省委党校综合楼配电及综合布线系统设计.docx
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省委党校综合楼配电及综合布线系统设计
摘要
本设计主要阐述了省委党校综合楼配电及综合布线系统设计。
设计说明书中包括四个系统的设计：
照明系统、配电系统、防雷接地系统和综合布线系统。
照明系统完成了各功能分区的照明光源和灯具的选择，照度的计算，照明负荷的计算及导线的选择和布置，选择了照明配电箱、保护和控制设备，确定了插座的型号和布置方案。
配电系统参照图纸确定了各楼层的动力设备及其他用电设备的配电方案，计算了相关配电箱的负荷，选择了导线的型号规格。
防雷系统根据二类防雷建筑物的标准从防直击雷，防侧击雷，防雷电波侵入方面对建筑物进行了防雷设计。
综合布线系统完成了各子系统的设计，包括信息点的确定以及信息插座的选择及布置，布线方式，相关设备的选择及数量计算等。
关键词：
照明与动力系统；低压配电系统；综合布线系统；防雷接地系统
TheDesignoftheBuildingofCPCSchoolofShandongProvinceElectricSystemandGenericCablingSystem
ABSTRACT
ThisisadesignoftheelectricsystemandgenericcablingsystemofaCPCschoolbuilding.Thedesignmanualincludeslightingsystem,powerdistributionsystem,lightningprotectionsystemandgenericcablingsystem.
Lightingsystemincludesthechoiceoflamps,thecalculationofilluminationandlightingloadandthechoiceofcorrespondingprotectiondevicesanddistributionbox,thelayoutandchoiceofoutlet.Referencetothedrawings,powerdistributionsystemidentifiesthedistributionsystemoneachfloorofthepowerequipmentandotherelectricalequipmentdistributionsystem,andcalculatestheload-relateddistributionboxandchoosesthewiremodelspecifications.Inaccordancewiththerequirementsofgrading,thelightningprotectionsystemincludesdirectlightningstokeprotection,flank-strikinglightningprotectionandlightningsurgeonincomingservicesprotection.Genericcablingsystemcompletesthelayoutandchoiceofinformationoutlet,thewayofcabling,thechoiceofequipmentandvolumecalculation.
KeyWords:
lightingandpowersystem;low-voltagedistributionsystem;lightningprotectionsystem;genericcablingsystem
一、前言
1.1建筑电气现状
建筑电气强电部分的设计内容主要包括：
变配电系统、电力和照明系统、防雷接地系统等。
一般来说，建筑中变配电系统主要包括：
