办公大楼电气毕业设计邓诚.docx

1、办公大楼电气毕业设计邓诚摘 要本论文主要阐述了某办公楼各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论。本论文共包括四章内容，主要包括强电部分设计。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。本次设计完成图纸共幅，绘图采用AUTOCAD软件绘制。本办公楼电气设计为毕业设计，其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。关键词 照度，有线电视，公共广播，闭路电视监控，综合布线。第一章 概述1.1 建筑电气概况现代民用建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为

2、手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、有线电视等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、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。建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。1.2 设计原则本次设计是对某办公楼的电气设计，本工程概况：综合办公楼，总占地1

3、2000平方米。高52.5米,地下一层为消防泵房、制冷机房,地上十四层，第一层作为商场，二到十三层作为办公用，顶层为电梯层。按“高规”划分，属一类高层建筑。设计需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。此次设计的目的是通过对该办公楼的各个系统的设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国建筑电气行业有关方针政策，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。1.3 设计内容本论文主要阐述了该办公楼各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论等。论文共包括四大章内容，主要包括绪论及强电部

4、分设计。（）第二章为低压配电系统，主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求，负荷计算以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等，并用单位容量法进行了负荷计算，确定各个系统照明负荷的容量、计算电流，以此选择出了断路器，导线。并依据文献对负荷进行了分类，针对不同级别负荷及负荷大小采取了不同的配电方式，同时对动力设备进行了负荷计算，配电箱设计，本部分设计出图幅，包括配电系统图，配电平面图。 （）第三章为照明系统，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，并依据文献1、2等用单位容量法进行照度计算，选择出各个房间合适的灯具数量，同时依据文献、进行应急照明设计，按照供电半径不超过米的原则

5、进行了照明平面设计，设计出各个供电回路及相对应的配电箱，本部分设计出图幅，为各层照明平面图及照明负荷配电箱平面图。（）第四章为防雷接地系统，主要说明对直击雷、侧击雷、雷电感应等的防护以及接地系统的方式及具体要求等内容，并依据文献、结合本建筑特点，做了防直击雷 、侧击雷、感应雷设计及接地系统设计，本部分设计出图幅，为防雷平面图和接地平面图。第二章 配电系统设计2.1 负荷等级及供电要求2.1.1 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（）中断供电将造成人身伤亡者。（）中断供电将造成重大政治影响者。（）中断供

6、电将造成重大经济损失者。（）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。 二极负荷（）中断供电将造成较大政治影响者。（）中断供电将造成较大经济损失者。（）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。2.1.2 供电要求根据文献（）一级负荷的供电“应由两个电源供电，当一个电源

7、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。（）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

8、回6KV及以上专用架空线供电。（）三级负荷对供电无特殊要求。此外，根据文献、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。本办公大楼由两单独10KV电源供电，两路同时工作，中间母连，互为备用。工作照明和事故照明由不同电源供电。应急照明采用两个电源自动切换装置进行切换，同时设不间断电源装置UPS作为第三电源，它能自动投入使用。本工程为一类高层建筑，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

9、电源供电，从附近两变电站引入两回路，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。2.2 负荷计算负荷计算一般采用需要系数法。照明负荷计算：采用单位面积功率法每层配电箱有功 （2.1）计算电流: （2.2） 用电设备组计算负荷： （2.3） （2.4） （2.5）配电干线计算负荷 （2.6） （2.7） （2.8） （2.9）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（KVA） P-用电设备组有功功率（W）例如对配电箱AL0-1负荷计算，地下层W=30W/m2 ,供电面积S=339.3,则总有功功率 =WS=1

10、*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32 A。又如,对配电箱ALO负荷计算，有功功率为分配电箱之和，P=27KW,则无功功率 =27tgarccos0.8=20.25KVA视在功率 =33.75KVA计算电流 =51A断路器整定值选63A,导线选YJV5*16，其载流量大于63A又如，对照明负荷干线3负荷计算有功功率 =1*0.8(78+69*3)=228KW无功功率 =1*（58.5+51.75*3）*0.8=171KVA视在功率 =285

