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景观照明设计施工方案声表谐振器

2019-10-16

园林供电基本知识

一、园林供电

1. 三相四线制供电

从电厂的三相发电机送出的三相交流电源,采用三根火线和一根地线(中性线)组成一条电路,这种供电方式就叫做“三相四线制”供电。在三相四线制供电系统中,可以得到两种不同的电压,一是线电压,一是相电压。两种电压的大小不一样,线电压是相电压的1.73倍。单相220V的相电压一般用于照明线路的单相负荷;三相380V的线电压则多用于动力线路的三相负荷。三相四线制供电的好处是:不管各相负荷多少,其电压都是220V,各相的电器都可以正常使用。当然,如各相的负荷比较平衡,则更有利于减少地线的电流和线路的电耗。园林设施的基本供电方式都是三相四线制的。

2. 电力的输送

由火力发电厂和水电站生产的电能,要通过很长的线路输送,才能送达电网用户的电器设备。而送电距离越远,则线路的电能损耗就越大。送电的电压越低,电耗也会越大。因此,电厂生产的电能必须要用高压输电线输送到远距离的用电地区,然后再经降压,以低压输电线将电能分配给用户。通常,发电厂的三相发电机产生的电压是6kV、10kV或15kV,在送上电网之前都要通过升压变压器升高电压到35kV以上。输电距离和功率越大,则输电电压也相应越高。高压电能通过电网输送到用电地区所设置的6kV、10kV降压变电所降低电压后,又通过中压电路输送到用户的配电变压器,将电压再降到380V或220V,供各种负荷使用。

3.配电线路布置方式

为用户配电主要是通过配电变压器降低电压后,再通过一定的低压配电方式输送到用户设备上。在到达用户设备之前的低压配电线路的布置形式,如图8-1所示。

1) 链式线路。从配电变压器引出的380V或220V低压配电主干线,按顺序连接起几个用户配电箱,其线路布置如同链条状。这种线路布置形式适宜在配电箱设备不超过5个的较短配电干线上采用。

2) 环式线路。通过从变压器引出的配电主干线,将若干用户的配电箱按顺序联系起来,而主干线的末端仍返回到变压器上。这种线路构成了一个闭合的环。环状电路中任何一段线路发生故障,都不会造成整个配电系统断电。以这种方式供电的可靠性比较高,但线路、设备投资也相应要高一点。

▲图8-1 低压线路的布置方式

▲图8-2 埋地灯具

3) 放射式线路。由变压器的低压端引出低压主干线至各个主配电箱,再由每个主配电箱各引出若干条支干线,连接到各个分配电箱。最后由每个分配电箱引出若干小支线,与用户配电板及用电设备连接起来。这种线路分布是呈三级放射状的,供电可靠性高,但线路和开关设备等投资较大,较适合用电要求比较严格,用电量也比较大的用户地区。

4) 树干式线路。从变压器引出主干线,再从主干线上引出若干条支干线,从每一条支干线上再分出若干支线与用户设备相连。这种线路呈树木分枝状,减少了许多配电箱及开关设备,投资较少。但是,若主干线出故障,则整个配电线路都不能通电,所以,这种形式用电的可靠性不太高。

5) 混合式线路。即采用上述两种以上形式进行线路布局,构成混合了几种布置形式优点的线路系统。例如,在一个低压配电系统中,对一部分用电要求较高的负荷,采用局部的放射式或环式线路,对另一部分用电要求不高的用户,则可采用树干式局部线路。整个线路则构成了混合式线路。

二、园林供电设计

建立园林的电力供应系统,需要做好供电设计。园林供电设计的主要任务,是确定园林用电量,合理地选用配电变压器,布置低压配电线路系统和确定配电导线的截面面积,以及绘制配电线路系统的平面布置图等。

1. 确定园林用电量

园林总用电量要根据照明用电量和生产动力用电量来估算确定,即总用电量是后二者之和。而对于照明用电量和动力用电量,则可以采用动力用电估算的公式来确定。

园林绿地用电量分为动力用电和照明用电,即S 总=S 动+S 照式中 S 总——园林绿地用电计算总容量;S 动———动力设备所需总容量;S 照———照明用电所需总容量。

