园林景观照明设计2012

【摘要】本文根据园林工程电气设计的需要，提出了构思绘图中应注意的问题，以期对园林项目工程设计具有一定的参考价值。【关键词】配电设计TT接地系统景观照明园林工程的电气设计范围主要包括外线和园区内景观设计。和建筑室内电气设计相比，它有其自身的特殊性。下面分别从供配电系统、接地方式以及园林景观照明、外线设计等方面进行简要地分析探讨。1供配电系统1.1箱变及照明配电箱设置原则1.1.1园林设计的特点供电面积大，用电点较分散，负荷量较小。在接手园林设计之前，首先应根据园林工程的范围，决定室外箱变的位置和数量。一般公园在400m左右时，可采用一个箱变供电，如长度超过，应考虑增加箱变数量。比如大兴21#地公园长为800m，就采用两个箱变供电。当然，如果园区内有大型建筑，其景观照明的电源也可由该建筑的变电所引出。1.1.2室外配电箱的布置一般配电箱的供电半径约150m，超过这个距离也应增加箱子的数量。1.2照明配电系统1.2.1箱内配电回路的划分按照明灯具的使用功能的不同划分成不同配电支路。一般情况下，用做功能性照明（庭院道路灯、草坪灯）和景观照明（照树灯、照墙灯、地埋装饰灯等）的灯具应采用不同的路由，且各回路漏电断路器后均加装接触器，作为手动或自动开关灯具之用。各回路接触器通过控制线路和弱电控制器相连接，可实现自动控制。1.2.2配电系统设计依照规范要求，照明配电箱的进线总开关应采用四极隔离开关。这主要是从电气维修安全方面考虑的。当园内照明的供电电源由园区变电所引出时，TT系统的中性线和总等电位联结系统是不连通的。当中性线带故障电压进入建筑物内时，总等电位联结系统却是地电位，这一故障电压将引起电气事故。因此为保证维修安全，室外照明配电箱总开关应采用四极隔离开关。1.2.3室外照明配电箱设备选择箱内应设电涌保护器，且相线和中性线上都需要安装。这是因为TT系统内中性线自变电所引出后不再接地而处于对地绝缘状态，它和相线一样能感应雷电冲击电压。与室内照明不同的是室外照明每一单独照明回路所带灯具数目没有特殊规定，一般为小功率的LED灯，通常每个灯的功率仅为1～3W，形成每个回路带30～40个甚至更多的灯。但对于功率较大的高强气体放电灯，单个回路所带灯具数量则应适当减少，单相回路电流≤16A，在计算每个回路金卤灯的实际用电量时，则是其放电灯的安装总功率的1.5倍。1.3剩余电流动作保护器的整定1.3.1保护器（RCD）的使用由于园林室外照明采用TT接地系统，该系统内发生接地故障时，其故障电流需通过保护接地和系统接地两个接地电阻返回电源，由于这两个接地电阻的限制，其故障电流不足以使断路器有效地动作，为确保安全必须使用动作灵敏度高的RCD来切断电源。1.3.2剩余动作电流值的整定《民用建筑电气设计规范》中7.7.10手持式或移动式用电设备，插座回路等回路均应设置剩余电流动作保护。室内配电线路一般在几米到几十米。为避免维护人员直接接触而遭电击，要求剩余动作电流≤30mA。由于线路短，正常泄露电流较小，日常运行时发生误动作机率小。而园林室外照明和室内的情况大不相同，配电线路的长度多为100～200m，甚至更长。再加上灯具与电缆本身也有一定的泄露电流，正常运行时，配电回路的泄露电流较大。如果设定剩余动作电流为30mA，经常会发生误动作跳闸现象，从而使供电的可靠性大大降低。因此为确保户外照明装置的供电可靠性，应正确地选择漏电保护器（RCD）的额定剩余动作电流I△n。由于各种设备和线路的泄露电流资料不全，而且计算起来比较繁琐，因此可以采用以下的简便计算方法：（1）对于单相照明回路。RCD的额定剩余动作电流I△n电路实际供电电流/2000。（2）对于三相四线的动力线路。RCD的额定剩余动作电流I△n电路实际供电电流/1000。《夜景照明安全规范》5.2.4条还规定，室外场所照明配电末端支路剩余电流保护的动作电流不宜大于100mA，动作时间不宜大于0.5s。这样就不会发生误动作跳闸现象。