋地方式引進，進線電纜選用聚氯乙烯絕緣電力電纜，過根底穿SC125保護，引至一層的ZL總配電箱，然后由ZL總箱引至辦公樓第二層。3.2線路敷設(shè)電纜選用聚氯乙烯絕緣電力電纜，低壓配電主干線選用銅芯聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線〔VV〕穿鋼管SC沿墻暗敷設(shè)；支線選用銅芯電線〔BV〕穿難燃PVC管沿建筑物墻地面、頂板暗敷。3.3配電箱選用及布置配電箱布置第二層：設(shè)總配電箱所有用電設(shè)備均為單相；總配電箱、樓層配電箱三相4、房間的照度計算4.1、確定空間系數(shù)圖1反射率示意圖根據(jù)計算公式：會議室房間的長a=7.8m寬b=5.4m高H=3.3m4.1.1空間系數(shù)CCR=5h〔a+b〕/abRCR=5hc(a+b)/abFCR=5hf(a+b)/ab4.1.2頂棚與地面有效空間反射比ρ=∑ρiAi/∑Aiρc=ρ/ρ+(1-ρ)(1+0.4CCR)ρf=ρ/ρ+(1-ρ)(1+0.4FCR)4.1.3棚墻面空間反射比ρw=ρ〔A-Ag〕/A+ρgAg/A根據(jù)上面條件帶入計算出房間的利用系數(shù)u，查表算出房間的系數(shù)修正值r，取房間的維護系數(shù)都為k=0.75，光通量Φ0=2400lm故燈具數(shù)量N=EVA/rukΦ0同樣的計算步驟計算出辦公室、衛(wèi)生間、樓道、樓梯間的相應(yīng)系數(shù)，進而求得各類房間所需的燈具數(shù)目。所求系數(shù)如下表表3樓層房間名稱燈具名稱房間面積A照度標準Ev房間利用系數(shù)u利用系數(shù)修正值r房間維護系數(shù)k燈型光通量Φ0燈具數(shù)量N單位m2lx個第二層女衛(wèi)生間平圓形吸頂燈5.6100.00.7524001男衛(wèi)生間平圓形吸頂燈15.46100.00.7524002辦公室YG2-1控照式熒光燈21.06300.00.440.752400每間8會議室YG2-1控照式熒光燈37.83000.67390.958740.752400每間16樓梯間平圓形吸頂燈12.9150.00.7524002樓道平圓形吸頂燈59.58150.00.75240024.2、燈具距的布置辦公室、會議室、過道、衛(wèi)生間均可選用均勻布置的方式進行燈具的布置。燈具均勻布置是否合理，主要取決于燈具的間距S與計算高度h的比值是否恰當。燈距高表4燈具類型型號效率/%光源容量/W最大允許值S/h光通量/lmA-AB-B簡式熒光燈YG2-1881*401.621.222400吸頂式熒光燈YG6-2862*401.481.222*2400用距高比進行燈具的均勻布置時，應(yīng)根據(jù)房間的大小、用途選定適宜的燈具，本設(shè)計中以上表格中的為本設(shè)計所選燈具。進行高度布置，確定計算高度h，查出表中燈具的最大允許距高比S/h值,進而求出燈具間應(yīng)取的距離S。而辦公室與會議室內(nèi)部，可考慮離內(nèi)墻處有需工作面，故取的線光源中可計算出燈具邊行與墻的距離LL=〔1/3—1/4〕S4.2.1.本設(shè)計中熒光燈布置距墻距離計算如下：A-A處S/h=1.62，h=2.1mS=3.4mB-B處S/h=1.22，h=2.1mS=2.56m所以離墻的距離A處為L1=S/3=3.4/3=1.13mB處為L2=S/3=2.56/3=0.85m圖2燈距離墻面距離4.2.2吸頂燈距墻距離計算如下：A-A處S/h=1.48，h=2.1mS=3.1mB-B處S/h=1.22，h=2.1mS=2.56m所以離墻的距離A處為L1=S/3=3.13/3=1mB處為L2=S/3=2.56/3=0.85m由以上數(shù)據(jù)作為依據(jù)，可根據(jù)各室內(nèi)設(shè)計需要，相應(yīng)的調(diào)節(jié)允許范圍設(shè)計尺寸。5、配電箱負荷計算根據(jù)三相電路的中，用電設(shè)備應(yīng)盡可能均勻地分配在三相線路上，力求使三相負載平衡，下列圖3所示為該辦公建筑第二層的三相四線制照明供電線路。