1) 动力用电估算。绿地的动力设备如潜水泵、离心泵、游乐设施动力电机等,用电具有较强的季节性和间歇性,因而用电估算时应考虑这些因素。其动力用电估算可用下式进行计算:

公式中 P ——各动力设备铭牌上额定率的总和(KW);

η——动力设备的平均效率,一般可取0.68;COS ——各动力设备的功率因数,一般在0.6~0.95。K ——各动力设备的需要系数。由于各台设备不一定都同时满负荷运行,因此计算容量时打一折扣,估算时可取K =0.5~0.75;

2) 照明用电估算。绿地的路灯、庭院灯、草坪灯单相负荷等属于相负荷,在供配电设计中,应将相负荷尽量均匀地分配到三相之中,按照最大的单相设备回路乘以3求得等效的三相设备容量,然后按照上述公式计算。

2. 布置配电线路

一般大中型园林都要安装自己的配电变压器,做到独立供电。但一些小园林、小游园的用电量比较小,也常常直接借用附近街区原有变压器提供电源。电源取用点确定以后,要根据园林用电性质和环境情况,来决定采用何种配电线路布置方式来布置线路系统。线路配电方式可采用前面了解过的链式、环式、放射式、树干式和混合式中的任何一种,应根据用电性质、用电量和投资资金情况来选定。

布置线路系统时,园林中游乐机械或喷泉等动力用电与一般的照明用电最好能分开单独供电。其三相电路的负荷都要尽量保持平衡。此外,在单相负荷中,每一单相用电都要分别设开关,严禁一闸多用。支线上的分线路不要太多,每根支线上的插座、灯头数的总和最好不超过25个。每根支线上的工作电流,一般为6~10A或10~30A。支线最好走直线,要满足线路最短的要求。从变压器引出的供电主干线,在进入主配电箱之前要设空气开关和保险,有的还要设一个总电表;在从主配电箱引出的支干线上也要设出线空气开关和保险,以控制整个主干线的电路。从分配电箱引出的支线在进入电气设备之前应安装漏电保护开关,保证用电安全。

3. 配电导线选择

在园林供电系统中,要根据不同的用电要求来选配所用导线或电缆截面的大小。低压动力线的负荷电流较大,一般要先按导线的发热条件来选择截面,然后再校验其电压的损耗和机械强度。低压照明线对电压水平的要求比较高,所以一般要先按所允许的电压损耗条件来选择导线截面,而后再校验其发热条件和机械强度。其经验公式为:1mm2(铜导线)对应1kw(负荷)。

4. 光源的选择

为园林中不同的环境确定照明光源,要根据环境对照明的要求和不同光源的照明特点,作出以下选择:

1) 对园林内重点区域或对辨别颜色要求较高、光线条件要求较好的场所照明,应考虑采用光效较高和显色指数较高的光源,如氙灯、卤钨灯和日光色荧光灯等。

2) 对非主要的园林附属建筑和边缘区域的园路等,应优先考虑选用廉价的普通荧光灯或白炽灯。

3) 需及时点亮、经常调光和频繁开关灯的场所,或因频闪效应影响视觉效果以及需要防止电磁干扰的场所,宜采用白炽灯和卤钨灯。如城市中心广场、车站广场、立交桥广场、园景广场和园林出入口场地等有高挂条件并需大面积照明的场所,宜采用氙灯或金属卤化物灯。

4) 选用荧光高压汞灯或高压钠灯,可在振动较大的场所获得良好而稳定的照明效果。当采用一种光源仍不能满足园林环境显色要求时,可考虑采用两种或多种光源作为混光照明,来改善显色效果。

5) 在选择光源的同时,还应综合考虑灯具的选用。灯具的艺术造型、配光特色、安装特点和安全特点等都要符合充分发挥光源效能的要求。

02园林灯具的选择和安装

一、园林灯具的选择

灯具是光源、灯罩及其附件的总称。灯具的作用是固定光源,把光源发出的光通量分配到设计的区域和地方,防止光源引起的眩光以及保护光源不受外力及外界潮气影响等。在园林中灯具除了满足照明功能需求外,还应考虑灯具的装饰性、安装维护等因素。

