电气设计C2任务书与指导书.docx
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电气设计C2任务书与指导书
广东水利电力职业技术学院
建筑设备工程技术专业
建筑电气课程设计任务书及指导书
——某教工宿舍建筑低压供配电、照明系统设计
庄中霞编写
土木工程系
2011年12月
设计任务书
一、设计目的和要求…………………………………………………………………3
二、设计内容…………………………………………………………………………4
三、设计基本资料……………………………………………………………………4
四、设计依据…………………………………………………………………………5
五、应提交的设计成果………………………………………………………………5
六、主要参考书………………………………………………………………………6
附：
建筑平面布置图………………………………………………….………..…...…6
设计指导书
一、设计方向…………………………………………………………………...…...…7
二、设计原则…………………………………………………………………………..7
三、设计步骤……………………………………………………………………..……7
四、设计说明书与图纸…………………………………………………………….…8
五、计算负荷的参考值………………………………………………………...……10
六、常用电力线路导线、电缆的选择、计算与选型
……………………………..…11
七、室内低压配电系统及电气开关设备、保护装置的选择计算…….……………14
八、照明的电气设计………………………………………………………………..15
九、线路敷设…………………………………………………………………..……17
设计任务书
一、设计目的和设计要求
1、设计目的
（1）培养学生综合运用所学的有关基础理论、专业知识和基本技能解决实际问题的能力，使学生获得科学研究方法的初步训练，进一步扩宽专业知识面，融会贯通，灵活运用。
（2）训练和提高学生进行调查研究、查阅文献资料、工程识图、理论计算、方案比较分析、计算机应用和撰写科技论文的能力。
2、设计要求
（1）要求独立完成
在指导老师或工程技术人员的指导下，独立、系统地完成建筑的低压供配电、照明、火灾自动报警系统的初步设计任务，努力提高自身的各种能力和素质。
不得抄袭、作假。
（2）要求严格纪律
毕业设计期间要求学生严格遵守学习纪律，无故离开学校，按旷课处理，因故离校，须经指导教师同意并办理请假手续。
旷课累计一周或请假累计两周者，取消毕业答辩资格，成绩按不及格处理。
（3）自学能力要求
学会查阅有关设计规范、规程、设计手册和图集、设备手册、参考书等技术文献，所选设备应符合目前的技术水平，具有一定的先进性和实用性。
（4）要求统一格式
所有建筑电气设计图纸的绘制须符合最新国家或部级标准的规定，包括线条、图形符号、文字符号、项目代号、技术要求、标题栏、元器件明细表等。
说明书要文字通畅、简练、整洁、说明书后附计算书，计算书层次清楚，所选数据提供出处。
（5）综合能力要求
要求掌握设计基本思路与方法的基础上，刻苦钻研、勤学多练、勇于创新，理论联系实践，培养知识的综合应用能力，努力提高自身的整体素质。
（6）完成时间要求
根据指导教师的安排和自己的实际能力，合理安排各阶段的时间，做到不拖沓、不推诿，按时完成设计任务。
二、设计内容
1、380/220V配电
（1）根据提供的负荷，进行分类、计算、配置。
（2）设计配电干线图和配电系统图。
（3）导线型号、截面的计算选择。
（4）开关电器的计算选择（自动开关、漏电开关、FU等）。
2、照明系统
（1）照明器的选择与布置。
（2）照明用电负荷的计算。
（3）照明供电线路中导线的选择。
