某综合楼的照明及防雷接地设计 毕业设计.docx

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某综合楼的照明及防雷接地设计毕业设计

安徽建筑大学

毕业设计（论文）

专业电气工程及其自动化

班级10电气1班

学生姓名白小波

学号***********

课题某综合楼防雷接地设计

指导教师刘国林

2014年6月10日

摘要

本文以某综合楼为研究对象，本楼共12层，总面积约为17656㎡。

其前3层作为商业用途，第四层为仓库，五层以上作为办公用途。

结合高层综合楼电气设计方案，对高层综合楼的照明、供配电和防雷接地系统设计的具体内容进行了详细的论述，其中包括灯具的选择与布置，系统导线的选择，开关和插座的布置，防雷措施的设计和接地种类的选择。

在照明系统设计中，根据不同房间的功能和特点，选择最佳的照明光源，根据国家规范的照度要求，运用利用系数法进行照度计算，然后确定灯具的数目和布置方案。

根据不同房间的功能，相应的布置开关和插座。

防雷接地设计根据防雷规范对建筑物防雷类别的划分，结合高层综合楼的性质确定建筑的防雷等级并设置相应的防雷接闪措施，选择安全可靠的接地种类。

关键词:

综合楼，电气设计，照明，防雷，接地。

Abstract

Thisresearchbasedonmultiple-usebuildingastheresearchobject,thisbuildinghasatotalof12floorswithatotalareaofapproximately17,656squaremeters.Itsformerthreelayersforcommercialpurposes,thefourthlayeristhewarehouse,fiveaboveasofficeuse.Combinedwithhigh-risecomplexbuildingelectricaldesign,high-risecomplexbuildinglightingforspecificcontentdistributionandlightningprotectionandgroundingsystemdesignwerediscussedindetail,includingtheselectionandarrangementoflightingsystemselectionwire,switchesandsocketslayout,designandgroundinglightningprotectionmeasuresofthekindofchoice.

Inlightingsystemdesign,accordingtodifferentfunctionsandfeaturesoftheroom,selectthebestlightingsource,accordingtotherequirementsofthenationalstandardofilluminance,Usingcoefficientmethodofilluminancecalculation,determinethenumberoflampsandlanternsandlampsandlanternsdecorateplan。

Accordingtothedatadistributionschemeandsystemenvironmentandcooperatingwiththeengineeringcharacteristicstochoosepowersupplyanddistributionnetworkcabletypes,installationmethods,numberandcross-sectionalarea.Accordingtothefeaturesofdifferentroom,arrangetheswitchandsocket.Lightningproofgroundingdesignbasedondividingthebuildinglightningprotectionclassoflightningprotectionspecificationhigh-riseresidentialpropertiesdeterminethebuildinglightningprotectionlevelandsetupcorrespondinglightningflashmeasuresandchoosesafeandreliablegroundingtypes.

Keywords:

multiple-usebuilding，ElectricalDesign，Lighting，LightingProtection,Grounding。

第一章绪论.........................................................................................................................1

1.1建筑电气的发展状况............................................................................1

1.2本文的主要内容和章节的安排..............................................................1

第二章照明设计系统..........................................................................3

2.1照明技术的相关概念................................................................................3

2.1.1光和光通....................................................................................3

2.1.2常用电光源的类型，特性及其选择........................................6

2.1.3照明的方式和种类......................................................................6

2.1.4影响照明质量的因素..............................................................8

2.1.5照明设计的基本要求................................................................9

2.2照度的计算.............................................................................................10

2.2.1利用系数法................................................................................10

2.2.2确定照度标准............................................................................11

2.2.3用利用系数法确定灯具数........................................................12

2.2.4照度的验算..................................................................................12

第三章供配电系统设计............................................................14

3.1照明供电系统....................................................................................14

3.1.1电源电压对照明质量的影响.....................................................14

3.1.2电压的选择..................................................................................15

3.1.3照明供电方式...............................................................................15

3.2照明负荷计算..........................................................................................17

3.2.1计算方法.....................................................................................17

3.2.2计算过程.................................................................................19

3.3导线截面和敷设方式的选择..................................................................21

3.3.1导线截面的选择...........................................................................21

3.3.2导线敷设方式的选择.................................................................22

3.4断路器型号的选择................................................................................22

3.4.1选择原则...................................................................................22

3.4.2各回路断路器型号的选择......................................................23

3.5配电箱的选择..........................................................................................23

第四章防雷接地系统..............................................................25

4.1防雷设计的一般规定要求...................................................................26

