建筑照明配电系统技术分析

李慧芳

上海飞乐工程建设发展有限公司

摘要：本建筑设计包括电气照明设计，低压配电设计一级防雷接地系统的设计。其中，电气照明系统采用高效率低能耗LED光源，采用集中控制与分散控制相结合的控制策略，并考虑自然光，合理利用人工光，创造出一个符合人们生理需求的、安全的、舒适的、美观的光环境。建筑物内的供电措施为放射式与树干式相互结合使用，市供电局拉入两路进线与配电室相连接，并且提供10kV的电源。本建筑为二级防雷建筑物，屋顶面避雷网材质选用Φ10热镀锌圆钢，并组成不大于10x10m，12x8m，的网格，利用建筑物的所有自然结构柱内两根d≥16mm基础钢筋作为接闪器连接一条导体连接到地极上，地下一层设置基础接地网，并在变配电所内设置总等电位联结。

关键词：照明；供配电；防雷接地

1 引言

1.1 建筑电气概述

在当代社会中，人们对办公楼建筑的功能性，办公的舒适程度及设备的安全性要求越来越高，现代化办公大楼的建筑电气设计也需要与时倶进，满足现代化的办公需求。

目前的照度设计，考虑了不同区域、不同环境、不同人员的影响，也兼顾了照明亮度、显指等因素，根据使用环境的要求来确定照明装置和类型，建立智能办公照明环境。

1.2 工程概述

本建筑工程为某安装公司的办公大楼，共6层建筑，建筑高度23.6m，建筑基底面积4326m(不包括架空层)，总建筑面积43363m。照明设计人员必须熟悉图纸，对各专业进行研究，提前做好预埋工作，如发现管道问题，应立即通知开发商，协商调整后再继续施工。本工程项目中所有材料，必须满足国家标准，经验收合格后才能使用。此工程设计图中相关内容需进行二次装修设计施工，此部分不应超出本次设计规定的使用功能范围，不应任意改动防火分区的划分，坚决不能把公共疏散用梯作为专用梯，避免遇到紧急情况时影响人员的安全疏散。

2 供配电系统

2.1 供电电源与方式

办公大楼的供电电源经国家电网引入大楼负一层的配电间的高压配电柜内，其电源作为主要电源。高压配电柜的进线采用电缆NH-YJV22-3*35，并且以埋设地下的方式敷设，另外须在配电间安置一套发电机组设备，将其作为备用电源。本座办公大楼的供电方式采用混合式供电，具有良好的节能效果，经济实惠，同时响应当今社会环保节能的主题。

2.2 负荷计算公式

（2-1）

2.3 负荷计算

2.3.1 照明配电系统设计原则

（1）单条照明电路的电流都应该小于12安培，单条电路连接的照明数量应该小于25个。

（2）在照明系统中的支线是使用铜芯绝缘电线或者电缆，其截面积应该大于2.5平方毫米。

（3）三相电路中其各路的负荷都应该平均分配，其中最大负荷不能超过三相平均值的115%，最少的不低于85%。

2.3.2需要系数法计算负荷

办公楼的各楼层照明配电箱都是以分支的方式从低压配电柜接出的干线中引出。

首先，计算每层各个照明支线的照明设备和设备的总装机容量，然后计算每层单独照明支线的计算负荷和计算出的电流，分配到配电室。计算总负荷和各个支路的负荷，并画出系统图。

其中插座为单独的一个回路，每个回路中的插座数量小于或等于5个。办公楼的每个插座回路均有照明配电箱供电。

在本次计算中选取第一层照明配电箱AL02为例，计算功率数。

（1）照明分支线路设备容量计算

对于LED灯具来说

（2-2）

（2）照明分支线路负荷计算

Pc=Pe

（3）照明干线负荷计算

在本次计算中，照明回路跟插座回路都是单相连接，计算负荷的时候，首先考虑三相平衡，将照明与插座回路平分三份，即

（2-3）

如果照明回路跟插座回路的负荷分配不均匀时候，计算选取负荷最大的一项计算，即

（2-4）

式中 ——最大负荷的一项中的负荷，kW；

（4）计算电流

单相照明线路的计算电流为

（2-5）

三相照明线路的计算电流为

（2-6）

本次计算用AL2-3作为代表，照明配电箱所在楼层共6个照明回路，10个插座回路。经上述公式计算数据如下：

各照明和插座支路设备容量为：

表2-1

其中回路1、3、4、7、10、14为同一相供电，回路2、5、6、11、13、15为同一相供电，回路8、9、12同一相供电。每一项负荷为：

L1=8.4kW

L2=8.29kW

L3=8.32kW

照明干线的等效三相计算负荷为

计算电流为

根据此公式算出其他照明配电箱的参数。标准层的照明配电箱数据如下表所示：

表2-2 标准层AL2-1负荷计算表

3 电气照明设计

3.1 照明方式和照明种类

3.1.1 照明方式的确定

各种各样的灯的出现，这些灯被安装在不同的地方，或者灯发出的光照射到不同区域的效果，因此通常使用各种照明方法，比如间接照明、普通照明、应急照明等，轮班值班的地点应该有值班照明。