（4）保护设备和开关设备及其选择。
三、设计基本资料
1、工程概况：
本工程位于从化区，总建筑面积约2610㎡，该建筑自然层数为六层。
主要为：
一层为设备层，二～六层为住宅等。
建筑主体高度23米。
建筑层数为六层。
分为a、b两个单元，每梯4户。
本工程属于三类居住建筑。
本工程电源由该楼首层变配电房的低压配电系统引来。
2、设计范围：
1）变配电系统；2）电力、照明系统；
3、负荷等级：
1）用电指标：
小型住宅：
60㎡以下4（3）KW/户（一室一厅）
中型住宅：
60㎡～100㎡6KW/户（二室一厅）普通见下表：
表一普通住宅楼每栋用电负荷标准表
户型
建筑面积
每户计算负荷/KW
计算电流（电表规格）
一室一厅
45-50-56
1.5~6
5（30）
二室一厅
60-65-72
2.0~6
5（30）
三室一厅
75-80-88
2.5~6
5（30）
四室一厅
90-95-102
4.0~8
10（40）
2）本工程负荷等级为：
三级负荷：
其他电力负荷及一般照明，其容量为236KW。
4、供电电源及电压等级：
1）供电电源：
本建筑电源引自本楼首层变配电房；
2）电压等级：
380伏；
3）10KV变电所设在本楼首层。
5、各层用电、消防与功能分区详见相关图纸与资料。
四、设计依据
1、上述有关基本资料及其相关图纸。
2、参考如下规范：
本设计主要参照如下规范编制：
《建筑设计防火规范》（GB50045-95）、2005版。
《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）
《住宅建筑规范》（GB50368-2005）
《供配电系统设计规范》（GB50025-95）
《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）
《电力工程电缆设计规范》（GB50217-94）
《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）
《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）
《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）
《住宅设计规范》（GB50096-1999）、2003版
五、应提交的设计成果
1、设计说明书：
计算机打印
2、设计计算书：
计算机打印（先人工计算）
3、主要设备材料表
4、设计图纸——计算机AutoCAD制图
包括以下几类（详见指导书）：
（1）低压配电接线系统图及其说明；
（2）配电干线图及其说明；
（3）首层电气、平面图及其说明；
（4）标准层电气、平面图及其说明。
六、主要参考书
1、现代工业与民用供配电设计手册芮静康主编
2、电力工程电气设计手册
3、民用建筑电气技术与设计第二版胡国文等编清华大学出版社
4、现代建筑电气设计实用指南陈元丽编水利水电出版社
5、建筑供电与照明刘复欣主编中国建筑工业出版社
6、建筑配电与设计高满茹编著中国电力出版社
7、建筑电气设计技术徐志强编著华南理工大学出版社
8、建筑电气设计图集1刘宝林主编中国建筑工业出版社
9、建筑电气设计实例图册1北京照明学会中国建筑工业出版社
10、电气工程识图与施工工艺赵宏家主编重庆大学出版社
附：
建筑平面布置图
见C-2教工宿舍建筑图
设计指导书
一、设计方向
建筑电气技术是建筑设备工程技术的重要组成部分，而电能是民用建筑物中最主要的能源，是各类建筑设备驱动力。
因此合理设计、分配、使用这一能源，对充分实现建筑物的各种功能，为用户提供一个良好的工作、学习、生活环境是至关重要的。
二、设计原则
本毕业设计属于实用建筑电气系统设计范畴。
安全、可靠、经济、灵活是设计的基本原则。
