建筑電氣與照明技術設計論文

引言照明是人們生產、工作、學習中最根本和最重要的需求。我國經濟正處于高速開展階段，隨著人們生活水平的不斷提高，對照明用電的需求也迅速增長，照明用電已成為我國電力需求的重要局部。就目前我國的國情來講，建筑電氣技術仍處于開展中。因建筑電氣設計方式和維護管理工作不善而導致工業(yè)與民用建筑等場所的電氣照明的成效不良，如照度水平該高的地方不高，該低的地方反而很亮，耗電多，到達的照度水平低，照明質量差，既不利于人們勞動或其他活動的視覺工作，而且造成了電氣照明能量的嚴重浪費。能源短缺嚴重影響我國現(xiàn)代化建設的開展。節(jié)能在各行各業(yè)中均已得到充分重視。建筑電氣設計工作者更應在進行建筑電氣設計時，應充分考慮照明設施的維護管理問題，充分發(fā)揮電氣照明設施的能效。為國家節(jié)約每一度電，為現(xiàn)代化建設作奉獻，是每一位建筑電氣設計工作者責無旁貸的職責與義務。新的建筑照明標準中,指出在滿足照度要求的前提下，減少單位建筑面積的照明用量。工廠越來越重視照明對企業(yè)生產效率提高的作用，正逐步替換能耗高、照度低的照明燈具。雷電防護是古老的話題，自古至今雷電的能量和次數(shù)并沒有發(fā)生明顯的突變，但是雷電災害頻度急劇增加，主要是我們的負載發(fā)生了變化。防雷一定要從負載耐受開始研究，否那么便是紙上談兵。防雷又是一個很復雜的問題，不可能依靠一、二種先進的防雷設備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓和感應過電壓的影響，必須針對雷害入侵途徑，對各類可能產生雷擊的因素進行排除，采用綜合防治——接閃、均壓、屏蔽、接地、分流〔保護〕，才能將雷害減少到最低限度。接地是避雷防護最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷、感應雷、或其他形式的雷，最終都是把雷電流泄入大地。因此，沒有合理而良好的接地裝置是不能可靠地避雷的。接地電阻越小，散流就越快，被雷擊物體高電位保持時間就越短，危險性就越小。等電位連接就是把建筑物內附近的所有金屬物，如建筑物的根底鋼筋、自來水管、煤氣管及其金屬屏蔽層，電力系統(tǒng)的零線、建筑物的接地系統(tǒng)，用電氣連接的方法連接起來〔含截獲可靠的導線連接〕使整座建筑物成為一個良好的等電位體。等電位連接的目的就是為了防止和設備與設備之間、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間危險的電位差，確保設備和操作人員的平安。1.電氣照明概述工廠照明分為自然照明和人工照明兩大類，而電氣照明是工廠照明中應用范圍最廣的一種照明方式。照明設計是否合理，都直接影響到生產產品的質量和勞動生產率以及工作人員的視力健康。因此工廠照明的合理設計對工業(yè)生產具有十分重要的意義。1.1照明技術的有關概念光和光譜1.光光是物質的一種形態(tài)，是一種輻射能，在空間中以電磁波的形式傳播，其波長比無線電波短而比X射線長。這種電磁波的頻譜范圍很廣，波長不同其特性也截然不同。2.光譜白光線中不同強度的單色光，按波長長短依次排列，稱為光源的光譜。光譜的大致范圍包括：紅外線——波長為780nm～1mm可見光——波長為380nm～780m紫外線——波長為1nm～380m。波長為380nm～780m的輻射能為可見光，它作用于人的眼睛就能產生視覺。但人眼對各種波長的可見光，具有不同的敏感性。實驗證明，正常人眼對于波長為555nm的黃綠色光最敏感，因此波長越偏離555nm的輻射，可見度越小。光的度量1.光通光源在單位時間內，向周圍空間輻射出的使人眼產生光感的能量，稱為光通量。用符號Φ表示，單位為流明〔lm〕。2.光強光強就是發(fā)光強度，是表示向空間某一方向輻射的光通密度。用符號I表示，單位為坎德拉〔cd〕。3.照度受照物體外表的光通密度稱為照度。用符號E表示，單位為勒克斯〔lx〕。4.亮度發(fā)光體〔受照物體對人眼可看作是間接發(fā)光體〕在視線方向單位投影面上的發(fā)光強度稱為亮度。用符號L表示，單位為cd/㎡。光源的色溫與顯色性1.色溫色溫就是當某一種光源的色品〔用CIE1931標準色度系統(tǒng)所表示的顏色性質〕與某一溫度下絕對黑體的色品相同時的絕對黑體的溫度。用Tc表示，單位是K〔凱爾文〕。所有物體自身在絕對零度之上的任何溫度都會發(fā)出電磁波輻射。一定時間內輻射能量的多少，以及輻射能量按波長分布的狀況都與溫度有關。絕對黑體在任何溫度下對任何波長的入射輻射都完全吸收〔即吸收比為1〕。由于排出了周圍環(huán)境的影響，使得它發(fā)出的輻射僅由溫度決定。隨著溫度的增加，絕對黑體輻射能量增大；并且，其功率波譜的峰值向短波方向移動。也就是，溫度升高，人眼看上去不僅亮度增加，，顏色也隨之變化。2.顯色性統(tǒng)一顏色的物體在具有不同光譜的光源照射下，能顯出不同的顏色。光源對被照物體顏色顯現(xiàn)的性質，叫做光源的顯色性。為表征光源的顯色性能，引入光源的顯色指數(shù)這一參數(shù)。光源的顯色指數(shù)Ra是指在待測光源照射下物體的顏色與日光照射下該物體的顏色相符合的程度，而將日光與其相當?shù)膮⒄展庠达@色指數(shù)定為100。因此物體顏色失真越小，那么光源的顯色指數(shù)越高，也就是光源的顯色性能越好。眩光由于視野中的亮度范圍或者亮度分布不均勻，或存在極端的比照，以至于引起不舒適的感覺或者降低觀察細節(jié)局部及目標的能力的視覺現(xiàn)象，稱為眩光。眩光是人的視覺特性，它受制于環(huán)境因素，且由人眼的生理特點所決定。照明方式和種類1.照明方式在工業(yè)企業(yè)中,照明按裝設方式可分為一般照明、局部照明和混合照明?！?〕一般照明供照度要求根本均勻的場所之照明?！?〕局部照明僅供工作地點(固定式或便攜式)使用的地方?！?〕混合照明一般照明和局部照明組成的照明。對工作位置密度很大而對光照方向無特殊要求的場合，宜采用一般照明；對局部地點需要高照度并對照射方向有要求時，宜采用局部照明；對工作位置需要較高照度并對照射方向有特殊要求的場所，宜采用混合照明。2.照明的種類照明按其用途可分為工作照明、事故照明、值班照明、警衛(wèi)照明和障礙照明。〔1〕工作照明正常工作時的室內照明。〔2〕事故照明正常照明熄滅后供工作人員暫時繼續(xù)作業(yè)和疏散人員使用的照明。〔3〕值班照明非生產時間內供值班人員使用的照明?！?〕警衛(wèi)照明警衛(wèi)地區(qū)周界的照明?！?〕障礙照明在高層建筑上或基建施工、開挖地段時，作為障礙標志用的照明。工作照明一般可以單獨使用，也可和事故照明、值班照明同時使用，但控制線路必須分開。事故照明應裝設在可能引起事故的設備、材料周圍及主要的通道和入口處，并在燈的明顯部位涂上紅色，且照度不應小于場所所規(guī)定照度的10%。三班制生產的重要車間及有重要設備的車間和倉庫等場所應裝設值班照明。障礙照明一般用閃光、紅色燈顯示。1.2常用照明光源和燈具照明光源和燈具是照明器的兩個主要部件，照明光源提供發(fā)光源，燈具起固定光源的作用。照明光源電光源就是將電能轉換成光學輻射能的器件。照明工程中常用的電光源按發(fā)光原理可分為兩大類：熱輻射光源和氣體放電光源。1.熱輻射光源〔1〕白熾燈白熾燈是根據(jù)電流的熱效應制成的發(fā)光器件，它是將燈絲通電加熱到白熾狀態(tài),利用熱輻射發(fā)出可見光的電光源，至500℃時開始發(fā)出可見光，隨溫度增加，從紅-橙黃-白逐步變化。性能特點及應用①輻射光譜連續(xù)；②顯色性好，近似Ra=100；③色溫低，約在2500K-3200K〔普通型號在2700K-2900K〕；④光效低，約在9-34lm/W；⑤散熱量大；⑥壽命短，約在1000h。從以上性能可以看出，白熾燈發(fā)光效率極低，能耗極大，但由于它的顯性好，在特定的要求下還在采用?！?〕鹵鎢燈鹵鎢燈是在白熾燈的根底上，進行技術改良而產生的新型照明電光源。