2TT接地系统2.1接地系统的基本概念第1字母表示电源端与地的关系，即T为电源端有一点直接接地；第2个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系，即T为电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。2.2接地系统的实际应用关于在园林电气工程上应用十分广泛，按照《民用建筑电气设计规范》中10.9.3.3条规定：安装于室外的景观照明中距建筑物外墙＞20m的设施，宜采用TT接地形式。因此在电气设计中，园区照明灯具的接地形式均采用TT接地系统。但对于不同种类的灯具，也有不同的接地做法。2.2.1路灯、庭院灯接地由于上述灯具布置的间距较大，每个灯具旁均设有接地极。接地极采用2500mm，φ50镀锌钢管，以及40×4镀锌扁钢，直接和灯具相连。此时由室外照明配电箱引出的电缆到各个照明支路的第一个灯具是无PE线的。2.2.2草坪灯、地埋装饰灯接地这类灯具的特点是自身体积小、间距短，所以每个灯具旁再设置接地极就不适用了。这种情况下的TT接地系统做法是：每个支路的第一个灯具旁采用2500mm、φ50镀锌钢管做接地极，由此地极引出PE线（每个回路灯具之间有PE线）再和灯具外壳、金属杆做可靠连接。要求接地电阻≤10Ω。如果接地电阻满足不了要求，要增打接地极，要求各支路接地极的间距＞20m。此刻由室外照明配电箱引出到各个照明支路电缆的第一个灯具无PE线。2.3接地系统的接地故障保护《民用建筑电气设计规范》第7.7.7条规定TT系统的接地故障保护的动作特性应符合下式要求：RA×Ia≤50V（式1）式中RA接地极和外露可导电部分的保护导体电阻之和，Ω；Ia保护电器的动作电流（对剩余电流动作保护器，应是额定剩余动作电流，A。）其中50V为正常环境的安全电压限值。室外照明设计中，室外照明灯具属于固定使用的用电设备，但是应考虑到雨雪天气时环境潮湿，安全电压限值应为25V。则式1变为：RA×Ia≤25V（式2）即要求RA≤25V／Ia。当Ia=I△n=100mA时，RA≤25/0.1→RA≤250Ω。这个电阻值很大，非常容易实现。因此漏电保护可以做为TT系统的户外照明装置的接地故障保护。实际工作中一般要求灯具的接地电阻≤100Ω，远小于规范要求，从而保证了发生漏电情况时对人体的安全性。2.4接地系统的中性线不做重复接地当某项工程的接地系统选用TN-C-S系统时，它的电源在进入建筑物时，中性线应做重复接地。这样做可以避免进线电源中性线折断后，中性点漂移引起的三相电压不平衡烧坏单相设备事故；但在TT接地系统中，电源在进入室外总配电箱时，中性线不应做重复接地，因为做了重复接地，会产生以下问题：2.4.1断路器产生误动作TT系统的中性线如果重复接地，部分中性线上的负荷电流将经大地返回电源而成为杂散电流。如果线路首端的断路器装有RCD，这部分杂散电流将会使它误动。2.4.2引发触电伤亡事故一旦变电所处发生接地故障，使中性线对地电位升高，此故障电压沿中性线传导至室外照明总配电箱处。若中性线做重复接地的话，因故障电压使总照明配电箱的接地电阻的电位升高，而附近照明灯具保护接地的接地电阻电位也将升高，它将沿TT系统保护接地的PE线传导到照明灯具的外壳上，使得灯具外壳带电，则有可能发生电击伤人事故。因此TT系统的中性线绝不得做重复接地。为防止中性线折断，只有采取提高中性线的机械强度，增加截面的方法。根据IEC要求，铜线≥6mm2。因此即使园区的面积很小，景观照明的用电负荷很小，室外照明配电箱离变电所很近，照明配电箱的进线电源最小也应为YJV22-4×6，这一点应引起人们的注意。3园林景观设计景观设计和建筑物室内照明有着很大的区别。就拿《民用建筑电气设计规范》第10章第9节来讲，电气照明部分有关景观照明的部分的要求很笼统，但是在具体的设计中，应该注意的方方面面仍然很多。下面是园林电气设计时的一些心得体会。3.1灯具的布置原则3.1.1设计准备这类项目在进行景观设计之前，首先要与园林专业的设计人员充分配合，了解他们对园区内的个体建筑、建筑小品的照明设计的种种特殊要求。