3.1.2 应急照明灯具布置

在本次设计当中，应当布置应急照明灯具的房间常有：

1.办公楼的封闭的楼梯间、防烟楼梯间及其前室、消防电梯及其前室；

2.此办公楼的地下室的配电室、一楼的消防控制室、地下室的柴油发电机房，消防水泵房、以及楼顶层的设备机房等房；

3.人口密集的营业大厅与地下室；

4.此办公楼内的公共区域、比如有公共走道、疏散通道和每个楼层间距离大于等于20米的公共走廊。

3.1.3 应急灯具控制

1.非持续性（常备型）。在正常的照明灯具处于故障、或者照明电源被切断、正常的照明灯具熄灭的时候，应急照明开始工作。

2.持续性（常亮型）。这种控制方式中，应急照明采用双电源供电。在正常情况下，应急照明参作为正常的照明灯具。

3.复合式。这种控制方式的灯具里面至少安装两个及两个以上的光源，以防止一个光源出现故障时，这种灯具还能正常工作，不会因故障而造成损失。

3.2 照明供电

3.2.1 供电系统

根据照明作用的差别对照明进行分类，办公楼对每个照明回路进行区别供电。其中，应急照明最为关键，关乎办公人员的财产及生命安全，因此需要办公楼对其双电源供电，且可以在相对应的配电箱末端进行自动的切换，便于特殊情况的不间断照明；其他照明回路都是用在平常的日常生活中，用一路电源线即可。

3.2.2 布线方式

当铺设电线时，有埋设或管道等选项，但不包括同一回路的电线。为避免发生意外，不能将它们穿在同一根电线管中。

在该大楼办公楼的照明系统中，线路要通过穿线管到达灯具的位置，但每个管道的总线数不超过8条。

3.3 照度计算

3.3.1 照明设计标准

在每个建筑内不同的功能间与区域都有着一个固定不变的照度标准值，这些标准既满足了人们办公生活时的照度要求，也一定程度上消除了眩光对人类视觉的影响，给人们一定的舒适感。因此我们在设计时必须按照规定的照度标准值进行精确计算，使眩光影响降到最低，合理的布置灯具与光源。

3.3.2 典型功能键的照度计算

在本次办公楼的照明设计中，选取第2层具有代表性的功能间进行照度计算，其他房间的照明计算写入表格。本次设计中，房间都是属于规则型的房间，布局也大致相同，因此，该论文选择一个办公室进行计算。办公室是办公楼中功能最多的功能间。计算过程如下：

房间尺寸

办公室的建筑轴线尺寸为长5 m、宽4.768 m。如果考虑到办公室内的两面墙壁宽度为0.24 m、装修时的粉刷层厚度0.01 m，则

房间的长度：

房间的宽度：

房间楼层高度：办公室集中在1-2层，1-2层的楼层高度为3.6米，因此办公室的高度记录为3.6米。地板和平整地板共0.17米，房间高度为3.6 -0.17 = 3.43米。考虑到灯的高度，灯具的天花板安装取高度

工作面高度：

室空间高度：

室空间比：

（3-1）

（3-2）

反射比计算：

等效地面反射比：

墙裙采用白色内墙砖，反射比：

踢脚线高度：

地面空间平均反射比：

（3-3）

= 0.43

等效地面反射比：

（3-4）

墙面平均反射比：

该办公室共有窗户一扇，其窗宽 高为

窗面积：

反射比：

门

（2-5）

门的面积：

门的颜色为深褐色，反射比约：

室空间墙的面积：

墙面采用白色涂料饰面，反射比：

墙的平均反射比：

（3-5）

（3-6）

=0.67

等效顶棚反射比：

建议使用安装在天花板上的灯具，以使等效的屋顶反射率等于天花板空间的平均反射率并等于天花板反射率。

顶棚采用白色涂料饰面，反射比：

所以

利用系数：

查询商品型号表可知， 时，

在我国的照明规范之中，办公楼的普通办公室照度要求应达到300 lx，取

根据照明规范 ，计算照度的维护系数。因为办公室环境整洁干净，因此将向上光通量看作为0。故

照明器内光源采用飞利浦T8高效率LED灯具，根据附录灯具每根灯管的输出光通量为

本次设计采用的每个照明灯具里含有两个35W的光源，因此每个灯具在通电情况下产生的光通量为：

当 时的灯数：

由附录查得，型号 嵌入式白色钢板格栅灯最大允距离高比

，

实际距离比

（3-8）

（3-9）

∴满足要求

并用此计算公式计算出房间的灯具数目。

4 总结

本文主要设计、研究了安装公司办公楼的建筑照明、供配电设计、负荷计算等任务。重点研究了办公大楼不同负载水平的电气系统的计算；探讨了电气系统输入线路到每个输出线路、配电方法的选择过程、电气元件和线路安装所需的各种电气系统的布局。为满足不同区域的照明需求，进行照度计算，选择合适的灯型。如何利用调光技术对照明环境进行调控，将是本文需进一步研究的课题。

参考文献

1. 殷小石.建筑电气照明系统节能优化设计技术要点[J].绿色环保建材，2020(12)：45-46.

2. 邵文.建筑照明配电系统电线电缆的选择要点[J].现代物业(中旬刊)，2019(01)：68.

3. 赵丹洁，唐国龙.浅谈建筑配电与照明节能工程检测[J].黑龙江科技信息，2016(03)：232.

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