吉林市某商住楼电气系统设计.docx
《吉林市某商住楼电气系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吉林市某商住楼电气系统设计.docx（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
吉林市某商住楼电气系统设计
吉林市某商住楼电气系统设计
设计总说明
本次工程为吉林市某商住楼电气设计，建筑性质为二类高层商住楼，地上10+1层。
建筑总面积为7598.29平米，建筑总高度35.54米。
一到二层是商业，三层是快捷酒店，四到十层是住宅（第十层是跃层），顶层是电梯机房以及储物间。
本次毕业设计主要内容包括：
低压配电系统、照明系统、防雷接地系统及弱电系统设计。
低压配电系统主要运用需要系数法进行负荷计算，电能分配，照明系统达到安全用电和节约能源的目的。
在防雷接地设计中，本建筑物为三类防雷，采用TN-C-S接地方式，充分保障用户用电的安全性。
本设计绘制了照明平面图系统图共13张、供配电平面图系统图共4张、防雷与接地系统图共2张、弱电平面图共5张再加上设计总说明及材料表共计26张图纸，此次设计说明书共撰写了2万字。
关键词：
高层建筑；电气设计；规范；防雷接地；供配电
ElectricalSystemDesignofaCommercialBuildinginJilin
DesignDescription
TheprojectisanelectricaldesignofacommercialbuildinginJilin.Thebuildingisa2ndtypehigh-risecommercialandresidentialbuilding,10+1floorsabovetheground.Totalconstructionareais7598.29squaremeters,totalconstructionheightis35.54meters.Oneandtwofloorsareforcommercial,threefloorisinn,fourtotenfloorsishouse（the10flooristhethermocline）,thetopflooristheelevatormachineroomandstoragerooms.
Thisdesignincludes:
low-voltagepowerdistributionsystems,lightingsystems,lightningprotectionandgroundingsystemanddesignoftheglobecablesystem.Low-voltagepowerdistributionsystemusesdemandcoefficientmethodforloadcalculation,powerdistribution,lightingsystemsachievessafetyandenergy-savingpurposes.Thebuildingis3rdtypeoflightning,andTN-C-Searthingmethodtofullyprotectthesafetyforuserstouseelectricity.
Thisdesignlightingplansystemfigureatotalof13,powersupplyplansystematotalof4,lightningandgroundingsystematotalof2,weakplansatotalof5plusgeneralspecificationandmaterialsamountsto26drawings,thedesignspecificationhadwrittenatotalof20,000words.
Keywords:
high-risebuildings;electricaldesign;specifications;grounding;powersupply
1.绪论
1.1工程概况
商业住楼一般是集餐饮、娱乐、购物、住宿等功能于一身的大型、超大型建筑，在布局上，地下层一般为设备用房、停车场，也可能设置一些商业、餐饮场所，地面上的部分一般是商业聚集区，同时往往还伴生着高层或超高层用于住宿、办公。
从20世纪开始，中国城市的发展由以往的横向扩张逐渐过渡到向高处延伸，商业综合体就是一个生动写照，所以，建筑供电的理念也要不断更新，以适应商住楼的出现。
本次设计的工程名称是吉林市某商住楼电气设计。
建筑性质为二类高层商住楼，地上10+1层。
建筑总面积为7598.29平米，建筑总高度35.54米。
一到二层是商业，三层是快捷酒店，四到十层是住宅（第十层是跃层），顶层是电梯机房以及储物间。
本设计包括低压配电系统设计、照明及插座设计、防雷接地系统设计、有线电视系统设计、综合布线系统设计等。
1.2设计原则
