完整版一电气工程与自动化毕业设计论文.docx
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完整版一电气工程与自动化毕业设计论文
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本科毕业设计说明书
题目：
XX大厦综合布线与
照明防雷系统设计
院（部）河北工业大学
专业：
电气工程与自动化
班级：
姓名：
靖海敏
学号：
指导教师：
孟秋华
完成日期：
2011年3月
摘要………………………………………………………………………………Ⅲ
ABSTRACT………………………………………………………………………Ⅳ
1前言
1.1工程概况…………………………………………………………………………1
1.2设计原则…………………………………………………………………………1
1.3设计内容…………………………………………………………………………1
2照明系统
2.1引言………………………………………………………………………………3
2.2照明光源选择……………………………………………………………………3
2.2.1照明光源的分类及性能指标………………………………………………3
2.2.2照明光源的选用……………………………………………………………4
2.3照明灯具选择……………………………………………………………………4
2.3.1照明灯具的分类……………………………………………………………4
2.3.2照明灯具的选用……………………………………………………………4
2.4照明方式和种类选择……………………………………………………………5
2.5一般照明…………………………………………………………………………5
2.5.1办公照明……………………………………………………………………5
2.5.2客房照明……………………………………………………………………6
2.5.3其他照明……………………………………………………………………6
2.6应急照明…………………………………………………………………………7
2.6.1应急照明分类………………………………………………………………7
2.6.2应急照明灯具选择…………………………………………………………7
2.6.3应急照明灯具布置…………………………………………………………7
2.6.4设计结果……………………………………………………………………7
2.7照度计算…………………………………………………………………………8
2.8导线和低压断路器选择…………………………………………………………12
3动力（插座）系统设计
3.1插座分类和选择…………………………………………………………………14
3.2导线和低压断路器选择…………………………………………………………15
3.2.1导线选择和断路器选择……………………………………………………15
3.2.2选择结果……………………………………………………………………15
4综合布线系统设计
4.1概述………………………………………………………………………………17
4.2综合布线设计原则………………………………………………………………19
4.3综合布线设计等级………………………………………………………………19
4.4客户需求分析……………………………………………………………………21
4.5工作区子系统设计………………………………………………………………21
4.6管理间子系统设计………………………………………………………………22
4.7设备间子系统设计………………………………………………………………23
4.8水平子系统的设计………………………………………………………………23
4.9垂直干线子系统的设计…………………………………………………………24
4.10计算结果………………………………………………………………………24
5防雷接地系统设计.
5.1建筑物的防雷分类………………………………………………………………28
5.2第二类防雷建筑物的防雷措施…………………………………………………30
5.3本建筑物防雷接地系统设计……………………………………………………32
5.3.1屋顶防雷和接地系统………………………………………………………32
5.3.2等电位连接…………………………………………………………………32
5.3.2.1总等电位连接…………………………………………………………33
5.3.2.2局部等电位连接………………………………………………………33
5.4本章小结…………………………………………………………………………33
6结论………………………………………………………………………………34
谢辞…………………………………………………………………………………35
参考文献……………………………………………………………………………36
摘要
本设计内容为XX大厦综合布线和消防报警以及照明、防雷系统设计，主要阐述了山东审计大厦各系统电气设计的设计依据、设计要求、计算方法、设备选择方法等。
根据设计任务书的要求，本工程主要包括强电和弱电系统的设计。
本设计内容包括照明系统、插座系统、综合布线系统和防雷接地系统。
照明包括正常照明和应急照明，根据各房间要求来进行照度计算、灯具选择。
综合布线系统由工作区子系统、水平子系统、干线子系统、设备间子系统等组成，主干采用光缆、水平子系统采用六类双绞线进行设计。
防雷系统根据建筑物的防雷等级选择合适的防雷措施，并进行接地，等电位连接等。
各系统设计符合设计任务书的要求和国家设计标准。
关键词：
照明；插座；防雷；综合布线系统
PremisesDistributionSystemandLightingSystemandLightningProtectionSystemofShandongAuditbuilding
ABSTRACT
Thispapermainlyintroducespremisesdistributionsystemandlightingsystemand
LightingprotectionsystemofShandongauditbuilding.Thethesismainlyexplainstheelectricaldesignbasis,calculationmethodsandequipmentselectionmethods.Accordingtothedemandofthedesignassignment,theprojectionmainlyincludestwosystems:
thestrongandweaksystemdesign.