11、KVA计算电流 =433A断路器整定值选为450A,选线YJV4*240+1*120本工程应急照明负荷主要是一些灯具，蓄电池，负荷计算依据具体所带负荷情况P=40n+350,n为所带灯数量，每盏白炽灯40W,动力部分计算负荷： （2.10） （2.11） （2.12）P-设备有功功率例如，对电梯进行负荷计算，P=36KW, 则无功功率 =62.4KVA视在功率 =72KVA计算电流 =109A断路器整定值选160A,选线NH-YJV4*70+1*35，其载流量大于160A详细计算见附录表A2.1，A2.2，A2.3，A2.4计算所得本建筑总负荷为1692KVA, 其中有功功率为1354KW,

12、无功功率为1014KVA。2.3 导线选择2.3.1 电缆选择原则:（）根据计算负荷电流选断路器整定值；（）根据断路器整定值选电缆;（）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;（）动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。选择的原则：配电网络导线和电缆的选择，一般按照下列原则进行：1、按使用环境和敷设方法选择导线和电缆的类型。2、按机械强度选择导线的最小允许截面。3、按允许载流量选择导线和电缆的截面。4、按电压损失校验导线和电缆的截面。按上述条件选择的导线和电缆具有几种截面时，应取其中较大的一种。类型的选择：1、裸导线 TJ铜绞线 L

13、J 铝绞线 LGJ 钢心铝绞线 TMY 矩形硬铜母线 LMY 矩形硬铝母线2、绝缘电线 B布线用 X橡皮绝缘 V 塑料绝缘 L 铝芯 R 软电线 铜心不表示3、电力电缆 按照主绝缘材料的不同分为纸绝缘（Z）电缆，塑料绝缘电缆（V）电缆和橡皮绝缘（X）电缆截面的选取：对建筑供配电中的低电压380/220V进出电线和电缆的截面选择，是按长期允许载流（或称发热条件或称温升条件）来选择的。每箱电缆（或每相电线）的横截面积，必须满足下述条件：IalI30=Ic ；I30 是流过每相电线（或电缆）的计算电流，即对该负载计算得出的计算负荷电流Ic = I30对于照明回路：中性线N的截面与各相电线截面选择为相

14、同或近,如表2.1对于PE线截面的选择：PE线最小截面（mm）表2-1 相线PE线的选取相线截面SPE线截面S16S1635S/22.3.2 选择结果:（）照明回路统一选用BV2*2.5,插座回路统一选用BV3*4;（）其它设备导线选择见附录表A2.1，A2.2，A2.3，A2.4。2.4 配电方式高层建筑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（）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

15、首层到顶层垂直干线的方式。（）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。（）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。低压配电线路采用放射式、树干式、环式及链式四种接线法。 放射式系统：特点配电线故障互不影响,供电可靠性较高,适用于一级负荷配电。配电设备集中,检修比较方便；缺点是系统灵活性较差,导线消耗量较多。此配电方式经常用在设备容量大、负荷集中或重要的用电设备以及有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜配电及保护起动设备放在现场者。以免影响其他用户正常用电。接线图见下图2-1环形系统环形线路运行时都是开环的放射式线路，提高了供电可靠性，当一回线路故障或检修时，可以将该线路与

16、电源断开，而该处的负荷仍可得到供电。接线方式见下图2-21树干式系统：特点树干式配电系统总长度小,也就是可以节约有色金属、比较经济；供电点的回路数量较少,配电设备也相应减少；配电线路安装费用也相应减少。存在缺点是干线发生故障时影响范围大,供电可靠性较差,相比较导线截面积较大。一般很少采用树干式配电，往往采用放射式与树干式混合使用。接线图见下图2-3链式系统：特点与树干式有相似之处，这种供电形式适用与距配电柜较远而彼此相距又较近的不重要的容量较小用电设备，这种方式连接的用电设备宜在五台以下，总功率在10KW以下。接线方式见下图2-4图2-1低压放射式线路 图2-2低压环形线路（a）低压母线放射式

