第7章-建筑电气照明工程

167第7章建筑电气照明工程【学习目标】1.了解电气照明基本概念、了解电光源发光原理；2.熟悉灯具分类及其安装工艺；3.掌握照明线路敷设方式与要求；4.熟练识读建筑电气照明施工图。【学习重点】1.照明系统组成；2.照明设备安装内容、导线型号规格与敷设工艺；3.建筑电气照明系统施工图读图。【学习建议】1.本章建筑电气照明原理、设计的内容做一般了解，着重在电气照明器具安装、配电线路施工与电气照明施工图识图内容；2.建筑电气照明系统与我们的生活与工作关系密切，在学习过程中应多观察、多动脑思考，并多到施工现场了解实物及安装过程，也可以通过施工录象、动画来加深对课程内容的理解；3.要充分运用空间想象力，结合建筑整体将建筑电气照明平面图呈现成空间的三维图。多做施工图识读练习，注意图中电气导线的走向与根数变化，掌握安装材料下料要求；4.巩固训练图是课程内容的延伸与深化，应结合课文内容实例进行熟读。在学习过程中，章后的思考题与习题的练习要与进度同步。【相关知识链接】（相关规范、定额、手册、精品课网址、网络资源网址）1.《供配电系统设计规范》（GB50052-95）；2.《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）；3.《低压配电设计规范》（GB50055-93）；4.《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-2008）；5.图集《常用低压设备安装》（04D702-1）；6.图集《35kV及以下电缆敷设》（94D101-5）；7.图集《室内管线安装》（D301-1～2）。【引子】1.工作任务分析图7-1～图7-3是某办公科研楼建筑电气照明施工图，图中的图块、符号、数据和线条代表什么含义？如何将图面内容与电器立体布置构思在一起？照明电器是如何安装的？线路怎么敷设？这一系列的问题均要通过本章内容的学习才能逐一解答。2.实践操作（步骤/技能/方法/态度）为了能完成前面提出的工作任务，我们需从解读建筑电气照明基本知识开始，然后到照明系统的组成、材料认识，照明灯具安装、线路敷设等施工工艺与下料，进而学会识读电气照明施工图，为建筑电气照明系统施工图的算量与计价打下基础。图7-1某办公科研楼照明配电系统图168图7-2某办公科研楼一层照明平面图169图7-3某办公科研楼二层照明平面图7.1电气照明基本知识电气照明是通过照明电光源将电能转换成光能，在夜间或天然采光不足的情况下，创造一个明亮的环境，以满足生产、生活和学习的需要。合理的电气照明对于保证安全生产、改善劳动条件、提高劳动生产率、减少生产事故、保证产品质量、保护现力及美化环境都是必不可少的。电气照明已成为建筑电气一个重要组成部分。电气照明是以光学为基础的综合性技术，所以必须先对有关光学的几个基物理量及知识有所了解。1707.1.1基本概念1.可见光所谓可见光就是能被人眼感受到光感的光波，其波长在380～780mm。2.光通量（流明—lm）指光源在单位时间内，向周围空间辐射的使人眼产生光感的辐射能，符号为φ，单位是流明（lm）。3.照度（勒克司—lx）照度是表示物体被照亮程度的物理量，是受照物体单位面积上接受的光通量，单位是勒克斯（lX）。对于不同的工作场合，根据工作特点和对保护视力的要求，国家规定了必要的最低照度值。7.1.2照明方式和种类1.照明方式照明方式有一般照明、局部照明、混合照明，见图7-4。（a）一般照明（b）局部照明（c）混合照明图7-4照明方式示意图2.照明的种类正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍照明、装饰照明、艺术照明等。3.照明质量衡量照明质量的好坏，主要有照度合理、照度均匀、照度稳定、避免眩光、光源的显色性、频闪效应的消除等。7.2照明电光源与灯具7.2.1电光源的分类电光源按发光原理可分为热辐射光源、气体放电光源和场致光源。各种电光源的适用场所及举例见表7-1。