办公楼设计要点.docx
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办公楼设计要点
技术期刊
第
六
期
主办单位：
出版时间：
时间：
2011年8月30日
整理人：
办公楼的建筑电气设计
强电部分主要内容包括：
低压配电系统、照明系统及防雷接地系统的设计，其中包括负荷计算、照度计算等。
弱电部分主要内容包括：
网络系统、电话系统的设计。
1配电系统设计
1.1负荷等级及供电要求
1.1.1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。
1.1.2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，对于一类高层建筑的消防用电按一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。
消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明等消防设备及普通电梯、消防电梯、生活水泵按一级负荷，采用双电源供电，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。
其它动力设备、照明用电为三级负荷。
1.1.3配电方式
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；消防及其他防灾用电设施的配电宜自成体系。
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；对各层配电间的配电宜采用下列方式之一：
（１）工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或由首层到顶层垂直干线的方式。
（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。
1.2负荷计算
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：
利用系数法、单位负荷法等。
负荷计算一般采用需要系数法。
照明负荷计算公式如下：
每个房间的有功功率：
（1-1）
计算电流：
（1-2）
用电设备组计算负荷：
（1-3）
（1-4）
（1-5）
配电干线计算负荷：
（1-6）
（1-7）
（1-8）
（1-9）
式中W------------------单位面积功率（W/m2）
S------------------供电面积（
）
------------------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）
cosФ------------------有功功率因数
tgФ-----------------正切角（用来求无功功率）
例如对配电箱负荷计算，一层W=30W/m2，供电面积S=339.3
，
，
则总有功功率
=
WS=1*30*339.9=10179W
考虑到实际配电箱容量多是三的倍数，故P取12kW，有较大余量，
计算电流
=
=23A
断路器整定值选32A，导线选取与断路器相配合，可选YJV5*10，其载流量大于32A。
1.3导线选择
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照明系统设计
2.1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。
2.2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
选择照度是照明设计的重要问题，照度太低会损害工作人员的视力，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。
办公室照度标准为300lx。
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。
一般照明主要为办公照明。
3.5.1办公照明一般设计原则
（１）办公时间几乎都是白天，因此人工照明应与天然采光结合设计而形成舒适的照明环境。
办公室照明灯具宜采用荧光灯。
（２）办公室的一般照明宜设计在工作区的两侧，采用荧光灯时宜使灯具纵轴与水平视线平行。
不宜将灯具布置在工作位置的正前方。
在难于确定工作位置时，可选用发光面积大，亮度低的双向蝙蝠翼式配光灯具。
（３）在有计算机终端设备的办公用房，应避免在屏幕上出现人和物（如灯具、家具、窗等）的映像。
3.5.2灯具选择
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）
办公室：
双管荧光灯
大堂：
荧光花吊灯（非标）
走廊楼梯：
天棚灯
厕所：
防水防尘灯
3.6应急照明
3.6.1应急照明分类
应急照明按照用途可分为三类：
疏散照明、安全照明、备用照明。
设计要求
（１）疏散应急照明：
为保证人员在发生事故时能快速而安全地离开建筑物所设立的照明。
在疏散通道地面上提供的照度应达到1lx，最低不得小于0.5lx。
此外，在安全出口和疏散通道的明显位置还要设有标志指示灯；
（２）安全应急照明：
在正常照明突然熄灭时，为保证潜在危险场所（如医院手术间）的人员人身安全而设置的照明。
安全照明在工作面上提供的照度不应小于正常照明系统提供照度的5％，并且应在正常照明电源消失后0.5s以内提供安全照明电源；
（３）备用应急照明：
正常照明发生事故时，能保证室内活动继续进行的照明，备用照明往往由一部分或全部由正常照明灯具提供，其应急电源主要应来自两个级别的电源：
电网电源和自备电源（发电机或集中蓄电池），照度一般为正常照度的10％。
此外，消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间的应急照明，仍应保证正常照明的照度。
连续供电时间大于等于180min。
疏散应急照明灯宜设在墙面上或顶棚上。
安全出口标志宜设在出口的顶部；疏散走道的指示标志宜设在疏散走道及其转角处距地面1m以下的墙面上。
走道疏散标志灯的间距不应大于20m。
应急照明和疏散指示标志，可采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不应少于20min；高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。
3.6.2应急照明灯具选择
应急照明必须选用能瞬时启动的光源，只有应急照明作为正常照明的一部分，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，应急照明才可选用其它光源，因为若选用不瞬时启动的光源（如气体放电灯）时，当其不在正常照明运作中一同使用，一旦发生事故，因其启动时间长而不能起到事故照明的作用。
3.6.3应急照明灯具布置
高层建筑的下列部位应设置应急照明：
（１）楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前室和避难层（间）。
（２）配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间。
（３）观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密集的场所。
（４）公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道。