本设计需认真执行国家相关标准和规范的前提下，进行民用住宅建筑电气系统的设计，并满足方案合理、供电可靠、技术先进、运行可靠、保障人身、设备及建筑物安全和经济合理。
还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。
此次设计的目的是通过对该高层商住楼各个系统的设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国建筑电气行业有关方针政策，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。
1.3设计内容
本设计论文主要包括该商住楼内各系统电气的设计依据、原则和方法，及相关选型等。
论文共包括七章内容，前五章主要是前言及强电部分设计；后两章为弱电部分。
第二章为低压配电系统，依据相关规范：
设计主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求，负荷计算以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等，并用单位面积法进行了负荷计算，确定各个系统照明负荷的容量、计算电流，以此选择出了断路器，导线。
对负荷进行了分类，针对不同级别负荷及负荷大小采取了不同的配电方式。
第三章为照明系统，依据相关规范：
主要说明光源照度、灯具选择，照度计算等内容，用单位面积法进行照度计算，选择出各个房间合适的灯具数量，设计出各个供电回路及相对应的配电箱，
第四章为插座系统，依据相关规范：
主要是对各功能区插座的选择及回路和数量的确定，还有导线和预埋管道的选择。
第五章为防雷接地系统，依据相关规范：
设计主要阐述了防雷等级的划分以及对各等级的要求，根据本建筑物特点，应满足防直击雷、雷电感应及雷电波侵入，并设置了总等电位联结。
第六、七章为弱电系统，主要内容为有线电视系统、综合布线系统。
2供配电系统
2.1系统概述
供配电系统是电力系统的电能用户，也是电力系统的重要组成部分。
它有总降压变电所，高压配电所、配电线路，车间变电所或建筑物变电所和用电设备组成。
供配电系统的主要功能是从输电网接受电能，然后逐级分配电能或就地消费，即将高压电能降低至既方便运行又适合用户需要的各种电压，组成多层次的配电网，向各类电力用户供电。
总降压变电所是用户电能供应的枢纽。
它将35～110kV的外部供电电源电压降为6～10kV高压配电电压，供给高压配电所、车间变电所或建筑物变电所和高压用电设备。
高压配电所集中接收6～10kV电压，在分配到附近各车间变电所或建筑物变电所和高压用电设备。
一般负荷分散、厂区大的大型企业需设置高压配电所。
配电线路分为6～10kV高压配电线路和380/220V低压配电线路。
高压配电线路将总降压变电所与高压配电所、车间变电所或建筑物变电所和高压设备连接起来。
低压配电线路将车间变电所或建筑物变电所的380/220V电能送到个低压设备。
车间变电所或建筑物变电所将6～10kV电压降为380/220V电压，供低压用电设备使用。
用电设备按用途可分为动力用电设备、工艺用电设备、电热用电设备、实验用电设备和照明用电设备等。
对于某个具体用户的供配电系统，可能上述各部分都有，也可能只有其中的几个部分，这主要取决于电力负荷的大小或常去的大小。
不同的供配电系统，不仅组成不完全相同，而且相同部分的构成也会有较大差异。
通常，大型企业都设总降压变电所，中小型企业仅设全厂6～10kV变电所或配电所，某些特别重要的企业还设自备发电厂作为备用电源，取决于负荷等级。
2.2建筑供配电系统设计
建筑供电主要是解决建筑物内用电设备的电源问题。
包括变配电所的设置，线路计算，设备选择等。
2.2.1供电负荷说明
根据《建筑低压配电设计规范》GB50054-2004对供电可靠性要求的负荷分类：
我国将电力负荷按其对供电可靠性的要求及中断供电在政治上、经济上造成的损失或影响的程度划分为三级，分别为一级、二级、三级负荷。
（1）一级负荷应符合下列情况之一：
①中断供电将造成人身伤亡时。
②中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。
例如：
重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。
③中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。
例如：
重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。
说明：
在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。
（2）二级负荷应符合下列情况之一：
①中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。