它有體積小、壽命長、光效高、亮度強、使用方便、價格；便等一系列優(yōu)點，在賓館、商場、醫(yī)院、電影院等場所得到廣泛應用。鹵鎢燈的發(fā)光原理和白熾燈完全相同。其性能的提高在于玻殼內不但被抽成真空，充入了適量的惰性氣體，如氬氣、氮氣，而且還充人了化學鹵族元素及其鹵化物，如碘、溴、溴化氫等。燈泡點燃后，燈內溫度上升，到達250℃～1200℃時鎢便會蒸發(fā)，擴散到玻殼內壁，燈內的鹵族元素分子電同樣受高溫而分解．充滿燈體內。由于燈管壁殼溫度較低(約250℃)，于是鹵素分子和鎢便發(fā)生化學反響生成鹵化物，而鹵化物是一種極不穩(wěn)定的化合物，易揮發(fā)。當它靠近鹵鎢燈按燈內所充鹵元素的不同分為兩種：碘鎢燈(燈內充碘)和溴鎢燈(燈內充溴)。碘鎢燈的特點：碘鎢燈的優(yōu)點是體積小、效率高、功率大、壽命長、安裝簡單、使用方便。缺點是耐震性差。溴鎢燈的特點：體積小、亮度高、彩色復原好，一般在要求強光的場合下使用，壽命較短。2.氣體放電光源〔1〕熒光燈熒光燈即低壓汞燈，它是利用低氣壓的汞蒸氣在放電過程中輻射紫外線，從而使熒光粉發(fā)出可見光的原理發(fā)光，因此它屬于低氣壓弧光放電光源。熒光燈內裝有兩個燈絲。燈絲上涂有電子發(fā)射材料三元碳酸鹽〔碳酸鋇、碳酸鍶和碳酸鈣〕，俗稱電子粉。在交流電壓作用下，燈絲交替地作為陰極和陽極。燈管內壁涂有熒光粉。管內充有400Pa-500Pa壓力的氬氣和少量的汞。通電后，液態(tài)汞蒸發(fā)成壓力為0.8Pa的汞蒸氣。在電場作用下，汞原子不斷從原始狀態(tài)被激發(fā)成激發(fā)態(tài)，繼而自發(fā)躍遷到基態(tài)，并輻射出波長253.7nm和185nm的紫外線(主峰值波長是253.7nm，約占全部輻射能的70-80％；次峰值波長是185nm，約占全部輻射能的10％)，以釋放多余的能量。熒光粉吸收紫外線的輻射能后發(fā)出可見光。熒光粉不同，發(fā)出的光線也不同，這就是熒光燈可做成白色和各種彩色的緣由。由于熒光燈所消耗的電能大局部用于產生紫外線，因此，熒光燈的發(fā)光效率遠比白熾燈和鹵鎢燈高，是目前最節(jié)能的電光源?！?〕高壓汞燈高壓汞燈是由石英電弧管，外泡殼〔通常內涂熒光粉〕，金屬支架，電阻件和燈頭組成。電弧管為核心元件，內充汞與惰性氣體。放電時，內部汞蒸氣壓為2-15個大氣壓，因此稱為高壓汞燈。高壓汞燈，應用了先進的制燈工藝，使高壓汞燈的光效更高，壽命更長。發(fā)白光，色溫4100K左右，而且經濟實惠，被廣泛應用于室內外的工業(yè)照明，道路照明燈領域。自鎮(zhèn)流高壓汞燈，由于該產品不需要外接鎮(zhèn)流器，所以使用非常方便。其光效是白熾燈的2倍，壽命是白熾得燈的10倍，而且經濟實惠，被廣泛應用于室內外的工業(yè)照明，庭院照明，街區(qū)照明等領域。高壓汞燈通常采用并聯(lián)補償電容的電感鎮(zhèn)流器。另一種自鎮(zhèn)流高壓汞燈，由于在外泡殼內安裝了一根鎢絲作為鎮(zhèn)流器，因此不必再外接鎮(zhèn)流器而方便使用?！?〕高壓鈉燈高壓鈉燈的根本結構，主要由燈絲，雙金屬片熱繼電器，放電管，玻璃外殼，等組成，放電器由半透明的多晶氧化鋁陶瓷制成，充有汞和汞鈉劑，能產生很高壓力的汞蒸氣，燈絲由鎢絲制成螺旋形或編織成能儲存一定數(shù)量的堿土金屬氧化物的形狀，當燈絲發(fā)熱時，堿土金屬氧化物發(fā)射電子。雙金屬的作用是：當燈接入電源后，電流經過鎮(zhèn)流器，熱電阻，雙金屬片而形成通路，熱電阻發(fā)熱后，雙金屬片斷開，由鎮(zhèn)流器產生的瞬間自感電動勢使管內的惰性氣體電離擊穿放電，溫度升高后，汞也隨著氣化放電，使鈉成為氣態(tài)放電而產生強光。高壓鈉燈使用時發(fā)出金白色光，它具有發(fā)光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強和不誘蟲等優(yōu)點。廣泛應用于道路、高速公路、機場、碼頭、船塢、車站、廣場、街道交匯處、工礦企業(yè)、公園、庭院照明及植物栽培。高顯色高壓鈉燈主要應用于體育館、展覽廳、娛樂場、百貨商店和賓館等場所照明?！?〕金屬鹵化物燈金屬鹵化物燈主要依靠金屬鹵化物作為發(fā)光材料，金屬鹵化物以固體形態(tài)存在燈內。因此，燈內必須充有少量的引燃氣體氫或氙，以便點燃燈泡。燈點燃后，首先工作在低氣壓弧光放電狀態(tài)，此時燈兩極電壓很低，約18～20V，光輸出也很少，這時主要產生熱能，使整個燈體加熱，引入燈中的金屬鹵化物隨溫度升高不斷蒸發(fā)，成為金屬鹵化物蒸氣，在熱對流的作用下，不斷向電弧中心流動，一局部金屬鹵化物被電弧5500～6000K高溫分解，成為金屬原子和鹵素原子，在電場的作用下，金屬原子被激發(fā)發(fā)光；另一局部金屬鹵化物不被電弧高溫所分解，在高溫和電場雙重作用下，直接激發(fā)形成分子發(fā)光。金屬鹵化物燈的最大優(yōu)點是發(fā)光效率特別高，光效高達80～90Lm/W，正常發(fā)光時發(fā)熱少，因此是一種冷光源。由于金屬鹵化物燈的光譜是在連續(xù)光譜的根底上迭加了密集的線狀光譜，故顯色指數(shù)特別高，即彩色復原性特別好，可達90%。另外，金屬鹵化物燈的色溫高，可達5000～6000K，專用投影機燈可達7000～8000K。在同等亮度條件下，色溫越高，人眼感覺越亮。〔5〕氙燈填充氙氣的光電管或閃光電燈。氙氣化學性質不活潑，不能燃燒，也不助燃。是天然的稀有氣體中分子量最大、密度最高的。氙氣高壓燈輻射發(fā)出很強的紫外線，可用于醫(yī)療，制作光譜儀光譜。氙燈是一種發(fā)光功率大，接近日光的燈，分為長弧氙燈、短弧氙燈和脈沖氙燈三類。燈具的特性與分類1.燈具的特性照明燈具的特性可以從燈具的配光曲線、保護角和燈具光效率等三個指標加以衡量?！?〕配光曲線所謂配光曲線就是以平面曲線圖的形式反映燈具在空間各個方向上發(fā)光強度的分布狀況。具有旋轉軸對稱的燈具可用極坐標配光曲線。在光源中心及旋轉軸的平面上測出不同角度的發(fā)光強度值，以某一位置為起點，不同角度上發(fā)光強度矢量的頂端所勾勒出的軌跡就是燈具的極坐標配光曲線。非旋轉軸對稱燈具如管型熒光燈燈具需要多個平面的配光曲線才能說明光的空間分布特性。對于聚光燈、投光燈和探照燈等類的燈具，其光輻射的范圍集中用直角坐標配光曲線更能將其分布特性表達清楚?！?〕保護角保護角又稱遮光角，用于衡量燈具為了防止眩光而遮擋住光源直射范圍的大小。用光源發(fā)光體從燈具出口邊緣輻射出去的光線和出口邊緣水平面之間的夾角表示?！?〕燈具光效率燈具的光效率是指在相同的使用條件下，燈具輸出的總光通量與燈具中光源發(fā)出的總光通量之比。燈具光效率的數(shù)值總小于1。燈具光效率越高，光源光通量的利用程度越大，也就越節(jié)能。實際中應優(yōu)先采用光效率高的燈具。2.燈具的分類照明燈具的分類方法繁多，如按用途分類、按CIE推薦的根據(jù)光通量分配比例分類和按燈具外殼防塵、防水、防觸電保護分類等。其中，按用途分類不再贅述，其余分類法將在這里加以表達。根據(jù)國際照明委員會CIE的建議，按燈具光通量在上下空間分布的比例分為五類：直接型、半直接型、漫射型〔包括水平方向光線很少的直接—間接型〕、和間接型。〔1〕直接型燈具此類燈具絕大局部光通量(90-100%)直接投射下方，所以燈具的光通量的利用率最高，但照明效果不理想?！?〕半直接型燈具這類燈具大局部光通量〔60-90%〕射向下半球空間，少局部射向上方，射向上方的分量將反射下來，從而減少照明環(huán)境所產生的陰影的硬度并改善其格外表的亮度比?！?〕漫射型或直接—間接型燈具燈具向上和向下的光通量幾乎相同〔各占40-60%〕最常見的是乳白玻璃球形燈罩，其他各種形狀漫射透光的封閉燈罩也有類似的配光。這種燈具將光線均勻地投向四面八方，能產生很好的照明效果?！?〕半間接型燈具燈具向下光通量占〔10-40%〕，他的向下分量往往只用來產生與天棚相稱的亮度，此分量過多或分配不適當也會產生直接或間接眩光等一類缺陷。上面敞口的半透明罩屬于這一類。