乔雅萍
同方股份有限公司 北京市 100083
摘要:景观照明电气设计目的是要服务于整体的景观照明系统,通过电气图纸将照明设计师的景观照明方案的更准确,快速的与施工单位一起,实现景观照明的设计创意。
本论文从景观照明供电系统分类,常用主要电力负荷的可靠性、弱电设计、电力电缆的选择、灯具的选择、配电柜及接地的注意事项等方面进行了论述。还阐述了城市公园景观照明的研究理论意义的体现。
Abstract: the purpose of landscape lighting electrical design is to serve the overall landscape lighting system. Through the electrical drawings, the landscape lighting scheme of lighting designer will be more accurate and quickly work with the construction unit to realize the design creativity of landscape lighting.
This paper discusses the classification of landscape lighting power supply system, the reliability of common main power load, the design of weak current, the selection of power cable, the selection of lamps and lanterns, the precautions of power distribution cabinet and grounding. It also expounds the theoretical significance of urban park lighting.
关键字:供电系统;灯具;电力电缆;电力负荷;漏电保护
1.景观照明的功能
光线在夜间具有强烈的视觉吸引力,有引路、引导作用。装饰美化:光线能创造充满意境的环境氛为,结合不同的照明产品,即使在白天,具有艺术感的灯也有很高的观赏价值。提示、强调:通过照明来突出主要景观,使它与周围环境形成虚实关系,丰富夜间景观层次。同时在转角、障碍物等部位还可以通过照明起到标识、提示的作用。营造氛围:不同色彩的灯光表达的情感有冷暖、轻重不同,利用不同的色温色调能营造不同氛围的空间;并且,光线的处理还能形成各种特效,连续的灯或者阵列的灯带能来节奏感。安全:明亮、均匀的光线能创造安全的户外夜晚环境。
景观照明是指既有照明功能,又兼有艺术装饰和美化环境功能的户外照明工程。景观照明设计是为人服务的。介绍多种照明灯具的类型,根据景观照明的功能,分析景观照明的重点设计部位。电气设计,通过与工程投资方(即通常所说的甲方)和施工方的合作,在技术、经济、功能和造型上实现建筑物景观的电气的设计。
2.如何进行城市景观照明电气的设计
景观照明电气设计目的是要服务于整体的景观照明系统,通过电气图纸将照明设计师的景观照明方案的更准确,快速的与施工单位一起,实现景观照明的设计创意。
2.1 景观照明供电系统
电力供电系统大致可分为TN,IT,TT 三种,其中TN系统又分为TN-C,TN-S,TN-C-S三种表现形式。在建筑景观照明常用的为TN-S供电系统,一般的公园绿地常用为 10kV ,由高配向各 10kV/0.4kV 变电所供电;用电量小的绿地可采用 380V 低压进线供电。在供电系统中需要预留备用回路,为总回路的25%。在供配电选择时变电所宜采用箱式变电站。供电线路总开关应设置漏电保护,在目前经常使用4G智能控制系统,也可根据现场条件,增加光纤传输,使信号更稳定。根据需求在配电柜内增加电流检测模块,方便后期维护检修。
2.2 景观照明电力负荷可靠性分类
景观照明在设计时需要考虑使用环境,常用主要电力负荷的可靠性分类为: ①重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆,园林广场及大量人员密集场所,为一级; ②会引起较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱的场所,为二级。照明系统中的每一单独回路,不宜超过 16A,灯具为单独回路时数量不宜超过25 个,组合灯具每一单相回路不宜超过 25A,光源数量不宜超过 60个。在景观照明中每一单相回路不宜超过 100 个。
2.3 景观照明中弱电设计
一般指交流220V50Hz以下的弱电,36v以下的称安全电压。现在景观照明设计中,智能化可调可控的产品比重越来越重了,大量使用了信号线通讯,同一系统中,交流,直流--15V,24V,36V,48V经常混合使用,在设计时要充分考虑整体功率,干扰等因素,合理分布设计。
2.4电力电缆选择
