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建筑照明电气设计是怎么样的一个流程?主要包括哪些基本内容?

作者:admin时间:2021-04-12 20:00:15 次浏览

信息摘要:

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建筑照明电器设计作为建筑照明设计中的核心组织环节,即是保障照明设计理念效果的可实现性,又是保障建筑照明工程施工的必要依据。为了保证建筑照明工程中电气照明设施正常、安全可靠地工作,同时便于管理与维护,就必须以合理的供配电系统和控制方式作为有力的保证。本文旨于简要叙述、分析建筑照明电气设计供配电环节的流程。从而更全面的了解照明电气设计师在实际工作中的职责与要求。

建筑照明电气设计是怎么样的一个流程?主要包括哪些基本内容?

 

一、 建筑照明电气设计的基本原则

建筑照明电气设计需要以建筑本身为依托,照明设备应最大限度与建筑结构、建筑外观、幕墙结构等相结合,达到协调统一,即不影响建筑外观和结构,同时又具备符合规范的安全性。因此要遵守以下几项原则:

(1)合理性原则。根据视觉要求、作业性质和环境条件,通过对光源、灯具、电源、管线等设备的选择和配置,使工作区域或空间具备合理的照度、合理的能耗以及合理的排布。

(2)安全性原则。在进行电气照明设计是,除应符合规范(《建筑照明设计标准GB-50034》)外,根据建筑的结构,材质,形体,位置等,更需要注意照明设备的防雷,防火和防触电。保证施工过程中的安全。

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(3)隐蔽性原则。灯具,管线避雷设施等尽量隐蔽或小型化。不因安装照明和避雷设施改变建筑外貌和形体,需兼顾夜晚的照明效果和白天的景观效果。

(4)节能性原则。根据视觉工作要求,应采用高光效光源(近年来第四代光源LED已较为普及)、高效灯具于节能器材,并应考虑最初投资与长期运行的综合经济效益。

(5)可维护性原则。尽量做到免维护或少维护且维护方便,不涉及建筑安全。

二、 建筑照明电气设计的基本内容

建筑照明电器设计所涉及的基本内容主要包括:照明的电源供应、照明系统控制、照明器的保护、照明供电线路导线的选择、用电安全等。

建筑照明电气设计是怎么样的一个流程?主要包括哪些基本内容?

 

1. 照明的电源供应

照明的电源广义理解为发电厂供电或是给建筑物供电的电源变压器,也可以是建筑内的总电源箱。建筑照明一般是以建筑内的总电源箱为主。

(1) 供电系统

现在城市内所用最多的供电的电压等级,高压通常为10kV,低压通常为220/380V(基本以220V为主)。对于低压系统而言,线路为四条,其中三条被称为相线(通常记为L1,L2,L3),另一条为中性线N。也称为三相四线制供电系统。

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建筑物内照明供电系统,从安全的角度考虑,必须采用一定的措施来保证其实现,通常采用TN系统形式接地的方式。TN系统形式是供电系统中由一点直接接地,用电设备可以导电的外露部分采用保护线与接地点连接,从而保证用电设备人员的安全。

连接情况可分为:TN-S、TN-C、TN-C-S系统。

(2) 供电系统的组成形式

建筑物内照明供电系统的组成形式有:放射式、树干式、环形式以及混合式。对于一般民用建筑,需根据不同的计量方式,采用不同的组成形式。

以高层建筑为例,高层建筑照明多以分散计量方式为主,将电能表和开关保护装置组合在一起,形成分配电箱。因此,高层建筑照明供电系统组成形式通常以树干式、分区树干式和双树干式为主。对于对电源要求较高的照明用电设备(如:LED线型洗墙灯、LED点光源等),建议使用双树干式。这种形式中有一条专用备用电源,使得每个配电箱都有两个电源供电。

2. 照明系统控制

照明系统中,对于同一照明系统内的照明设施应根据实际需求进行分区或分组集中控制,可以避免产生较大的故障影响和全部灯具同时启动时配电系统的电流冲击。可以采用光效控制、时段控制、程序控制、以及智能控制等方式。随着LED技术的不断成熟与普及,智能控制系统与LED灯具的结合使用已经成为夜景照明工程的常规化构成形式。