Thethesisincludesthelightingsystem,thesocketsystem,thepremisesdistributionsystemandthelightningprotectiongroundsystem.Thelightingsystemincludesnormallightingandemergencylighting,inthedesignoflightingsystemsareaccordingtotheroomneedtodothecalculationandthechoiceoflamp.Thegenericcablingsystemismadeupofworklocationsubsystem,lineadoptfiberoptics,thelevelsub-systemadoptsixtypesofUTPtodesign.Lightingprotectionsystemchoosessuitablelightningprotectionmeasuresaccordingtothelightningprotectionlevelofthebuildingandground,equipotentbonding.Allsystemsmeetthedesignrequirementsofthetaskandthestatedesignstandards.
KeyWords:
lighting;socket;lightningprotection;premisesdistributionsystem
1前言
1.1工程概况
山东审计大厦是高档高层办公建筑，地下一层，地上二十层。
地下二层为人防和车库，地下一层为厨房，备用房，摩托和自行车库，地上一层为职工餐厅和档案室，地上二层为小餐厅和信息中心，地上三层为会议室，地上四层为客房，地上五到十七层为办公用房，地上十八层为多功能厅和活动用房，地上十九层为设备用房。
本设计的目的是通过对山东审计大厦强电和弱电的综合设计，运用我国现行的方针政策，理论联系实际，锻炼解决问题的能力，为自己以后的实际工作打下坚实的基础。
1.2设计原则
根据建筑物的设计要求，综合考虑国家现行的规范，设计要做到方案合理，技术先进，简捷实用，便于操作、管理和维护，减少各方面的投资，并满足保障人身、设备和建筑物安全、供电可靠、电能节约，使得建筑物开始走向高品质、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。
1.3设计内容
根据设计任务书的要求，本次设计内容包括建筑物的照明设计，动力（插座）系统设计，综合布线系统设计，防雷设计。
（1）照明系统设计
根据建筑物中各房间的用途，要求，选择合适的灯具、光源，依据照度要求，选择合理的计算方法，画出照明平面图和照明系统图。
目前照度计算常用的两种方法，一是单位容量法，一是利用系数法。
单位容量法所依据的单位容量计算表编制的时间比较早，不能满足现行光源和人们对于照明的要求，所以一般这个方法不被采用。
由于系数法既考虑了由灯具直接投射到工作面上的光通量，又考虑了室内各表面（墙壁、顶棚、地板等）之间光通量的多次反射影响，因此，在符合适用条件的场合下，该方法能得到比较准确的计算结果。
在本次照明系统设计中我利用了利用系数法进行照度计算。
（2）动力（插座）系统设计
根据建筑物的负荷分级和其对共电的要求，联系各房间的实际需求，合理分配插座，并进行合理的回路划分，计算各回路的容量、计算电流，选择合适的导线和断路器，进行配电箱设计。
画出动力插座平面图和动力插座系统图。
（3）综合布线系统设计
本系统简要阐述了综合布线的概念，设计目标及本次设计的原则等。
根据建筑物房间面积及用户对信息点的需求，合理规划方案。
分为水平子系统、干线子系统、工作区子系统、管理子系统、设备间子系统。
本次设计干线采用光缆和大对数电缆，水平子系统采用六类双绞线。
本次综合布线系统走桥架，各楼层内穿线槽或钢管敷设。
画出综合布线平面图和综合布线系统图，图纸能基本达到施工图深度。
（4）防雷接地系统设计