高低压系统、变压器、备用电源系统等；电力系统主要包括电力系统配电及控制；照明系统则包括室内外各类照明；防雷接地系统包括防雷电波侵入、防雷电感应、接地、等电位联结和局部等电位联结、辅助等电位联结等等。
弱电方面尤其是进入到90年代中期，综合布线技术在建筑中的应用，弱电系统的设计内容从当初的几个系统逐渐扩展到十几个子系统。
1.2建筑电气发展
随着建筑智能化技术的深化应用，有些设备或系统的控制，逐渐走向由专业的控制系统进行监控，并向建筑设备监控系统开放其通信协议，达到系统间的互联和互通。
照明工程更是从过去的光源单一、光源和灯具效率低的状况中走向了更广阔的前景。
目前在建筑中所采用的光源，有多种品种可供选择，光源朝着发光效率高、光色好、显色指数高方向发展，灯具也在不断提高其效率和配光形式，以利于各种不同场合的应用。
此外，场景控制、遥控器控制、现场控制等多种灵活的控制方式，在最大限度地实现节能的同时，还实现了照明系统的舒适性、功能性和人性化。
经过多年的发展，随着基本建设的推进，建筑电气技术在全国范围内得到了充分的发展。
1.3工程概况
省委党校综合楼为要求较高的智能建筑，该建筑地下1层，地上8层，建筑面积35871.73平方米，建筑高度37.3米。
建筑功能为地下一层：
停车场、泵房、机房、配电室，1至8层：
大堂、大型会议室、电子阅览室、图书阅览室、接待厅、表演厅及附属用房、研究室、办公室、资料室、办公室、通信机房、网络中心机房等。
本建筑属于一类高层公共建筑。
本楼电气系统设计包含以下几个子系统：
照明动力系统设计、低压配电系统设计、防雷接地系统设计、综合布线系统设计四部分。
1.3.1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，以典型房间为例，用利用系数法进行照度计算，计算出各个典型房间的光源数量，并计算出各相应回路的计算负荷，选择好各个回路所需的导线型号和保护装置，特别是断路器的型号，并设计出各个供电回路相对应的配电箱及走线方式，满足正常的生活和安全需要。
每个房间预留足够数量的单相插座。
1.3.2配电系统
主要进行了配电方案的说明，简要叙述了负荷等级的确定，供电电源的选择，电缆电线的选择和敷设等。
就整个大厦的配电方案进行了总体概述。
1.3.3防雷接地系统
根据国家相关规范，通过计算确定该建筑物为二类防雷保护建筑，阐述了二类防雷的具体措施，主要是防直击雷、防侧击雷、防雷电感应等。
结合本工程实际情况，就本设计的防雷接地以及总等电位联结做了详细阐述。
1.3.4综合布线系统
主要阐述了综合布线系统的概念，优点及其系统构成。
本次设计中，根据实际需要，大部分房间都设有双孔信息插座，设置足够的信息点。
根据信息点的个数计算出配线架，交换机的数量，水平子系统中计算出所需线缆的箱数。
主干采用光纤和三类大对数电缆，水平子系统采用六类UTP双绞线。
二、照明动力系统设计
电气照明设计的基本原则主要是安全、可靠、经济、便利、美观。
在进行照明设计时，应根据视觉要求，作业性质和环境条件，使工作区或空间获得：
良好的视觉功效，合理的照度和显色性，适宜的亮度分布，以及舒适的视觉环境。
在确定照明方案时，应考虑不同类型建筑队照明的特殊要求，处理好电气照明与天然采光节能光源高效灯具等技术经济效益的关系。
照明系统设计主要包括：
照明方式的选择、光源的选择、照度计算、灯具的选择、灯具的布置、灯具的安装、导线的选择、导线的敷设、保护装置的选择及安装。
本系统主要包括普通照明和应急照明两部分。
2.1照度
《建筑照明设计标准》GB50034-2004及《全国民用建筑工程设计技术措施》节能专确定照度标准值应严格执行所标准，不应随意降低或提高。
设计依据上述相关规定。
在满足照度的前提下，务必节能。
选用高效灯具，提倡绿色照明。
照度标准如下表：
表2.1各场所照度、功率密度