智能照明控制系统的性能随着电子技术和互联网技术的发展而不断优化提升,照明设计师、景观设计师以及舞台灯光师等用户越发地接受并使用智能照明控制系统,同时相应的控制模块、控制方案、控制协议也如雨后春笋般层出不穷。近年在夜景照明工程中应该用较为广泛的智能照明控制系统有:DMX512(Digital multiplex 521),DALI(Digital Addressable Lighting Interface)GPRS(General Packet Radio Service)等。

室外建筑照明设计通常使用DMX512系统进行智能控制。DMX512系统的数字信号是以帧为单位传输,每帧数据由同步头和512个字节组成。数据接收、发送方式为串行,每一个字节数据表示调光的亮度值。DMX512智能控制系统结构如图1所示。

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(图1 DMX512智能照明控制系统模拟结构图)

3. 照明器的保护(保护设备)

常用的保护设备有:熔断器、低压断路器和漏电保护器。短路保护、过负荷保护需要以根据实际要求安装欠电压保护和漏电保护。除按照使用环境选择外还须满足以下条件:

(1) 保护设备本身的额定电压值必须大于所安装线路中的工作电压值。

(2) 保护设备本身的动作电流值必须打大于所安装线路中的计算电流值。

4. 照明供电线路导线的选择

一般从四个方面考虑选择:

(1)导线允许载流量大于负荷计算电流。

(2)导线规格不得小于规范规定的最小规格。(主要是从机械强度考虑等)

(3)敷设环境条件,比如地埋电缆就必须使用铠装的、室外露天就必须使用耐候型。

(4)电缆的额定电压袭与系统电压相匹配。

5. 用电安全

用电安全通常指防止触电与接地设置。建筑照明设备一般安装于户外,需要配套设置安全防护措施。

(1) 接地设置

在实际工作中,由于两个电气系统,通过接地装置的相互联系所产生的干扰,很有可能造成两个接地系统无法正常工作,这样的现象也相对普遍,一般在单根接地极情况下,距接地极20米远处才可看到零电位。

若接地系统是多根接地极或接地网的情况下,零电位按上述20米的规定距离,可能仍然偏小,只要处理得当,可正常工作。距离建筑物外墙20米以外的部分宜采用TT接地系统。

(2) 防触电设置

为了防止无关人员有意识或无意识触电,照明设备所有带电部分均应采用绝缘、遮拦或外护物保护。室外照明配电箱与控制箱应采用的防护等级不低于IP65。

IP等级参数如图2所示:

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(图2 IP防护等级划分表)

防止触电事故中尤为重要的是游泳池的防止触电,在特定场所,泳池通常会采用水下照明的方式进行设计,因此,防止触电的措施需要更为严谨,应做好以下几点:

① 水池区域应采用12V及以下的隔离特低电压供电,换言之,在灯具的选择上,应选用如LED灯带、LED点光源等芯片与开关电源分体独立的照明设备,且工作电压低于DC12V。

② 电气线路应采用双重绝缘,水池区域不得安装接线盒。

③ 电气设备的防护等级必须达到IP68。

④ 水池区域与水池侧壁内部应作局部等电位联结。

三、建筑照明电气设计方案的表现形式与流程

建筑照明电器设计方案的表现形式通常以建筑照明电气施工图为主。电气设计师通常在照明设计师完成照明深化方案待甲方确认后,明确出图意图后的10-15个工作日内,完成该项目的建筑照明电气施工图。通常采用AutoCAD+天正电气软件进行绘制。

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绘制建筑照明电气施工图通常分为三个阶段:

(1)前期基础资料的收集与解读;

(2)设计方案的确定与绘制的步骤;

(3)相关设计的文字材料。

以下针对建筑照明电气施工图的制作流程做出简要阐述:

1. 前期基础资料收集与解读阶段

对于建筑照明电气设计师而言,进行施工图纸绘制的必要前提是必须从甲方单位或建筑单位任意一方收集并获得完整的建筑设计图纸其中包括:

建筑用地总平面图、建筑设计平面图、建筑设计立、剖面图、节点详图、墙身大样图以及其他相关专业的图纸(无论何种功能性建筑,都必须有多专业来共同完成,例如:电梯、智能化、给排水、消防等)这些专业对照明有特定要求,因此必须了解这些图纸,在设计之前向有关专业单位提出疑问,并进行技术交底或技术提资,以此来解决各专业之间的冲突或矛盾点。同时在照明设备的安装、导线的敷设方式等方面也需要各个专业之间的配合与协助。

详细解读建筑设计各项图纸以及前期设计方案,是画好建筑照明电气施工图的必要保障,充分的与建筑设计师、照明设计师进行沟通,了解他们的设计意图,并提出在设计过程中的疑问与不足,在绘制图纸时能够起到事半功倍的效果。

2. 设计方案的确定与施工图绘制阶段

(1)设计方案的确定

设计方案确定的首要前提是照明设计方案通过会审,由甲方单位确认同意,并下达方案确认函(甲方单位需盖公章)。

照明设计方案必须明确以下内容:

① 明确夜景照明设计的手法。

② 明确方案中照明器具的选型参数(包含灯具尺寸、光源类型、照射角度、光源功率、工作电压、IP防护等级等)。

③ 明确各个照明设备的具体点位以及布置方式。

④ 开关、插座、配电箱的布置。

只有明确了以上几点内容,后续的绘制才能顺利的展开。

(2)照明供电系统的设计

照明供电系统的设计首先应考虑是否满足用电负荷对电源的可靠性要求。供电系统的形式可不拘泥于单一的树干式或者放射式,可以是多种形式的组合,因地制宜,使得供电系统更为合理 。根据照明设备的分布情况(容量、数量、控制要求等)来确定总、分配电箱的型号参数、内部结构形式以及配电箱中保护控制设备的数据。

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一般情况下分配电箱在建筑的每一次都会设立一个或多个,每个配电箱都有若干个回路输出,回路的划分原则有以下两点:

① 使用功能相同的照明设备应在同一个回路中,控制和保护更为合理。

② 照明系统的每一单相分支回路电流不宜超过16A。

大型建筑组合每一单相回路电流不宜超过25A,就传统光源(既陶瓷金卤灯、低压钠灯、高压汞灯等)而言,光源数量不宜超过60个。由于LED光源的物理特性和工作原理与传统光源略有不同,因此在使用LED光源时可不参照此原则。

(3) 绘制照明设备点位布置图(通常也称布灯图或点位图)

首先要与负责照明方案设计的照明设计师进行技术交底,明确该项目所使用的照明设备的种类与参数,以及照明设计师所要呈现何种效果,以及照明设备的分布情况。绘制灯具图例表,将照明设备通过图例示意,在后续的图纸中进行点位布置。灯具图例尽量绘制清晰,为避免混淆,不宜出现造型过于相似的灯具图例。

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使用AutoCAD+天正电气软件,打开甲方单位或建筑设计单位所提供的相应的建筑平面图、立面图,将灯具图例一一对应地布置在图上,尤其注意的是,建筑平面图与立面图的灯具排布位置,应与图纸中的轴号一一对应,平、立面的灯具数量也应一一对应。因视觉遮挡,在平面图无法体现灯具,需要在立面图中体现的部分,应在平面图中进行注释与索引。反之亦相同。

(4) 绘制照明配线平、立面图

(5) 绘制供电系统图

(6) 绘制施工安装大样图(通常情况施工安装大样图由负责方案设计的照明设计师绘制,照明电气设计师负责进行深化即可。)

(7) 电气设备、导线的选择与计算

线路的布置、导线敷设形式的确定,包括进户线、干线、支线导线敷设位置和敷设方式的确定。在敷设时要注意和建筑结构的情况相结合,选择较为隐蔽位置,尽量避开户内、承重结构、消防通道等。在不影响建筑结构的同时,尽量做到线路和导线最短,保证和其他管线的水平距离和垂直距离的要求。

3. 相关设计文字材料编制阶段

主要包括:编制设计说明、主要设备材料清单表以及提供给预算部门参考的设计概算书等。

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