他們主要作為建筑裝飾照明，由于大局部光線投向頂棚和上部墻面，增加了室內的間接光，光線更為柔和宜人?！?〕間接燈具燈具的小局部光通〔10%以下〕鄉(xiāng)下。設計的好時，全部天棚成為一個照明光源，到達柔和無陰影的照明效果，由于燈具向下光通很少，只要布置合理，直接眩光與反射眩光都很小。3.燈具的選擇燈具選擇的根本原那么有以下幾點：〔1〕功能原那么：符合要求的配光曲線、保護角、燈具效率、款式符合環(huán)境的使用條件?！?〕平安原那么：符合防觸電平安保護規(guī)定要求?！?〕經濟原那么：初投資和運行費用最小化?！?〕高效原那么：在滿足眩光限制和配光要求條件下，應選擇效率高的燈具。工業(yè)廠房的照明可采用熒光燈光帶〔槽式燈〕或氣體放電燈具，一般是普通照明結合局部照明。有些廠房工藝設備上有專門的局部照明，我們設計時只要考慮普通照明就可以了。工藝設備用電屬動力用電，另外單獨引入電源并預留。在工業(yè)廠房中，照明燈具的懸掛高度在4米左右時，可以選擇熒光燈，懸掛高度在5米左右及以上時，一般選擇適用的高壓氣體放電燈。工業(yè)建筑燈具安裝狀態(tài)按建筑層高劃分一般劃分為高頂棚、中頂棚、低頂棚三類。高頂棚類安裝高度一般10米以上，采用250～1000W的高壓氣體放電燈，狹形房間要求高照度時燈具為狹照型配光，對于面積大的寬型房間燈具用中照型配光；中頂棚類安裝高度一般5～10米，采用小功率高壓氣體放電燈，燈具為中照型配光；低頂棚類安裝高度一般小于5米，這時主要采用熒光燈或白熾燈。高壓氣體放電燈主要有高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、高壓汞燈。高壓鈉燈光效高，金屬鹵化物燈顯色性好，高壓汞燈顯色性差。光效高的燈具一般用于室外場地，顯色性好的燈具一般用于顯色性要求高的場所。燈具的布置1.燈具布置的根本要求保證最低的照度及均勻度；光線的射向是適當，無眩光、陰影；安裝維護方便；布置整齊美觀，并與建筑空間協(xié)調；平安、經濟等。2.燈具的平面布置〔1〕均勻布置均勻布置的燈具可擺列成正方形、矩形或菱形。矩形布置時，盡量使燈距L與L’接近。為使照度更均勻，可將燈具排成菱形。等邊三角形的菱形布置，照度計算最為均勻，此時L’=1.732L布置燈具應按燈具的光強分布、懸掛高度、房屋結構及照度要求等多種因素而定。為使工作面上獲得均勻的照度，較合理的距高比一般為1.4～1.8左右。從使整個房間獲得較均勻的照度考慮，最邊緣一列燈具離墻的距離為ｌ，當靠墻有工作面時，ｌ＝〔0.2～0.3〕L；當靠墻為通道時，ｌ＝〔0.4～0.5〕L?！?〕選擇性布置根據(jù)環(huán)境對燈光的不同要求，選擇部燈的方式和位置。一般只要在需要局部照明或定向照明時，根據(jù)情況才考慮用選擇性布置。1.3照度標準和照明質量照明設計優(yōu)劣與否主要用照明質量指標加以評價與衡量。客觀物理量可以作為評價照明質量的依據(jù)，這些物理量包括：照度、照度均勻度、亮度分布、眩光限制、陰影消除、光色、照明的穩(wěn)定性等。1.3.11.一般規(guī)定照度標準是國家有關部門制定與公布的，各類建筑物和工作場所的光源應該符合的照度值。我國依據(jù)當前的具體國情，于2004年12月1日正式實施了《GB50034—2004建筑照明設計標準》。標準中規(guī)定：照度標準值應按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx分級。注：標準規(guī)定的照度值均為作業(yè)面或參考面上的維持平均照度值。2.照度標準值工業(yè)建筑的照度標準值見附錄1。照明質量照明設計優(yōu)劣與否主要用照明質量指標加以評價與衡量?？陀^物理量可以作為評價照明質量的依據(jù)，這些物理量指標包括：照度、照度均勻度、亮度分布、眩光限制、陰影消除、光色、照明的穩(wěn)定性等。1.照度均勻度照度均勻度的定義為：給定工作面上的最低照度與平均照度之比，即：。最低照度是指參照面上某一點的最低照度，平均照度是指整個參照面上的平均照度。我國國家標準規(guī)定：公共建筑的工作房間和工業(yè)建筑作業(yè)區(qū)域內的一般照明照度均勻度，不應小于0.7，而作業(yè)面臨近周圍的照度均勻度不應小于0.5；房間或場所內的通道和其它非作業(yè)區(qū)域的一般照明的照度值不宜低于作業(yè)區(qū)域一般照明照度值的1/3。2.亮度分布視野范圍內亮度分布的適宜與否，不僅關系到物體的可見度，而且還是舒適視覺的必要條件。因此，對空間分布有一定的要求，我國國家標準中推薦了房間內各個面的反射比〔該外表的照度與工作面一般照度之比〕的范圍。表1-1房間外表反射比與照度比Tab1-1Theroomsurfacereflectanceandilluminationratio外表的名稱反射比頂棚0.6~0.9墻面0.3~0.8地面0.1~0.5作業(yè)面0.2~0.63.眩光限制眩光可以由光源和燈具直接引起，也可以有反射比高的外表形成的鏡面反射而引起；它對人的生理和心理都將造成危害，因此必須采取措施加以限制。公共建筑和工業(yè)建筑常用房間或場所的不舒適眩光按新照明設計標準采用統(tǒng)一眩光值〔UGR〕評價，室外體育場所的不舒適眩光應采用眩光值〔GR〕評價。直接型燈具的遮光角不應小于下表：表1-2直射型燈具的遮光角Tab1-2KeepingshootalamphidesthelightCape光源平均亮度〔kcd/〕遮光角〔°〕1~201020~501550~50020500以上30可用以下方法防止或減少光幕反射和反射眩光：1〕防止將燈具安裝在干擾區(qū)內；2〕采用低光澤度的外表裝飾材料；3〕限制燈具亮度；4〕照亮頂棚和墻外表，但防止出現(xiàn)光斑有視覺顯示終端的工作場所照明應限制燈具中垂線以上等于和大于６５°高度角的亮度。燈具在該角度上的平均亮度限值應符合下表的規(guī)定：表1-3燈具平均亮度限制Tab1-3Theaveragebrightdegreeoflamplimit屏幕分類ⅠⅡⅢ屏幕質量好中差燈具平均亮度限值≦1000cd/≧200cd/4.光源的顏色不同光譜分布的光線在視覺心理上會有不同的感覺。低色溫〔3300K以下〕的光源給人以“暖〞的感覺在室內可以營造溫馨輕松的氣氛；高色溫〔5300K以上〕的光源接近自然光色，給人以“冷〞的感覺，使人精神振奮。正確的物體彩色感覺只有在光源光譜分布接近自然光的情況下才能形成。在光源光譜分布與自然光相差較大的條件下，被照物體的顏色將有較大的失真。長期工作和或停留的房間或場所的顯色指數(shù)不宜小于80。在燈具安裝高度大于6m的工業(yè)建筑場所，可低于80，但必須能夠區(qū)分平安色。1.4照度計算照度計算是照明設計的重要內容,照度計算又是照明功能效果計算的重要組成局部。照度計算的目的是根據(jù)所需要的照度值,結合其它條件(如照明器型式及布置、房間各個面的反射條件及污染情況等)來決定燈泡的容量或燈的數(shù)量。逐點照度計算法逐點照度計算法又叫平方反比法，它可以求出工作面上任何一點的直射照度。當光源的尺寸和它到被照面的距離相對非常小時，可以忽略光源的大小認為是“點光源〞。點光源到被照面上某個照度計算點的水平照度為：〔1-1〕式中：——照度計算點的水平面照度〔lx〕；——光源照射方向的光強〔cd〕；——光源的入射角；——光源與計算點之間的距離〔m〕。當有多個點光源時，逐一計算每個光源對計算點的照度，然后疊加起來即可。實際工程為了簡化計算，利用空間等照度曲線法和平面相對等照度曲線法。1.空間等照度曲線法具有旋轉軸對稱配光特性燈具的場所，可利用“空間等照度曲線〞進行水平照度計算。只要知道計算高度h和水平距離d就可以從曲線上查得該點的水平照度值。由于曲線是按光源的光通量為1000lm繪制的，所以查得的數(shù)值好要根據(jù)實際光通量進行換算。被照計算點的水平照度值為：〔1-2〕式中：K——維護系數(shù)；——每個燈具的總光通量〔lx〕；——各燈具對計算點產生的水平照度的總合〔lx〕。2.平面相對等照度曲線法非對等配光曲線的燈具可使用“平面相對等照度曲線〞進行計算。