场所
对应照度
照明功率密度LPD（W/m2）
各种控制室、弱电室等
500Lx
18
各种办公室、会议室等
300Lx
11
机房、大厅等
200Lx
8
卫生间、库房、走廊等
50Lx
7
2.2照明电源的选择
在选择灯具时，应紧密结合场所的具体要求，灯具效率应符合新标准的规定。
本工程照明以高效三基色荧光灯为主，选用T8灯管，根据规定，荧光灯应配备镇流器，由于电子镇流器环境适应性强，在150-220V状态下均可正常工作，环境温度较低的情况下都能使灯一次快速启辉，可延长灯管使用寿命；节能效率高，本身损耗很小，发出同样的光通量所消耗的电功率也相应减少；功率因数高，对电网无污染，对设备无干扰；外形美观新颖，结构紧凑、重量轻、安装方便；安全可靠性高、无闪烁、无噪声；在此次设计中选用高品质经济性电子镇流器，功率为4W。
并且发光效率高，色性好，绿色节能。
各种办公室、控制室、会议室、车库选用荧光灯；走廊选用紧凑型节能荧光灯，卫生间选用带保护罩的防水防尘节能吸顶灯。
2.3照度计算
在室内一般照明系统中，大多数场所都要求工作面上具有较均匀的照度，此时往往是以工作面上的平均照度值为指标来评价照明的质量，因而照度标准中规定的不同场所参考面上的照度推荐值大多是指平均照度，可见平均照度虽然不能准确地表示出某一点的照度或被照面的照度分布，但在工程实践中都具有重要的实际意义。
平均照度的计算常采用利用系数法。
由于利用系数法既考虑了由灯具直接投射到工作面上的光通量，又考虑到了室内各表面之间照通量的多次反射影响，因此，在符合适用条件中的场合下，该方法能够得到比较准确的计算结果。
本工程的照度计算采用功率密度计算出照明器的个数，然后采用利用系数法进行验证。
由于本工程楼层较多，不可能每个房间都计算，计算书只进行了典型房间的计算。
在已知房间的特性和照度要求下的情况下，可以计算出达到照度要求下所需要灯具的数量：
计算公式：
N=（2.1）
E：
为平均照度Lx
φ：
灯具总光通量：
lm
U：
利用系数
K：
维护系数，一般取0.80
A：
房间面积m2
现以五层院办公室为例进行计算：
面积A=6.8×3.6=28.56m2，层高3.60米，
吊顶净高2.80米，平均照度E=300Lx
LPD=11W/m2，取R=LPD=10W/m2，选用2×36W的嵌入式荧光灯作为照明灯具。
则灯具的个数：
N===3.9（只）
选4只2×36W的荧光灯，照度接近300Lx，满足要求。
利用系数法进行验证
求空间系数：
已知：
地板空间高度hfc=0.80m
顶棚空间高度hcc=0
室空间高度hrc=2.8-0.8=2.0
空间比：
RCR===4.3
由于房间的装饰以白色为主，反射效果较好，可以近似地确认：
有效空间反射比：
ρcc=70%
有效地板反射比：
ρfc=20%
墙面平均反射比：
ρwc=50%
确定利用系数：
查表：
《电气照明技术》（第二版）附录1-2表
查得：
RCR=4ρcc=70%ρwc=5%时U=0.46
RCR=5ρcc=70%ρwc=5%时U=0.41
则利用直线内插法求利用系数：
RCR=4.3ρcc=70%ρwc=5%时U=0.43
利用系数法验证：
查灯具样本2×36W灯具的照通量为：
2×3350lm
则灯具数量：
N===3.7（只）
验证结果与计算结果非常接近。
其它各层各房间的灯具数量，详见各层电照平面图。
2.4应急照明
在工业和民用建筑中，安全照明系统已引起普通重视。
因为它是在紧急情况下，保障人的生
命安全，并保证安全地撤离危险场所。
同时可进行必要的操作，以有效地制止灾害或故障蔓延的必要设施。
2.4.1应急照明分类
应急照明分为：
备用照明、疏散标志照明及安全照明。
（1）备用照明；正常照明失效时，为继续工作而设置的备用照明。
由于中断或误操作时，可能会引起火灾、人身伤亡或造成严重政治后果和经济损失的场所，应设置供暂时继续工作的备用电源。