安全是最主要的出发点，要保证系统在运行时人身安全，以及设备运行的安全，还应考虑系统维修安全。
即：
设计时应以安全为先决条件，要做到：
1、严格按照标准、规范行事，即每一项设计都必须以标准、规范为依据，每一个设计结果都必须符合标准、规范的要求。
2、正确、合理地使用新技术、新工艺、新产品。
由于计算机和信息技术向各个领域的不断渗透，在建筑电气领域内涌现了许多新技术、新工艺、新产品。
各种智能化的电气设备和成套装备、智能控制网络系统，数字化智能仪表、新型无污染变配电设备的出现和应用等为建筑电气领域带来了一场革命。
正确、合理地使用这些新技术、新工艺、新产品，可以进一步提高系统的可靠性，提高系统的科技含量。
3、设计要遵循可实现原则
建筑电气设计是以图纸形式来表达设计者的思想，以图纸的形式来实现业主对建筑物功能的要求。
但是，实际建筑能否实现这些设计思想，还必须经过施工单位来完成。
因此，设计原则还应遵循可实现原则，即所有的设计应在施工技术和施工工艺上是可以实现的，满足国家有关施工验收规范的要求。
三、设计步骤
建筑电气工程设计分为两个阶段：
初步设计阶段和施工图设计阶段。
对本毕业设计来说，只要求按任务书对C-2教工宿舍楼的供配电进行初步设计，方案比较明确，有关条件也已经提供，不一定要经过以下的每一个步骤。
不过，为了使同学们对建筑电气设计的一般步骤有一个整体的认识，这里把它简单列写出来，仅供参考。
1、初步设计阶段的主要工作是：
（1）熟悉建筑工程的特点，如总平面布局、个体建筑平面、立面、剖面，以及对电气专业的要求。
（2）与建设单位和工程设计各专业落实用电负荷资料，根据国家标准和规范确定负荷等级，进行负荷计算。
（3）了解当地供电部门的供电电压等级、分断能力、进线位置与方式、继电保护和功率因数要求、电费计算方法、接线方式等资料，并与相关专业协商，确定变配电系统的土建条件及接线方式。
（4）了解其他专业或行业（如电话、有线电视、火灾报警、数据通信等）的要求。
（5）收集当地的气象资料，应是近20年当地最新气象资料，当地的地质土壤情况，以便作为设计依据。
（6）根据获得的资料，进行各项技术或经济指标的计算，确定供电方案，并根据设计深度要求进行初步设计。
（7）初步设计完成后，需经工程上级主管部门审批。
2、施工图阶段的主要工作是：
（1）根据工程上级主管部门对初步设计的审批意见对初步设计进行调整。
（2）根据调整后的方案，进行全面、具体计算。
（3）根据供配电方案，进行具体设备的设计布局与连线，此时应特别注意与其他专业的配合，了解相关专业设备的分布位置。
（4）完成施工图纸设计。
（5）在施工图完成后需经施工图审查部门审查合格后，才能进行施工。
四、设计说明书与图纸
1、设计说明书的作用
设计说明书是要对工程的整体设计做一个文字说明，主要是设计思想的文字描述。
其作用有：
（1）通过设计说明使业主理解设计思想，体会设计是如何实现业主对于建筑功能的要求的。
（2）对于图纸的审查部门来说，通过设计说明可以了解设计者的设计依据，使用的标准和规范；了解整个系统及各部分的布局结构、接线方式、设备选型及参数；了解设计思路和施工方法等。
（3）对于施工单位来说，通过设计说明书可以了解设计者的设计思想，及一些方式工艺做法和要求，可以更好地理解设计图纸，便于按照图纸安排施工工艺流程，为按图施工带来方便。
（4）对于设计者本身来说，有些设计内容和结果如若都在工程图纸上标注的话，可能会很繁琐，也可能会造成图面混乱，例如在一般的照明设计中，如果对每根灯线都进行标注的话，就可能会出现这种情况。
在满足标准要求的前提下，我们可以选择一种规格的导线做灯线，不在图纸上做标注，而在说明书中做说明。
总之，对于不便或不宜在图纸上描述的内容都可以通过设计说明书来说明。
2、毕业设计说明书应包括的内容
（1）建筑概况：