由于曲線是假設計算高度1m的條件下繪制的，所以公式為：〔1-3〕式中：K——維護系數(shù)；——每個燈具的總光通量〔lx〕；——各燈具對計算點產生的水平照度的總合〔lx〕；——燈具的計算高度〔m〕。光通利用系數(shù)法利用系數(shù)法是計算工作面上平均照度的常用方法。利用系數(shù)是指投射到工作面上的光通量〔包括燈具的直射光通量和墻面、頂棚、地面等的反射光通量〕和燈具發(fā)出的總光通量的比值。1．計算公式〔1-4〕式中：——工作面的平均照度值〔lx〕；——利用系數(shù)；K——維護系數(shù)；N——燈具數(shù)量；——每個燈具內的總光通量〔lm〕；S——工作面的面積〔〕。2．利用系數(shù)的選取〔1〕確定房間的空間特性系數(shù)房間橫截面的空間分為３個局部，燈具出口平面到頂棚空間；工作面到燈具出口平面之間的叫室空間；工作面到地面之間的叫地板空間。３個空間分別有各自的空間系數(shù)。1〕室空間系數(shù)為RCR=〔1-5〕2〕頂棚空間系數(shù)為CCR=〔1-6〕3〕地板空間系數(shù)為FCR=〔1-7〕式中：——室空間高度〔m〕；——頂棚空間高度〔m〕；——地板空間高度〔m〕；L——房間的長度〔m〕；W——房間的寬度〔m〕。〔2〕確定頂棚、地板空間的有效反射比和墻面的平均反射比射向燈具出口平面上方空間的光線，除一局部吸收之外，剩下的最終還要從燈具出口平面向下射出。那么，可把燈具開口平面看成一個有效反射比為的假象平面。同樣，地板空間的反射效果也可用一個假想平面來表示，其有效反射比為。〔頂棚、地板〕空間的有效反射比由下式求得：=〔1-8〕式中：——〔頂棚、地板〕空間各外表的平均反射比；——〔頂棚、地板〕的平面面積；——〔頂棚、地板〕空間內所有外表的總面積。如果某個空間是由i個外表組成，那么平均反射比為〔1-9〕式中：——第i個外表的反射比；——第i個外表的面積。〔3〕確定利用系數(shù)在求出RCR、、后，按燈具的利用系數(shù)表可查出其利用系數(shù)。如系數(shù)不是表中的整數(shù)，可用插值法算出對應值。一般情況下，系數(shù)表是按=20%求得的。單位容量法光源的單位容量是指在單位水平面積上光源的安裝電功率，它實際上是光源電功率的面密度。即=〔1-10〕式中：——單位容量；——房間安裝光源的總功率；S——房間的總面積。單位容量法就是利用已經制作好的“單位面積光通量〞或“單位面積安裝電功率〞數(shù)據(jù)表格進行計算。根據(jù)條件在表上查得單位容量，室內照明的總安裝容量為=S〔1-11〕室內所需要的燈具數(shù)量為N=〔1-12〕式中：——每盞燈具的光源容量〔W〕；N——燈具數(shù)量〔盞〕。1.5照明配電照明電源動力設備無大功率沖擊性負荷時，照明和電力宜公用變壓器。當動力設備有大功率沖擊性負荷時，考慮到電壓的偏移與波動，照明宜與沖擊性負荷接自不同變壓器；假設條件不允許，需接自同一變壓器時，照明應有專用饋電線供電。照明安裝功率較大時，宜采用照明專用變壓器。照明配電網(wǎng)絡照明配電網(wǎng)絡由連接變電所內的低壓配電屏至總照明配電箱的饋電線，總照明配電箱配出的干線和連接照明配電箱的分支線組成。照明配電的單相負荷宜在三相配電干線上平衡分配，以使各相電壓偏差不致差異太大。一般規(guī)定相負荷不超過三相負荷平均值的15%。為減小分支線路內發(fā)生故障的影響范圍以及檢查維修的方便，每一照明單相分支回路的電流不宜超過16A，所接光源數(shù)不宜超過25個；連接組合燈具時，回路電流不宜超過25A，光源數(shù)不宜超過60個；連接高強度氣體放電燈的單相分支回路的電流不應超過30A。照明配電線路導線的選擇照明配電常用的導線主要是絕緣電線和電纜。絕緣電線大致分為塑料絕緣電線與橡皮絕緣電線兩大類。常用的BLV、BV、BVV、BVR、RV聚氯乙烯絕緣線等塑料絕緣電線；BLX、BX、BBX、BXF等橡皮絕緣電線。照明配電用的低壓電力電纜由導電芯線、絕緣層、保護層組成。電力電纜按其芯數(shù)有單芯、雙芯、三芯、四芯、五芯線之分。照明配電線路應按負荷計算電流〔即允許載流量或發(fā)熱條件〕和燈端允許電壓值選擇導體截面積。選擇導體截面積還應考慮必要的短路和機械強度校驗。照明配電干線和分支線,應采用銅芯絕緣電線或電纜，分支線截面不應小于1.5平方毫米。主要供應氣體放電燈的三相配電線路，其中性線截面應滿足不平衡電流及諧波電流的要求，且不應小于相線截面，接地線截面選擇應符合國家現(xiàn)行標準的有關規(guī)定。工廠照明線路的敷設方式廠房照明支線一般采用絕緣導線沿(或跨)屋架用絕緣子(或瓷柱)明敷的方式。當大跨度廠房屋面結構采用網(wǎng)架型式時，除上述方式外，還可采用絕緣導線或電纜穿鋼管沿網(wǎng)架敷設。爆炸和火災危險性廠房的照明線路一般采用銅芯絕緣導線穿水煤氣鋼管明敷。在受化學性(酸、堿、鹽霧)腐蝕物質影響的地方可采用穿硬塑料管敷設。根據(jù)具體情況，在有些場所也可采用線槽或專用照明母線吊裝敷設。2.工廠避雷設計2.1雷電概述雷電的形成雷電是一種大氣中放電現(xiàn)象，產生于積雨中，積雨云在形成過程中，某些云團帶正電荷，某些云團帶負電荷。它們對大地的靜電感應，使地面或建〔構〕筑物外表產生異性電荷，當電荷積聚到一定程度時，不同電荷云團之間，或云與大地之間的電場強度可以擊穿空氣〔一般為25-30KV/cm〕，開始游離放電，我們稱之為"先導放電"。云對地的先導放電是云向地面跳躍式逐漸開展的，當?shù)竭_地面時〔地面上的建筑物，架空輸電線等〕，便會產生由地面向云團的逆導主放電。在主放電階段里，由于異性電荷的劇烈中和，會出現(xiàn)很大的雷電流〔一般為幾十千安至幾百千安〕，并隨之發(fā)生強烈的閃電和巨響，這就形成雷電。雷擊的形式雷擊主要有三種形式：直擊雷、感應雷、球形雷：1.直擊雷：是帶電云層〔雷云〕與建筑物、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象，并由此伴隨而產生的電效應、熱效應或機械力等一系列的破壞作用。指帶電的云層與大地上某一點之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象，主要危害建筑物、建筑物內電子設備和人。直擊雷的電壓峰值通?？蛇_幾萬伏甚至幾百萬伏，電流峰值可達幾十KA乃至幾百KA，其之所以破壞性很強，主要原因是雷云所蘊藏的能量在極短的時間〔其持續(xù)時間通常只有幾us到幾百us〕就釋放出來，從瞬間功率來講，是巨大的。防避直擊雷通常都是采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)或金屬物件作為接閃器，將雷電流接收下來，并通過作引下線的金屬導體導引至埋于大地起散流作用的接地裝置再泄散入地。2.感應雷：直擊雷放電過程中，強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物產生電磁感應發(fā)生高電壓以及發(fā)生閃擊的現(xiàn)象，主要危害建筑物內電子設備。是閃電放電瞬間，在附近導體產生的靜電感應和電磁感應現(xiàn)象。靜電感應：由于雷云的作用，使附近導體感應并積聚大量與雷云相反極性的束縛電荷，當雷云主放電時，雷電先導通道中的電荷迅速中和，原來處于雷云附近導體中與雷云相反極性的束縛電荷被釋放出來，形成自由電荷，如不就近泄散入地就會產生很高的電位。電磁感應：由于雷電流迅速變化〔瞬態(tài)脈沖〕在其周圍空間產生瞬變的強電磁場，使附近導體上感應出很高的電動勢。3.球形雷：在雷電頻繁的雷雨季節(jié)，偶然會發(fā)現(xiàn)殷紅色、灰紅色、紫色、藍色的“火球〞，直徑一般十到幾十厘米，甚至超過1米；有時從天而降，然后又在空中或沿地面水平移動，有時平移有時滾動，通過煙囪、開著的門窗和其他縫隙進入室內，或無聲地消失，或發(fā)出絲絲的聲音，或發(fā)生劇烈的爆炸，因而人們習慣稱之為“球形雷〞。較為罕見。