电气工程及其自动化专业大学毕业设计开题分析报告.docx

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电气工程及其自动化专业大学毕业设计开题分析报告

电气工程及其自动化专业大学毕业设计开题报告

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西南科技大学毕业设计（论文）开题报告

学院

信息工程学院

专业班级

电气工程及其自动化

姓名

学号

题目

某综合楼电气工程设计

题目类型

设计开发

一、选题背景及依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义，列出主要参考文献）

1.1背景

医院电气设计是医院建筑设计中的一个重要组成部分，其供电的质量和可靠性直接关系到医务工作的疗效。

医院建筑由于其医疗科目繁多、功能复杂、医疗流程及使用对象特殊、设备多而分散、工艺及安全防护要求高、电气系统种类多、对供电可靠性要求高，其作为民用建筑中的一个重要分支已经受到越来越多建筑设计人员的重视。

随着我国经济发展，医院建筑发生显著的变化，如病房楼不在是以前规模偏小、布局陈旧、功能不全、设备简陋的落后状况，以家庭化、全空调病房为代表的新型病房楼正在普及；医院手术区针对手术区流程、手术室材料结构、手术器具配置、净化标准等方面与国外的差别、以国际标准的先进净化手术室为样板进行设计和改造，或一些二级、三级医院直接引进大刀国际先进水平的整体净化手术室；门诊急诊楼则把挂号、付费、化验、配药等窗口集中在一起引入建筑中庭的形式，使医院人流密集的中枢部位宽敞及明亮，减少病人和家属在等候时的沉闷感；医院的医疗设备更新速度快，大型X线机、CT、加速器、核磁共振、超声诊断、电生理诊等先进的医疗设备日新月异，且发展迅速；许多三级医院根据其发展要求，有针对性地建设一些灵活建筑空间来配合医疗设备的调整，近10年是我国医院改造、新建的高峰期。

对此我国十分关注国外医院的建设及相应的标准，国外的医院建设标准是基于自身国情和对医疗环境控制的认识与实践，大多是以专业学（协）会标准、行业标准为标准，遵循法规和条列。

而我国则是以国家标准为准。

国外医院建设大体呈现以下情况：

公立医院与私立医院差别较大；注重医院工艺平面布局，人流与物流流线设置，比较注重通风情况，常采用机械通风；节能的重点放在改善玻璃的性能上；采用“能源站”系统节能的方式有效节能减排；加大医院设施的使用率；综合手术室发展迅速。

随着交流的深入，很多发达国家的建设标准已经被翻译，我国医院建设正结合我国的国情及医院的特点，正确理解每一个国家医院建设标准内涵及实施细则，借鉴其医疗技术，推动我国医院建设的发展。

1.2选题目的

随着人民生活水平的日益改善和医疗水平的不断提高，涌现出了许多新的医院建筑，人们对医院建筑设备的现代化要求也与日剧增。

医院建筑电气设计一直是国内电气设计行业相对薄弱的一个领域。

职业病防治综合楼的电气设备具有电设备种类多、用电量大且负荷密度高、供电可靠性要求高、电气系统复杂、电气线路多、电气用房多等特点，设计的复杂性也增加很多。

AutoCAD是目前国内外使用最广泛的计算机辅助绘图和设计软件之一，是电气工程设计人员需要的基本工具，熟练的掌握本软件的使用对电气工程设计者有重要的意义。

为了提高医院建设电气设计水平，培养学生严谨的科学态度和扎实的实践技能、良好的工程意识，并能在设计中学会如何发现、分析和解决工程实践问题的技能和方法，将所学知识综合应用于工程实践中。

让学生得到一次进行独立设计的工程实践锻炼，同时熟练一种绘图的基本工具，为今后踏上工作岗位打下基础。

1.3选题的意义

医院建筑电气因其医疗科目繁多、功能复杂、医疗流程及使用对象特殊、设备多而分散、工艺及安全防护要求高、电气系统种类多、对供电可靠性要求高，并且所涵盖的内容包括：

负荷分级；供电系统；低压配电系统；照明设计；导线电缆选择；电气安全及电力系统保护；节能措施及弱点系统等，对医院电气设计者来说，要求严格，越来越受到电气设计者的重视，而我国的医院电气设计行业相对薄弱。

电气工作者通过对工程实践的锻炼，积累经验，在设计中学会如何发现、分析和解决工程实践问题的技能和方法，将所学知识综合应用于工程实践中。

在未来有很大的发展前景。

参考文献

[1]陈元丽.现代建筑电气设计指南[M].北京:

中国水利水电出版社,2007,

[2]刘江,张磊.医院建筑电气设计[M].北京:

中国建筑工业出版社,2011.

