建筑电气设计论文.docx
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建筑电气设计论文
河北建筑工程学院
专科毕业设计（论文）
题
目
某住宅小区8﹟住宅楼电气设计
学科专业楼宇智能化工程技术
班级楼宇073
姓名李洋
指导教师杨晓晴
指导教师职称教授
辅导教师张晔
论文提交日期2010年6月25日
论文答辩日期2010年6月27日
答辩委员会主席签字：
摘要
本设计主要阐述了某市某小区各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论。
本设计共主要包括强电部分设计、弱电部分设计
强电部分主要内容包括：
低压配电系统、照明系统的设计，其中包括负荷计算、照度计算等。
弱电部分主要内容包括：
电视系统。
设计完成图纸共10幅，其中强电部分7幅，弱电部分3幅。
本小区电气设计作为毕业设计，其目的是通过切身实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为即将面临的工作奠定坚实的基础。
关键词
配电系统，照明，负荷，电视
前言
前言
本设计是某市某小区电气设计，该工程系实际工程。
针对本工程的情况本设计包含的内容主要有照明，电视。
由于时代的需求要在电气方面做到以人为本，环保节能，在设计深度和广度上都具有很好的研究价值。
本设计通过设计计算和图纸绘制就现代建筑中的主要部分--照明，弱电根据建筑屋的使用性质和用途按照国家制定的规范和其需求做到科学设计合理布局。
再者面对当代耗能的增加和能源资源的短缺问题本设计采用了多项节能措施的设计例如:
使用节能型灯。
再者对所有建筑屋内的用电耗能设备采用国家推荐的节能设备同时在设计时追求了这种节能的理念。
近年来，我国建筑电气的发展极为迅猛，并且要求不断提高，技术先进，控制体系丰富多样。
更新换代特别快。
于是，多高层的建筑电气的工程设计也便成为工程院校教学环节的重点。
本次设计课题结构特点明确，涵概面广。
在整个设计过程中，我们得到了专业教师孜孜不倦的指导，也深切体会到科学严谨的设计思想。
由于本人设计经验有限，不妥和错误之处，恳请各位老师指正。
第1章设计说明
1.1建筑电气概况
建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。
它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。
随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、网络等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。
建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。
本次设计是对某市某小区的电气设计，本工程概况：
本工程为某住宅小区8#住宅楼，共两个单元，地下一层，层高2.70米，主要为储藏室，一到～六层层高2.85米，均为住宅。
主体层高为17.60米。
总建筑面积2775.5平方米，其中地下室建筑面积，396.5平方米。
标准层建筑面积1982.5平方米，顶层建筑面积：
396.5平方米。
。
按“高规”划分，属三类。
设计需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，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办公楼的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。
1.2设计内容
本论文主要阐述了该小区各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论等。
论文共包括照明、电视系统。
（1）第二章为低压配电系统，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，并用单位容量法进行了负荷计算，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。
本部分设计出图1幅，为配电系统图。
（2）第三章为照明系统，主要说明光源、灯具选择，照度计算，一般照明及应急照明等内容，并依据《电气照明技术》《建筑照明设计规范》等进行照度计算，选择出各个房间合适的灯具数量，本部分设计出图5幅，为各层照明平面图及照明负荷配电平面图。
（3）第四章为有线电视系统，主要说明系统组成及线路敷设等内容，本次设计从市区有线电视网引入至小区控制室，经分配后引至各栋住宅楼。
主要说明系统组成及线路敷设等内容，本次设计从市区有线电视网引入至小区控制室，经分配后引至各栋住宅楼。
主要说明系统组成，主要功能，功放选择等。
本章设计出图共3幅，其系统图与配电系统图共用一张图纸，3幅弱电平面图。
第2章配电系统设计
2.1负荷等级及供电要求
2.1.1负荷等级分类
电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。
一级负荷：
（1）中断供电将造成人身伤亡者。
（2）中断供电将造成重大政治影响者。
（3）中断供电将造成重大经济损失者。
（4）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。
对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。
中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。
二级负荷：
（1）中断供电将造成较大政治影响者。
（2）中断供电将造成较大经济损失者。
（3）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。
三级负荷:
不属于一级和二级的电力负荷。
2.1.2供电要求
根据《民用建筑电气规范》
（1）一级负荷的供电“应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏”。
但在实际设计中为了满足一级负荷的供电，可以采用两路高压供电，但当供电不能满足要求时，应设自备发电机，故可以采用一路高压电源加一路备用电源---应急柴油发电机组供电，当一级负荷容量较大时，应采用两路高压供电。
对于特别重要的负荷供电，除了必须采用两路高压外，还必须设置应急电源（应急柴油发电机），并且该电源中严禁接入其他负荷。
（2）二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”，即当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。
设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源（柴油发电机组），但当负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6KV及以上专用架空线供电。
（3）三级负荷对供电无特殊要求。
此外，根据《建筑设计防火规范》以及《高层民用建筑设计防火规范》对消防用电设备进行负荷等级划分，对于二类高层建筑的消防用电按二级负荷要求供电并且消防用电设备应采用专用的供电回路。
火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志。
本工程为三类民用建筑，照明用电均为为三级负荷。
2.2负荷计算
负荷计算采用需要系数法.