例如：
主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。
②中断供电将影响重要用电单位的正常工作。
例如：
交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。
（3）不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。
对一些非连续性生产的中小型企业，停电仅影响产量或造成少量产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属三级负荷。
为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源。
具体数量应视当地电网条件而定。
两路独立电源运行方式，原则上是两路同时使用，互为备用。
此外，还必须装设应急柴油发电机组，并要求在15s内走道恢复供电，保证应急照明、消防设备、电脑电源等用电。
国内高层建筑大都采用10kV等级，对用电量大而且有条件的，建议采用35kV深入负荷中心供电。
2.2.2供电方式说明
（1）树干式：
特点是从供电点引出的每条可连接几个用电设备或配电箱。
树干式配电系统比放射式系统线路的总长度小,也就是可以节约有色金属,比较经济；供电点的回路数量较少,配电设备也相应减少,配电线路安装费用也相应减少。
存在缺点是干线发生故障时影响范围大,供电可靠性较差,相比较导线截面积较大。
这种配电方式在用电设备较少,且供电线路较长时经常使用。
（2）放射式：
特点是配电线故障互不影响,供电可靠性较高,配电设备集中,检修比较方便；缺点是系统灵活性较差,导线消耗量较多。
这种配电方式经常用在设备容量大、负荷集中或重要的用电设备，需要集中连锁起动、停车的设备，以及有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜配电及保护起动设备放在现场者。
（3）混合式：
混合式运行时都是开环的放射式线路，提高了供电的可靠性，当一回路故障或检修时，可以将该线路与电源断开，而该处的负荷仍可得到供电。
（4）链式：
特点与树干式有相似之处，这种供电形式适用与距配电柜较远而彼此相距又较近的不重要的容量较小用电设备，这种方式连接的用电设备宜在五台以下，总功率在10KW以内。
2.2.3本设计供电说明
本设计的应急及疏散照明、客梯、门厅用电负荷等级为二级，其余为三级负荷。
本建筑工作电源采用低压电缆由室外变配电室引来；自备柴油发电机组提供应急电源,要求发电机组设自启动装置，自启动时间不大于15S；应急电源只保备用电源只保证二级负荷用电。
配电形式采用混合式系统（分区树干式）。
混合式系统是具有放射式与树干式系统共同特点的。
这种供电方式适用于用电设备多或配电箱多，容量又比较小，分布比较均匀用电设备的场合。
2.3导线与设备的选择
2.3.1导线的选型说明
（1）导线的选择
在配电线路中，使用的导线主要有电线和电缆。
选择导线从导线的类型和导线截面两方面选择。
导线选择是否合理，直接关系到有色金属的消耗量与线路投资，以及电力网的安全、可靠、经济、合理的运行。
在选择导线时，应遵循以下原则和要求：
①按使用环境和敷设方法选择导线的类型。
②按机械强度选择导线的最小允许截面。
③按允许载流量选择导线的截面。
④按电压损失校验导线的截面。
⑤按经济电流密度计算导线截面。
⑥室内、外线路的选择原则，即室外一般用铝导线，架空线路用裹铝绞线。
⑦适当地考虑发展的需要。
注：
本设计中导线的截面是根据导线的允许载流量来确定。
（2）导线敷设及型号
a.照明线路用的电线型式：
①BLV、BV：
塑料绝缘铝芯、铜芯电线。
②BLVV、BVV：
塑料绝缘塑料护套铝芯、铜芯电线。
b.照明线路用的电缆：
①VLV、VV：
聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套铝芯、铜芯电力电缆，又称全塑电缆。
②YJLV、YJV：
交联聚氯乙烯绝缘、聚乙烯绝缘护套铝芯、铜芯电力电缆。
电缆型号后面还有下标，表示其铠装层的情况。
在选择导线、电缆时一般采用铝芯线，但有爆炸危险的场所、有急剧振动的场所及移动式灯具的供电应采用铜芯导线。
（3）根据环境条件选择
常用电线、电缆型号及敷设方法按环境条件、使用场所的不同可以有多种选择。
绝缘导线、电缆敷设通常对导线型式和敷设方式的选择是一起考虑的。
导线敷设方式的选择主要考虑安全、经济和适当的美观，并取决于环境条件。
在屋内，导线的敷设方式最常见的方式为明敷、穿管和暗敷三种。
（4）绝缘导线、电缆明敷
①导线架设于绝缘支柱
②导线直接沿墙、天棚等建筑物结构敷设，称为直敷布线或线卡布线
（5）绝缘导线及电缆穿管敷设
绝缘导线或电缆穿管后敷设于墙壁、顶棚的表面及支架等处，统称为穿管敷设。