防避球形雷最好在雷雨天不要翻開門窗，并在煙囪、通風管道等空氣流動處裝上網(wǎng)眼不大于4平方厘米，粗約2~2.5mm的金屬保護網(wǎng)，然后作良好接地。雷電侵襲的主要途徑1.直接雷擊的侵襲雷電直接擊中建筑物或暴露在空間的各種設備、各種架空金屬線纜〔如電力電纜、通信線路、網(wǎng)絡布線等〕。它可能在數(shù)微秒之內產生數(shù)萬伏乃至數(shù)拾萬伏的高壓，產生火花放電，形成巨大的熱能和機械能量，摧毀建筑物、設備，危及人身平安。2.雷電波侵入雷電雖然未直接擊中建筑物或設備，但擊中與本建筑物或設備相連的金屬管、線，通過傳導的方式經電阻性耦合將雷電波引入建筑物內，損害與之相連接的用電設備、通信設備、計算機網(wǎng)絡等設備乃至危害人身平安。3.雷擊電磁脈沖干擾雷擊發(fā)生時，由于雷電流迅速變化在其周圍空間產生瞬變的強電磁場，使附近導體上感應出很高的電動勢，誘發(fā)強大的雷擊電磁脈沖，經感性耦合、容性耦合或電磁輻射產生脈沖過電壓和過電流損壞有關設備。隨著科學技術的開展，大量采用微電子技術的、先進的計算機信息系統(tǒng)、監(jiān)控、通信等網(wǎng)絡日益廣泛地應用于各種建筑物中。而微電子設備的高度集成化，低工作電平和小工作電流的特點，又帶來絕緣強度低，耐過電壓、過電流的能力差等致命弱點。美國研究報告[AD-722675]指出：當雷電活動時，磁感應強度到達0.07GS時，計算機發(fā)生誤動作，當磁感應強度超過2.4GS時，計算機發(fā)生永久性損壞。因而雷電所產生的雷電電磁脈沖對微電子設備將產生嚴重的危害。根據(jù)統(tǒng)計，雷電對微電子設備的破壞而造成的損失，已遠遠超過了雷擊火災的損失，成為當今電子時代的一大公害。4.地電位還擊當設備沒有采取等電位接地措施的情況下，由于各接地系統(tǒng)本身的接地途徑不同，沖擊接地電阻差異，以及在泄放雷擊電流時，所通過的雷擊電流存在差異，導致地電位升高和不平衡，當?shù)仉娢徊畛^設備的抗電強度時，即引起還擊，損壞設備。2.2防雷設備一個完整的防雷設備由接閃器或避雷器、引下線和接地裝置三局部組成。接閃器接閃器是用來接受直接雷擊的金屬物體。接閃的金屬桿稱為避雷針，主要用于保護漏天變配電設備及建筑物；接閃的金屬線稱避雷線或架空地線，主要用于保護輸電線路；接閃的金屬帶、金屬網(wǎng)稱避雷帶、避雷網(wǎng)，主要用于保護建筑物。它們都是利用其高出被保護物的突出地位，把雷電引向自身，然后通過引下線和接地裝置把雷電流泄入大地，使被保護的線路、設備、建筑物免受雷擊。因此，接閃器的實質是引雷。避雷針1.防雷原理避雷針是明顯高出被保護物體的金屬支柱，其針頭采用圓鋼或鋼管制作，其作用是吸引雷電擊與自身，并將雷電流迅速泄入大地，從而保護物體免遭直接雷擊。避雷針需有足夠截面積的接地引下線和良好的接地裝置，以便將雷電流平安可靠的引入大地。當雷電的先導頭部開展到距地面某一高度時，因避雷針位置較高且接地良好，在避雷針的頂端因靜電感應而積聚與先導通道中電荷極性相反的電荷，形成局部電場強度集中的空間，該電場開始影響雷擊先導放電的開展方向，將先到放電的方向引向避雷針，同時避雷針的頂部的電場強度將大大增強，產生自避雷針向上開展的迎面先導，更增強了避雷針的引雷作用。2.保護范圍避雷針的保護范圍，以其能防護直擊雷的空間來表示。按新版國家標準，空間范圍的大小采用“滾球法〞確定?！皾L球法〞就是選擇一個半徑為〔滾球半徑〕的滾球，沿需要防護直擊雷的局部滾動。如果球體只觸及需要保護的部位時，那么該部位就在這個接閃器的保護范圍之內。滾球半徑是按建筑物防雷類別確定的〔見下表〕。表2-1各類防雷建筑物的滾球半徑和避雷網(wǎng)格尺寸Tab2-1Everyvarietydefendsthethunderbuildingtorolltheradiusandavoidthethundermeshsize建筑物類別滾球半徑〔m〕避雷網(wǎng)格尺寸〔m〕第一類防雷建筑物30≦５×５或６×４第二類防雷建筑物45≦１０×１０或１２×８第三類防雷建筑物60≦２０×２０或２４×１６單只避雷針的保護范圍，應按以下方法確定：〔1〕當避雷針高度h≦時①距地面處作一平行于地面的平行線；②以避雷針的針尖為圓心、為半徑，作弧線交平行線于A、B兩點；③以A、B為圓心，為半徑作弧線，該弧線與針尖相交，并于地面相切。由此弧線起到地面為止的整個錐形空間就是避雷針的保護范圍。避雷針在被保護物高度的平面上的保護半徑按下式計算=〔2-1〕〔2〕當避雷針的高度＞時在避雷針上取高度的一點代替避雷針的針尖作為圓心。其余做法與〔1〕相同?！沧ⅲ骸扯嘀槐芾揍樀谋Ｗo范圍，可參看有關國標或相關的設計手冊。避雷線1.避雷線概述避雷線是鐵質的，避雷針是銅質〔也可以是鐵質的〕，避雷針頂端向天，避雷線連接避雷網(wǎng)埋地，避雷線連接避雷針，雷雨季節(jié)，雷電從天空從避雷針進入避雷線直至埋地的避雷網(wǎng)，是消除雷擊保護建筑物或儀器的設施。大都用于建筑，變壓器電線竿，機房，發(fā)射架等。避雷線分圓截面和扁截面兩大類型。接復層金屬包基體金屬的不同分為：鉛包鋼、鉛包銅、銅包鋼、鉛包鋼避雷線。2.防護范圍的計算由于重力的作用，避雷線是一段垂弧。其保護效果等同于在弧垂上每一點都是一根等高的避雷針。故只需確定待計算點的垂弧高度，便可按單支針計算其兩側的保護范圍。同樣，在避雷線的端部保護范圍，那么按避雷線端部的等高單支針計算。當避雷線高大于兩倍滾球半徑時，是無保護范圍的，故不應采用。而當＜＜2時，其保護效果比=還差，所以很少采用。故在<的情況下保護范圍的計算為主，而對＜＜2的情況那么為輔。單根避雷線保護范圍的計算：當避雷線的高度h<2時，保護范圍按以下方法確定：1、距地面處作一平行于地面的平行線；2、當≤時，以避雷線為圓心，為半徑，作弧線交于平行線的A、B兩點；3、以A、B為圓心，為半徑作弧線，兩弧線相交或相切并與地面相切，從該二弧線起到地面止就是保護范圍；4、當2>>時，保護范圍最高占的高度按下式計算：=2-〔2-2〕5、避雷線在高度的XX′平面上的保護寬度〔半徑〕按下式計算：〔2-3〕式中：h——避雷線的高度〔m〕；——滾球半徑〔m〕；——被保護物的高度〔m〕。兩根等高避雷線的保護范圍，可參看有關國標或相關設計手冊。避雷帶與避雷網(wǎng)避雷帶是在建筑物的屋脊和屋頂四周敷設的接地導體，是由避雷針、避雷線開展而來的。避雷網(wǎng)是在避雷帶的中間敷設接地導體，以保護建筑物的中間部位。用于保護建筑物，其優(yōu)點是敷設簡便、造價低,而且同高聳的避雷針相比,引雷的幾率大為減少。而且它接閃后一般是由多根引下線泄散電流，室內設備上的還擊電壓相對較低。在我國廣泛應用的籠型防雷方式那么是利用建筑物鋼筋形成的法拉籠。同時也解決了等電位連接問題，極大地提高了建筑防雷的可靠性。此外，它也便于籠內〔屋內〕電力、電信、電子設施統(tǒng)一接地〔共地式〕。具體設計規(guī)格要求見表2-1。引下線連接接閃器與接地裝置的金屬導體稱為引下線。雷擊時引下線上有很大的雷電流流過，會對附近接地的設備、金屬管道、電源線等產生還擊或旁側閃擊。為了減少和防止這種還擊，現(xiàn)代建筑利用建筑物的柱筋作避雷引下線，經過實踐證明這種方法不但可行，而且比專門引下線有更多的優(yōu)點，因為柱鋼筋與木梁、樓板的鋼筋，都是連接在一起的和接地網(wǎng)絡形成一個整體的“法拉第〞籠，均處于等電位狀態(tài)。雷電流會很快被分散掉，可以防止發(fā)擊和旁側閃擊的現(xiàn)象發(fā)生。引下線一般采用圓鋼或扁鋼，其尺寸不小于以下數(shù)值：圓鋼直徑為：8mm；扁鋼截面為：48平方毫米；扁鋼厚度為：4mm。裝在煙囪上的引下線其尺寸不小于：圓鋼直徑12mm；扁鋼厚度為4mm，截面積為100平方毫米。所有引下線要鍍鋅或涂漆，在腐蝕性較強的場所，還應加大截面積或采取其他防腐措施。引下線的固定支撐點間隔不得大于1.5-2m，引下線的敷設應保持一定的松緊度，不能拉的太緊，以免熱脹冷縮而拉斷。為了減少引下線的電感量，引下線應沿最短接地路徑敷設。對于建筑藝術要求較高的建筑物，引下線可采用暗敷設，但截面要加大。