照明负荷计算：
每层配电箱有功功率
（2.1）
计算电流
（2.2）
用电设备组计算负荷：
（2.3）
（2.4）
（2.5）
配电干线计算负荷：
（2.6）
（2.7）
（2.8）
（2.9）
式中
------------------同时系数
------------------需要系数
Q-------------------用电设备组无功功率（kvar）
P-------------------用电设备组有功功率（kW）
本住宅楼有两个单元，三种户型。
A户型建筑建筑面积65.88
，住宅用电负荷标准选负荷为4kw；
B户型建筑建筑面积62.2
，住宅用电负荷标准选负荷为4kw；
C户型建筑建筑面积87.27
，住宅用电负荷标准选负荷为4kw；
由于A,B,C三户型负荷相同，所以其计算电流亦相同
即：
用户配电箱ALz
单元配电箱AL1
=
=112.3A
总负荷计算
由于住宅楼两个单元对称负荷为均为70kW，故总负荷为140kw。
=
=118.2A
2.3设备选型
2.3.1电缆选择原则
（1）根据计算负荷电流选断路器整定值；
（2）根据断路器整定值选电缆；
（3）导线及断路器选择时要前后级之间相互配合,前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级；
（4）动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。
2.3.2选择结果
断路器的选择
根据以上负荷计算，设备选型如下：
1．用户配电箱内断路器的选择
（1）照明回路断路器选BMN-32/1P-C16。
（2）普通插座回路断路器选BMN-32L/1P+N-C1630mA/t≤0.1s。
（3）厨房插座回路断路器选BMN-32L/1P+N-C2030mA/t≤0.1s。
（4）卫生间插座回路断路器选BMN-32L/1P+N-C2030mA/t≤0.1s。
（5）空调插座回路断路器选BMN-32/1P-C20。
2．住户配电箱进线处断路器选BM-63/2P-C32+MV+MN。
3．单元配电箱内断路器选BM-63/2P-C40。
4.单元进线总电缆处断路器选SBL-200C/430-150A300mA/t≤0.4S。
5.地下室进线处断路器选BMN-32/1P-C10。
线缆的选择
1．室内导线:
照明BV-2×2.5-PVC16
插座BV-3×4.0-PVC20
2．单元配电箱到终端箱导线选BV-3×10.0-SC25。
3．进线电缆选YJV22-4×50-RC100。
配电箱的选择
1.住户强电配电箱选800*800*200。
2.单元楼配电箱选300*200*150。
3.局部等电位端子箱选200*120*60。
2.4配电方式
住宅低压配电系统的确定，应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。
应将照明与电力负荷分成不同的配电系统
对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电；对配电间的配电宜采用下列方式之一
（1）工作电源采用分区放射式，备用电源也采用分区放射式。
（2）工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。
（3）工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。
本工程配电采用分区放射式。
第3章照明系统设计
3.1总则
电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观。
环境条件对照明设施有很大影响。
要使照明设计与环境空间相协调，就要正确选择照明方式、光源种类、灯泡功率、照明器数量、形式与光色、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥积极的作用。
3.2照明光源选择
照明光源选择一般原则：
（1）发光效率高；
（2）显色性好，即显色指数高；
（3）使用寿命长；
（4）启点可靠、方便、快捷；
（5）性能价格比高。
3.3照明灯具选择
灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。
选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。