例如：
配电室、消防控制等。
（2）疏散标志照明：
是在非正常情况下，如发生火灾、事故停电等而为人们安全达到室外或临时避难后而设置的路线标志，如“安全出口”、“安全门”等。
此外，还有引向标志，即借助于简头或某种分辨方向的图形或文字进行指向。
（3）安全照明
正常照明突然中断时，为确保处于潜在危险中的人员安全而设置的照明。
设计要求保持正常照明的照度水平。
如综合性医院的手术室须的安全照明。
2.4.2应急照明照度值
应急照明照度的高低，除视觉条件外，还同一个国家的经济水平、能源条件相关。
规定主要疏散通道的照度不应低于0.5lx，本建筑疏散照明照度设计标准值为15lx。
2.4.3疏散照明的设置
疏散照明应根据建筑物的层数、规模大小、复杂程度、建筑物内铁路和活动的人员多少、建筑物的功能、生产或使用特点等因素确定。
疏散照明按功能分为两个类别：
一是指示出口方向的疏散标志灯；二是照亮疏散通道的疏散照明灯。
下面分别说明其布置和安装要求。
（1）疏散标志灯的布置及安装
在需要设疏散照明的建筑内，应按以下原则布置：
即在建筑物内疏散走道上或公共厅堂内任何位置的人员，都能看到疏散标志，以指示疏散方向，直至到达出口。
出口标志应布置在通向室外的出口和应急出口；多层建筑内各楼层通向疏散楼梯间或防烟楼梯间前室的门上；大面积厅、堂、馆通向室外或疏散通道的出口处。
出口标志安装在出口门内侧，安装在门上方，距地高度为2.5m，暗装。
指向标志布置在疏散走廊中，安装距离不超过20m，距地0.5m处。
（2）疏散照明灯的布置和安装
疏散照明灯应沿疏散走道均匀布置，注意走道拐弯处，交叉处、地面高度变化以及火灾报警按钮等消防设施处有必要；还有疏散楼梯间、防烟楼梯间及其前室、电梯候梯间等处。
2.4.4应急照明的供电
此工程采用双电源供电，当正常照明因故障熄灭后，能确保正常工作。
当出现故障时，应急照明自动点亮，楼梯间、走廊应急照明、方向指示灯和安全出口标志灯连在同一回路，双电源供电。
应急照明电源由每层配电室内的应急照明配电箱供给。
2.5照明系统设计与负荷计算
负荷计算是合理选择配电系统的设备、元件和材料的基础。
如选择导线、电缆、截面、开关大小及变压器等。
负荷计算过小，依此选择设备和载流部分有过热危险，轻者使线路或配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。
负荷计算过大，则造成设备的浪费和投资的增大。
为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电主系统安全经济运行的必要手段。
（1）设计原则
每一照明单相分支回路的电流不超过16A，光源数量不超过25个。
大型建筑组合灯具每一单相回路不超过25A，光源数量不超过60个。
建筑物轮廓灯每一单相回路不宜过100个。
当灯具和插座混为一回路时，其中插座数量不超过5个（组），当插座为单独回路时，数量不超过10个（组），并应采用剩余电流动作保护装置。
插座由单独回路配电，并且一个房间内的插座尽量由同一回路配电。
（2）计算方法
计算负荷时按发热条件选择导体及开关电器的依据，可用来计算电压损失。
照明负荷宜采用需要系数法计算。
采用需要系数法进行照明负荷计算时，应首先统计各分支线路中照明设备的总安装容量，然后求出各照明分支线路的计算负荷，最后求照明干线、低压总干线、进户线的计算负荷。
①照明分支线路的设备总容量Pe
本次设计中使用的光源大部分为荧光灯，属于气体放电灯，其设备容量等于灯管的额定功率Pn与镇流器、触发器等附件的功率损耗之和，则：
（2.2）
式中：
：
镇流器等电气附件的功率损耗因数。
②分支线路的计算负荷
照明分支线路的计算负荷就等于接于线路上照明设备的总容量Pe，即
Pc=Pe（2.3）
式中：
