景观照明设计中配电需要注意的问题浅析

刘 斌

(北京清华城市规划设计研究院光环境设计研究所，北京 100085)

1 引言

随着社会经济的发展及人们的生活质量提高，人们对城市环境也提出越来越高的要求，城市夜景照明作为一个城市发展的标志也越来越受人们的关注。夜景照明也可以说是一种艺术，点亮艺术，就需要可靠的电气保障。因此在夜景照明设计时应遵循国家制定的设计规范，并将具体情况和节约投资、长期发展统一考虑。

2 负荷等级

2.1 景观照明一般按三级负荷供电，提供一路市电就可以满足要求。如图1所示。

图1 一路市电供电系统示意图

2.2 景观照明在中断供电后，会造成重大影响及损失等特殊情况时，应按二级及以上负荷供电，如重大活动的表演照明或开幕式等。要满足二级及以上负荷供电要求，可采用两路独立回路供电的方式，即双市电应急供电系统。如图2所示。

一般采用双市电应急供电系统，在一路断电后，另一路可以继续供电。但考虑到有些景观照明采用的是气体放电灯，如金卤灯、钠灯，在断电后，需要触发器冷却后才能继续点亮，不能满足要求，因此还可以采用以下方式:

1)在重大活动时临时采用双市电+UPS的方式，优点:可持续供电，不受一路断电影响，缺点:造价相对较高。如图3所示。

图2 双市电应急供电系统示意图

图3 双市电+UPS应急供电系统示意图

2)采用热触发器，在一路故障断电，另一路及时供电后，可以马上点亮。但热触发器目前造价较高，技术不是很成熟。

3)用节能灯、卤素灯或LED灯做临时补充照明，在一路断电后，电源切换到备用电源，可以马上点亮，即备两套照明系统。

2.3 电压范围:根据规范，照明灯具端电压的偏差值不宜高于其额定电压值的105%，低于其额定电压值的90%。但考虑到部分景观照明的效果，灯具的发光效率，保证供电质量、减少供电线路损耗，可要求电压的范围在95%～105%。

3 配电方式

(1)供电范围:室外单相220V支路导线长度一般不超过100m，220/380V三相四线制线路长度一般不超过300m;若灯具距离电源点较远，但灯具数量及容量相对较小，可以将配电距离放大到500米，并应进行保护灵敏度的校验。

(2)供配电系统:室外景观照明可采用TN-S系统 (如图4所示)或TT系统 (如图5所示)(I类灯具均要求接PE线)。安装于建筑内的景观照明系统应与该建筑配电系统的接地型式相一致，一般为TN-S系统，安装于室外的景观照明中距建筑外墙20m以内的设施仍应与室内系统的接地型式相一致。而远离 (超过20米以外)建筑物的部分建议采用TT接地制式系统，将全部外露可导电部分连接后就地直接接地。采用TT接地制式系统，照明回路的开关应选用带漏电保护的断路器，额定动作电流为30mA，动作时间0.1S(对于供电距离较远的路灯等，漏电电流可放大到100mA)。漏电保护装置应装设在分支回路上，而不是在配电箱的总开关上，便于在发生故障时，及时发现漏电回路，利于检修。

图4 TN-S系统

图5 TT系统

(3)对于配电功率较大或距离较远的回路，可采用三相配电系统，各相负荷的平衡度宜控制在±15%以内。三相四线配电，中性线截面不应小于相线截面 (带有电感及电容补偿的灯具回路中会有谐波);保证三相负荷比较均衡，以使各相电压偏差不致产生较大的差别，同时减少中性线电流。在照明负荷使用的不平衡性以及气体放电灯线路由于电流波形畸变产生高次谐波，即使三相平衡中性线也会流过三的倍数的奇次谐波电流，有可能达到相电流的数倍。室外照明线路应采用双重绝缘的铜芯导线，照明支路铜芯导线截面不应小于2.5mm2，室外线路一般较长，施工时应注意线缆所承受的拉力。