[3]洪元颐.建筑电气专业技术措施[M].北京:

中国建筑工业出版社,2005,

[4]陈丽,袁海燕.建筑电气专业技术资料精选[M].北京:

化学工业出版社,2009.1

[5]吴绍鹏.高层医院综合楼建筑设计与管线布设研究[D].[硕士学位论文].重庆大学,2012

[6]王芸.综合病房楼电气设计研究[D].[硕士学位论文].山东大学,2005

[7]陈森.专业性综合大楼电气工程设计[J].智能技术,2011,10（4）:

111-113

[8]闵加.医院建筑电气设计[A].现代建筑电气设计,2012,77-81

[9]JGJ49-88,综合医院建筑设计规范[S].

[10]中国建设设计标准研究院.全国民用工程设计技术措施[J].中国勘察设计，2003.03

[11]JGJ16-2008,民用建筑电气设计规范[S].

[12]JGJ49-88,综合医院建设设计规范[S].

[13]GB50034-2004,建筑电气设计规范[S].

[14]Ireland,Beck.EC&M'sTop30RankingsofElectricalDesignFirms[J].EN,2012,3

（2）:

37-39.

[15]Witt,RobertM,Emrich,Jack.Designconsiderationsofacablewiringsystemforanewmedicalcentertosupportafuturemedicalimagingsystem[J],ProceedingsofSPIE-ThenternationalSocietyforOpticalEngineering,v1654,p486-491,1992

[16]Krishnan,Shankar,Promotinginterdisciplinaryproject-basedlearningtobuildtheskillsetsforresearchanddevelopmentofmedicaldevicesinacademia[A],ProceedingsoftheAnnualInternationalConferenceoftheIEEEEngineeringinMedicineandBiologySociety,EMBS,p3142-3145,2013,201335thAnnualInternationalConferenceoftheIEEEEngineeringinMedicineandBiologySociety,EMBC2013

2、主要研究（设计）内容、研究（设计）思想及工作方法或设计流程

2.1研究内容

本课题是某职业病防治中心的电气工程设计，该楼层属于三级乙等综合医院，总楼层共七层，占地面积约1674平方米，高34.2米，总共七层，一层为门诊大厅；二层为职业病康复治疗中心，血透区，消毒室，洁具间；三层为职业病诊断室，教学培训室；四~七层为病房，医护站；屋顶为电梯机房，水箱间。