Pc：
分支线路的计算负荷，KW；
Pe：
分支线路中照明设备的总容量，KW。
③干线线路的计算负荷
照明负荷一般都属于单相用电设备，设计时，首先应当考虑尽量将它们均匀分接到三相线路上，当计算范围内的单相用电设备容量之和小于总设备容量的15%时，按三相平衡负荷确定干线的计算负荷。
计算公式为：
（2.4）
在实际照明工程中要做到三相平衡往往比较困难，当照明负荷为不均匀分布时，照明干线的计算负荷应按三相中负荷最大一相进行计算，即求出照明干线的等效三相负荷Pe，即：
（2.5）
式中：
：
最大一相的装灯容量，KW。
：
需要系数。
④计算电流
本次设计中房间布灯大部分采用荧光灯，为单一光源单相照明，其计算电流为：
（2.6）
式中：
：
单相照明线路的计算电流，A；
：
照明线路额定相电压，V；
：
光源的功率因数；
：
单相照明线路的计算负荷，W。
2.6动力插座系统设计
2.6.1合理布置插座
各功能房间内除了照明设备外，还有小容量的电器，由于它们都不是固定的，所以应设置电源插座。
电源插座宜由独立的支路供电，且插座支路要安装漏电保护器。
电源插座分明装式和暗装式，有单相两孔、单相三孔、单相五孔插座，根据负荷选择插座。
插座的安装位置，应根据用电设备的布置情况来确定，既要安全又要方便。
2.6.2插座设计要求
插座的型式和安装高度应根据其使用条件和周围环境确定：
（1）当插座为单独回路时，数量不宜超过10个（组）。
（2）对于不同电压等级，应采用与其相应电压等级的插座，该电压等级的插座不应被其他电压等级的插头插入。
（3）需要连接带接地线的日用电器的插座，必须带接地孔。
（4）在潮湿场所，应采用密封式或保护式插座，安装高度距地不应低于1.5m。
（5）同一场所的三相插座，其接线的相位必须一致。
（6）牢固安装，接头拧紧，接头间距大于3cm，避免虚焊。
（7）避免分股线同时装入同一线柱内，避免负荷超过线路功率，引起过载，穿线不要超过线管内径的40%~60%。
2.6.3电源插座的设置高度要求
有儿童活动，若插座安装高度在距地1.8ｍ或1.8ｍ以上时，可采用一般型插座；低于1.8ｍ时，应采用安全型插座。
在潮湿场所，应采用密闭式或保护式插座，安装高度距地不应低于1.5ｍ；其他普通电源插座安装高度通常为0.3ｍ；办公室的插座安装高度距地面不宜小于0.3m；特殊场所暗装的插座不应小于0.15m；同一室内安装的插座高度差不宜大于5mm；并列安装的相同型号的插座高度差不宜大于1mm。
2.6.4插座的选择
（1）电源插座应采用经国家有关产品质量监督部门检验合格的产品。
一般应采用具有阻燃材料的中高档产品，不应采用低档和伪劣假冒产品；
（2）办公室内用电电源插座应采用安全型插座；
（3）电源插座的额定电流应大于已知使用设备额定电流的1.25倍。
一般单相电源插座额定电流为10Ａ，专用电源插座为16Ａ；
（4）为了插接方便，一个86mm×86mm单元面板，其组合插座个数最好为两个，最多（包括开关）不超过三个，否则采用14.6面板多孔插座；
（5）当插座需要降低安装高度时，应选用安全型（带保护门）插座。
（6）对专门用来使用电视机的插座，可选用带开关圆孔二级插座，使用时关闭开关，可延长机器本身开关的使用寿命。
（7）防潮型插座适用于潮湿场所，插座有一个防溅罩盖，插头插入后可放下罩盖，可防止潮气或水滴进入插孔内。
（8）插座在通过1.25倍额定电流时，其导电部分的温升不应超过40。
（9）插座的塑料零件表面无气泡、裂纹、肿胀、明显的擦伤和毛刺等缺陷，并应具有良好的光泽。
2.6.5插座的接线
暗装插座接线时，应仔细地辨认识别盒内分色导线，红、绿、黄为火线,白色为零线，黄绿线为PE（保护接地）线。
正确的与插座进行连接。
插座接线方法：
（1）双孔插座在垂直排列时，上孔接相线，下孔接零线。
水平排列时，右孔接相线，左孔接零线。