(4)照明分支线路每一单相回路电流不宜超过30A，如果一回路带太多灯具，启动电流过大，超出灯具原器件的承受范围。

(5)对于同一组数量较多的灯具可采用多回路交叉供电，在一路断电后，其他回路正常运行，减少影响。

4 设备安装及线路敷设

(1)景观照明就是为美而作，因此在考虑现场设备及管线的安装位置时，在保证电气安全合理的的前提下，尽量隐蔽安装，不影响白天效果。

(2)在管线敷埋地设时要考虑埋设深度，一般不小于0.7米，并且考虑与其他管线交叉的情况。由于照明分支回路线径较细，埋地时应尽量穿管保护，在转角、分支或变更敷设方式时，及每隔50米设置一座手孔井，方便施工穿线及维护检修，并且在过路的地方需要穿热镀锌钢管保护。管线在沿室内及建筑外立面明敷时，应注意防火，电气管线、线槽在穿越防火分区楼板、隔墙时，其空隙应采用相当于建筑构件耐火极限的不燃烧材料填塞密实。

(3)在高层、超高层建筑做景观照明时，其安装在建筑物外立面的灯具和管线在楼层之间应留有空隙，管线应加伸缩装置。当穿过建筑物变形缝时，应设加伸缩装置。

(4)明敷于潮湿场所或埋地敷设的金属导管，应采用管壁厚度不小于2.0mm的热镀锌钢管。明敷或暗敷于干燥场所的金属导管宜采用管壁厚度不小于1.5mm的热镀锌钢管。

(5)对单光源功率在250W及以上的灯具，在每个灯具处单独设置短路保护，如加装熔断器。

(6)不可把金属导管作为PE线使用，如可挠性金属导管和金属柔性导管不能做接地 (PE)或接零 (PEN)的接续导体。

5 防雷接地及安全

建筑外立面及屋顶安装的景观灯具及设备，要考虑其防雷，并根据建筑物的重要性采取相应的防雷电波侵入措施:

5.1 景观照明配电箱应与该建筑的防雷接地系统可靠联接，接地电阻须一致。无金属外壳或保护网罩的用电设备应处在接闪器的保护范围内;有金属外壳或保护网罩的用电设备应将金属外壳或保护网罩就近与屋顶防雷装置相连。灯具上部的避雷带相应高出灯具150mm以上或向外倾斜100mm，利于检修。另外，安装于超高层建筑侧立面的灯具，也应考虑防雷击的情况。

5.2 考虑到雷击对配电线路的影响，根据电荷的集肤效应，类似于“法拉第笼”，从配电盘引出的线路应穿钢管，钢管的一端与配电盘外露可导电部分相连，另一端与用电设备外露可导电部分及保护罩相连，并就近与屋顶防雷装置相连，相连导体采用￠8热镀锌圆钢或40x4热镀锌扁钢。钢管因连接设备而在中间断开时应设跨接线。这样做可使雷电流沿钢管导至屋顶的防雷接地系统，不经过保护导管内的线缆。在配电盘内同时加装浪涌保护器，浪涌保护器的下端应就近与防雷装置相连。

5.3 屋顶景观照明灯具及设备的电源线路不应与楼内的配电线路混接，以免雷电时对楼内正常照明产生影响，其电源应从变配电室低压柜直接供电。

5.4 对于室外空旷的地方，其在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m及以上的独立灯杆、灯架等宜设置防直击雷措施。如每个灯杆做单灯接地，若接地电阻不满足要求时，可用接地线将灯杆连接起来做联合接地体。

5.5 照明设备所有带电部分应用绝缘、遮拦或外护物保护;室外照明配电箱与控制箱等应采用防水防尘型，防护等级不应低于IP54，距地面2.5m以下的照明设备应借助于工具才能开启。对于点亮时表面温度较高的灯具 (大于45°)，应安装于儿童不易接触的地方或采取相应保护措施。