各层吊顶高为：

一层3.4米，二层2.9米，三~四层3.4米，五~七层2.5米，走道2.4米，电梯机房3.9米。

其中护士站与血透区供电负荷等级为一级负荷，其余为二级负荷。

工程楼内由220V/380V低压电源供电，由楼外引两路电力电缆直埋引入一层配电室。

具体设计内容如下：

（1）完成低压供配电系统设计，供电电压为380/220V三相四线制。

（2）完成电力设备的供配电设计，其中喷淋泵、消防电梯为一级负荷，其供电采用双回路供电，在末端自动切换。

（3）完成电气照明设计，设普通照明、事故照明、疏散指示照明。

（4）计算大楼负荷，完成线缆及配电设备的选则与校验。

（5）完成防雷接地设计。

2.2设计方案

2.2.1照明设计

本设计中照明部分包括普通照明、疏散指示照明和事故应急照明。

在电梯处、消火栓处、自动扶梯的安全出口、疏散楼梯处、疏散走道、公共出口出设置疏散指示照明。

疏散指示照明设在安全出口的顶部嵌墙安装，或在安全出口门边墙上距地2.2～2.5米处明装；疏散走道及转角处在离地1米以下的墙上嵌墙安装。

疏散指示照明照度为0.5lx，正常工作时由配电系统供电，浮充电，断电时由内部电池供电，由末端自投装置控制，维持时间为30min。

配电室、门诊大厅、走廊、消防栓处等设置事故应急照明，设置在墙面和顶棚上，系正常照明灯具中的一部分，其照度不低于正常照度。

正常时由配电系统供电，浮充电，事故时由内部电池供电，供电时间为1h。

普通照明设计如下：

根据医院建筑等级要求及相关医院建筑照明标准，确定相关区域的平均照度值，

根据《建筑照明设计标准》GB50034-2004及实际工程实践中统计医院建筑照度标准值对比如下：

工程实践及我国医院建筑照度标准值对比表

房间或场所

行业标准

美国IESNA-2001

日本JISZ9110-1979

本标准

治疗室

50-100

300

300-750

300

化验室

75-150

500

200-500

500

手术室

100-200

3000-10000

750-1500

750

诊室

75-150

300

300-750

300

候诊室、挂号厅

50-100

100

150-300

200

病房

15-30

50

100-200

100

护士站

75-150

300

300-750

300

由工程图纸可知各层吊顶高，根据一般医院建筑材料确定天花板、墙壁、地板的反射系数ρc、ρw、ρf,选择合适的灯具及平面布局，确定灯的数量及灯泡的功率。

灯的数量：

根据《现代建筑电气设计指南》表11-71选取多布列荧光灯距高比L/H

按较为合理的距离比选择灯具数量。

计算高度：

H=H1－Ha

式中H—计算高度（m）;

H1—灯悬高度（m）;

Ha—工作面高度（m）;

室型指数：

式中W—居室宽度（m）;

L—居室长度（m）;

灯具的最小照度系数：

Z灯具维护系数：

k灯具利用系数：

每个灯的光通量：

式中E—平均照度（lx）;

Z—最小照度系数（若所给照度为平均照度则Z为1）;

A—居室面积（m2）；

K—维护系数（查《现代建筑电气设计指南》表11-70）；

N—灯具数量；

—利用系数（根据IR、ρc、ρw、ρf查《现代建筑电气设计指南》表11-81）；

根据以上结果，查《现代建筑电气设计指南》表11-9选相应型号的荧光灯，其额定通光量Fg>F即可。

所选型号荧光灯实际平均照度

看是否符合规定的照度要求。

炫光：

炫光限制的评价检验按照CIE（国际照明委员会）的推荐以统一炫光指数UGR表达，其基本公式为：

式中Lb—背景亮度（cd/m2）；

L—观测者视线内每个照明器的亮度（cd/m2）；

—观测者视线内每个照明器的发光部分的立体角（cd/m2）；

P—位置系数，由视线内刚好可以看到的最后一个照明器确定。

进行UGR指数计算时，需要掌握位置系数表和灯具厂商提供的完整的灯具表面亮度数据，故在目前国内的实际应用尚不能完全推广。

故可根据《建筑电气专业技术措施》表8.2.23得荧光灯无反射罩，光源功率>36的最低悬挂高度2.0米；无反射罩，光源功率

36的最低悬挂高度3.0米；有反射罩的最低悬挂高度2.0米；进行炫光条件的验证。

2.2.2供配电设计

本工程楼由220V/380V低压电源供电，由楼外引两路电力电缆直埋引入一层配电室，由电源切换箱进行自动切换，经动力配电箱后供向各层照明配电箱。

其中护士站与血透区供电负荷等级为一级负荷，其余为二级负荷。

干线穿钢管沿墙向上敷设，分别引至各层照明配电箱，对各层照明配电进行分区，每层由2~3个照明配电箱进行分区域供电，每个照明配电箱引5~7路供电线路，照明和插座在不同回路，插座回路设漏电保护，每条线路连接不超过4个房间，并且所有配电箱预留一条线路备用。

其中一层CT室，DR室，MR室和二层血透区所在配电线路设EPS应急电源，并且由干线动力配电箱各引一条线路接交流电源配电板并配有应急电源，其功率和容量根据用户需要自行购置。