4.2防雷措施...................................................................................................26

4.2.1接闪器设计................................................................................26

4.2.2接地装置引下线设计................................................................27

4.2.3接地装置的设计要求.................................................................27

4.2.4等电位连接及防雷电波侵入的措施.........................................27

4.2.5防雷电感应............................................................................28

4.2.6本建筑防雷接地系统的设计结果...........................................28

第五章总结.........................................................................................29

第六章参考文献.................................................................................30

附录一：

外文文献...............................................................................31

附录二：

中文文献...............................................................................35

附录三：

预算.......................................................................................42

附录四：

图纸.......................................................................................44

第一章绪论

1.1建筑电气发展状况

随着时代的进步,现代建筑中电气系统在整个建筑物中的重要性越来越明显,因为一座建筑物中电气系统的完备性关系到建筑物本身使用价值的体现,以及人们对建筑物整体的评价,甚至直接关系到人们的生命财产安全.所以在建筑物的设计阶段,电气系统的设计是一项十分重要的任务.

进入20世纪80年代中国的建筑电气设计开始向智能化发展。

然而，对中国“智能建筑”现状的调查表明，定位于智能型的建筑，其智能化系统的开通率、无故障运行率、节能增效的实际情况与预期的要求有较大差距。

产生这些问题的主要原因之一是缺乏各个层次的智能建筑设计、施工建设、运行管理的专业化人才。

“智能建筑”应该是“智能”加“建筑”。

“智能建筑”不仅需要自动控制、通信、办公系统、计算机网络，更不能离开建筑这个载体，以及为建筑服务的与能源、环境有关的各种建筑设备；不仅需要各种IT硬件，而且需要对整个建筑设备系统进行优化管理的软件。

因此，智能建筑是多学科的交叉和融汇。

中国建筑电气将以“电气安全、节能、环保、创新”为主题，内容涉及绿色照明、配电、电气节能、电能质量、消防等建筑电气设计技术创新的多个领域。

1.2本文的主要内容和章节安排

本课题主要研究高层综合楼电气设计，以某综合楼为研究对象，确定了该住宅楼照明、供配电和防雷接地系统的设计方案。

本文的章节安排如下：

第一章绪论

主要研究课题的研究背景和意义，建筑电气的发展和研究现状，以及高层住宅建筑照明、供配电、防雷系统的设计的重要性。

第二章综合楼的照明系统设计。

介绍了照明技术的有关概念和常用光源的类型，通过照度计算对住宅楼进行了灯具的选择和布置。

第三章综合楼的供配电系统设计。

介绍了电力负荷的分级和不同负荷对供电的要求，照明的供电，系统计算数据的统计以及导线和电气设备的的选择。

根据住宅楼负荷的性质，确定该住宅楼的负荷等级，从而确定此高层建筑的供配电方案。

根据系统的计算数据，进行导线的选择和校验，最后进行开关和插座的布置。

第四章综合楼防雷和接地。

介绍了建筑物防雷等级的划分和防雷装置、防雷措施。

研究了低压配电系统的接地形式以及不同接地形式的适用范围。

根据综合楼的防雷等级设置相应的防雷和接地措施。

第二章照明系统设计

2.1照明技术的相关概念

照明按光源方式分为自然照明（天然采光）和人工照明两大类。

电气照明是建筑物的重要组成部分。

照明设计的优劣除了影响建筑物的功能外，还影响建筑艺术的效果。

因此，我们必须熟悉照明系统的基本概念和掌握基本的照明技术。

2.1.1光和光通

1.光

光是物质的一种形态，是一种波长比毫米无线电波短而比X射线长的电磁波，而所有的电磁波都具有辐射能（radiatedenergy）。

在电磁波的辐射谱中，光谱（lightspectrum）的大致范围包括：

红外线（infra-redrays），波长为780nm~1mm；

可见光（visiblerays），波长为380~780nm；

紫外线（ultra-violetrays），波长为1~380nm。

可见光又分为：

红（red，640nm~780nm）、橙（orange，600nm~640nm）、黄（yellow，570nm~600nm）、绿（green，490nm~570nm）、青（indigo，450nm~490nm）、蓝（red，430nm~450nm）、紫（violet，380nm~430nm）等7种单色光。