由于建筑物的造型不同，不能做直線引下時，應注意彎曲開口處兩點間的直線距離不得等于或小于彎曲局部線段的實際長度的0.1倍，一般彎曲處不用銳角盡量防止用直角。1.引下線應裝在人員不易碰到的隱蔽地點，以防接觸電壓的危害。2.距地面2M以內的引下線，應有良好的保護，用瓷管或耐陽光的塑料管套住，防止人或動物觸碰。為便于檢查避雷設施連接導體的導電情況和接地體的散流電阻，要在每根引下線上做斷接卡子，斷接卡子“標準〞規(guī)定距地面最高為1.8M。暗裝引下線也應在相應的地方做斷接卡子接線盒。〔利用混凝土柱鋼筋做引下線時，不必做斷接卡子，但必須引出測量線端子外露墻面〕斷接卡子必須鍍鋅，并保護接觸面嚴密，接觸面不得小于10平方毫米卡接母絲直徑必須大于8mm，卡接母絲上應套有彈簧墊圈。2.3建筑物防雷分類建筑物應根據(jù)其重要性、使用性質、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類。1.應劃為第一類防雷建筑物：一、凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量爆炸物質的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。二、具有0區(qū)或10區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。三、具有1區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大坡壞和人身傷亡者。2.應劃為第二類防雷建筑物：一、國家級重點文物保護的建筑物。二、國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站、國賓館、國家級檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。三、國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經濟有重要意義且裝有大量電子設備的建筑物。四、制造、使用或貯存爆炸物質的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。五、具有1區(qū)爆危險環(huán)境的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。六、具有2區(qū)或11區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。七、工業(yè)企業(yè)內有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐。八、預計雷擊次數(shù)大于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。九、預計雷擊次數(shù)大于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。3.應劃為第三類防雷建筑物：一、省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。二、預計雷擊次數(shù)大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其重要或人員密集的公共建筑物。三、預計雷擊次數(shù)大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。四、預計雷擊次數(shù)大于或等于0.06次/a的一般性工業(yè)建筑物。五、根據(jù)雷擊后對工業(yè)生產的影響及產生的后果，并結合當?shù)貧庀?、地形、地質及周圍環(huán)境等因素，確定需要防雷的21區(qū)、22區(qū)、23區(qū)火災危險環(huán)境。六、在平均雷暴日大于15d/a的地區(qū)，高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地區(qū)，高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。2.4建筑物防雷措施1.第一類建筑物防雷應裝設獨立的避雷針防止直雷擊；對非金屬屋面應敷設避雷網(wǎng)，室內一切金屬設備和管道，均應良好接地并不應有開口環(huán)路，以防止感應過電壓；2.第二類建筑物防雷措施同第一類。3.第三類建筑物為防止直接雷可在建筑物最易受雷擊的部位裝設避雷帶或避雷針，進行重點防護。假設為鋼筋混凝土屋面，那么可利用其鋼筋作為防雷裝置；為防止過電壓沿線侵入，可在進戶線上安裝保護間隙或將其絕緣子鐵腳接地。注：建筑物最易受雷擊的部位與屋頂?shù)钠露扔嘘P。2.5防雷接地

接地是避雷技術最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷、感應雷、或其他形式的雷，最終都是把雷電流送入大地。因此，沒有合理而良好的接地裝置是不能可靠地避雷的。接地電阻越小，散流就越快，被雷擊物體高電位保持時間就越短，危險性就越小。對于一般建筑而言，在采取了防雷措施后，可以將直擊雷與雷電波侵入的雷害的概率降低很多。對于一般電氣設備，允許的雷電脈沖較高，因此采取避雷針、避雷網(wǎng)防直擊雷等措施是極其有效的。而微電子設備非常靈敏，耐壓水平很低，一般只有10V左右，對雷擊電磁脈沖極為敏感，易受到電磁干擾和損壞。雷擊電磁脈沖因電磁感應而產生，并且可以通過電源線、天線、信號線的耦合被引入微電子設備，是微電子設備損壞的主要原因。如果僅按照一般建筑進行防雷設計，建筑電子設備受雷擊的損壞率就很高，所以對于電子生產廠房的防雷接地設計應采取相應的措施。在選擇接閃器時，應優(yōu)先選用避雷網(wǎng)形式。這是因為避雷針是通過把雷電引向自身來完成保護對象免遭直接雷擊的，這種引雷的機理使避雷系統(tǒng)增加被雷擊的概率。當然，避雷針也不是完全不能采用，現(xiàn)在有的避雷針生產企業(yè)已推出新型優(yōu)化避雷針，它具有防止直擊雷和抑制二次感應雷的兩種功能，是一種防雷市場上相對先進的產品。在布置引下線時，應沿建筑物四周設置而防止采用中間柱的柱內主筋作為引下線。這是因為在電子信息系統(tǒng)接地時，通常采用單點接地系統(tǒng)，將接地基準點在建筑物的中心部位引到建筑物底部的接地板上，如防雷引下線設置在四周那么可以減少引下線產生的強磁場的干擾。對于接地裝置設置的問題，防雷接地、電源系統(tǒng)接地、電氣保護接地、防靜電接地可同時利用建筑物的根底鋼筋作為接地極。對于信息系統(tǒng)的接地，曾經在很長時間內存在著意見分歧。以往普遍認為信息系統(tǒng)的接地系統(tǒng)應單獨設置，與建筑物絕緣，國外稱其為絕緣接地方式。但是在實際應用中發(fā)現(xiàn)，兩個獨立的接地系統(tǒng)不利于過電壓保護，這是因為當建筑物接閃雷電流后，建筑物的電壓很高，而信息設備的“信號地〞是與建筑物20米以外的大地相連，其電位比防雷接地裝置低得很多，設備電壓在雷擊時維持在“信號地〞電位水平，二者之間的電位差通過電容的耦合作用，將耐壓能力很低的電子器件損壞。