明敷于潮湿环境或直接埋于塑土内的管线，应采用焊接钢管。
明敷于干燥环境的管线，可采用管壁厚度不小于1.5mm的电线钢管。
有酸碱盐腐蚀的环境，应采用硬聚氯乙烯管。
爆炸危险环境应采用镀锌钢管。
管子的弯曲半径应不小于钢管外径的4倍。
穿管敷设的绝缘导线绝缘电压等级不应小于交流500伏，穿管导线的总截面积不应大于管内净面积的40％。
电缆穿管时，管内径不应小于电缆外径的1.5倍。
（6）绝缘导线及电缆敷设
绝缘导线及电缆穿管敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等处的内部，或在混凝土板孔内敷设线称为暗敷。
暗敷线缆可以保持建筑内表面整齐美观、方便施工、节约材料。
当建筑采用现场混凝土捣制的地坪、楼板、柱子、过梁等表层下或预制楼板以及板缝中和砖墙内，然后抹灰加粉刷层加以遮蔽，或外加装饰性材料予以隐蔽。
在管子出现交叉的情况下，还应适当加厚粉刷层，厚度应大于两管外径之和，且要有裕度。
2.3.2本设计负荷计算说明
按照JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》的规定：
电力负荷是供电设计的依据参数。
计算准确与否，对合理选择设备、安全可靠与经济运行，均起着决定性的作用。
负荷计算的基本方法有：
需要系数法、单位负荷法等。
本设计负荷计算的主要内容包括：
a.求有功功率：
Pj=
（2-1）
b.求无功功率：
Qj=PjtanΦ（2-2）
c.求计算容量：
＝
（2-3）
d.计算电流：
=
（2-4）
式中：
Pjs—有功计算负荷，kW
Kc—需用系数
Pe—用电设备的总容量，kW
Sjs—视在计算负荷，kVA
Ijs—计算电流，A
cosφ—用电设备功率因数正弦值
Un—用电设备额定电压，V
2.3.3低压配电线路设计
确定进线的方位，再确定各区域总配电箱、分箱的位置，根据线路允许电压降等因素确定干线的走向，管材型号和规格，导线截面等，绘制平面图。
1、普通照明箱-1SP负责给一层每个商铺及二层商业总箱供电，普通照明箱-3SP给三层各客房预留照明回路，普通照明箱-1AL预留给四层及以上的各层单元箱回路，动力配电箱-APE供三部电梯动力及井道照明，应急照明箱-1ALE供二、三层、三楼梯间、各电井及夹层应急照明。
2、电力、照明干线采用YJV电缆，支线采用BV-450/750型铜芯导线。
3、电力、照明分支配线除图中注明外，均采用BV-450/750-2.5mm导线穿阻燃PVC管暗敷，未注明根数的线路导线均为三根，未注明单联开关至灯具的线路均为两根。
空调插座及卫生间插座的导线均采用BV-3x4。
应急照明配管采用焊接钢管。
4、配电室内配电盘采用上进下出方式，落地安装。
楼宇内层配电箱暗装高度距地为1.8米，其余为明挂安装，距地为1.5米。
2.3.4电气设备选择
电气设备的选择涉及多种因素，首先要考虑并坚持的是产品性能质量。
电气产品的选用必须符合国家有关规范。
其次才是经济性，要根据业主功能要求、经济情况做出选择。
随着人们环境保护意识的日益增加，选择环保产品、节能产品也是新的时尚。
所要选择的产品包含在每个设计子项之中，主要有电源设备、高低压开关柜、电力变压器、电缆电线、母线槽、开关电器、照明灯具、电讯产品、消防安防产品、楼宇自控产品等。
当然在充分考虑以上因素的前提下，还应适当照顾经济条件，满足甲方对最优节省投资的要求。
供配电系统中的电气设备是在一定的电压、电流、频率和工作环境条件下工作的，电气设备的选择，除了要满足在正常工作时能安全可靠运行，同时还要满足在发生短路故障时不至产生损坏，开关电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置（户内或户外）、环境温度、海拔高度，以及防尘、防火、防腐、防爆等环境条件。
电气设备的选择应遵循以下4个原则：
1、按工作要求和环境条件选择电气设备的型号。
2、按工作环境及正常工作条件选择电气设备：
（1）按工作电压选择电气设备的额定电压。
电气设备的额定电压UN应不低于其所在线路的额定电压UW.N,即
UN≥UW.N（2-4）
（2）按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。
电气设备的额定电流IN应不小于实际通过它的最大负荷电流Imax（或计算电流Ij），即
IN≥Imax（2-5）
IN≥Ij（2-6）
（3）按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定。
为保证电气设备在短路故障时不至损坏，按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。
动稳定：
电气设备在冲击短路屯流所产生的电动力作用下，电气设备不至损坏。
热稳定：
电气设备载流导体在最大隐态短路屯流作用下，其发热温度不超过载流导体短时的允许发热温度。