本系统设计主要是为了防止和减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，对建筑物采取一定的防雷措施，防雷措施应安全可靠、技术先进、经济合理。
根据国家现行的规范要求，对建筑物进行防雷划分，本设计的建筑物属于第二类防雷建筑物。
依据建筑物的防雷分类选择合适的防雷措施。
一般防雷装置有接闪器、引下线、接地体。
对建筑物进行必要的局部等电位连接。
在本设计中要根据建筑物的防雷等级，选择合理的防雷装置，画出屋顶防雷平面图，并根据建筑物的防雷、安全用电及防静电等要求，选择合理的接地型式，画出等电位连接示意图。
2照明系统
2.1引言
照明光照设计是电气照明系统设计的主要内容之一，主要任务是选择照明方式和照明种类，选择电光源及其灯具，确定照度标准并进行照度计算，合理布置灯具等等。
其基本要求是适用、经济、美观。
它一方面是给周围的各种对象以适宜的光分布，人们通过视觉能够正确识别欲知的对象和确切了解自身所处的环境状况，另一方面是要创造满足生理和心理要求的室内空间环境，使人从精神上得到满意。
2.2照明光源选择
2.2.1照明光源的分类及性能指标
照明电光源可分为白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高强度气体放电灯等几类。
白炽灯、卤钨灯、荧光灯和高强度气体放电灯是重要的照明光源，主要用于照明领域。
（1）白炽灯
白炽灯具有结构简单、成本低廉、使用方便、显色性能好、点燃迅速、容易调光的优点，在许多工业和民用建筑照明工程中得到了广泛的应用。
其额定电压一般为220V，额定功率一般为W，输出的光通量一般在几十到1100LM之间，但它的光效不高、寿命较短。
白炽灯属于低色温、暖色调光源。
（2）卤钨灯
填充气体内含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯。
具有普通照明白炽灯的全部特点，光效和寿命比普通照明白炽灯提高一倍以上，且体积小。
但其价格高、灯丝耐震性差、玻壳温度高，因而不宜用于震动环境及易爆易燃和灰尘较多的场所。
（3）荧光灯
荧光灯属于低气压汞蒸汽弧光放电灯，其突出的特点是发光效率高（约为白炽灯光效的4倍）、使用寿命长（约为白炽灯寿命的2-3倍）和光色好。
它的应用十分广泛，已成为主要的一般照明光源。
荧光灯主要有直管荧光灯、高光通单端荧光灯、环形荧光灯和紧凑型荧光灯。
（4）高强度气体放电灯
高强度气体放电灯是一批新型光源，其优点是光效高、寿命长、光色较好，目前使用比较普遍的是高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯。
2.2.2照明光源的选用
选择电光源是应综合考虑照明设施的要求、使用环境以及经济合理性等因素。
（1）按照明设施的目的和用途选择电光源
不同场所照明设施的目的和用途不同，对光源的性能要求也不相同，所以选用电光源时应首先满足照明设施的对光源性能的要求。
一般情况下，各种使用场所都需要高效的光源，同时还应考虑显色性、色温等其他性能的要求。
一般照明场所选用显色指数在40-60的光源即可。
在照度水平较低的场所，最好使用暖色调光源；照度水平在lx的场所，最好使用中间色调光源；照度水平较高的场所，最好使用中间色调和冷色调光源。
（2）按环境条件选择光源
不同的环境条件往往限制一些光源的选用，必须按环境许可的条件选择。
（3）按投资与运行费选择光源
由于光源的光效直接影响着照明灯具的数量，即投资费用，光源的寿命直接影响着维护费用，所以在按经济合理原则选择光源时，应优先考虑选用高光效、长寿命的电光源。
只有这样，才可以在减少灯数、降低投资费用的基础上，尽可能的节约电费、降低维护费用。
2.3照明灯具选择
在满足眩光限制和配光要求的条件下，应选用高效能的灯具。
灯具的作用有：
（1）固定光源及其控制装置，保护它们免受机械损伤，并为其供电，让电流安全地流过灯泡。
（2）控制灯泡发出光线的扩散程度，实现需要的配光，以防止直接眩光。
（3）保证照明安全，如防爆等。
（4）装饰美化环境。
2.3.1照明灯具的分类