1. 埋地灯具

埋地灯在外形上有方的也有圆的,主要是埋于硬化地面上,广泛用于商场、停车场、绿化带、公园旅游景点、住宅小区、城市雕塑、步行街道、大楼台阶等场所用来做装饰或指示照明,还可以用来照墙或是照树。埋地灯造型时尚,美观大方,而且具有防水、防尘、耐压和耐腐蚀的特点(图8-2)。

2. 水下灯具

水下灯具有良好的防水、防锈、防腐性能。灯体由不锈钢、铝合金铸造成型,坚固耐用,采用静电喷塑处理; 玻璃为耐高温防热钢化安全玻璃,采用硅橡胶密封防水防尘。灯具的光源一般选用卤钨灯,这是因为卤钨灯的光波呈连续性,光照效果好,尤其是光经过水的折射会产生色彩艳丽的光线,形成五彩缤纷的光色。另外,新型光源LED也采用较多(图8-3、图8-4)。

▲图8-4 水下灯具实例

3. 投光灯

投光灯装有高纯度铝镜面抛光反射板,光源按一定角度和方向投射到物体上,可使被照物体的亮度高于周围环境背景的亮度。投光灯一般采用高强度气体放电光源,透光玻璃为耐高温防热钢化安全玻璃,安装在能调整角度的支架上。一般作为建筑外立面、广场、树木、

雕塑等的泛光照明,如图8-5所示。

▲图8-5 投光灯具

4. 草坪灯

草坪灯设置于草坪边或草坪中,属于局部照明,一般设置在小区单元门附近、园路节点等地方。草坪灯高度一般为400~800mm,灯罩为透明或乳白色有机玻璃,灯杆、灯座为铁制或铝合金,如图8-6所示。

5. 庭院灯

庭院灯既要满足夜晚照明功能,又要有较强的装饰效果。常使用荧光节能灯、卤钨灯、金卤灯等光源。庭院灯置于庭院、小区、公园等地方,高度一般为3.5~4.0m,可满足机动车、行人照明的功能,如图8-7所示。

6. 路灯

路灯的主要功能是为人和机动车等交通提供充足的照明,要求亮度高、显色性好,节能、免维护以及装饰性强。常使用金卤灯、高压钠灯等光源,设置在主园路、市政广场、小区主干道等场所。灯具的高度一般为6~10m。

7. 线条灯

灯具外形为长条状,钢化玻璃蒙面,铝合金外壳防水,可悬挂在墙壁上做小型泛光照明,也可埋于地面、起导向和突出主题的作用。

二、园林灯具的安装

1. 路灯的安装

道路照明讲究功能和美观的统一,要求科学地布置路灯,达到满足道路照明的要求。采用常规照明方式时,应根据道路横断面形式、宽度及照明要求进行选择,灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4(CJJ 45-2006)。灯具的布置方式、安装高度和间距应符合《城市道路照明设计标准》的要求。

1) 同一街道、景观道、公路、广场的路灯安装高度(从光源到地面)、仰角、装灯的方向宜保持一致,如图8-9所示。

2) 灯杆的位置应选择合理,灯杆的位置不得设在宜被车辆碰撞的地点,且与供电线路等空中障碍物的安全距离应符合供电的有关规定。

3) 基础坑开挖尺寸应符合设计规定,基础混凝土强度等级不应低于C20,基础内电缆护管从基础中心穿出应超出基础平面30~50mm。浇制钢制混凝土基础前必须排除坑内积水。路灯现浇基础图如图8-10、图8-11所示。

▲图8-10 6M路灯钢筋混凝土基础配筋

▲图8-11 6M路灯现浇钢筋混凝土基础

▲图8-12 路灯基础单侧单根45°硬质PVC穿线管

说明:图中“人”字型穿线管,在实际工程中,穿线难度大,还需要把电缆切断。可以改为单侧单根45°硬质PVC穿线管。在布线时可不用切断电缆,把电缆折成“Ω”型穿入单侧单根硬质PVC穿线管内。这样可以实现不剪断电缆布线,比较方便,如图8-12所示。也可使作PE线的导线不被剪断,使用“T”型连接件直接与钢筋预埋件、金属灯具外壳相连,满足规范要求。

