景觀照明設計中配電需要注意的問題淺析

劉 斌

(北京清華城市規劃設計研究院光環境設計研究所，北京 100085)

1 引言

隨著社會經濟的發展及人們的生活質量提高，人們對城市環境也提出越來越高的要求，城市夜景照明作為一個城市發展的標志也越來越受人們的關注。夜景照明也可以說是一種藝術，點亮藝術，就需要可靠的電氣保障。因此在夜景照明設計時應遵循國家制定的設計規范，并將具體情況和節約投資、長期發展統一考慮。

2 負荷等級

2.1 景觀照明一般按三級負荷供電，提供一路市電就可以滿足要求。如圖1所示。

圖1 一路市電供電系統示意圖

2.2 景觀照明在中斷供電后，會造成重大影響及損失等特殊情況時，應按二級及以上負荷供電，如重大活動的表演照明或開幕式等。要滿足二級及以上負荷供電要求，可采用兩路獨立回路供電的方式，即雙市電應急供電系統。如圖2所示。

一般采用雙市電應急供電系統，在一路斷電后，另一路可以繼續供電。但考慮到有些景觀照明采用的是氣體放電燈，如金鹵燈、鈉燈，在斷電后，需要觸發器冷卻后才能繼續點亮，不能滿足要求，因此還可以采用以下方式:

1)在重大活動時臨時采用雙市電+UPS的方式，優點:可持續供電，不受一路斷電影響，缺點:造價相對較高。如圖3所示。

圖2 雙市電應急供電系統示意圖

圖3 雙市電+UPS應急供電系統示意圖

2)采用熱觸發器，在一路故障斷電，另一路及時供電后，可以馬上點亮。但熱觸發器目前造價較高，技術不是很成熟。

3)用節能燈、鹵素燈或LED燈做臨時補充照明，在一路斷電后，電源切換到備用電源，可以馬上點亮，即備兩套照明系統。

2.3 電壓范圍:根據規范，照明燈具端電壓的偏差值不宜高于其額定電壓值的105%，低于其額定電壓值的90%。但考慮到部分景觀照明的效果，燈具的發光效率，保證供電質量、減少供電線路損耗，可要求電壓的范圍在95%～105%。

3 配電方式

(1)供電范圍:室外單相220V支路導線長度一般不超過100m，220/380V三相四線制線路長度一般不超過300m;若燈具距離電源點較遠，但燈具數量及容量相對較小，可以將配電距離放大到500米，并應進行保護靈敏度的校驗。

(2)供配電系統:室外景觀照明可采用TN-S系統 (如圖4所示)或TT系統 (如圖5所示)(I類燈具均要求接PE線)。安裝于建筑內的景觀照明系統應與該建筑配電系統的接地型式相一致，一般為TN-S系統，安裝于室外的景觀照明中距建筑外墻20m以內的設施仍應與室內系統的接地型式相一致。而遠離 (超過20米以外)建筑物的部分建議采用TT接地制式系統，將全部外露可導電部分連接后就地直接接地。采用TT接地制式系統，照明回路的開關應選用帶漏電保護的斷路器，額定動作電流為30mA，動作時間0.1S(對于供電距離較遠的路燈等，漏電電流可放大到100mA)。漏電保護裝置應裝設在分支回路上，而不是在配電箱的總開關上，便于在發生故障時，及時發現漏電回路，利于檢修。

圖4 TN-S系統

圖5 TT系統

(3)對于配電功率較大或距離較遠的回路，可采用三相配電系統，各相負荷的平衡度宜控制在±15%以內。三相四線配電，中性線截面不應小于相線截面 (帶有電感及電容補償的燈具回路中會有諧波);保證三相負荷比較均衡，以使各相電壓偏差不致產生較大的差別，同時減少中性線電流。在照明負荷使用的不平衡性以及氣體放電燈線路由于電流波形畸變產生高次諧波，即使三相平衡中性線也會流過三的倍數的奇次諧波電流，有可能達到相電流的數倍。室外照明線路應采用雙重絕緣的銅芯導線，照明支路銅芯導線截面不應小于2.5mm2，室外線路一般較長，施工時應注意線纜所承受的拉力。