（4）开关电器断流能力校验。
断路器和熔断器等电气设备担负着可靠切断短路电流的任务，必须可靠地切断通过的最大短路电流，因此，开关电器还必须校验断流能力，其断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。
本设计选用塑壳断路器选用常熟CM3系列，具体选型见系统图。
2.3.5电梯
本设计图纸中预设电梯3台分别为DT1~3。
电梯只供四层及以上的住宅使用，在顶层电梯机房位置设APT电梯控制箱。
由于都是客梯，所以均做成末端切换。
所有电梯型号均由厂家自定。
2.4本设计负荷计算及设备导线选型
⑴照明配电箱负荷计算
以一层商铺为例进行计算：
SX1箱：
每间客房预留五个回路，供照明插座使用。
查国家建筑标准设计图
集-《建筑电气常用数据》23页需要系数以及自然功率因数表得到相关数据，计算如下：
Pe=4kW
Kx=1
cosφ=0.9
Pjs=Pe×cosφ=4kW
其他照明配电箱、应急照明配电箱计算原理相同，见图纸配电箱系统图。
（2）空调控制箱负荷计算
以一单元空调控制箱1APE为例
1APE箱：
查阅国家建筑标准设计图集04DX101-1《建筑电气常用数据》23页需要系数以及自然功率因数表得到相关数据，计算如下：
Pe=12kW
Kx=0.8
cosφ=0.8
Pjs=Pe×cosφ=9.6kW
=20.2A
3照明系统设计
3.1本设计照明系统概述
本设计中商铺、商业、快捷酒店室内照明由厂家做二次装修设计，住宅一般情况不需要二次装修，由于二层商业的功能不确定，所以在此次设计中二层商业只做了普通照明和应急照明，其余各层都是参照建筑等级、功能要求和使用条件制定相关的照度标准设计。
3.2照明线路电压与照度情况
3.2.1本设计照明电压说明
照明线路的供电电压，直接影响到配电方式和线路敷设的投资费用。
当负荷相同时，若采用较高的电压等级，线路负荷电流便相应减小，因而就可以选用较小截面的导线。
我国的配电网络电压，在低压范围内的标准等级为500V、380V、220V、127V、110V、36V、24V、12V等。
而一般照用的白炽灯电压等级主要有220V、110V、36V、24V、12V等。
所谓光源的电压是指对光源供电的网络电压，不是指灯泡（灯管）两端的电压降。
供电电压必须符合标准的网络电压等级和光源的电压等级。
从安全方面考虑，照明的电源电压一般按一下原则选择：
1、在正常环境中，一般照明光源的电源电压应采用220V。
1500W及以上的高强度气体放电灯的电源电压易采用380V。
2、在有触电危险的场所，例如地面潮湿或周围有许多易触及金属结构的房间，当灯具的安装高度距地面小于2.4米时，无防止触及措施的固定或移动式照明的供电电压不宜超过36V。
3、移动式和手提式灯具应采用Ⅲ类灯具（Ⅰ类灯具：
防触电保护不仅依靠基本绝缘，还包括附加的安全措施，即把易触及的导电部件连接到PE线。
Ⅱ类灯具：
防触电保护不仅依靠基本绝缘，而且具有附加的安全措施，例如双重绝缘或加强绝缘，没有保护接地措施，也不依赖安装条件。
Ⅲ类灯具：
防触电保护依靠电源电压为安全特低电压SELV（SecurityExtraLowVoltage），且不会产生高于SELV电压的灯具。
）用安全特低电压供电，其电压应为在干燥场所不大于50V，在潮湿场所不大于25V。
4、由专用蓄电池供电的照明电压，可根据容量的大小和使用要求，分别采用220V、24V或12V。
3.2.2本设计照明照度说明
表3-1商业建筑照明密度值
房间或场所
照明功率密度（W/m²）
对应照度值（lx）
现行值
目标值
普通办公室
9.0
8.0
300
高档办公室
15.0
13.5
500
会议室
9.0
8.0
300
视频会议室
15
13.5
500
营业厅
11.0
10.0
300
注：
此表适用于其他类型建筑中未包含的办公、会议室照明。
表3-2住宅照明密度值
房间或场所
照明功率密度（W/m²）
对应照度值（lx）
现行值
目标值
起居室
7
6
100
卧室
75
餐厅
750
卧室
100
卫生间
100
3.3本设计公共部分照明内容
3.3.1照明种类介绍
照明种类分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍照明、装饰照明和艺术照明等。
本住宅工程主要包括：
正常照明、应急照明。
⑴正常照明：
为满足正常工作而设置的室内外照明称为正常照明。
它起着满足人们基本视觉要求的功能，是照明设计中的主要照明。
它可以单独使用，也可与事故照明、值班照明同时使用，但控制线路必须分开。
⑵应急照明：
在正常照明因故障熄灭后，提供事故情况下继续工作或人员安全或顺利的照明称为应急照明。
它包括备用照明、安全照明和疏散照明三种。
①备用照明：
指在当正常照明因故障熄灭后，可能会造成爆炸、火灾和人身伤亡等严重事故
升级会员 