在各类灯具中，荧光灯主要用于室内照明，汞灯和钠灯用于室外照明，也可将二者装在一起作混光照明，这样做光效高、耗电少、光色逼真、协调、视觉舒适。
灯具选择一般原则
（1）使用安全：
防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险；
（2）提高能效：
选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应，以及光通维持率高的灯具；
（3）合理考虑功能性（良好的照明效果）、装饰性（美观、协调）、经济性（性价比高）和能源效益的结合；
（4）限制眩光。
3.4照度和照明方式选择
依据《建筑照明设计规范》选择照度是照明设计的重要问题，照度太低会损害视力，不合理的高照度则会浪费电力。
选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。
在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。
另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。
充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达70%－80%，同样能起到节电的作用。
3.5一般照明
照明可分为一般照明、应急照明。
本建筑一般照明主要为住宅各房间照明。
3.5.1住宅照明一般设计原则
（1）住宅照明一般都是夜晚，因此选择合适的照度以形成舒适的照明环境。
客厅，卧室照明灯具采用荧光灯，楼梯间采用声控灯，厨房卫生间采用防水防尘灯，餐厅采用扁形吸顶灯。
（2）住宅内各房间灯具宜设置在房间中央，采用荧光灯时宜使灯具纵轴与水平视线平行。
（3）在有计算机终端设备房间，应避免在屏幕上出现人和实物（如灯具、家具、窗等）的映像。
3.5.2设计结果
本建筑主要照度标准及光源、灯型选择如下：
（走廊、厕所为0米工作面照度，其它为0.75米工作面照度）
（1）卧室：
75lx单管荧光灯
（2）客厅：
100lx单管荧光灯
（3）厨房：
150lx防水防尘灯
（4）餐厅:
150lx扁形吸顶灯
（5）卫生间：
100lx防水防尘灯
（6）楼梯间：
50lx声控灯
3.6照度计算（计算所需灯具数量）
3.6.1参考标准：
《建筑照明设计标准》/GB50034-2004
参考手册：
《照明设计手册》第二版:
计算方法：
利用系数求平均照度法
式中：
-----------------工作面上的平均照度
A--------------------工作面面积（m2）
U--------------------利用系数，指投射到工作面上的光通量与光源光通量之比
K--------------------维护系数，办公室取0.8，室外取0.7，营业厅取0.75
--------------------光源的光通量（lm）
例如，对于A户型卧室1:
1.房间参数
房间类别：
卧室,照度要求值:
75.00LX,功率密度不超过11.00W/m2
房间名称：
卧室1
房间长度L:
3.36m
房间宽度B:
2.76m
计算高度H:
2.05m
顶棚反射比（%）：
80
墙反射比（%）：
50
地面反射比（%）：
10
室形系数RI:
0.74
维护系数:
0.80
2.灯具参数:
型号:
飞利浦TLD36W/54
单灯具光源数:
1个
灯具光通量:
2500lm
灯具光源功率:
36.00W
镇流器类型:
TLD标准型
镇流器功率:
5.00w
3.由于是吸顶安装，则hrc=2.05m，hcc=0m，hfc=0.75m
室空间系数：
顶棚空间系数：
地板空间系数：
所以顶棚空间有效反射比:
ρcc=0.8
墙面平均反射比:
ρw=0.5
地板空间有效反射比:
其中ρ=
由RCR=6.76,ρw=0.5,ρcc=0.8,ρfc≠0.2查表计算得:
U=0.46
4.计算结果:
建议灯具数:
计算照度:
实际安装功率=光源数×（光源功率+镇流器功率）=1*（36+5）=41.00W
实际功率密度:
41W/9.27=4.42W/m2
折算功率密度:
4.42W/m2*0.75=3.31W/m2
5.校验结果:
要求平均照度:
75.00LX
实际计算平均照度:
99.24LX
符合规范照度要求!