(4)照明分支線路每一單相回路電流不宜超過30A，如果一回路帶太多燈具，啟動電流過大，超出燈具原器件的承受范圍。

(5)對于同一組數量較多的燈具可采用多回路交叉供電，在一路斷電后，其他回路正常運行，減少影響。

4 設備安裝及線路敷設

(1)景觀照明就是為美而作，因此在考慮現場設備及管線的安裝位置時，在保證電氣安全合理的的前提下，盡量隱蔽安裝，不影響白天效果。

(2)在管線敷埋地設時要考慮埋設深度，一般不小于0.7米，并且考慮與其他管線交叉的情況。由于照明分支回路線徑較細，埋地時應盡量穿管保護，在轉角、分支或變更敷設方式時，及每隔50米設置一座手孔井，方便施工穿線及維護檢修，并且在過路的地方需要穿熱鍍鋅鋼管保護。管線在沿室內及建筑外立面明敷時，應注意防火，電氣管線、線槽在穿越防火分區樓板、隔墻時，其空隙應采用相當于建筑構件耐火極限的不燃燒材料填塞密實。

(3)在高層、超高層建筑做景觀照明時，其安裝在建筑物外立面的燈具和管線在樓層之間應留有空隙，管線應加伸縮裝置。當穿過建筑物變形縫時，應設加伸縮裝置。

(4)明敷于潮濕場所或埋地敷設的金屬導管，應采用管壁厚度不小于2.0mm的熱鍍鋅鋼管。明敷或暗敷于干燥場所的金屬導管宜采用管壁厚度不小于1.5mm的熱鍍鋅鋼管。

(5)對單光源功率在250W及以上的燈具，在每個燈具處單獨設置短路保護，如加裝熔斷器。

(6)不可把金屬導管作為PE線使用，如可撓性金屬導管和金屬柔性導管不能做接地 (PE)或接零 (PEN)的接續導體。

5 防雷接地及安全

建筑外立面及屋頂安裝的景觀燈具及設備，要考慮其防雷，并根據建筑物的重要性采取相應的防雷電波侵入措施:

5.1 景觀照明配電箱應與該建筑的防雷接地系統可靠聯接，接地電阻須一致。無金屬外殼或保護網罩的用電設備應處在接閃器的保護范圍內;有金屬外殼或保護網罩的用電設備應將金屬外殼或保護網罩就近與屋頂防雷裝置相連。燈具上部的避雷帶相應高出燈具150mm以上或向外傾斜100mm，利于檢修。另外，安裝于超高層建筑側立面的燈具，也應考慮防雷擊的情況。

5.2 考慮到雷擊對配電線路的影響，根據電荷的集膚效應，類似于“法拉第籠”，從配電盤引出的線路應穿鋼管，鋼管的一端與配電盤外露可導電部分相連，另一端與用電設備外露可導電部分及保護罩相連，并就近與屋頂防雷裝置相連，相連導體采用￠8熱鍍鋅圓鋼或40x4熱鍍鋅扁鋼。鋼管因連接設備而在中間斷開時應設跨接線。這樣做可使雷電流沿鋼管導至屋頂的防雷接地系統，不經過保護導管內的線纜。在配電盤內同時加裝浪涌保護器，浪涌保護器的下端應就近與防雷裝置相連。

5.3 屋頂景觀照明燈具及設備的電源線路不應與樓內的配電線路混接，以免雷電時對樓內正常照明產生影響，其電源應從變配電室低壓柜直接供電。

5.4 對于室外空曠的地方，其在平均雷暴日大于15d/a的地區，高度在15m及以上的獨立燈桿、燈架等宜設置防直擊雷措施。如每個燈桿做單燈接地，若接地電阻不滿足要求時，可用接地線將燈桿連接起來做聯合接地體。

5.5 照明設備所有帶電部分應用絕緣、遮攔或外護物保護;室外照明配電箱與控制箱等應采用防水防塵型，防護等級不應低于IP54，距地面2.5m以下的照明設備應借助于工具才能開啟。對于點亮時表面溫度較高的燈具 (大于45°)，應安裝于兒童不易接觸的地方或采取相應保護措施。