表7-1各种电光源的适用场所及举例光源名称适用场所举例白炽灯1.照明开关频繁，要求瞬时启动或要避免频闪效应的场所2.识别颜色要求较高或艺术需要的场所3.局部照明、事故照明4.需要调光的场所5.需要防止电磁波干扰的场所住宅、旅馆、饭馆、美术馆、博物馆、剧场、办公室、层高较低及照度要求也较低的厂房、仓库及小型建筑等卤钨灯1.照度要求较高，显色性要求较好，且无振动的场所2.要求频闪效应小3.需要调光剧场、体育馆、展览馆、大礼堂、装配车间、精密机械加工车间荧光灯1.悬挂高度较低（例如6m以下），要求照度又较高者（例如100lx以上）2.识别颜色要求较高的场所3.在无自然采光和自然采光不足而人们需长期停留的场所住宅、旅馆、饭馆、商店、办公室、阅览室、学校、医院、层高较低但照度要求较高的厂房、理化计量室、精密产品装配、控制室等荧光高压汞灯1.照度要求较高，但对光色无特殊要求的场所2.有振动的场所（自镇流式高压汞灯不适用）大中型厂房、仓库、动力站房、露天堆场及作业场地、厂区道路或城市一般道路等171金属卤化物灯高大厂房，要求照度较高，且光色较好场所大型精密产品总装车间、体育馆或体育场等高压钠灯1.高大厂房，照度要求较高，但对光色无特别要求的场所2.有振动的场所3.多烟尘场所铸钢车间、铸铁车间、冶金车间、机加工车间、露天工作场地、厂区或城市主要道路、广场或港口等管形氙灯1.要求照明条件较好的大面积场所2.短时需要强光照明的地方，一般悬挂高度在20m以上露天作业场所，广场照明等LED节能灯应用主要集中在商业照明领域，以装饰性照明为主显示、交通标志、汽车电子、背光源、建筑照明、建筑装饰等7.2.2几种常用的照明电光源1.白炽灯白炽灯是最早出现的光源，即所谓第一代光源，见图7-5。它是将灯丝加热到白炽的程度，利用热辐射发出可见光。白炽灯具有显色性好，结构简单，使用灵活，能瞬时点燃，无频闪现象，可调光，可在任意位置点燃，价格便宜等特点。因其极大部分辐射为红外线，故光效最低，按照节能要求，应限制使用。2.卤钨灯卤钨灯也是一种热辐射光源，见图7-6。灯管多采用石英玻璃，灯头一般为陶瓷制，灯丝通常做成螺旋形直线状，灯管内充入适量的氩气和微量卤素碘或溴，因此，常用的卤钨灯有碘钨灯和溴钨灯。卤钨灯的发光原理与白炽灯相同，但它利用了卤钨循环的作用，使得卤钨灯比普通白炽灯光效高，寿命长，光通量更稳定，光色更好。（a）管形（b）定向（c）卤钨灯图7-5白炽灯泡外形图7-6卤钨灯3.荧光灯荧光灯是一种低压汞蒸气放电灯，见图7-7。荧光灯具有表面亮度低，表面温度低，光效高，寿命长，显色性较好，光通分布均匀等特点。它被广泛用于进行精细工作、照度要求高或进行长时间紧张视力工作的场所，目前直管形三基色荧光灯常用的有T5、T8系列，T5系列更节能。（a）直管形（b）环形（c）紧凑形图7-7荧光灯4.高压汞灯高压汞灯发光原理和荧光灯一样，只是构造上增加一个内管。它是一种功率大，发光效率高的光源，常用于空间高大的建筑物中，悬挂高度一般在5m以上，见图7-8。由于它的光色差，在室内照明中可与白炽灯、碘钨灯等光源混合使用。多用于车间、礼堂、展览馆等室内照明，或道路、广场的室外照明。172图7-8高压汞灯5.高压钠灯高压钠灯是利用高压钠蒸气放电而工作的，具有光效高、紫外线辐射小、透雾性能好、光通维持性好、可任意位置点燃、耐震等特点，但显色性差。它广泛用于道路照明，当与其它光源混光后，可用于照度要求高的高大空间场所。见图7-9。（a）原理图（b）灯管外形图7-9高压钠灯6.金属卤化物灯金属卤化物灯与高压汞灯类似，但在放电管中除了充有汞和氢气外，还加充发光的金属卤化物（以碘化物为主）。金属卤化物灯发光效率高、显色性能好、但平均寿命短。见图7-10。（a）原理图（b）灯管外形图7-10金属卤化物灯7.氙灯氙灯利用高压氙气放电产生很强的白光，和太阳光十分相似（俗称“人造小太阳”），显色性好、功率大、光效高。主要用于广场、港口、机场、发电站、体育场、大型建筑工地等大面积、高亮度的照明场所，更宜用于模拟自然光条件下的科研、生产、试验场合。