（2）插座接线时，单相三孔插座，上孔接保护接地（零）线，右孔接相线，左孔接工作零线。
（3）插座接线时，插座的接地（接零）端子，不应与工作零线直接连接。
插座双链及以上的插座接线时，相线、工作零线应分别与插孔接线桩并接或进行不断线整体套，不应进行串接。
插座进行不断线整体套接时，插孔之间的套接线长度不应小于150mm。
2.6.6本工程插座设置
从安全性、方便性、实用性考虑，本工程中插座的设置位置及安装如下：
普通房间：
普通房间选用单相五孔插座，根据房间的大小确定插座的数量。
卫生间：
在洗手池旁设置1个10A/250V的单相五孔防水插座，距地1.5米暗装。
机房数据中心等大面积场所布置了地面插座，以方便使用。
2.7照明与动力负荷计算举例
这里选择六层的照明配电箱6AL5进行计算：
AL1箱共电15个回路，其中照明支路5个；插座支路9个，一个备用回路。
照明回路：
WL1回路Pe=720W
Ijs===3.6A
同理WL2回路：
Pe=800WIjs=4.0A
WL3回路：
Pe=400WIjs=2.0A
WL4回路：
Pe=400WIjs=2.0A
WL5回路：
Pe=320WIjs=1.6A
WL6回路Pe=700W
Ijs===3.2A
同理WL7回路：
Pe=700WIjs=3.2A
WL8回路：
Pe=600WIjs=2.7A
WL9回路：
Pe=600WIjs=2.7A
WL10回路：
Pe=600WIjs=2.7A
WL11回路：
Pe=700WIjs=3.2A
WL12回路：
Pe=1400WIjs=6.4A
WL13回路：
Pe=2000WIjs=9.1A
WL14回路：
Pe=2000WIjs=9.1A
如WL1回路Ijs=3.6A，查有关资料，在空气中穿金属管，三根2.5平方毫米的铜芯线，在已知环境：
温度30摄氏度时的允许载流量为28A，因此按发热条件，该支路初步选为：
铜芯聚氯乙烯绝缘电线BV—3×2.5-SC15-CC。
校验机械强度：
穿金属敷设的铜芯导线最小截面为Amin=1.0mm2，满足机械强度要求。
低压断路器选择应满足断路器壳架等级额定电流（指塑课或框架中所能装的最大过电流脱扣器的额定电流）和断路器的额定电流（过电流脱扣器的额定电流）应大于或等于线路的计算电流。
选择施耐德产品，S25系列微型断路器具有结构先进、性能可靠、分断能力高、外型美观小巧等特点。
其它照明回路均相同，导线均选择BV-3×2.5-SC15-CC，穿金属管沿地面暗设。
故：
照明及动力支路均选用聚乙烯（塑料）绝缘铜芯导线（BV型），穿焊接钢管（SC）沿吊顶、地面及墙内暗设。
故：
6AL5箱各回路参数如下表
表2.26AL5箱各回路参数
回路
相序
计算负荷
（W）
计算电流
（A）
导线截面及敷设方式
断路器型号
WL1
L1
720
3.6
BV（3×2.5）-SC15-CC,WC
S251S-C16
WL2
L3
800
4.0
BV（3×2.5）-SC15-CC,WC
S251S-C16
WL3
L2
400
2.0
BV（3×2.5）-SC15-CC,WC
S251S-C16
WL4
L3
400
2.0
BV（3×2.5）-SC15-CC,WC
S251S-C16
WL5
L2
320
1.6
BV（3×2.5）-SC15-CC,WC
S251S-C16
WL6
L2
700
3.2
BV（3×4）-SC20-FC,WC
GS252S-C20
WL7
L3
700
3.2
BV（3×4）-SC20-FC,WC
GS252S-C20
WL8
L1
600
2.7
BV（3×4）-SC20-FC,WC
GS252S-C20
WL9
L3
600
2.7
BV（3×4）-SC20-FC,WC
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