4) 灯具安装纵向中心线和灯臂的纵向中心线应一致,灯具横向水平线应与地面平行,紧固后目测应无歪斜。

5) 常规照明灯具的效率不应低于60%,且应符合下列规定:

①灯具配件应齐全,无机械损伤、变形、油漆剥落、灯罩破裂等现象。灯具的保护等级、密封性能必须在IP55以上。

②反光器应干净整洁,并应进行抛光氧化或镀膜处理,反光器表面无明显划痕。

③透明罩的透光率应达到90%以上,并应无明显的划痕和气泡。

6) 封闭灯具的灯头引线应采用耐热绝缘管保护,灯罩与尾座的连接应无间隙。灯具应抽样进行温升和光学性能等测试,测试结果应符合现行国家标准《灯具》(GB7000)的规定,测试单位应具备资质证书。路灯灯具构造如图8-13所示。灯头应固定牢靠,可调灯头应按设计调整至正确位置,灯头接线应符合下列规定:

①相线应接在中心触点端子上,零线应接在螺纹口端子上。

②灯头绝缘外壳应无损伤、开裂。

③高压汞灯、高压钠灯宜采用中心触点伸缩式灯口。

▲图8-13 一般路灯灯具构造示意图

7) 灯头线应使用额度电压不低于500V的铜芯绝缘线。功率小于4 0 0 W 的最小允许线芯截面应为1.5mm2,功率在400W至1000W的最小允许线芯截面应为2.5mm2。

8) 在灯臂、灯盘、灯杆内穿线不得有接头,穿线孔口或管口应光滑、无毛刺,并应采用绝缘套管或包带包扎,包扎长度不得小于200mm。穿线孔的处理方法如图8-14 所示。

▲图8-14 穿线孔的处理方法

9) 每盏灯的相线宜装设熔断器,熔断器应固定牢靠,接线端子上线头弯曲方向应为顺时针方向并用垫圈压紧,熔断器上端应接电源进线,下端应接电源出线。

10) 气体放电灯应将熔断器安装在镇流器的进电侧,熔丝应符合下列规定:

①250W及以下汞灯、150W及以下钠灯和白炽灯可采用4A熔丝;

②250W钠灯和400W汞灯可采用6A熔丝;

③400W钠灯可采用10A熔丝;

④1000W钠灯和汞灯可采用15A熔丝。

11) 高压汞灯、高压钠灯等气体放电灯的灯泡、镇流器、触发器等应配套使用,严禁混用。镇流器、电容器的接线端子不得超过两个接头,线头弯曲方向应按顺时针方向并压在两垫片之间,接线端子瓷头不得破裂,外壳应无渗水和腐蚀现象,当钠灯镇流器采用多股导线接线时,多股导线不得散股。

12) 路灯安装使用的灯杆、灯臂、抱箍、螺栓、压板等金属构件应进行热镀锌处理,防腐质量应符合现行国家质量标准《金属覆盖层及其他有关覆盖层维氏和努氏显微硬度试验》(GB/T 9790-1988)、《热喷涂金属件表面预处理通则》(GB/T 11373-1989)、现行的行业标准《金属覆盖层 钢铁制品热浸镀铝 技术条件》(GB/T 18592-2001)的有关规定。

13) 灯杆、灯臂等热镀锌后应进行油漆涂层处理,其外观、附着力、耐湿热性应符合现行的行业标准《灯具油漆涂层》(QB/T 1551-1992)的有关规定;进行喷塑处理后覆盖层应无鼓包、针孔、粗糙、裂纹或漏喷区缺陷,覆盖层与基体应有牢固的结合强度。