景观照明中电力电缆一般应用在配电箱上端,配电箱下端分支回路,开关电源到灯具,及灯具到灯具之间的线缆
景观照明中电缆用来传导电流的。线芯是电力电缆的导电部分,用来输送电能,是电力电缆的主要部分。线芯材料通常是铜或铝。线芯截面形状大多数是圆形,线芯数量有单芯、双芯、三芯、四芯、五芯
二芯,就是为了控制直流低压小功率灯具,一根是火线、另一根是零线,用在开关电源和灯具之间的连线
三芯,一般用于配电箱下端的功率不大的分支回路,或近距离的220v灯具连接
四芯,一般用于景观中道路或公园的TT体系的配电箱上端干线电缆
五芯,一般用于景观中道路或公园的TN-S体系的配电箱上端干线电缆或配电箱下端的功率较大的分支回路,或远距离的灯具连线
线缆外表面绝缘层是用来保护线芯之间、线芯与外界的绝缘,使电流沿线芯传输。绝缘层包括分相绝缘和统包绝缘,统包绝缘在分相绝缘层之外。绝缘层材料有油浸纸、橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、和交联聚乙烯等。
1.常用电缆、光缆燃烧性能等级可分为不然电缆(光缆)--燃烧性能等级为A,阻燃1级电缆(光缆)--燃烧性能等级为B1., 阻燃2级电缆(光缆)--燃烧性能等级为B2.,普通电缆(光缆)--燃烧性能等级为B3
在景观建筑电气设计中干线采用WDZC-YJY低烟无卤阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆,支线采用ZR-YJV阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆;
2. 一类高层住宅或办公建筑(室内)、重要公共建筑(室内)及其它人员密集场所(室内),干线支线均采用WDZC-YJY低烟无卤阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆;
3. 绿地、景观、道路、桥体的干线和支线采用ZR-YJV阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。地下直埋电缆还可以不预埋保护管,可以直接敷设铠装电缆。
4.水下灯具供电选用防水电缆JSH-2*4,水下控制线选用FS-RVVSP-4*0.75。
5.开关电源至灯具的低压线缆采用:ZR-RVV阻燃铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软电线
6.根据用电功率、距离、电压选择电缆直径
已知一条回路带的灯数量,功率及电压,来选取电缆直径,想知道用多大直径的电缆,就得算出电缆要通过的电流是否在选择电缆直径的承受范围内。如果电缆线路比较长,还要计算线路压降,确保线路压降不要超过额定电压的5%,否则还需增大电缆截面积。
7.通讯线缆
光纤---远距离型号传输,在景观照明电气中,需要加光纤收发器才能实现信号转换传输。
屏蔽网线,防干扰信号传输,一般到用在分控器与分控器之间的信号传输,分控器端口与灯具之间的型号传输,非屏蔽网线用于灯与灯之间的信号传输。
2.5线缆的穿管与保护
建筑的管线集中的位置,室外楼顶容易被人踩到的部位用热镀锌线槽(板厚按国标执行,表面喷塑),建筑外立面用铝合金线槽(板厚按国标执行,表面喷塑),线槽内电缆的总截面(包括外护层)不超过线槽内截面的40%,强、弱电的电缆如果共槽时应采用用金属隔板隔离;
埋入地下的电缆表面距地面的距离不应小于0.7m,在引入建筑物、与地下建筑物交叉时及绕过地下建筑物处,可浅埋,但应采取保护措施;
室外支线埋地敷设的线缆;各分支回路选用PE厚壁管, 过路口应穿热镀锌钢管,加以保护
2.6灯具的选择
户外景观照明灯具的分类大致根据电压,防护等级和照明功能这三种。
1.从电压上分,有AC220v,一般为48W及48W以上的大功率灯具。直流灯具一般有48V,36V,24V,15V,一般是48W以下的灯具,这个定义不是一定的,可根据现场不同项目实际条件,厂家定制所需电压的灯具。LED灯具的开关电源需选用专用开关电源,灯具输入电压要与开关电源输出电压一致;
2.从防护等级灯具分,可分为,IP54,IP65,IP67,IP68等灯具。
3.从功能可分为洗墙灯,投光灯,染色灯,轮廓灯,点像素,水下灯,隧道灯,路灯,草坪灯,壁灯,激光灯,护栏灯等。
选用功率因数不小于0.9的灯具,若功率因数小于0.9,应配备相应的补偿装置;
景观照明配套电气设计中需根据项目的具体应用环境正确选择不同的配电系统,线缆,灯具等相关设配才能更好的完成电气施工图设计。
2.7 配电箱
室外安装照明配电箱、控制箱、开关电源箱等采用防水、防尘型,防护等级不应低于IP54;
景观照明中的所有配电箱都需安装漏电保护器,配电箱内的回路漏电保护器,额定漏电动作时间应小于0.1s,额定漏电动作电流应不大于30mA,.
如果在潮湿或有腐蚀介质环境下,漏电保护器应采用防溅型产品。其额定漏电动作电流应不大于15mA,额定漏电动作时间应小与0.1s.
