某32层高层公寓1#楼电气设计.doc
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1、安徽建筑工业学院毕 业 设 计 (论 文)专 业 电气工程及其自动化 班 级 学生姓名 学 号 课 题 某32层高层公寓1#楼电气设计 指导教师 刘红宇 2012 年 6 月 7 日安徽建筑工业学院 毕业设计(论文)某32层高层公寓1#楼的电气设计机械与电气工程学院 电气工程及其自动化专业2008级3班 李磊指导教师:刘红宇摘 要本次设计是针对某32层高层公寓1#楼的供配电和弱电系统,主要对整栋楼的照明系统、防雷接地、CATV系统和综合布线系统等进行设计。同时,也完成了包括照度计算、负荷计算、线缆选型等的任务。关键词:供配电系统、电气照明、防雷接地、有线电视系统、综合布线系统AbstractT
2、his design is aimed at the electrical and weak current system of a 32-story high-rise apartment building.It involves some aspects of the entire building, which are supply and distribution system,lighting system,lightning protection and grounding system,CATV system and cabling system etc. I have comp
3、leted illumination computation, load computation,electric cable selections and so on.Key words :Supply and distribution system,Electrical lighting, Lightning protection and grounding,CATV system,Cabling system- 1 -安徽建筑工业学院 毕业设计(论文)目 录1 引言12 设计部分2 2.1设计概述2 2.1.1 建筑物概述2 2.1.2 设计内容2 2.1.3 设计步骤2 2.1.4 设
4、计依据3 2.2照明电气设计3 2.2.1 照明电气设计任务3 2.2.2 照明灯具的选择及布置3 2.2.3 照度计算6 2.2.4 插座的选择及布置10 2.2.5 导线、电缆的选择与敷设11 2.2.6 应急照明设计13 2.3供配电系统14 2.3.1 负荷分级及供电要求14 2.3.2 供电系统15 2.4防雷接地设计19 2.4.1 防雷设计19 2.4.2 接地设计21 2.5弱电设计21 2.5.1 有线电视系统21 2.5.2 综合布线系统23 2.5.3 楼宇可视对讲系统243 设计小结254 致谢26参考文献27附录28附录1 英文科技文献翻译28附录2 设计图纸36-
5、1 -安徽建筑工业学院 毕业设计(论文)1 引言随着社会经济的发展以及科技的进步,建筑物中的用电设备种类越来越多,如电力、照明、电梯、空调、消防、通信计算机等,而且不断向智能化方向发展,所以对其的电气设计可以说是非常关键的环节。本论文主要阐述了某32层高层公寓的各系统电气设计的设计依据、原则和方法以及选择的结论。主要包括强电和弱电设计,其中强电包括:住宅负荷计算;照明配电平面图设计(包括照明和插座的设计);配电系统图设计;防雷接地平面图设计;电气设计说明等。弱电包括:弱电平面图设计(电视、电话、网络、可视对讲的设计);弱电系统图设计等。本次设计使用天正电气软件绘图,共完成图纸20张,其中强电部