3.6.4应急灯具控制方式
（１）非持续式（常备式）。
正常状态下，无交直流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。
（２）持续式（常亮式）。
正常状态下，交流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。
（３）可控制方式。
正常状态下，输出交流，灯开关自由控制开断；强切状态下，交流输出，开关失控；应急状态下，直流输出，开关失控。
3.6.5设计实例
采用应急照明与正常照明相结合，走廊、楼梯等场所采用双电源，已满足应急照明要求，办公室等场所应急照明采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不少于20min，走道疏散标志灯的间距在20m内，安装高度及其它要求均满足相关规范。
如图3-1所示，详细布置见照明平面图。
疏散照明
安全照明
备用照明
图3-1应急照明布置
3.7照度计算
3.7.1本设计采用单位容量法计算灯具数量
计算方法：
（3-1）
式中：
N--------------------规定照度下所需灯具套数，套
W--------------------在某最低照度值下的单位面积安装功率，w/m2
S----------------------房间面积，m2
Z---------------------最小照度系数
P----------------------一套灯具安装容量，不包括镇流器损耗，w
例如，对于制冷机房S=125.56
，照度要求50lx,安装高度2.75米，则查得0米工作面上W=2.8w/
，Z=1则：
=
=8.79套
计算方法：
利用系数平均照度法
1.房间参数
房间类别：
照度要求值:
300.00LX,功率密度不超过11.00W/m2
房间名称：
展览中心
房间长度L：
27.66m
房间宽度B：
11.76m
计算高度H：
2.25m
顶棚反射比（%）：
70
墙反射比（%）：
50
地面反射比（%）：
10
室形系数RI：
3.67
2.灯具参数：
型号：
飞利浦TLD30W/33
单灯具光源数：
3个
灯具光通量：
2100lm
灯具光源功率：
90.00W
镇流器类型：
TLD标准型
镇流器功率：
0.00
3.其它参数：
利用系数：
0.81
维护系数：
0.80
照度要求：
300.00LX
功率密度要求：
11.00W/m2
4.计算结果：
E=NΦUK/A
N=EA/（ΦUK）
其中：
Φ--光通量lm
N--光源数量
U--利用系数
A--工作面面积m2
K--灯具维护系数
计算结果：
建议灯具数：
22
计算照度：
276.69LX
实际安装功率=光源数×（光源功率+镇流器功率）=1980.00W
实际功率密度：
6.08W/m2
折算功率密度：
6.60W/m2
5.校验结果：
要求平均照度：
300.00LX
实际计算平均照度：
276.69LX
符合规范照度要求！
要求功率密度：
11.00W/m2
实际功率密度：
6.60W/m2
符合规范节能要求！
1.房间参数
房间类别：
照度要求值:
300.00LX,功率密度不超过11.00W/m2
房间名称：
财务结算中心
房间长度L：
14.77m
房间宽度B：
7.05m
计算高度H：
2.25m
顶棚反射比（%）：
墙反射比（%）：
地面反射比（%）：
室形系数RI：
3.67
2.灯具参数：
型号：
飞利浦TLD30W/54
单灯具光源数：
2个
灯具光通量：
1825lm
灯具光源功率：
60.00W
镇流器类型：
TLD标准型
镇流器功率：
0.00
3.其它参数：
利用系数：
0.81
维护系数：
0.80
照度要求：
300.00LX
功率密度要求：
11.00W/m2
4.计算结果：
E=NΦUK/A
N=EA/（ΦUK）
其中：
Φ--光通量lm
N--光源数量
U--利用系数
A--工作面面积m2
K--灯具维护系数
计算结果：
建议灯具数：
12
计算照度：
273.21LX
实际安装功率=光源数×（光源功率+镇流器功率）=720.00W
实际功率密度：
6.91W/m2
折算功率密度：
7.59W/m2
5.校验结果：
要求平均照度：
300.00LX
实际计算平均照度：
273.21LX
符合规范照度要求！
要求功率密度：
11.00W/m2
实际功率密度：
7.59W/m2
符合规范节能要求！
其他房间照度均用以上方法进行计算。
3.7.2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，一般可以带灯具12至20盏，插座7至10只。
（２）每个照明开关所控光源数不宜。
（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。
大面积区域照明采用集中控制，如图3-2所示。
图3-2标准层照明平面图
4防雷接地系统设计
4.1雷电危害
雷电灾害是十种最严重的自然灾害之一。
全球每天约发生800万次雷电，每年因雷击造成的人员伤亡、财产损失不计其数。
导致火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故频繁发生。
而卫星、通信、导航、电话网络系统、通信指挥系统和有室外天馈设备的系统更是雷电的重灾区。
从某种意义上说，科技越发达，雷击对人类的危害就越大。
我国是雷暴活动十分频繁的国家。
全国有21个省会城市雷暴日都在50天以上，最多可达134天。
据不完全统计，我国每年因雷击造成人员伤亡达3000～4000人，财产损失50～100亿元人民币。
近年来，随着社会经济发展和现代化水平的提高，特别是信息技术的快速发展，城市建设高层建筑物日益增多，雷电灾害程度和造成的经济损失及社会影响也越来越大。
电子信息系统受损比重急剧增加，电气和电子技术是现代物质文明的基础，其迅猛发展促进了生产力的发展，加速了社会繁荣与进步的进程，但也带来了麻烦问题，那就是各类电磁干扰越来越严重。
一方面电气和电子设备的广泛应用造成了严重的环境电磁噪声干扰，而这些电磁噪声干扰当今是没有得胜价值的。
另一方面，电子技术正向高频率、高速度、微型化、网络化和智能化方向发展。
电磁干扰，特别是雷电电磁脉冲干扰对这些设备和系统的影响越来越突出，对这些设备力系统造成的失效与损坏事故的发生率逐年增高。
第三，随着城市建筑物的增高，收发雷电的几率也增大。
一个雷电的电磁可影响几公里范围的电子设备，这也使电子设备受损的几率增大。
电子信息系统受损后，除直接损失外，间接损失往往很难估量。
因此，信息时代的到来，已使雷电电磁脉冲的防护成为当务之急。
这是90年代以来雷电灾害最显著的特征，也是电磁兼容和防护科学技术需要解决的最重要的课题之一。
4.2建筑物的防雷措施
4.2.1一般规定
第2.0.1条建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。
策2.0.2条遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物：
一、凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。
二、具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。
三、具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。