近年來，很多國內外標準不主張信息設備采用獨立的接地裝置，推薦采用共用接地系統(tǒng)。GB50057-94《建筑物防雷設計標準》中明確指出：“每幢建筑物本身應采用共用接地系統(tǒng)〞即將建筑物內的各種接地都統(tǒng)一接到建筑物的根底上或室外的接地裝置上。當該建筑物遭受雷擊時，電力系統(tǒng)的電壓和電子設備工作接地的電壓同時上升，保持了設備的工作電壓不變，使微電子設備在雷擊時可正常工作。共用接地系統(tǒng)通常利用建筑物的根底作接地極，其接地電阻一般在1歐姆以下，如有設備對接地電阻值的要求更低，應取其最小值。2.6綜合防雷措施現(xiàn)代防雷保護包括外部防雷保護(建筑物或設施的直擊雷防護)和內部防雷保護(雷電電磁脈沖的防護)兩部份，外部防雷系統(tǒng)主要是為了保護建筑物免受直接雷擊引起火災事故及人身平安事故，而內部防雷系統(tǒng)那么是防止雷電波侵入、雷擊感應過電壓以及系統(tǒng)操作過電壓侵入設備造成的毀壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的。防雷是一個很復雜的問題，不可能依靠一、二種先進的防雷設備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓和感應過電壓的影響，必須針對雷害入侵途徑，對各類可能產生雷擊的因素進行排除，采用綜合防治——接閃、均壓、屏蔽、接地、分流〔保護〕，才能將雷害減少到最低限度。1、接閃接閃裝置就是我們常說的避雷針、避雷帶、避雷線或避雷網(wǎng)，接閃就是讓在一定程度范圍內出現(xiàn)的閃電放電不能任意地選擇放電通道，而只能按照人們事先設計的防雷系統(tǒng)的規(guī)定通道，將雷電能量泄放到大地中去。2、均壓接閃裝置在接閃雷電時，引下線立即產生高電位，會對防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導體產生旁側閃絡，并使其電位升高，進而對人員和設備構成危害。為了減少這種閃絡危險，最簡單的方法是采用均壓環(huán)，將處于地電位的導體等電位連接起來，一直到接地裝置。室內的金屬設施、電氣裝置和電子設備，如果其與防雷系統(tǒng)的導體，特別是接閃裝置的距離達不到規(guī)定的平安要求時，那么應該用較粗的導線把它們與防雷系統(tǒng)進行等電位連接。這樣在閃電電流通過時，室內的所有設施立即形成一個“等電位島〞，保證導電部件之間不產生有害的電位差，不發(fā)生旁側閃絡放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產生的還擊。為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差，就特別需要實行等電位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通過過壓保護器進行等電位連接，各個內層保護區(qū)的界面處同樣要依此進行局部等電位連接，并最后與等電位連接母排相連。3、屏蔽屏蔽就是利用金屬網(wǎng)、箔、殼或管子等導體把需要保護的對象包圍起來，使雷電電磁脈沖波入侵的通道全部截斷。所有的屏蔽套、殼等均需要接地。屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設備影響的最有效方法。4、接地接地就是讓已經內入防雷系統(tǒng)的閃電電流順利地流入大地，而不能讓雷電能量集中在防雷系統(tǒng)的某處對被保護物體產生破壞作用，良好的接地才能有效地泄放雷電能量，降低引下線上的電壓，防止發(fā)生還擊。過去有些標準要求電子設備單獨接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設備的正常工作。90年代以前，通信導航裝備以電子管器件為主，采用模擬通信方式，模擬通信對干擾特別敏感，為了抗干擾，所以都采取電源與通信接地分開的方法?，F(xiàn)在，防雷工程領域不提倡單獨接地。在IEC標準和ITU相關標準中都不提倡單獨接地，美國標準IEEEStd1100-1992更鋒利地指出：不建議采用任何一種所謂分開的、獨立的、計算機的、電子的或其它這類不正確的大地接地體作為設備接地導體的一個連接點。防雷接地是防雷系統(tǒng)中最根底的環(huán)節(jié)，也是防雷安裝驗收標準中最根本的平安要求。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。5、分流〔保護〕所謂分流就是在一切從室外來的導體〔包括電力電源線、數(shù)據(jù)線、線或天饋線等信號線〕與防雷接地裝置或接地線之間并聯(lián)一種適當?shù)谋芾灼鱏PD，當直擊雷或雷擊效應在線路上產生的過電壓波沿這些導線進入室內或設備時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，雷電電流就由此處分流入地了。雷電流在分流之后，仍會有少部份沿導線進入設備，這對于一些不耐高壓的微電子設備來說是很危險的，所以對于這類設備在導線進入機殼前，應進行多級分流〔即不少于三級防雷保護〕?，F(xiàn)在避雷器的研究與開展，也超出了分流的范圍。有些避雷器可直接串聯(lián)在信號線或天線的饋線上，它們能讓有用信號順暢通過，而對雷電過壓波進行阻隔。采用分流這一防雷措施時，應特別注意避雷器性能參數(shù)的選擇，因為附加設施的安裝或多或少地會影響系統(tǒng)的性能。比方信號避雷器的接入應不影響系統(tǒng)的傳輸速率；天饋避雷器在通帶內的損耗要盡量??；假設使用在定向設備上，不能導致定位誤差。6、躲避在建筑物基建選址時，就應該躲開多雷區(qū)或易遭雷擊的地點，以免日后增大防雷工程的開支和費用。當雷電發(fā)生時，關閉設備，拔掉電源插頭。2.7防雷保護原那么在防雷保護設計中，總的防雷原那么是采用三級保護：1、將絕大局部雷電流直接引入地下根底接地裝置泄散2、阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號線引入的過電壓3、限制被保護設備上浪涌過電壓幅值〔過電壓保護〕。這三道防線，缺一不可，相互配合，各行其責。目前通常作法是以下三點：〔1〕建立聯(lián)合共用接地系統(tǒng)，形成等電位防雷體系將建筑物的根底鋼筋〔包括樁基、承臺、底板、地梁等〕，梁柱鋼筋，金屬框架，建筑物防雷引下線等連接起來，形成閉合良好的法拉第籠式接地，將建筑物各局部的接地〔包括交流工作地，平安保護地，直流工作地，防雷接地〕與建筑物法拉第籠良好連接，從而防止各接地線之間存在電位差，以消除感應過電壓產生?！?〕電源系統(tǒng)防雷以建筑物為一個供電單元，應在供電線路的各部位〔防雷區(qū)交接處〕逐級安裝電涌保護器，以消除雷擊過電壓?！?〕等電位聯(lián)結系統(tǒng)國家標準《建筑物防雷設計標準》GB50057-94〔局部修訂條文〕明確規(guī)定，各防雷區(qū)交接處，必須進行等電位聯(lián)結；尤其建筑物內的計算機房等弱電機房，遭受直擊雷的可能性比擬小，所以在此處除采取電涌保護器進行感應雷防護外，還應采用等電位聯(lián)結方式來進行防雷保護。3.4配電系統(tǒng)的等電位連接等電位聯(lián)結概念將建筑物電氣裝置內外露可導電局部、電氣裝置外可導電局部、人工或自然接地體用導體連接起來以到達減少電位差稱為等電位聯(lián)結。等電位聯(lián)結也有不與人工或自然接地體連接的，稱為不接地的等電位聯(lián)結。等電位聯(lián)結有總等電位聯(lián)結、局部等電位聯(lián)結和輔助等電位聯(lián)結之分。所謂總等電位聯(lián)結乃是將建筑物內的以下導電局部匯接到進線配電箱近旁的接地母排(總接地端子板)上而互相聯(lián)結：——進線配電箱的PE〔PEN〕母排；——自接地極引來的接地干線〔如需要〕；——建筑物內的公用設施金屬管道，如煤氣管道、上下水管道，以及暖氣、空調等的干管；——建筑物的金屬結構；——鋼筋混凝土內的鋼筋網(wǎng)。需要說明，煤氣管和暖氣管可進行總等電位聯(lián)結，但不允許用作接地體。因為煤氣管道在入戶后應插入一段絕緣局部，并跨接一過電壓保護器；戶外地下暖氣管因包有隔熱材料，與地非良好接觸。局部等電位聯(lián)結是在建筑物內的局部范圍內按總等電位聯(lián)結的要求再做一次等電位聯(lián)結。輔助等電位聯(lián)結那么是在伸臂范圍內有可能出現(xiàn)危險電位差的可同時接觸的電氣設備之間或電氣設備與裝置外可導電局部(如金屬管道、金屬結構件)之間直接用導體作聯(lián)結。等電位聯(lián)結作用1.