是对建筑（综合实训楼）的总体描述，包括总建筑面积、建筑高度、层数、建筑结构形式、每层的层高、建筑功能分布情况等。
（2）设计依据：
这里是指设计中所依据的国家和行业标准、规范、图集、图册；还有设计任务书的要求。
（3）设计范围：
根据设计任务书的要求和有关设计资料，说明本设计内容。
即380/220V配电、照明系统。
（4）低压配电设计：
主要包括配电线路的组成形式、配电方式、导线的选择、线路敷设、线路控制和保护等几个方面。
其中，低压配电组成形式（基本配电方式有：
放射式、树干式、混合式）的选择对提高用电的可靠性、灵活性和节约投资有着重要意义。
（5）负荷计算：
包括两部分，一是对所有负荷分级。
按照国家标准规定和负荷对供电可靠性的要求，确定划分一级负荷、二级负荷、三级负荷。
二是总计算负荷确定。
包括设备容量、需要系数、计算容量等。
（6）照明设计：
包括照明器的选择与布置；照明用电负荷的计算；照明供电线路中导线的选择；保护设备和开关设备及其选择。
（7）主要设备材料表。
（8）导线选择及线路敷设：
对配电干线敷设方式以及具有共性的线路敷设方式与工艺的说明，对于不宜在图纸中标注的线路参数、敷设方式、施工工艺也应在此做出说明，根据负荷等级确定导线型号。
（9）图例和图纸目录。
3、设计图纸
设计图纸是以图的形式来表达设计思想和设计结果，设计过程中的所有设计理念、计算结果、系统整体的布局、选择的设备参数、设备的具体位置及安装方式等，都在设计图纸上有完整而清晰的表达。
在本毕业设计中，图纸应包括：
（1）低压配电接线系统图及其说明；
（2）配电干线图及其说明；
（3）首层电气、平面图及其说明；
（4）标准层电气、平面图及其说明。
五、计算负荷的参考值
C-2教工宿舍楼的各层平面图相关图纸（设计已知条件），各房间用途、设备分布及要求见初步设计图纸。
1、各层一般用电负荷参考值如表三所示
表四各层一般用电负荷参考值
安装功率（KW）
需用系数
计算功率（KW）
用途
支路号
45
0．8
36
一层一般用电
AW1、AW2
45
0．8
36
二层一般用电
AW1、AW2
45
0．8
36
三层一般用电
AW1、AW2
45
0．8
36
四层一般用电
AW1、AW2
45
0．8
36
五层一般用电
AW1、AW2
45
0．8
36
六层一般用电
AW1、AW2
10
0．8
8
配电房一般用电
AL1
5
0．8
4
活动间一般用电
AL2
2、其它用电负荷参考值如表四所示
表五其它用电负荷参考值
安装功率（KW）
需用系数
计算功率（KW）
用途
12
0．5
6
事故照明
12
0．5
6
事故照明
18.5
1
18.5
消防泵
3
1
3
稳压泵
15
1
15
生活泵、排污泵
注：
1、以上负荷值仅供参考，实际施工运行中发现部分值不合理；
2、可根据实际情况自行调整；
3、建议对于较大负荷，例如空调等重新分配负荷，使用专线。
六、常用电力线路导线、电缆的选择、计算与选型
导线、电缆的型号应根据它们所处的电压等级和使用场所来选择。
1、导线和电缆截面选择的条件
导线、电缆截面在选择时应满足以下条件：
（1）满足发热条件
在最大允许连续负荷电流下，导线发热不致引起导线或电缆线芯的温度超过其所允许的温度，不会因为过热而引起导线绝缘损坏或老化加快。
（2）满足电压损失不超过允许值的条件
按规定的电压损失百分值来效验导线截面，导线上的电压损失应低于最大允许值（一般为5％），以保证供电质量。
（3）满足机械强度要求
在正常的工作条件下，导线应有足够的机械强度，以防断线，保证安全可靠运行。
（4）满足经济电流密度条件
按经济电流密度选择导线截面，应保证最低的电能损耗，并尽量节省有色金属及相应的线路。
（5）满足在故障时的热稳定条件
对所选截面应大于热稳定最小截面。
2、导线截面选择的原则与步骤