14) 各种螺母紧固,宜加垫片和弹簧垫。紧固后螺纹露出螺母不得少于两个螺距。

2. 庭院灯的安装

1) 庭院灯宜采用不碎灯罩,灯罩托盘宜采用铸铝材质;若采用玻璃灯罩,紧固时螺栓应受力均匀,并应采用不锈钢螺栓,玻璃灯罩卡口应采用橡胶圈衬垫。

2) 庭院灯具铸件油漆涂层和喷塑后的外观应符合路灯的规定。

3) 铝制或玻璃钢灯座放置的方向应一致,可开启式门孔的铰链应完好,开关应灵活可靠,开启方向宜朝向慢车道或人行道侧。

4) 庭院灯现浇基础尺寸比路灯相对小些,其他技术要求与路灯相同。

5) 灯杆根部应做保护装饰罩,防止螺栓生锈,且不能积水。使用大理石板拼接或两块不锈钢板对接,做成保护装饰罩。

6) 基础尺寸、标高与混凝土强度等级应符合设计要求。

7) 金属灯杆灯座均应接地(接零)保护,接地线端子固定牢靠。

8) 庭院灯现浇混凝土基础要求。

①庭院灯现浇混凝土基础采用的主筋地脚螺栓部分

必须镀锌,混凝土应按《混凝土结构工程施工质量验收

规范》(GB 50204-2002)浇制。

②灯杆保护接地按设计施工图与基础同时施工,接地电阻不小于4Ω。

③地基开挖时,一定要挖到要求的尺寸,避免“子弹头” 坑,尽量利用原土的较好特性,回填时应分层夯实,分层厚度不宜大于0.3m。

④如施工时发现地质条件不符,应及时与设计方联系。

⑤现浇混凝土基础示意图如图8-16所示;

▲图8-16 庭院灯现浇混凝土基础示意图

3. 草坪灯安装

1) 草坪灯一般安装在草坪当中,容易受到水的侵害。为了避免水造成腐蚀、电路短路,混凝土基座要高出土壤5cm左右,

2) 混凝土基座要严格达到标号C20,否则在安装膨胀螺栓打眼时,会造成混凝土开裂。

3) 灯柱内电缆与二次接线导线的接头要高于20cm以上,进入灯座的二次接线需要外套绝缘蜡管,增强安全性。

4) 灯头与灯柱的连接,厂家一般采用在灯头上安装三颗螺栓压紧灯柱外壁,当受到较大外力时容易脱落。应当在灯柱上打眼使灯头上的螺栓拧入灯柱加以固定。安装见图8-17所示。

▲图8-17 草坪灯安装示意图

03室外园林线路敷设

一、导线(电缆)穿管敷设

1. 硬质塑料管

硬质塑料管主要指硬质聚氯乙烯塑料管(UPVC),呈灰色;在选择塑料管及其附件时,应一律选用难燃型的,其氧指数应为27%及以上,即有离火自熄性能。严禁在工程中采用再生硬质聚氯乙烯管。由于PVC管可冷热械施工,方便,阻燃性好,目前被广泛采用。UPVC管应选反复械弯2~3次而不裂的。硬质塑料管应具有耐热、耐燃、耐冲击、耐酸、耐碱,适用于民用建筑和室外景观环境及室内有酸、碱等腐蚀介质场所,但不得在高温和易受机械损伤的场所敷设,若埋于地下受力较大之处,宜选厚壁的重型管。

2. 管径的选择

管径是根据电线穿管时占管内面积的比例来选择的。

1) 导线截面1~6mm2时按不大于电线管内孔总面积的33%计算。

2) 导线截面10~50mm2时按不大于电线管内孔总面积的27.5%计算。

3) 导线截面70~150mm2时按不大于电线管内孔总面积的22%计算。电缆穿保护管长30m以下时:直线段管内径应不小于电缆外径的1.5倍;一个弯曲时管内径应不小于电缆外径的2倍;二个弯曲时管内径应不小于电缆外径的2.5倍。长度在30m以上的段管内径应不小于电缆外径的2.5倍。

3. 管内穿线

1) 选择导线。工程中使用绝缘导线,其型号、规格、截面必须符合设计要求,不能随意改变型号和规格。所用导线应为正式厂家生产并有出厂合格证明。穿入管内的导线应分色;L1(A)相为黄色;L2(B)相为绿色;L3(C)为红色;N(中性线)为淡蓝色;PE(保护线)为绿/黄双色。

2) 穿线施工条件。穿线前应对管路进行清扫,用引线的钢丝绑上布条,来回拉几次将杂物、灰土、水分带出。管内穿线前需要用钢丝做引线(也称带线儿),一般用1.2~ 2.0的钢丝,头部做回头钩,当管路较长、弯较多时可从两头穿钢丝,两个回头钩碰到一起后后可转动钢丝(管子两头的钢丝都顺时针转动),使两钩绞在一起,然后一拉一送就把钢丝穿过来了。