熒光燈功率因素COSΦf取0.55，插座COSΦs取為0.8。圖3三相四線制照明供電線路圖L1相負載熒光燈：Pf=40*48〔1+0.15〕W=2208WQf=PftanΦf=2208W*1.518=3351.74var插座：Ps=(100*12+1000*3)W=4200WQs=PftanΦs=4200W*0.75=3150var總的有功電流和無功電流為：∑IR=〔2208+4200〕/220A=29.13A∑IQ=〔3351.74+3150/220A=29.55AL1相線路的計算電流為：ICA=√〔∑IR〕2+〔∑IQ〕2=√〔29.13〕2+〔29.55〕2=41.494AL2相負載熒光燈：Pf=40*40〔1+0.15〕W=1840WQf=PftanΦf=1840W*1.518=2793.12var插座：Ps=(100*10+1000*5)W=6000WQs=PftanΦs=6000W*0.75=4500var吸頂燈：PT=60*18W=1080WQT=1080W*1.158=1250.64var總的有功電流和無功電流為：∑IR=〔1840+6000+1080〕/220A=40.545A∑IQ=〔2793.12+4500+1250.64/220A=38.836AL2相線路的計算電流為：ICB=√〔∑IR〕2+〔∑IQ〕2=√〔40.545〕2+〔38.836〕2=56.14AL3相負載熒光燈：Pf=40*56〔1+0.15〕W=2576WQf=PftanΦf=1840W*1.518=3910.368var插座：Ps=(100*14+1000*6)W=7400WQs=PftanΦs=7400W*0.75=5550var總的有功電流和無功電流為：∑IR=〔2576+7400〕/220A=45.345A∑IQ=〔3910.368+5550〕/220A=43AL3相線路的計算電流為：ICC=√〔∑IR〕2+〔∑IQ〕2=√〔45.345〕2+〔43〕2=62.49AL3的計算電流ICC=62.49A為最大，再乘以Kn=0.85，得到三相四線制線路的計算電流I為：I=ICC*Kn=62.49*0.85A=53A6.導(dǎo)線選擇〔1〕按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面計算電流為53A。總控制保護自動開關(guān)設(shè)定電流60A。查教材《建筑電氣》附表4.3，考慮機械強度校核問題，選用BXF銅芯電線，規(guī)格如下：截面積/mm2載流量35℃〔A〕管徑G/mm2管徑DG/mm216663232允許載流量為66A，大于計算電流53和控制保護電流60，滿足發(fā)熱條件和控制保護條件，所以選相截面S=16mm2。中性線界面，按S≥S=×16mm2=8mm2，所以選用S=10mm2。保護線截面，查《建筑電氣》表6.19得：S=S=16mm2因為采用的是三相五線制供電干線，其電壓為220/380V，因此選用BXF-500型，那么該供電干線為BXF-500-4×16+1×10。按機械強度要求校核導(dǎo)線截面查《建筑電氣》表6.20穿管敷設(shè)發(fā)愣絕緣導(dǎo)線的線芯最小截面積為1/m㎡。移動式用電設(shè)備以及照明用燈頭引下線的線芯最小面積均不超過1/mm2。選用導(dǎo)線截面積最小為16mm2，單跟線芯截面積均大于1/mm2。因此供電干線選用BXF-500-4×16+1×10滿足機械強度要求。三、課設(shè)小結(jié)參考文獻[1]《建筑電氣》，關(guān)光福，重慶大學(xué)出版社，2007[2]《建筑供配電》，劉思亮，中國建筑工業(yè)出版社，2001[3]《電氣照明技術(shù)》，孫建民，中國建筑工業(yè)出版社，2001[4]《照明技術(shù)手冊》，朱小情，機械工業(yè)出版社，2003圖2系統(tǒng)圖圖示說明：圖3圖例序號圖例名稱型號規(guī)格安裝高度/m備注1雙管熒光燈甲方自選YG2-2/2x40W吸頂帶補償裝置2吸頂燈甲方自選1x60W吸頂3平安門指示燈甲方自選平