（1）低压动力线路：
由于低压动力线路的电压低，负荷电流较大，导线发热是输电线路运行中的主要矛盾，所以在选择导线时，应按发热条件来选择，然后校验导线的电压损失和机械强度条件。
（2）低压照明线路：
对于低压照明线路来说，电流并不大，但线路较长，若线路电压降过大则光源的光效应会大大降低，因此，低压照明线路电压损失是主要矛盾，在选择导线截面时，应按电压损失条件来选择，然后校验发热和机械强度条件。
（3）高压线路：
对于高压线路来说，一般来讲容量较大，距离较长，因此初建投资，运行费用和有色金属损耗是主要矛盾，因此，在选择导线截面时，应首先考虑经济电流密度条件，然后校验发热和机械强度条件。
3、低压动力线路导线截面的选择
（1）按发热条件选择导线截面导线的发热温度不能超过允许值。
导线的载流量就是指在最高允许温度下，导线允许通过的最大电流。
所以，流过导线的计算电流
小于或等于所选导线允许的载流量
（查相关表格）：
我国常用导线标称截面（
）按大小顺序排列如下：
1，1．5，2．5，4，6，10，16，25，35，50，70，95，120，150，…
（2）校验电压损失如计算电压损失不符合要求，说明供电电压不满足质量指标的要求，须重新选择导线截面，或者重新调整负荷的分配。
（3）机械强度的效验（简略）一般低压导线满足机械强度要求，不必校验。
（4）中性线截面的选择一般三相基本平衡的低压线路的中性线截面应不小于相线截面的50％；对于单相电路中性线，由于电流相等，中性线截面应等于相线截面。
（5）保护线截面的选择一般规定：
当相线的截面积为16
以下时，保护线同相线截面积一致；当相线的截面积为16～35
时，保护线截面积采用16
；当相线的截面积大于35
以下时，保护线为相线截面积的1/2。
4、低压照明线路导线截面的选择
（1）选择导线截面的计算公式
照明线路导线截面的选择主要考虑的是电压损失的条件。
为简便计算，在计算电压损失时，只需要考虑线路的电阻和输送的有功功率，若已知电压损失
，可由以下公式计算出相应的导线截面：
（2）导线截面的校验
校验发热条件首先要根据负荷的大小以及需要系数，计算电路负荷：
然后，由
计算线路的计算电流：
5、室内常用的导线、电缆的型号选择
导线、电缆的型号应按照所在的低压配电系统的额定电压、电力负荷的等级、敷设环境、敷设形式等来确定。
导线、电缆的型号选择包括绝缘材料种类和导体材料种类的选择两个方面。
（1）额定电压的要求
导线、电缆的耐电压的额定数值必须大于其所在线路的额定电压数值。
我国目前生产的导线和电缆适用于低压线路的电压值一般为500V，在建筑供配电系统中常用的电压值为220/380V，一般可满足要求。
（2）电力负荷等级的要求
电力负荷的等级越高对导线和电缆的可靠性要求就越高。
导线、电缆中导体材料常用铜和铝两种。
铜导体的价格比铝导体高，但铜导体的可靠性和寿命比铝导体好，损耗比铝小，一般低压供配电多用铜导体。
对于要求不高的供配电系统也可采用铝导体，它的经济性体现得很明显。
（3）敷设环境得要求
敷设环境可分为：
一般的环境、有防火要求的环境、有防水要求的环境及高原和寒冷的环境。
常用的导线和电缆有普通型、耐火型、阻燃型、耐寒和耐高温等型式。
（4）敷设型式的要求
敷设方式主要有两种：
明敷设和暗敷设。
不同的敷设方式对应于不同型式的导线和电缆，具体的规定参见有关设计手册。
本设计建筑工程的消防水泵、消防电梯及事故照明的配电电缆均为防火电缆，穿金属钢管敷设，例NH-VV型阻燃铜芯塑料绝缘线，ZR-VV型阻燃电力电缆。
其它BVV线穿难燃PVC线槽敷设。
七、室内低压配电系统及电气开关设备、保护装置的选择计算
1、室内供配电要求
（1）可靠性要求根据建筑物用电负荷的性质和重要程度，对供电系统提出的不能中断供电的要求。