第2.0.3条遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物：
一、国家级重点文物保护的建筑物。
二、国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。
三、国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子没备的建筑物。
四、制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
五、具有1区爆炸危险环境的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
六、具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。
七、工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。
八、预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。
九、预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
注:
预计雷击次数应按本规范附录一计算。
第2．0.4条遇下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物：
一、省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。
二、预计雷击次数大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。
三、预计雷击次数大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
四、预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物。
五、根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果，并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素，确定需要防雷的21区、22区、23区火灾危险环境。
六、在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。
4.2.2第二类防雷建筑物的防雷措施
第二类防雷建筑物防直击雷的措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器。
避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，井应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。
所有避雷针应采用避雷带相互连接。
突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体，应按下列方式保护.：
（１）排放爆炸危险气体、蒸汽或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道应符合规范的要求。
（２）排放无爆炸危险气体、蒸汽或粉尘的放散管、烟囱，1区、11区和2区爆炸危险环境的自然通风管，装有阻火器的排放爆炸危险气体、蒸汽或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管，本规范所规定的管、阀及煤气放散管等，其防雷保护应符合下列要求.：
1.金属物体可不装接闪器，但应和屋面防雷装置相连；
2.在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器，并和屋面防雷装置相连。
引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m。
当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于18m。
每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。
防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备等接地共用同一接地装置，并宜与埋地金属管道相连；当不共用、不相连时，两者间在地中的距离应符合要求，但不应小于2m。
在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。
利用建筑物的钢筋作为防雷装置时应符合下列规定：
（１）建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。
文献[5]规定的建筑物尚宜利用其作为接闪器。
（２）当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时，宜利用基础内的钢筋作为接地装置。
（３）敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或圆钢，当仅有一根时，其直径不应小于10mm。
被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋，其截面积总和不应小于一根直径为10mm钢筋的截面积。
（４）利用基础内钢筋网作为接地体时，在周围地面以下距地面不小于0.5m，每根引下线所连接的钢筋表面积总和应符合要求：
表4-1接地体规格尺寸
闭合条形基础的周长（m）
扁钢
圆钢,根数*直径（mm）
≥60
4*25
2*Φ10
≥40或<60
4*50
4*Φ10或3*Φ12
<40
钢材表面积总和≥4.24m2
注：
1.当长度相同、截面相同时，宜优先选用扁钢；
2.采用多根圆钢时，其敷设净距不小于直径的2倍；
3.利用闭合条形基础内的钢筋作接地体时可按本表校验。
除主筋外，可计入箍筋的表面积。
（５）当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时，接地体的规格尺寸不应小于下表的规定。
（６）构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋的连接，钢筋与钢筋的连接应采用土建施工的绑扎法连接或焊接。
单根钢筋或圆钢或外引预埋连接板、线与上述钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。
构件之间必须连接成电气通路。
当土壤电阻率ρ小于或等于3000Ω•m时，在防雷的接地装置同其它接地装置和进出建筑物的管道相连的情况下，防雷的接地装置可不计及接地电阻值，但其接地体应符合规定。
文献[5]所规定的建筑物，其防雷电感应的措施应符合下列要求：
（１）建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物，应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上，可不另设接地装置。
（２）平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物应符合文献[5]第的要求，但长金属物连接处可不跨接。
（３）建筑物内防雷电磁感应的接地干线与接地装置的
升级会员 