（1）按CIE光通分类：
可分为直接型灯具、半直接型灯具、漫射型灯具、半间接型灯具、间接型灯具。
（2）按灯具的结构特点分类：
开启型、闭合型、封闭型、密闭型、防爆型、防腐型。
（3）按安装方式分类：
吸顶灯具、嵌入顶棚式灯具、壁灯具、悬挂式灯具、嵌墙型灯具、移动式灯具。
2.3.2照明灯具的选用
照明设计中，应选择既满足使用功能和照明质量的要求，又便于安装维护、长期运行费用低的灯具。
附：
荧光灯灯具的效率
灯具出光口形式
开敞式
保护罩（玻璃或塑料）
格栅
透明
磨砂、棱镜
灯具效率
75%
65%
55%
60%
在本设计中，由于大多数的建筑物都是办公室，选用半直接型荧光灯具，型号
YG2-2,在走廊或其他有吊顶的地方采用嵌入式格栅荧光灯具，型号为PAK-BMI。
在卫生间等潮湿场所用防水防尘灯具，型号为PAK-D05-122C-CA。
在具有爆炸危险的场所选用防爆灯具。
在楼梯或电梯厅等用环形荧光灯的地方,用吸顶灯具,型号为PAK-D14-122C-BC。
2.4照明方式和种类选择
照明方式是指照明灯具按其布局方式或使用功能而构成的基本形式。
根据现行规范，照明可分为一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明四种。
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。
下列场所宜选用一般照明方式：
（1）在受生产技术条件限制，不适合装设局部照明或不必采用混合照明的场所；
（2）无固定工作区且工作位置密度较大，对光照方向无特殊要求的场所。
车间、办公室、教室、会议厅、营业大厅等场所都采用一般照明方式。
为规范照明设计，通常按照明功能将照明种类分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍标志照明、装饰照明和景观照明。
应急照明又分为疏散照明、安全照明和备用照明。
2.5一般照明
为使整个照明场所获得均匀明亮的水平照度，采用照明灯具在整个照明场所基本均匀布置的照明方式称为一般照明方式。
2.5.1办公照明
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。
视觉作业的邻近表面以及房间内的装饰表现宜采用无光泽的装饰材料。
办公室的一般照明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。
表：
办公建筑照明标准值
房间或场所
参考平面及其高度
照度标准（lx）
Ra
普通办公室
0.75m平面
300
80
高档办公室
0.75m平面
500
80
会议室
0.75m平面
300
80
接待室、前台
0.75m平面
300
80
营业厅
0.75m平面
300
80
设计室
实际工作面
500
80
文件整理、复印、发行室
0.75m平面
300
80
资料、档案室
0.75m平面
200
80
在本设计中，办公室照度标准值为300lx,功率密度现行值为11Wm2，目标值为9Wm2。
工作面的高度为0.75m。
选用普通双管荧光灯，型号为PAK-TLP36W-527,光通量2539lm。
2.5.2客房照明
客房的光环境，营造一种宁静、温馨、怡人、柔和、舒适的光环境，给人以舒适，放松的感觉。
当人处在高亮度的环境种，会使精神处在紧张状态，不利于放松身心，所以，客房的亮度要相对的低一点，一般根据功能的不同，各区域的亮度应控制在50Lx—300Lx之间。
客房的功能区域一般分为：
门厅通道，洗浴间，休息空间，阅读空间。
在本设计中，客房选用一般的照明方式，在门厅设置吸顶灯，卫生间用防水防尘灯。
2.5.3其他照明
在本次设计的建筑物中，其他房间的设计原则如下：
一层的大厅用荧光花吊灯，车库选用单管普通直管荧光灯，卫生间、消毒间等一些潮湿场所选用防水防尘灯，储瓶间等一些易爆场所选用防爆灯。
走廊吊顶，所以选用嵌入式格栅灯。
而楼梯则选用节能灯。
表：
其他建筑的照度标准值
房间或场所
参考平面及其高度
照度标准（lx）
配电室、控制室、教室
0.75m平面