之后，便要精心做电气方案，来满足这一系列的建筑物或建筑小品的要求，并进行单独照明设计。3.1.2照明种类该照明系统一般分为功能性照明和景观照明两种，前者一般指负责道路照明的庭院灯、草坪灯的设计；后者指根据园林要求，对指定的建筑小品、景观、树木进行照明的设计。（1）关于道路照明。根据道路的宽度需选择适宜的灯具。当道路宽度＜2.5m时，选用草坪灯，灯的间距为10m，单侧布置；当道路宽度＞2.5m时，选用庭院灯，灯具间距为20m；当道路宽度＞6m时，庭院灯则使用双侧布置。庭院灯光源一般为节能灯，路口处庭院灯光源采用金卤灯。公园内的停车场的照明一般采用庭院灯，光源为金卤灯。（2）关于景观照明。灯具一般有照石头灯、照墙灯、照树灯、地埋装饰灯、水下灯、坐椅灯、台阶灯、装饰灯柱和照亭射灯等。在设计中，要根据被照物的特殊情况，实际要求选择各自功率、类型的灯具，并进行安全可靠的安装。（3）常用光源选择。照石头灯一般用金卤灯落地安装；照墙灯选金卤灯，地埋式装设。其灯具功率和光源颜色应根据墙体的高度和颜色而定；照树灯用金卤灯，地埋式安装在铺装地面，或落地式安装在绿地内；地埋装饰灯常采取LED灯，光源颜色为白色，安装在铺装路面内或广场中心内；水下灯为金卤灯或LED灯，光源颜色为黄色，壁装。电压均为12V安全超低压电；坐椅灯为LED灯，光源颜色为白色，壁装；台阶灯也是LED灯，光源颜色为白色，根据台阶的不同高度可安装于台阶的正面或侧面；装饰灯柱一般采用陶瓷金卤灯或高压钠灯，光源颜色为白色，设置于广场的四周，为广场做景观照明用；照亭射灯则用金卤灯，光源颜色为白色，设置于亭子顶部的边缘处。4园林外线设计外线可分为强电外线和弱电外线两大类，在设计中有着一些需要注意的地方。4.1强电外线设计4.1.1强电线路敷设主要包括由园区箱式变电站至区内各个建筑物配电箱以及各室外照明配电箱的线路设计。《民用建筑电气设计规范》8.7.2节规定，沿同一路径敷设的室外电缆8条及以下采用直埋敷设，园林工程内建筑物较少，用电量不大，一般可采用直埋敷设低压铠装电缆，敷设在绿地内。例如贵州黔西县水西公园工程（图1），园区面积约为2公顷，内有公园管理处、戏楼、春旋堂、德寿院和码头售票处等建筑物。几个建筑子项用电量在3～68kW之间。由园区变电所至各个建筑物以及室外照明配电箱的电力电缆为7条。所以采用直埋方式敷设电缆。同时也注意到电缆在穿越道路或敷设在铺装路面下时，考虑到保护电缆和维护检修方面的原因，仍穿钢管敷设，且穿越道路的保护钢管管径应＞80mm。此外，在计算外线电缆截面时候，充分考虑到了电缆载流量、电压降和机械强度等问题，保证了该工程的质量。4.1.2强电井的设置强电井分为人孔井和手孔井两种，人孔井又可分为直通型、三通型、四通型和90°、135°等多角度的人孔井。具体设计时采用何种电缆井要根据实际情况确定，电缆井设置的原则要根据工程的实际情况设置，规范上没有明确规定，以下是在工程实践中对电缆井设置的理解和做法供参考。（1）电缆线路穿越道路层时遇有道路两侧的地面标高不同时，应在道路两侧做电缆井。（2）电缆穿钢管。当电缆铺设在路面下进入建筑物前，必须做好电缆井。譬如黔西县水西公园工程戏楼前广场下面敷设电缆就必须穿管，且在进楼做人孔井。（3）电源进建筑物处为绿地。是否做井，可根据具体情况决定。若电缆数量较多，且还需要引到他处，或者电缆截面较大，此时就需要做电缆井。反之，如果电缆数量较少而且截面较小，则不必做电缆井。（4）4.2弱电外线设计园林建设的弱电外线设计主要包括由园区弱电管理用房至区内各个建筑物的弱电线路设计。具体线路包括电话线路、电视线路、网络线路和广播扩音线路等。4.2.1弱电线路敷设一般采用穿塑料管埋地设置，根据管线的多少，选择不同的穿线管。当前的新做法是：当线路较多时候，可采用穿聚氯乙稀塑料排管的方式；当线路较少的时候，可采用穿蜂窝式塑料管或栅格式塑料管的方式；当各种塑料管穿越道路的时候