室外配电柜落地安装时,箱底距地面不小于300mm;配电柜尺寸小时可以采用壁挂安装方式,配电箱底边距地面高度为1.4m;室外配电箱防护等级为IP54,室内配电箱防护等级为IP40。
2.)设计配电箱时,一般设手动、自动切换功能, 在检修或特殊情况下可采用手动控制功能;
配电柜内的强电开关控制模式根据设计方案设置,开启时段可根据具体情况确定,系统可具备以下功能:
a)通过天文时钟自动控制;
b)通过互交式触摸屏设定场景;
c)通过手动按钮实现;
d)通过无线设备,使用笔记本电脑或平板电脑等远程控制;
2.8 防雷与接地
1) 进线电缆金属外皮、金属线槽、金属管、控制箱、配电箱、及开关电源的金属外壳均需与防雷接地装置连接。
1、接地极采用5×50×2500镀锌角钢。接地母线用16mm2塑铜线引出。接地极埋深大于0.6米。接地电阻不大于4Ω,
2、景观灯柱,路灯,庭院灯,应全部测试,其它灯具的测试比例应不小于30%,用仪表测试接地电阻。
2)安装在建筑物上的景观照明灯具,线路及其他设备需根据建筑物的防雷类别采用相应的防止闪电电涌侵入的措施,
屋顶安装的上下级配电柜,安装距离应大于10m;
3)距建筑物20米以上的配电柜应做重复接地,接地电阻不大于4欧母,
建设单位提供的上级电源端,应具备火灾发生时消防强切分励脱扣功能;
3.城市公园景观照明的研究的理论意义体现
3.1研究城市公园景观照明理论意义的体现
电气设计,不但要对本身专业有所了解,同时对现代照明设计的一些原理,理念也要有所认知。我国目前对于公园景观照明设计研究的较少,一般附属在城市照明设计中。西方的景观照明理论系统较为成熟完善,而我国也是从九十年代提出城市亮化工程后才有所发展,目前还处于起步的阶段。随着人们夜间户外活动的增加,公园景观照明的重要性才逐渐体现出来。但是由于缺乏系统科学的理论指导,城市照明与城市公园景观照明不做区分,二者混淆发展,结果造成现代城市公园景观照明形式刻板,光污染等诸多的问题。公园的景观照明设计理论更是匮乏,通常只是侧重于基本的功能照明,普遍存在着景观照明形式单一,灯具景观性不强,地域特色不明显,甚至光污染等问题。因此,形成一套完整的理论体系使城市公园景观照明设计“有理可依”迫在眉睫。
3.2传统园林意境蕴含的体现
我国传统园林文化博大精深,优秀的园林设计典例为城市公园的景观照明设计提供了丰富的素材。传统园林能够利用空间的明暗深远交替变化,形成连续多变的空间,借助于月光就能营造出“梨花院落溶溶月”的意境,这些手法都可以应用在景观照明设计中,更好地提升现代景观的照明意境,丰富景观的文化内涵。研究证明,人的视觉之所以会产生不同的意境效果是因为不同的照明亮度对比而形成的,所以公园景观照明的照度设计和投射方式以及色温等要素经过反复地选择和调试对比后,已形成最宜人的照明环境。
3.3区域文化的融入
在公园景观照明设计中融入当地的文化,能够使景观得到更深层的精神表现。同时,在城市公园景观照明中,“光”是可以作为一种新的景观元素融入到夜景观的设计中,从而更加鲜明地表达当地的文化。比如南方滨海城市绚丽多彩的灯光节,北方城市冬季晶莹剔透的冰雕与灯光组合,显示出别具一格的地域特色;同时我国传统的元宵节与灯会的举行在一些城市中则形成了典型的季节特色,这些内容借助于灯光的表达为景观赋予了更深的文化内涵,也是使景观照明得以可持续发展的重要手段。
3.4现代高科技的融入
公园的景观照明设计中可以选择的光源有LED、太阳能、卤素灯等高科技照明,其中太阳能的广泛应用结合大大促进了低碳照明的发展,同时太阳能灯具的大量应用还有效地提高了景观照明灯具的技术含量,丰富了绿色照明的内容,有利于节约资源,循环利用。同一光源的照射下物体的颜色越来越接近物体本身的颜色。在进行建筑景观的照明电气设计工作时,设计师需要充分、系统地了解光源光谱与建筑景观环境相互作用的理论知识和相关内容,在照明设计中科学合理地运用理论知识,从而配合照明与施工共同达到理想的照明效果。
4.结论
通过上述的阐述得出结论景观照明电气设计是利用一定的设计理念及专业技术,将灯光与景观进行融合的艺术创作,电气设计要服务于整体的景观照明系统,电气设计师不仅要对各种灯具参数,配电箱内各种元器件,控制柜配内的套设备性能了解,还要熟悉行业规范、现场施工工艺,才能满足于多样性的复杂工作,并要有自己的总体电气设计规划与布局,兼顾功能与安全的考量,并在施工进行中积极参与到现场的二次深化。与照明设计师参建单位共同把景观照明,从图纸搬到现实当中。
一个好的电气设计方案非常重要 ,不仅可以节省设备数量和电缆线槽的管线量,降低施工难度,节约施工成本,还可以为国家节省不必要的能源浪费。
参考文献
[1]谢欣辰,景观灯在园林中的设计应用研究,美与时代(城市版),2005.10-26
[2]周妩怡,浅析照明工程在城市园林景观中的设计应用,科技经济导刊,2020年23期第58页
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