见图7-11。图7-11氙灯8.LED节能灯173LED灯是利用注入式电致发光原理制作的二极管，叫发光二极管，属于典型的绿色照明光源,发光效率高、光线质量高、无辐射，而且可靠耐用、维护费用极为低廉等，LED将是未来室内照明的主流。但目前我国LED产品开发技术水平还较低，成本也较高，LED灯图示见图7-12。图7-12LED节能灯7.2.3照明灯具1.照明灯具分类照明灯具按安装方式来分有：悬吊式、吸顶式、壁式、移动式、嵌入式等，见图7-13。灯具的其他分类方式：防潮型、防爆安全型、隔爆型、防腐蚀型。（a）悬吊式艺术花灯（b）出口指示灯（c）壁灯（d）投光灯（e）吸顶灯（f）格栅荧光灯（g）台灯（h）埋地灯（i）高杆路灯图7-13灯具图2.照明灯具的选择与布置灯具的选择主要按光通量分配要求和环境要求这两个因素来进行，并尽可能选择高效灯具。灯具的布置包括确定灯具的高度布置和平面布置两部分内容。布置应满足：合理的照度水平，并具有一定的均匀度；适当的亮度分布；必要的显色性和入射方向；限制眩光作用和阴影的产生；美观、协调。常见的几种布置方案见图7-14：174图7-14灯具水平布置方案7.2.4建筑电气照明节能据估计，我国照明用电量约占总发电量的10％左右，而建筑照明用电，占建筑耗电的20％～30％，且现有照明装置以低效照明为主，照明节能对于提高民用建筑的经济效益有着重要的意义，常用的节能措施有下述几种。（1）采用高效电光源。应严格控制使用白炽灯(除了特别需要场所)，尽量减少高压汞灯的使用量；推广使用细管径荧光灯和紧凑型荧光灯；大力推广高效、寿命长的高压钠灯和金属卤化物灯，逐步推广使用LED节能灯。（2）采用高效灯具。在所有灯具中直接型灯具效率最高；带格栅式和带保护罩的灯具效率最低，故在满足眩光限制和其他特殊要求下应选择直接型灯具。同时，根据使用现场不同，采用控光合理、光通量维持率高、光利用系数高、照明与空凋一体化的灯具等，以达到节能目的。（3）选用合理的照明方案。尽量少用一般照明，可考虑非均匀照明、混光照明以及其他灵活的照明系统，如设置照度梯度，使灯光物尽其用，达到节能的目的（4）采用合理的建筑艺术照明设计。建筑艺术照明设计是必要的，但也应讲究实效，避免片面追求形式。在安装建筑装饰照明灯具时，应力求艺术效果和节能的统一。（5）装设必要的节能装置。对于气体放电光源可采取装设补偿电容的措施来提高功率因数；当技术经济条件允许时，可采用调光开关、节能开关或光电自动控制装置等节能措施。（6）充分利用天然光源与间接光源。在工程设计中，电气设计人员应与建筑专业但合，从建筑结构方面充分获取天然光，如开大面积白顶部天窗，利用天井空间与屋顶采光，有条件的，可采用光导纤维、棱镜组反射及导光管等新技术进行采光，提高对自然光的利用。采用提高室内反射面的反射光量来提高照度，可以利用墙面、顶棚、地面的反射来增加照度，如设置全反射的镜面作为间接光源，提高电能的利用率。（7）加强日常照明维护。灯具与光源严重积尘后，会便照度明显降低，导致电能浪费，所以要加强灯具与光源的清洁维护工作。7.3建筑电气照明配电系统按照电能量传送方向，建筑电气照明低压配电系统由以下几部分组成：进户线→总配电箱→干线→分配电箱→支线→照明用电器具。7.3.1进户线由建筑室外进入到室内配电箱的这段电源线叫进户线，通常有架空进户、电缆埋地进户两种方式。架空进户导线必须采用绝缘电线，直埋进户电缆需采用铠装电缆，非铠装电缆必须穿管，进户线缆材料示意见图7-15，常用导线的型号及其主要用途见表7-2。一栋单体建筑一般是一处进户，当建筑物长度超过60米或用电设备特别分散时，可考虑两处或两处以上进户。一般情况下应尽量采用电缆埋地进户方式。图7-15进户线缆材料示意表7-2常用导线的型号及其主要用途175导线型号额定电压（V）导线名称导线截面(mm2)主要用途铝芯铜芯LJTJ—裸绞线LJ10～800TJ10～400室外架空线LGJ钢芯铝绞线10～800室外大跨度架空线BLVBV500聚氯乙烯绝缘线BLV1.5