3) 管内穿线。

①钢管穿线前,应检查各管口的护口是否齐整,塑料管穿线前应检查管口是否有毛刺。

②管路较长或弯比较多,穿线前可吹入滑石粉。

③穿入管内的导线不应有接头,导线绝缘层不得有损伤。

④同一交流回路的导线必须穿于同一钢管内。不同回路、不同电压、交流与直流的导线不得穿入同一管内。但以下几种情况除外:标称电压为65V以下的回路;同一设备或同一流水作业线设备的电力回路和无特殊防干扰要求的控制回路;同一花灯的儿个回路;同类照明的几个回路,但管内的导线总数不应多于8根。

⑤导线在各种箱盒的预留长度:接线盒、开关盒、插座盒及灯头盒内导线预留长度应为0.15m;配电箱内导线预留长度应为配电箱箱体周长的1/2;出户线的预留长度为1.5m;公用导线在分支处,可不剪断导线直接穿过接线盒。

⑥导线在变形缝处,补偿装置应活动自如。导线应留有一定余量。

⑦敷设垂直管路中的导线,当超过下列长度时,应在管口处和接线盒中加以固定:截面为50mm2及以下的导线为30m;截面为70~95mm2的导线为20m;截面为180~240mm2的导线为18m。

二、电缆的敷设

在景观工程中电缆的敷设的主要方式有:直埋式、电缆沟式、排管式。园林工程中经常采取直埋式,下面主要介绍直埋式。直埋式就是把电缆直接埋入地下,这种敷设方式施工简单,造价低廉,散热性好,使用广泛,但电缆容易受腐蚀和机械损伤,日后,检修和增加电缆都不方便,故一条电缆沟内敷设的电缆一般不超过6根,为了散热每根电缆要保持100mm的净距(35kV电缆保持250mm净距)。直埋式的施工过程如下:

1) 首先放线挖沟,电缆埋深应大于0.7m,因此沟深为0.8~1.2m,沟宽由施放的电缆根数决定,一根时为0.5m。为保护电缆,沟底应铺100mm的软土或细砂,软土密实性好,便于散热,造价低。

2) 施放电缆前,用千斤顶将电缆盘顶起或用起重机将它放在支架上,让电缆线盘能自由转动。电缆不长、截面不大,重量较轻时可用人力托拖拉敷设;电缆较长、截面较大时用卷扬机牵引,牵引力较小时,可用钢丝套套牢电缆端头牵引

3) 电缆施放完成后,在电缆上再铺软土或细砂100mm,然后再铺丁砖,以保护电缆不受机械损伤,最后回填原土,回填原土要分层夯实。电缆直埋后,如图8-20 所示。

▲图8-20 电缆直埋示意图

4) 施工时应注意:电缆与建筑物之间的距离要大于0.6m,电缆与树干距离要大于lm,电缆与水管距离要大于0.5m,电缆与热力管道之间要大于2m:电缆与电缆交叉时,要穿保护管或用水泥板隔开,并保持一定距离,低压要在高压的上面;电缆与热力管道交叉时,电缆要穿管,并在它们中间设置0.5m厚的隔热层;电缆、道路交叉时,要穿保护管(以镀锌钢管为宜),直线段电缆保护管在30m以下时其内径应大于电缆外径的两倍,在30m以上时其内径应大于电缆外径的3倍并不得小100mm。

5) 电缆敷设前应检查其是否有机械损伤,电缆盘是否完好,对3kV及以上电缆应做耐压实验,lkV以下电缆可用lkV绝缘摇表摇测绝缘,绝缘电阻值应不低于10MΩ。

6) 电缆敷设时在沟底应呈小的波浪状,以免地形变化电缆受力。在电缆中间接头处,两边电缆都要留2m左右的余量,以备中间头损坏时重新做中间头;施工时电缆弯曲半径与电缆外径的比值不应小于下列规定,橡皮或塑料绝缘铠装为10倍,无铠装为6倍。

7) 直埋电缆线路直线部分,若无永久建筑物时,应埋设标桩、接头和转角处也均应埋设标桩,并绘制竣工图,标明具体坐标、部位及走向。

8) 当环境温度在0℃以下时不得施工,若施工应给电缆加温。

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