机房、电梯机房、配电间供电由支线动力配电箱供应，并且由两条线路分别引至，在末端进行自动切换。

2.2.3负荷计算

由于综合楼的电气设备具有电设备种类多、用电量大且负荷密度高、供电可靠性要求高、电气系统复杂、电气线路多、电气用房多等特点，《全国民用建筑工程设计技术措施》电气部分中指出了医院的用电负荷指标：

40—70W/m2，《建筑照明设计标准》中指出的照明功率密度值约为12W/m2，本设计根据以上依据进行负荷的估算Pg，利用需要系数法进行负荷计算：

计算电流:

用电设备组计算负荷：

线计算负荷

式中：

------------------同时系数

------------------需要系数

Q-------------------用电设备组无功功率（KVA）

P--------------------用电设备组有功功率（W）

---------------------计算电流（A）

根据计算电流和导线的热效应进行导线的选型和断路器等电气设备的选型和校验。

2.2.4防雷接地系统

本工程为第三类防雷建筑，沿女儿墙,屋角,屋沿,屋脊,屋顶四周敷设避雷带,并在屋面组成不大于20mx20m的网格.避雷带沿预制支架敷设.支架为25X4mm扁钢，突出屋顶的金属物,均与避雷带焊接;非金属物体,在其上部增加避雷带或避雷针,与其它避雷带焊接成一体.防雷引下线不少于2根，引下线沿建筑物周边均匀对称布置，与柱内主筋焊接,引下线间距小于25m，引下至基础钢筋网,以基础钢筋网加辅助接地做接地体,接地电阻小于0.5欧姆，要求从一层向上柱内主筋每层应可靠焊接,柱内主筋与每层框架梁可靠焊接.并与基础内主筋可靠焊接,基础内主筋搭接处可靠焊接,使整体形成可靠的电气通路。

为防止雷电流流过引下线及接地装置产生很高的电位，对附近的金属物及线路产生反击，采用共同接地装置，设置总等电位、层等电位连接。

低压线路在进入总配电线箱处设避雷器。

2.3工作流程

（1）认真审题，根据设计题目查阅医院建筑电气设计相关资料。

（2）根据前期查阅的资料明确设计思路和设计方案。

（3）进一步熟悉AutoCAD软件。

（4）进行照明布置设计，完成照明设备的选型及相应图纸。

（5）进行供配电设计，完成相应图纸。

（6）根据计算电流选择相应设备进行校验，完成设计系统图。

（7）优化设计图，完成系统的总体设计，写论文准备答辩。

三、毕业设计（论文）工作进度安排

第一阶段：

开题报告

2014.03.01—2014.03.04了解医院建筑电气设计的国内外现状，熟悉相关的规则和标准，查找相关资料。

2014.03.05—2014.03.08阅读并理解所找的资料，初拟设计方案、写开题报告初稿。

2014.03.09—2014.03.13完善方案和开题报告，学习AutoCAD软件。

第二阶段：

设计阶段

2014.03.13—2014.03.20查看图纸，对图纸进行全面的掌握与熟悉。

2014.03.21—2014.03.27根据相关的规则和标准进行照明的设计与选型。

2014.03.28—2014.04.02根据相关的规则和标准进行供配电的设计。

2014.04.03—2014.04.10进行负荷的计算和相关设备的选型并进行校验。

2014.04.11—2014.04.15优化设计图，完成系统的设计。

第三阶段：

论文撰写

2014.04.16—2014.04.25整理设计阶段资料，撰写毕业论文初稿。

2014.04.26—2014.05.08校验整个系统的设计，完成毕业论文初稿。

2014.05.09—2014.05.21根据指导老师意见修改毕业论文。

2014.05.22—2014.05.30完善毕业论文，完成终稿。

第四阶段：

答辩

2014.06.01—答辩前论文打印、装订、评审，评审通过后参加答辩

指导

教师

意见

指导教师签字___________

年月日

院系

毕业

设计

领导

小组

审核

意见

难度

综合训

练程度

是否隶属科研项目

教学院长（公章）___________

年月日

备注：

1、题目类型分为：

理论研究、应用研究、设计开发和其它。

2、题目难度分为：

A、B、C、D四个等级。

3、综合训练程度分为：

A、B、C三个等级。