降低預期接觸電壓做了總等電位聯(lián)結后，在總等電位聯(lián)結區(qū)內，作為總等電位聯(lián)結組成局部的建筑物根底鋼筋、金屬結構件、金屬管道、金屬電纜橋架、電纜金屬護套、敷設電纜或導線金屬管等自然接地體，接地電阻值較小，已起到重復接地的作用。電源線路中PEN線上的電壓降雖不在建筑物內產生接觸電壓，但它能使接地母排對地電位升高。由于在總等電位聯(lián)結范圍內電氣裝置外露可導電局部和裝置外可導電局部都和接地母排相連通，其電位都同樣升高而根本處于同一電位上，人體接觸這些導電局部時，沒有接觸不同電位，自然不存在電擊危險的。2.消除自建筑物外沿PEN線或PE線竄入的危險故障電壓TN系統(tǒng)內因絕緣損壞發(fā)生接地故障后有三種可能情況：一是故障點相接觸的兩金屬局部因數(shù)百以至數(shù)千安的電流通過，熔化成團而脫離接觸，接地故障自然消失；二是兩金屬局部熔化成團脫離接觸后引燃電弧，形成大故障點阻抗的電弧性接地故障，由于相當大一局部的線路電壓降落在電弧上，接觸電壓相對減少，它的后果大多是火災而非人身電擊；三是兩金屬局部熔化后互相焊牢，使故障繼續(xù)存在，其故障點阻抗可忽略不計，其后果大多是人身電擊，這就是接地故障。正是由于接地故障電壓存在，沿PEN線或PE線竄入的危險故障電壓易引起的電擊：－保護裝置未動作而引起的接地故障電壓；－PEN線折斷而引起的接地故障電壓；－當電源干線中的PEN線折斷時(俗稱斷零)，由于三相負荷不均衡，負荷側中性點漂移，也能使PEN線和設備外殼對地帶電位。如果建筑物內有總等電位聯(lián)結，使外露可導電局部都處于該電位，同樣也可消除由此引起的電擊危險；－高壓系統(tǒng)中性點不接地或經消弧線圈接地發(fā)生接地故障引起的低壓系統(tǒng)接地故障電壓；－高壓系統(tǒng)中性點經低電阻接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障引起的低壓系統(tǒng)接地故障電壓。雖然PEN線或PE線上存在危險故障電壓，但由于PEN線或PE線在建筑物內均已等電位聯(lián)結，在等電位聯(lián)結范圍內人體同時可觸及的電氣裝置內、外外露可導電局部根本上處于同一電位，火災及人身電擊自然不會產生。3.減少保護裝置據(jù)拒動帶來的危害保護裝置據(jù)拒動是由于：－保護裝置內的電子元器件的老化，溫度漂移或干擾等；－保護裝置的動作值改變，裝置投入運行后，增加供電容量或串級保護需要，電子脫扣器受環(huán)境溫度的影響等；－增加供電的線路長度，阻抗加大；－保護裝置開斷較大的短路電流，觸頭外表被拉毛，觸頭接觸電阻加大；－保護裝置脫扣器供電電源與發(fā)生接地故障同相序，接地故障造成脫扣器供電電壓低于要求值。等電位聯(lián)結可以降低故障回路阻抗，縮短保護裝置的動作時間，降低接觸電壓。<<低壓配電設計標準>>〔GB50054－95〕第條明確規(guī)定，采用接地故障保護時，應做等電位聯(lián)結，也符合IEC標準將等電位聯(lián)結規(guī)定為自動切斷故障電路防電擊的措施之一。局部等電位聯(lián)結作用1.消除自總等電位聯(lián)結后沿PEN線或PE線傳導的危險故障電壓當建筑物內配電線路較長，且截面較小時，由于回路阻抗大，接地故障電流小，不能滿足保護裝置切斷時間要求，為此需加大導體截面或裝設剩余電流保護器。在局部范圍內設置局部等電位聯(lián)結，那么可簡單而可靠地解決過流保護靈敏度不夠的問題。局部等電位聯(lián)結消除自總等電位聯(lián)結后沿PE線的危險故障電壓。2.降低預期接觸電壓局部等電位聯(lián)結除能消除電氣裝置總等電位聯(lián)結至局部等電位聯(lián)結接地故障時PE線傳導的預期接觸電壓UT外，還能降低接地故障回路阻抗，在電氣裝置內多處做局部等電位聯(lián)結。PE線導體與可導電局部導體在局部等電位聯(lián)結間并聯(lián)后又并〔串〕聯(lián)，其局部等電位聯(lián)結降低接地故障回路阻抗，加大接地故障電流Id，縮短保護電器的動作時間，防止電擊發(fā)生。等電位聯(lián)結導體選擇等電位聯(lián)結導體選擇見表3－1：表3－1等電位聯(lián)結線導體截面選擇表Tab3-1Theequipotentialtiestheconductorsectionchoicetable類別取值總等電位聯(lián)結線局部等電位聯(lián)結線輔助等電位聯(lián)結線一般值不小于0.5×進線PE〔PEN〕線截面不小于0.5×局部場所最大PE線截面兩電氣設備外露可導電局部間較小PE線截面電氣設備與裝置外導電局部間0.5×PE線截面最小值6平方毫米銅線有機械保護時2.5平方毫米銅線有機械保護時2.5平方毫米銅線16平方毫米鋁線〔有機械保護，保證連接處持久導通〕無機械保護時4平方毫米銅線無機械保護時4平方毫米銅線50平方毫米鐵16平方毫米鐵16平方毫米鐵最大值25平方毫米銅線或相同電導值導線〔假設為鋁線時那么有機械保護，并保證連接處持久導通〕25平方毫米銅線或相同電導值導線〔假設為鋁線時那么有機械保護，并保證連接處持久導通〕－3.5電氣裝置的接地安裝1.接地裝置和避雷帶及支持件應采用熱鍍鋅的鋼材、螺栓。嚴禁用非鍍鋅鋼材和螺栓。根據(jù)施工習慣，如設計無規(guī)定，接地極可采用50mm×5mm×2500mm的鍍鋅角鋼或40mm×3.5mm×2500mm的鍍鋅鋼管；埋地接地線用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼；屋面避雷帶及引下避雷帶均用25mm×4mm扁鋼；斷接卡用的搭接螺栓應用10mm×30mm的六角鍍鋅螺栓。2.接地裝置和避雷裝置的金屬焊接工作應由具有焊接資格的焊工擔任。扁鋼及圓鋼的連接均采用搭接焊。扁鋼搭接長度為扁鋼寬度的兩倍，并應焊三個棱邊。圓鋼搭接長度為圓鋼直徑的6倍，并進行兩面焊接。圓鋼與扁鋼連接時，搭接長度為圓鋼直徑的6倍。扁鋼與鋼管(或角鋼)焊接時，為了連接可靠，除應在其接觸部位兩側進行焊接外，并應將扁鋼彎成弧形或直角形，并緊貼在鋼管或角鋼上再進行焊接。焊接連接的縫應平整、飽滿，無明顯氣孔及咬肉缺陷。焊接處的焊渣必須去除后再涂漆。3.接地裝置的敷設。接地體頂面埋設深度不應小于0.6m，接地體之間的距離不宜小于5m，接地體與建筑物的距離不宜小于1.5m。4.室內接地干線一般采用25mm×4mm鍍鋅扁鋼，沿墻明敷，固定卡子的間距為1.0～1.5m，與墻面應有10～15mm間隙，離地面200～250mm；穿墻、柱時應用鋼管保護。5.接地扁鋼經過伸縮縫時，可將接地扁鋼彎成弧形代替補償裝置。6.各電氣設備的接地線，應單獨接到接地干線上，嚴禁幾個設備串接后，再接到干線上。7.配電箱內接地線端部應明露，重復接地引入線用螺栓連接，嚴禁直接焊死，以備測試時拆裝方便。8.屋面避雷帶施工時應將鍍鋅扁鋼加工平直，預埋支持件應按設計施工。支持件露出的高度不宜超過200mm，埋入深度不得小于100mm。支持件埋入端應開腳。9.避雷帶安裝應平直牢固，支持件的間距要均勻，水平敷設間距為1～1.5m；垂直敷設間距為1.5～2m；轉彎局部為0.3～0.5m。引下線經過檐口應彎有弧度，不宜成直角形。引下線與墻面距離為15～20mm。10.接地極引出線的保護管距地高度一般為1.5m，斷接卡高度不應超過1.8m。11.當設計要求利用混凝土柱子內的鋼筋作為避雷帶引下線時，應對柱子內的鋼筋焊接質量認真檢查，并做好施工隱蔽工程記錄資料。12.接地線和避雷帶安裝完成后，均應進行外表刷漆。室內接地線扁鋼一般刷黑色漆；室外避雷帶扁鋼及支持件均刷銀粉漆。4.實際設計舉例廠房概況：某布料印染與辦公一體的廠房，總長56米，寬30米，高12米〔共一層〕，柱間距6米。鋼結構框架式建筑類型，房頂坡度小于5度。其中主要建筑區(qū)及其面積如下：布料印染生產區(qū)面積25*14；原料區(qū)面積42*18+14*14；綜合辦公區(qū)面積10.5*6；化驗室面積7*5。對主要區(qū)域進行光照設計、供電局部的設計、等電位連接及整個廠房的避雷接地設計。1.選區(qū)各區(qū)域、各房間的照度值布料印染生產區(qū)：照度