2.光通

光源在单位时间内，向周围空间辐射出的使人眼产生光感的能量，称为光通量，简称光通（luminnousflux），符号为光通Φ，单位为lm（流明）。

3.光强及其分布特性

发光强度（luminousintensity），简称光强，是光源在给定方向的辐射强度，符号为I，单位为cd（坎德拉）。

对于向各个方向均匀辐射光通量的光源，它在各个方向的发光强度均等，其值为

（2.1）

其中Φ为光源在立体角Ω内所辐射的总光通量。

空间立体角Ω=A/r²，其中r为球的半径，A为与Ω相对应的球面积。

4.照度和亮度

受照物体表面单位面积投射的光通量，称为照度（illuminance）。

如果光通量Φ均匀地投射在面积为A的表面上，则该表面的照度值为

（2.2）

其中照度符号为E，单位为lx（勒克斯）。

发光体在视线方向单位投影面上得发光强度，称为亮度（liminance）。

假设发光体表面法线方向的发光强度为I，而人眼视线与发光体表面法线成α角，因此视线方向的发光强度I=Icosα，而视线方向的投影面积

，由此可得发光体在视线方向的亮度为：

（2.3）

由公式（2.3）可以看出，发光体的亮度值实际上与视线方向无关，亮度符号为L，单位为cd/m²。

5.物体的光照特性

当光通量Φ投射到物体上时，一部分光通量Φρ从物体表面反射回去，一部分光通量Φα被物体所吸收，而余下的一部分光通量Φτ则透过物体[23]。

为表征物体的光照性能，特引入以下三个参数：

反射比（reflectionratio），又称反射因数，其定义为反射光的光通量Φρ与总投射光通量Φ之比，即

（2.4）

吸收比（absorptionratio），又称吸收因数，其定义为吸收光的光通量光通量Φα与总投射光通量Φ之比，即

（2.5）

透射比（transmissionratio），称透射，其定义为吸收光的光通量光通量Φτ与总投射光通量Φ之比，即

（2.6）

以上这三个参数之间有下列关系：

（2.7）

在照明技术中特别注重反射比这一参数，因为它直接影响很多工作面的照度。

6.光源的色温

光源的色温（colourtemperature）是指光源所发出光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度就称为该光源的色温，用绝对温度K（Kelvin，或称开氏温度）表示[24]。

光源色温不同，光色也不同，色温在3300K以下有稳重的气氛，温暖的感觉；

色温在3000~5000K为中间色温，有爽快的气氛；色温在5000K以上有冷的气氛，清凉的感觉。

在高色温光源照射下，如果亮度不高则给人们一种阴冷的气氛；在低色温光源照射下，亮度过高会给人们一种闷热的感觉。

按照不同色温带给人们情绪上的不同影响，我们通常将光源的色温分为三类:

（1）暖色光：

暖色光的色温在3300K以下，暖色光与白炽灯光色相近，红光成分较多，给人以温暖、舒适、健康的感觉，适用于住宅、宿舍、宾馆、医院等场所，或者温度比较低的地方。

（2）暖白光：

又称中间色，它的色温在3300—5300K之间。

暖白光光线柔和，给人舒适、愉快、安祥的感觉，适用于商店、医院、饭店、餐厅、候车室等场所。

（3）冷色光：

又称日光色，它的色温在5300K以上，光源接近自然光，有明亮的感觉，容易使人精力集中，适用于办公室、会议室、教室、图书馆的阅览室、设计室、绘图室、展览橱窗等场所。

7.光源的显色性能

光源的显色性能（colourrenderingproperties）是指光源对被照物体颜色显现的性能。

物体的颜色以日光或与日光相当的参考光源辐射下的颜色为准。

为表征光源的显色性能，特引入光源的显色指数（colourrenderingindex）。

一般显色指数，按《工业企业照明设计标准》定义，是指由国际照明委员会（CIE）规定的8种试验色样，在由被测光源照明时与由参考光源照明时其他颜色相符程度的度量。

被测光源一般显色指数（Ra）越高，说明该光源的显色性能越好，物体颜色在该光源照明下失真度越小。

白炽灯的一般显示指数为97~99，荧光灯的显示指数为75~90，后者的显色性能差一些。

2.1.2常用电光源的类型、特性及其选择

1.常用电光源的类型

常用电光源的类型是根据电光源的发光原理划分的，具体分类如下：

（1）热辐射光源

对物体进行加热时，物体会辐射发光，热辐射光源就是利用这种原理制成的，常见的热辐射光源有白炽灯、卤钨灯等。

白炽灯是人们日常生活中经常使用的一种灯具，白炽灯的优点是显色性能好，价格便宜，缺点是发光效率较低，且耐震性较差，而且白炽灯的使用时间不长。

卤钨灯的发光效率比白炽灯高，使用寿命也大大延长。

卤钨灯的显色性好，使用也方