超高层写字楼室外泛光照明设计要点

王 鹏

[铁科院(北京)工程咨询有限公司, 广东 深圳 518111]

0 引 言

写字楼建筑是人们商务办公的重要场所,其夜景照明是城市夜景的重要构成部分。超高层写字楼室外泛光照明设计要综合考虑周边环境,从光环境的需求和审美意识出发,做到功能与美观相结合,同时注意灯光设计与建筑造型的协调性,且不影响建筑的白天景观和光污染等问题,将灯光的创意完美融入到建筑的设计理念中。

1 项目概况

某超高层写字楼(200 m)室外泛光照明包括裙楼、1#和2#塔楼立面室外泛光照明,在立面和屋顶安装灯具。主要安装的灯具为LED线条灯、LED嵌入式筒灯、双向壁灯等,用电总容量约为190 kW。本文利用计算机技术、控制技术和网络技术,实现对所有灯具智能照明控制,达到灯光秀的动感效果。

2 室外泛光照明设计要点

2.1 电源

电源由电气专业从最近的楼层配电柜(箱)引来(建筑电气专业协商预留),采用50 Hz、220/380 V三相五线制配电系统(TN-S系统)。

2.2 泛光照明配电箱系统设计

根据灯具容量,功率因数为0.85时,得出计算电流,确定进线断路器型号及下级剩余电流保护断路器型号,且在下级剩余电流保护断路器后要有智能控制模块,对后面的灯具实现智能照明控制。要正确选择控制电流大小及灯具数量的可编程开关模块。考虑智能控制模块的控制信号接入点,配电箱应设置电涌保护器(Surge Protective Device,SPD),配电箱内应配备接零排和接地排[1-2]。

2.3 灯具和线缆选择

(1) 灯具。根据该项目实际情况,需要选择灯具型号:LED线条灯,3种规格型号(第一种,1.35 m,24 W,DC 24 V,64颗,8段;第二种,0.5 m,9 W,DC 24 V,24颗,3段;第三种,0.3 m,6 W,DC 24 V,16颗,2段);LED大功率投光灯,24 W,AC 220 V;双向壁灯,2×70 W,AC 220 V,金卤灯;嵌入式筒灯10 W,AC 220 V。

(2) 线缆。根据计算电流量,选用阻燃铜缆,如规格型号为ZR-VV-3×2.5、ZR-VV-3×4、ZR-VV-5×4、ZR-VV-5×6及软铜线BVR 2.5、BVR 4。

2.4 照明控制系统

2.4.1 DMX512控制系统

根据该工程实际情况,选用信号接收器(DC 24 V/5 W)、16端口分控制器、8端口分控制器、主控制器、PC机、网络交换机,用超五类双绞线(非屏蔽)UTP-5连接主控器、网络交换机、中央控制PC机。

LED灯带控制器放置于消防控制中心,一台主控制器可带96台分控器,一台分控器的每个端口有512通道。根据该项目要求,一个分控器端口可控制28台LED灯。因此,主控制器通过非屏蔽超五类网线UTP-5E(将分控器相连)形成照明控制系统,应注意如下技术问题:

(1) 信号布线须避免形成地环路,否则出现灯具不受控的现象。

(2) 开关电源的最大负载功率为开关电源额定功率的85%,注意正、负极同输入、输出端。

(3) 控制器有16个和8个输出口,每个输出口有512个通道,最多只能接28台不同地址码的灯具[3-4]。

(4) 分控信号到灯具控制器处以及分控信号到信号放大器用3芯屏蔽线信号(ZR-VVP 3×0.75)连接,3芯信号线与分控输出口的接法定义如下:信号线黄绿色接地,棕色接数据(A),蓝色接数据(B);主控到分控以及分控到分控之间用非屏蔽超5类网线连接,最长距离不能超过100 m(超过100 m,应增加分控,作为中继进行连接)。

(5) 灯具额定功率为24 W,额定电压为24 V,每台300 W开关电源最多接12支灯具,每台450 W开关电源最多接18支灯具,灯具供电直流电源线要注意线阻。考虑到电压降,灯具300 W开关电源串接10支灯具,450 W开关电源串接15支灯具(一串相连灯具中间开始供电),开关电源到灯具的电源线长度在10 m以内时用2×2.5 mm2铜芯线,超过10 m时用2×4 mm2铜芯线。

(6) 控制器和开关电源均不防水,户外使用必须放置于防水箱内,需考虑方便安装与检修。

(7) 差分与灯具,灯具与灯具之间的接插件正确对接后,考虑在螺纹以及两个接插件的结合处缠上生胶带,再拧紧螺母。

(8) 每个端口连接第一个灯具时需增加信号放大器。控制器沿墙安装于弱电井内或就近沿墙挂墙安装,有吊顶时安装在吊顶内,处于室外环境时需增加防晒防水箱。

(9) 高层灯具较集中,数量多,因此22层以上需增加备用控制器。

2.4.2 C-Bus智能照明控制系统

根据该项目实际情况,选用8路智能控制模块(16 A)、6路智能控制模块、12路智能控制模块、辅助输入单元L5504AUX、中文图形触摸屏,以超五类双绞线(屏蔽)CAT-5E为C-Bus总线连接各部件,并连接上中文图形触摸屏,通过通信接口及串口电缆连接到中央控制。

消防控制柜引一对无源常开触点信号接入C-Bus辅助输入单元L5504AUX,再连接到C-Bus总线上,通过软件方式来设置,实现泛光照明系统与火灾报警系统联动。在发生火灾时消防无源常开触点闭合,所有连接上该触点信号的C-Bus输出单元强制关断,相应输出上的照明回路强制断电;火灾报警后消防无源触点断开,C-Bus系统输出自动恢复火灾报警发生前的照明状态。

需要注意如下技术问题:

(1) 系统可与火灾报警系统联动,可远程控制片区灯光的开启。

(2) C-Bus总线采用带屏蔽五类双绞线(CAT-5E),不能用普通的强电电缆取代。

(3) C-Bus系统总线布线时尽量与强电电缆分管布线,减少电磁干扰,理论上相距150 mm(平行)、60 mm(交叉)。

(4) C-Bus总线接头处可采用直接绕接或压接接线端子的办法,不能采用焊接连接。

(5) C-Bus总线布线采用并联或星形放线方式,不能形成环形(即总线不能形成回路)。

(6) 系统电源及可编程开关模块均安装在相关配电箱内。

3 室外泛光照明防雷及接地的注意事项

该项目配电系统为TN-S系统,接地线(PE)和中性线(N)仅在变压器中性点处汇集一点接地,其余在系统内PE线和N线相互绝缘,不允许相互混接。

所有装置外露可导电部分及装置外可导电部分均应就近与等电位联结端子箱或镀锌扁钢联结,并与柱上预埋接地钢板可靠联接,接地干线采用25 mm2铜芯多股绝缘软线,支干线采用6 mm2铜芯多股绝缘软线。

所有电气设备不带电的金属外壳、配线用的钢管、电气安装的构件、电缆桥架、电缆支架、金属外壳、金属接地盒等均须与PE线相连接,确保安全。竖直敷设的金属管道及金属物的顶端、底端与防雷装置连接。

4 结 语

介绍了某超高层写字楼室外泛光照明设计,提出超高层写字楼建筑顶部要重点进行灯光处理,整体建筑立面照度均匀;选择的灯具必须符合配光要求,灯具造型与建筑外观材质及造型匹配,灯具质量安全、可靠;采用智能照明控制系统,遵循节能环保和可持续发展原则。

收稿日期：2018-07-22