17、配电的树干式 （b）低压“变压器-干线”的树干式图2-3低压树干式线路 M1 M2 M3 M4（a） 连接配电箱 (b)连接电动机图2-4低压链式线路本工程采用放射式和干线式相结合的混合式配电系统。地下层采用电缆放射式直接对单台设备或设备组供电。电缆眼电缆支架敷设。一层及以上各层采用分区树干式。详情见图纸。2.5变压器的选择变压器设备的选择，重点考虑减少变压器的有功功率损耗。变压器应选用节能型的，如S9、SL9及SC8等型号的油浸变压器或干式变压器，它们都是采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁场方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗。第三章 照明系统设计3.1 总则电气照明设计的

18、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。3.2 照明光源选择照明光源选择一般原则：（）发光效率高；（）显色性好，即显色指数高；（）使用寿命长；（）启点可靠、方便、快捷；（）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

19、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：（）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；（）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；（）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；（）限制眩光。3.4 照度和照明方式选择（依据文献1）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。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

20、、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7080，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。本建筑一般照明主要为办公照明及一层商业照明等。3.5.1 办公照明一般设计原则（）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。 （）办公室的一般照明宜设计在工作区的两侧，

21、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。 （）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什么物（如灯具、家具、窗等）的映像。3.5.2 设计结果本建筑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）（）配电室、办公室、消防控制室、值班室、商场、门庭：300lx 三管格栅荧光灯 （）机房、库房： 50lx 单管荧光灯（）走廊：50lx 白炽灯（）厕所：75lx 白炽灯类别参考平面及其高度照度标准值低中高办公室0.75m水平面10015020

22、0空调机房、变配电室等技术用房0.75m水平面75100150消防控制、监控中心地面305075浴室、厕所、楼梯间地面305075走廊地面305075储藏间0.75米水平面2030 地下车库0.25地面203050商场柜台面上100150200商场试衣间试衣位置1.5米垂直处1502003003.6 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（）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0.2lx。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；（）

23、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；（）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。疏散应急照明灯宜设

24、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100 m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

25、急照明灯具布置高层建筑的下列部位应设置应急照明：（）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）。（）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。（）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。（）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（）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。（）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。

26、（）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 设计结果 本建筑采用应急照明与正常照明相结合，走廊、厕所、楼梯等场所按一级负荷供电，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2.1所示，详细布置见照明平面图。备用照明疏散指示图3.1应急照明布置3.7 照度计算(计算所需灯具数量)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，

27、套 W-在某最低照度值下的单位面积安装功率,w/m2S-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3.7.2 选择结果见附录表A2.53.7.3 照明负荷平面布置设计原则（）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13盏，插座7至8只。（）每个照明开关所控光源数不宜太多，体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制。（）供电半径应满足要求，一般不超过30米。

28、（）插座不宜和照明灯接在同一分支回路。（）尽量使三相所带负荷平衡。本建筑内商场、地下层大面积区域照明采用集中控制，如图2.1所示图3.2 商场一部分照明平面图照明负荷具体布置见照明平面图第四章 防雷接地系统设计本建筑高52.5米，依据文献5防雷设计按二类防雷建筑物处理。4.1 建筑物的防雷措施 依据文献54.1.1 一般规定 第3.1.1条 各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵人的措施。 第一类防雷建筑物和本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷电感应的措施。 第3.1.2条装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其它设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位连

29、接。 4.1.2 第二类防雷建筑物的防雷措施第3.3.1条 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10m10m或12m8m的网格。所有避雷针应采用避雷带相互连接。第3.3.2条 突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体，应按下列方式保护.： （）排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道应符合文献第3.2.1条二款的要求。 （）排放无爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、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、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管，本规范第3.2.1条三款所规定的管、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。第3.3.3条 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。第3.3.4条 每根引下