5.6 噴泉中的水下燈，其保護措施應遵循《建筑物電氣裝置》第7部分“特殊裝置或場所的要求”第702節“游泳池和其它水池”的規定。對于讓人進入的噴水池，如果噴泉、涉水池、戲水池按游泳池的有關規定和要求執行，水下燈的標稱電壓不大于交流12V。對于不讓人進入的噴水池，即當人在0區外時才打算投入運行的水池內的設備，其電源回路應采用

下列保護方式:

1)采用SELV，其安全電源應該在0區和l區之外。

2)采用額定剩余動作電流不大于30mA的剩余電流保護器自動切斷電源。

3)采用電氣隔離，其隔離電源應裝在0區之外，并只給一臺設備供電，水下燈具的防護等級為IPX8。

5.7 在噴水池等潮濕場所，人體的電阻相對較小，一般平時絕緣的物品，也可能會產生導電，因此照明配電線路應設置防觸電保護。水下燈密封比較好，但同時不利于散熱，對于僅在水中才能安全工作的燈具，在水位較低時，水下燈不宜開啟，設計中可在其配電回路應加設低水位斷電措施。另外考慮到人身安全，在特殊潮濕、導電良好的地面、樓梯的欄桿、人員可觸及的防護欄及工作狹窄、行動不便的場所的燈具建議不大于12V。

6 夜景照明控制系統

控制系統可分為手動控制、時鐘控制、光感控制及智能控制等。

(1)手動控制，顧名思義，直接用手動控制開關，一般可用于有值班室的景觀照明。

時鐘控制屬于最簡單的自動控制，定好時間，到點自動開啟。但季節不同，日落時間也不同，因此一般采用天文時鐘控制，隨著日落時間對燈光進行自動控制，時鐘可以通過NTP與標準時鐘服務器進行同步。光感控制一般配合其他控制方式一起使用。

(2)智能照明控制系統通過對不同時間、不同亮度、不同功能的照明裝置在一定的區域或若干個區域進行自動調節和控制。不但照度在不同的時間滿足不同的要求，并且根據使用需要實施合理的管理方式，能很大程度上減少維護人員的工作量和提高工作效率。智能照明控制系統近年來發展較快，設計時應采用主流技術及其運行的可靠性和開放性、兼容性。現行的智能控制系統有DALI數字式可尋址照明控制接口系統、EIB系統、C－Bus系統、電力載波通訊、DMX512協議等;對于敷設線路較困難及控制點距離較遠的工程，可采用GPRS或GSM等系統。隨著智能控制的發展，對于控制的要求越來越廣，借助于互聯網或公網 (GPRS)等實現遠程控制，智能控制也將有可能以TCP/IP協議作為標準接口 (兼容)，可以解決現有不同廠家控制不兼容問題。照明控制系統宜采用軟啟動、軟關斷技術，使照明裝置在一定時間里緩慢啟動、關斷，或間隔幾十到幾百秒啟動、關斷，避免沖擊電壓對燈具的損害，延長燈具壽命。無論設置什么控制方式，現場應設手、自動轉換開關，在檢修或特殊情況時可采用就地手動控制功能。

7 景觀照明節能

(1)方案上節能:供配電方案合理，配電設施距取電點近，處于用電負荷中心，用較小功率的燈具達到景觀照明的預期效果等等。設計師在設計時應考慮方案供電的合理性、可靠性，減少不必要的線路長度，節約資源。

(2)選用高效節能的燈具及電子鎮流器或高效的電感鎮流器，燈具要求其功率因數大于等于0.9。

(3)景觀照明燈具開關控制可分為節電、平日、節日等不同模式控制，在不同的時段和日期開啟不同的回路。一是為了營造不同氣氛下的景觀效果，二是為了節約能源，三是有利于更能突出節日的氣氛。

(4)合理地選擇合適的電線電纜截面，減小線路的損耗。

(5)建筑物立面夜景照明的功率密度值應在規范標準要求的范圍內。

(6)從有利于節電管理角度出發，在系統設計中應考慮安裝表計的可能性，從而優化管理，提高效率，節約人力資源。

［1］建筑物電氣裝置．GB16895．27－2006．

［2］建規設計防火規范．GB 50016—2006．

［3］城市夜景照明設計規范．JGJ/T163－2008．

［4］民用建筑電氣設計規范．JGJ16－2008．