6、分13张,弱电部分4张,系统图2张,设计说明1张。2 设计部分2.1设计概述本节主要对设计部分做简要的概述。2.1.1 建筑物概述本建筑属于一类高层民用建筑,是集住宅、商场为一体的高层大楼,共32层,1至3层的层高为4m,其余层高为2.9m,建筑高度101.4 m。占地面积约为1218.5m2。其中,主楼为住宅,裙楼为商铺,包括215套住宅,和23家商铺。2.1.2 设计内容1、照明配电、负荷计算、灯具布置、照明控制、灯具选择、照度计算、照度验算;2、防雷接地系统;3、CATV系统,综合布线系统,可视对讲系统;5、配电系统图和配电干线图。2.1.3 设计步骤1、收集原始资料,主要了解建筑物结构
7、和用处,确定建筑物负荷等级,搜集查看相关规范;2、根据建筑物总体结构和负荷等级确定供电干线形式;3、确定照明配电系统,包括配电分区的划分,设置配电箱的数量,各配电箱供给的区域、楼层;确定配电箱的安装位置及方式;确定电源点至各配电箱之间的接线方式;4、选择合适的光源和灯具类型;根据照度要求确定灯具的数量及控制方式;5、确定照明回路及各级保护设备;确定照明配电系统的接地及安全措施;6、进行负荷计算、电压损失计算、无功功率补偿计算和保护装置整定计算;7、选择导线型号、截面及敷设方式;8、根据建筑物结构确定防雷等级,根据防雷等级确定防雷措施; 9、绘制照明平面图、系统图,防雷接地图;10、根据建筑物结
8、构及其用处确定CATV和综合布线系统干线方式;11、确定CATV系统前端箱位置,综合布线系统楼层配线架位置;12、确定电视接口、信息插座及电话插座的数量、布置位置;确定水平子系统的布线方式;确定干线系统线缆类型布线方式;13、绘制弱电平面图,CATV及综合布线系统图;14、编写设计说明书。2.1.4 设计依据1、民用建筑电气设计规范JGJ 1620082、供配电系统设计规范GB5005220093、低压配电设计规范 GB5005420114、建筑照明设计规范 GB5003420045、高层民用建筑防火规范GB 50045-95(2001年版)6、建筑物防雷设计规范 GB5005720107、有
9、线电视系统工程技术规范GB50200948、综合布线系统工程设计规范GB50311-20072.2照明电气设计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。2.2.1 照明电气设计任务照明电气设计的任务可归纳如下:1、满足光照设计确定的各种电光源对电压大小、电能质量的要求,使他们能工作在额定状态,以保证照明质量和灯泡寿命;2、选择合理、方便的控制方式,以便照明系统的管理、维护和节能;3、保证照明装置和人身的
10、电气安全;4、尽量减少电气部分的投资和年运行费。2.2.2 照明灯具的选择及布置1、选择光源的一般原则1)细管径(26mm)直管形荧光灯光效高、寿命长、显色性较好,适用于高度较低的房间,如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产场所;2)商店营业厅宜用细管径(26mm)直管形荧光灯代替较粗管径(26mm)荧光灯,以紧凑型荧光灯取代白炽灯,以节约能源。小功率的金属卤化物灯因其光效高、寿命长和显色性好,可用于商店照明;3)因白炽灯光效低和寿命短,为节约能源,一般情况下,不应采用普通照明白炽灯,而选择节能型灯具。本设计灯具选择见表2.2-1表2.2-1 各场所灯具种类选择房间或场所灯具类别楼梯、走廊、
11、门厅声光控节能吸顶灯卧室吸顶灯厨房、卫生间防水防尘吸顶灯起居室吸顶灯商业区双管荧光灯2、灯具的布置要达到做到合理的节能,尽可能的节省能量并且可以满足人们的生活需要。有以下几种方法:1)应根据环境条件、使用特点合理选择照明控制方式,并应符合下列规定: 应充分利用天然光,并应根据天然光的照度变化控制电气照明的分区; 根据照明使用特点,应采取分区控制灯光或适当增加照明开关点; 公共场所照明、室外照明宜采用集中遥控节能管理方式或采用自动光控装置。表2.2-2 照明功率密度值及照度值类别房间或场所照明功率密度(W/m2)照度值(lx)现行值目标值住宅区起居室76100厨房100餐厅150卧室75卫生间1