5.6 喷泉中的水下灯，其保护措施应遵循《建筑物电气装置》第7部分“特殊装置或场所的要求”第702节“游泳池和其它水池”的规定。对于让人进入的喷水池，如果喷泉、涉水池、戏水池按游泳池的有关规定和要求执行，水下灯的标称电压不大于交流12V。对于不让人进入的喷水池，即当人在0区外时才打算投入运行的水池内的设备，其电源回路应采用

下列保护方式:

1)采用SELV，其安全电源应该在0区和l区之外。

2)采用额定剩余动作电流不大于30mA的剩余电流保护器自动切断电源。

3)采用电气隔离，其隔离电源应装在0区之外，并只给一台设备供电，水下灯具的防护等级为IPX8。

5.7 在喷水池等潮湿场所，人体的电阻相对较小，一般平时绝缘的物品，也可能会产生导电，因此照明配电线路应设置防触电保护。水下灯密封比较好，但同时不利于散热，对于仅在水中才能安全工作的灯具，在水位较低时，水下灯不宜开启，设计中可在其配电回路应加设低水位断电措施。另外考虑到人身安全，在特殊潮湿、导电良好的地面、楼梯的栏杆、人员可触及的防护栏及工作狭窄、行动不便的场所的灯具建议不大于12V。

6 夜景照明控制系统

控制系统可分为手动控制、时钟控制、光感控制及智能控制等。

(1)手动控制，顾名思义，直接用手动控制开关，一般可用于有值班室的景观照明。

时钟控制属于最简单的自动控制，定好时间，到点自动开启。但季节不同，日落时间也不同，因此一般采用天文时钟控制，随着日落时间对灯光进行自动控制，时钟可以通过NTP与标准时钟服务器进行同步。光感控制一般配合其他控制方式一起使用。

(2)智能照明控制系统通过对不同时间、不同亮度、不同功能的照明装置在一定的区域或若干个区域进行自动调节和控制。不但照度在不同的时间满足不同的要求，并且根据使用需要实施合理的管理方式，能很大程度上减少维护人员的工作量和提高工作效率。智能照明控制系统近年来发展较快，设计时应采用主流技术及其运行的可靠性和开放性、兼容性。现行的智能控制系统有DALI数字式可寻址照明控制接口系统、EIB系统、C－Bus系统、电力载波通讯、DMX512协议等;对于敷设线路较困难及控制点距离较远的工程，可采用GPRS或GSM等系统。随着智能控制的发展，对于控制的要求越来越广，借助于互联网或公网 (GPRS)等实现远程控制，智能控制也将有可能以TCP/IP协议作为标准接口 (兼容)，可以解决现有不同厂家控制不兼容问题。照明控制系统宜采用软启动、软关断技术，使照明装置在一定时间里缓慢启动、关断，或间隔几十到几百秒启动、关断，避免冲击电压对灯具的损害，延长灯具寿命。无论设置什么控制方式，现场应设手、自动转换开关，在检修或特殊情况时可采用就地手动控制功能。

7 景观照明节能

(1)方案上节能:供配电方案合理，配电设施距取电点近，处于用电负荷中心，用较小功率的灯具达到景观照明的预期效果等等。设计师在设计时应考虑方案供电的合理性、可靠性，减少不必要的线路长度，节约资源。

(2)选用高效节能的灯具及电子镇流器或高效的电感镇流器，灯具要求其功率因数大于等于0.9。

(3)景观照明灯具开关控制可分为节电、平日、节日等不同模式控制，在不同的时段和日期开启不同的回路。一是为了营造不同气氛下的景观效果，二是为了节约能源，三是有利于更能突出节日的气氛。

(4)合理地选择合适的电线电缆截面，减小线路的损耗。

(5)建筑物立面夜景照明的功率密度值应在规范标准要求的范围内。

(6)从有利于节电管理角度出发，在系统设计中应考虑安装表计的可能性，从而优化管理，提高效率，节约人力资源。

［1］建筑物电气装置．GB16895．27－2006．

［2］建规设计防火规范．GB 50016—2006．

［3］城市夜景照明设计规范．JGJ/T163－2008．

［4］民用建筑电气设计规范．JGJ16－2008．