要求功率密度:
11.00W/m2
实际功率密度:
3.31W/m2<11.00W/m2
符合规范节能要求!
选择结果见附表1.1
3.7照明负荷平面布置
设计原则
（1）每一照明单相分支回路的电流不宜超过16A，单支回路所带灯具（插座）数量应满足相关要求，一般最多可以带灯具20盏，插座10只。
（2）每个照明开关所控光源数不宜太多，体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制。
（3）供电半径应满足要求，一般不超过30米。
（4）插座不宜和照明灯接在同一分支回路。
（5）尽量使三相所带负荷平衡。
照明负荷具体布置见照明平面图。
第4章电视系统
4.1设计原则和要求
（1）干线部分设计
干线传输部分是把前端接收的电视信号传输给用户分配系统的一系列传输设备。
为了向各地点传输符合要求的信号，传输网络的结构可以是星形、树形或是星-树形，在某些场合也可以采用网形或环形结构。
自前端至各建筑物的传输部分为干线传输部分，干线传输电缆采用SYKV-75-9/12或SYV-75-9/12同轴电缆。
若干线距离较长，为了保证末端信号有足够高的电平，需要加入干线放大器以补偿电缆的衰减。
电缆对信号的衰减基本上与信号频率的平方根成正比，故有时需要加入均衡器以补偿干线部分的频谱特性，保证干线末端的各频道信号电平基本相同。
（2）室外线缆管道设计
管道可采用钢管、混凝土预制管或硬质PVC管，孔径应不小于80mm。
钢管壁厚应大于4mm，PVC管壁厚应大于4.5mm，钢管应进行防腐处理，埋深应不小于0.8m（冻土层以下）。
由于建筑物可能下沉，进出建筑物的管道应选用钢管。
与热力管道交叉的地方，不宜采用硬质PVC管，车行道以外的地方可以使用硬质PVC管。
人（手）孔一般在下列情况下设置：
1）电缆汇集和分支点处。
2）拐弯和引入建筑物处。
3）引上、引下的地方。
4）管道超过允许长度的地方。
5）穿越道路的道路两侧。
室外延长线上的设备必须安装在地面以上或建筑物内，严禁将设备安装在人工手井或地沟内；另一种方法是安装在地上的设备落地箱内，但应考虑其造价、占地及安全等问题。
（3）电缆分配网络设计
有线电视前端信号经放大器进入分配网络，前端信号进入一层的分配器，再由分支干线（SYV-75-7视频线）引至各楼层的分支器，再通过用户线（SYV-75-5视频线）到各个终端的有线电视插座。
（1）进线口的设置
1）多层式住宅楼及板式高层住宅楼，可根据线路设计要求按一处以上进线组织暗管系统。
2）楼外应设手孔，由手孔引至住宅建筑内放大箱的管道，孔径应不小于40mm，数量应不少于2条。
（2）电缆分配网络的结构
1）分配器-分配器
2）分支器-分支器
3）分配器-分支器
4）分配器-串接单元
5）高层串接形式
以上几种网络结构并不是孤立存在的，在一个具体的住宅电缆分配网中，往往是几种结构的组合。
分配网络采用分配分支方式，一方面可以有效地抑制放射信号，另一方面由于中端是和分配分支独立连接的，终端与终端之间不互相影响，便于维护和以后的收费管理。
设计中所选分支分配器均为双向的，整个系统具有双向传输功能。
为使系统耐老化，电缆采用物理发泡同轴电缆。
（4）分配器、分支器的设计
1）信号主轴线的末端不得使用分配器；
2）分支器的串联不得超过6个；
3）分配器到每户的终端盒应采用单独的暗管设置，不得与其他住户终端盒相串接；
4）一户内多终端口的设置方式可采用户内分配方式。
分配器的输出端不能开路，否则会造成输入端的严重失配，同时还会影响到其他输出端。
在系统中当分配器有输出端空余时，必须接75Ω负载电阻
（5）用户终端的设计
1）应同时具备TV输出口和FM输出口；