（2）电能质量要求指标通常是电压、频率、和波形，其中以电压为主。
（3）发展要求力求接线操作方便、安全、灵活，并具有发展空间。
楼房用电负荷密度（平均单位面积的用电量）为每平方米6～15W。
（4）其它要求维修、安装等规定。
2、用电设备及供配电线路保护
（1）照明用电设备的保护
在一般民用建筑中，照明电器、风扇、小型排气扇、小容量的空调器和电热器等，一般从照明支路取用电流，通常划归照明负荷用电设备范围，可用照明支路的保护装置作为它们的保护。
照明支路的保护主要考虑对照明用电设备的短路保护。
一般采用熔断器或自动空气开关进行保护。
（2）电力用电设备的保护
在民用建筑中，常把负载电流为6A以上或容量在1.2kW以上的较大容量用电设备划归电力用电设备。
电力负荷需单独从电力配电箱或照明配电箱中分路供电。
除本身单独设有保护装置的设备外，其余的设备都在分路供电线路上装设单独的保护装置。
3、低压配电线路的保护种类
（1）低压配电线路的短路保护一般采用熔断器或低压断路器保护。
（2）低压供配电线路的过负荷保护一般由熔断器或自动开关构成。
（3）低压供配电线路的过压保护如漏电保护开关等。
4、熔断器的选择与计算
熔体额定电流的选择与负荷性质及用途有下列关系：
（1）对于一般照明负载，熔体的额定电流应小于等于实际的负载额定电流。
（2）对于输配电线路，熔体的额定电流稍大于等于线路的额定电流。
（3）对于动力负载，因其起动电流大，故选择时应按以下计算：
单台电动机
多台电动机不同时起动
选择熔断器应注意的问题：
电压等级、选择性、可靠性
5、低压空气断路器（自动空气开关）的选择计算
（1）选择空气断路器的额定电流即主触头长期允许通过的电流，按电路的工作电流选择。
（2）选择脱扣器的电流即脱扣器不动作时长期允许通过电流的最大值，按电路的工作电流选择。
（3）选择脱扣器的瞬时动作整定电流或整定倍数即脱扣器不动作时，瞬时允许通过的最大电流值。
应考虑电路可能出现的最大尖峰电流，还要进行校验。
空气断路器的额定电压和欠电压脱扣器的额定电压均应按线路上的额定电压选择。
八、照明的电气设计
1、照明器的选择与布置
照明器的选择与布置主要根据其用途进行，C-2教工宿舍楼的室内主要用作住宅。
室内照明一般选择日光灯为照明器，走廊及洗手间为吸顶灯，道路照明采用庭院灯，光源较为单一。
2、开关、插座和配电箱的布置
本设计照明供配电采用三相四线制和三相五线制。
室内电气安装要求：
配电箱距地1.8m，开关、一般插座、调速器距地1.4m，吊扇插座吸顶，空调插座、抽风机插座距地2.2m。
3、照明用电负荷的计算
（1）照明支路的计算负荷
照明支路的计算负荷等于该支路上的所有设备容量之和：
（2）照明干线的计算负荷
照明干线的计算负荷等于该干线上所有支线的计算负荷之和，再乘上需要系数：
其中
——支路计算负荷；
——干线计算负荷；
——干线需要系数，一般宿舍楼取0.8~0.9。
表六支路回路的需用系数
插座数量
4
5
6
7
8
9
10
K
1
0.9
0.8
0.7
0.65
0.6
0.6
（3）计算电流
照明工程中计算负荷确定的计算方法有两种：
单位指标法、需要系数法。
一般初步设计且照明器较单一时多采用单位指标法（单位容量法）。
（计算有功负荷）、
（计算无功负荷）、
（计算视在负荷）、
（计算电流）计算公式如下：
：
光源的功率因数角
对于单相电路计算电流：
（
为相电压220V）
对于三相电路计算电流：
（
为线电压380V）
对于容量为5A的单相插座，一般可按单个100W、功率因数0.8计算。
4、开关设备及其选择
常用照明器的开关设备按控制形式分为：
直接手动式（扳把式、琴键式、拉线式、纽扣式灯）、间接方式（触摸感应式、声音感应式
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