300
门厅、餐厅
0.75m平面
200
库房，车库、空调机房
0.75m平面
100
主、副食库、加工间
0.75m平面
200
多功能厅
0.75m平面
300
走廊
0m平面
75
厕所
0m平面
50
2.6应急照明
在正常照明因事故熄灭后，供事故情况下继续工作、人员安全或顺利疏散的照明称为应急照明。
2.6.1应急照明分类
根据国家的相关规定，应急照明分为三类：
疏散照明、安全照明和备用照明。
疏散照明：
正常照明因故障熄灭后，为确保人员安全地从室内撤离而设置的照明。
疏散照明又分为出口标志、疏散指示标志和疏散照明。
安全照明：
正常照明因故障熄灭后，为确保处于潜在危险之中的人员安全而设置的照明。
备用照明：
正常照明因故障熄灭后，供事故情况下继续工作或确保正常活动而设置的照明。
2.6.2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同时断电时，应急照明才可选用其他光源，因为若选用不能瞬时启动的光源（如气体放电灯）时，当其不在正常照明运作中同一使用，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。
2.6.3应急照明灯具布置
建筑的下列部位应设置应急照明：
楼梯间、防烟楼梯间前室和避难层（间）；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、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间；报告厅、展览厅、多功能厅等人员密集的场所；
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。
疏散照明的具体设置如下：
出口标示灯：
装在出口门内侧，门的上方，离地2.2～2.5m，
指向标示灯：
安装在疏散通道以及通道拐弯处的距离地面1m以下的墙面上，其间距不大于20m。
疏散照明灯：
灯离地高度不小于2.3m，使人能看到疏散通道的火警呼叫按钮和消防设施。
墙面上的疏散指示标志灯具（一般安装高度为0.5m）配电应增加一根接地线。
2.6.4设计结果
在本设计中,山东审计大厦用双电源供电,对于一些重要的房间,如消防控制室、水泵房和高低压配电室等都采用双电源供电，用单独的双电源切换箱来实现电源切换。
这次设计中，安全出口和疏散指示灯选用3W的功率，在走廊上间隔10-20米布置一个，走廊和楼梯上的灯都用双电源供电，事故时自动切换，保证了发生事故时的照明。
在强电井放置双电源自动切换箱，把应急照明都接在这个箱子上。
在需要的房间设置的专门的双电源切换箱，保证其持续供电。
2.7照度计算
本设计采用利用系数法计算灯具数量。
以三层为例，办公室，会议室，打字、复印室灯都采用普通双管荧光灯，型号PAK-TLP36W-527,功率36W，光通量2539lm,灯具为YG2-2。
采用电子镇流器，以提高功率因数，减少频闪和噪声，在设计中选用一拖二式电子镇流器，型号为JG-YZ362E,功率为4W。
维护系数为0.8。
打字、复印、传真室照度计算如下：
房间长：
8m宽：
5.2m
（1）求空间系数
（2）求有效空间反射比
①有效顶棚反射比
②有效地板反射比
③墙面反射比
（3）确定利用系数
①由表查得
②用直线内插法求利用系数
（4）确定维护系数
根据房间的环境污染特性，K取0.8
（5）求灯具数取
取
（6）功率密度
满足节能要求
电教会议室照度计算如下：
房间长：
13m宽：
12m
（1）求空间系数
（2）求有效空间反射比
①有效顶棚反射比
②有效地板反射比
③墙面反射比
（3）确定利用系数
①由表查得
②用直线内插法求利用系数
（4）确定维护系数
根据房间的环境污染特性，K取0.8
（5）求灯具数取
取N=14
（6）功率密度
满足节能要求
大会议室照度计算如下：
房间长：
19m宽：
16m
（1）求空间系数
（2）求有效空间反射比
①有效顶棚反射比
②有效地板反射比
③墙面反射比
（3）确定利用系数
①由表查得
②用直线内插法求利用系数
（
升级会员 