2）应具有良好的电磁屏蔽性能和防潮防腐性能；
3）应符合国标规定的安全要求；
4）用户终端电平要求满足（68±4）dB；
5）每套住宅应最少设计一个终端，高标准住宅可按实际需求对终端数进行设计安排，并应设置在每套住宅的起居室或卧室内。
6）用户盒暗敷距地0.3米。
（6）同轴电缆选择及穿管管径
1）用户分配网中使用的同轴电缆均采用物理发泡电缆；
2）分配放大器输出端连接的分配器的分路电缆距离较长，宜采用-75-9、-75-7的电缆；分支器、分配器和用户终端之间的连接宜采用-75-7的电缆；
3）楼内暗管系统应全部采用钢管；
4）只敷设一条-75-9型电缆时，应采用内径≥25mm的钢管；
5）敷设其他型号电缆或两条以上电缆时，管孔截面积的利用率应不大于40%；
6）外线电缆均采用稳定聚乙烯护套，室内电缆可以采用聚乙烯或聚氯乙烯外护套。
4.2设备的选用
（1）选用原则
1）有线电视系统的设备应选用产品质量监督检验部门鉴定的定型合格产品，未经鉴定的产品，不得在工程中使用，系统中的所有设备均采用75Ω端口阻抗。
2）在同一工程中，选用的主要设备部件和材料，其性能，标准，外观应一致。
3）选用的设备和部件应能传输5---1000MHZ频率
4）当系统为双向传输时，所有设备部件均应选择具有双向传输功能的产品。
5）系统中所用部件应具备防止电磁波辐射和电磁波侵入的屏蔽性能。
室外信用的部件还应有良好的防潮、防雨和防霉措施。
在有盐雾、硫化物等污染区使用的部件，尚应具有抗腐蚀能力。
（2）分支器
分支器通常用于较高电平的馈电干线中，它能以较小的插入损耗从干线取出部分信号供给住宅楼或用户，有时也可用二分支干线提供信号电平，通过分支器的电视信号其中一小部分从分支端输出，大部分功率继续沿干线传输。
1）插入损耗是信号从干线输入端到干线输出端之间的传输损耗，即输入信号电平与输出`信号电平之差。
2）分支损耗是信号从干线输入端到分支输出端之间的损耗，即干线输入端电平与分支端输出端电平之差。
3）分支损耗与插入损耗之间的关系是分支损耗大，则插入损耗小；分支损耗小，则插入损耗大。
4）分支口与插入损耗之间的关系是分支口越多，插入损耗越大。
分支器是将射频电信号功率不等地分配给各路，有主路和支路之分，支路就有各种不同的衰减量，从而构成一个系列。
因此对大楼从下至上进行分配时，一般上层的分支衰减量应取小一些，下层的分支衰减量应大一些，这样才能保证上下层用户端的电平基本相同。
同时，分支器的主输出口空余时，也必须接75Ω的负载。
（3）分配器
分配器是用来分配高频信号的部件，它的作用有两个：
一是将一种信号功率平均分配给几路（通常分为两路、三路、四路、六路）；二是可将两路、三路、四路和六路信号混合起来。
分配损耗是指分配器输入端的输入电平与输出电平之差。
分支器和分配器的根本区别在于，分配器平均分配功率，而分支器是从电缆中取出一小部分功率提供给用户，而大部分功率继续向后面传输。
（4）串接分支器（串接单元）
串接分支器将分支器和用户终端合成为统一体，具有分支器和系统输出口的功能，所以叫串接分支器，有的又叫串接单元。
（5）用户盒
用户终端是CATV分配系统与用户电视机相连的部件。
面板分为单输出孔和双输出孔（TV、FM），在双输出孔电路中要求TV和FM输出间有一定的隔离度，以防止相互干扰。
为了安全而在两处电缆芯线之间接有高压电容器。
（6）放大器
1）高电平放大器用于天线放大器、用户放大器，增益在40dB以上，信噪比较差。
2）中电平放大器用在支干线上，增益在25~30dB，信噪比较好。
3）低电平放大器用在主干线上
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