12、00商业区一般商店营业厅1210300高档商店营业厅1916500一般超市营业厅1311300高档超市营业厅20175002)根据不同场所照度要求不同确定灯具的数量,且照明功率密度值不宜大于表2.2-2。2、灯具的布置应做到美观并使整个房间的亮度尽量均匀,根据环境的不同灯具选择也应当不同。1)厨房照明:厨房由于油烟污渍较多,灯具清洗难度比较大,而且已被腐蚀,因而应选用易清洗耐腐蚀的灯具;2)卫生间照明:考虑到卫生间一般都是浴室和厕所兼用,照明灯具宜使用防水防潮式。照明器具安装要避免从坐便器的顶上或背面射而出现阴影;吸顶式应开热水龙头或位于浴缸上方。装有排气的卫生间,常将他的控制开关和一般照明器
13、联动,以保证坐便时空气流通;3)卧室照明:睡眠时室内光线要低柔,可以选用床边脚灯;穿衣时,要求匀质光,光源要从衣镜和人的前方上部照射,避免产生逆光;卧室通常还兼做家庭主妇的化妆用房,化妆时的照明要尽可能选用显色性好的光源不要从正前方照射脸部,最好两侧也有辅助灯光防止化装不均匀。人们在卧室内往往还要进行一些家务或阅读书报活动,因此应设置一些插座,便于增设台灯,作为辅助光源;4)客厅照明:照明灯具的选择应和吊顶取得一致,如果顶棚装饰豪华,最好选用光线可以达到顶棚的悬挂式或吸顶式照明器;对室内重点照明可以辅以局部照明,如投光灯,窗帷照明等。客厅的照明控制应满足不同需要时的启闭,所以开关位置应设在出入
14、口或便于出入启闭照明灯的地方,以便人们能方便的对灯具进行控制;5)商业区照明:商业区照明对照度要求很严格,因而灯具的数量要经过严格的照度计算,必须满足照度,这点和住宅区就有些差别。商业区一般面积都较大,灯具较多,布置过程中应着重考虑美观、均匀,还要考虑到建筑物内的梁柱,不要把灯具布置在横梁上。为了节能尽量让每个灯具都有自己的控制开关,照明系统中的每一单相分支回路电流不宜超过16A,光源数量不宜超过25个;6)公共照明:公共照明主要是指走廊及楼梯照明,该处与是外界接触较多,且很少有人进行维护,因而灰尘较多,灯具也较容易损坏,应采用维护较少且可以阻挡灰尘的吸顶灯。住宅区人流量较小从节能方面考虑,公
15、共照明的控制方式应采用声光控制开关,对灯具进行有效的控制,从而达到节省能源的目的;7)应急照明:应急照明采用白炽灯、卤钨灯、荧光灯,因在正常照明断电时可在几秒内达到标准流明值。应急照明在正常供电电源停止供电后,其应急电源供电转换时间应满足下列要求:备用照明不应大于5s,金融商业交易场所不应大于1.5s,疏散照明不应大于5s。当采用蓄电池作为疏散照明的备用电源时,在非点亮状态下,不得中断蓄电池的充电电源。首层疏散楼梯的安全出口标志灯,应安装在楼梯口的内侧上方。综上考虑,本设计中,选择灯具及安装方式如下:1)卧室预留裸灯头,待装修时,具体型号由业主确定;2)商铺均采用双管节能荧光灯36W2(cos
16、0.8),自带电容补偿,配电子型整流器,如有吊顶,嵌入吊顶安装,无吊顶则吸顶安装;3)厕所采用防水防尘灯40W,吸顶安装;4)走廊公共照明采用环形节能电子荧光灯18W,吸顶安装;5)走道、门厅和楼梯应急照明灯23W,自带蓄电池,壁装下口距地2.8m,电池供电时间不小于20min;6)疏散照明采用的方向诱导灯3W/个,自带蓄电池,电池供电时间不小于90min,安装高度下口距地0.5m;安全出口灯3W/个,距门洞上方0.1m暗装。2.2.3 照度计算照明计算是照明设计的重要内容之一。它包括照度计算、亮度计算、眩光计算等照明质量的定量评价指标的计算,目前还不能全部予以实现。它将随着照明技术的发展、电
17、子计算机的应用和计算方法的完善而逐渐得到解决。本次设计主要进行照度计算,亮度计算及眩光计算暂时不予考虑。1、 平均照度计算利用系数法利用系数法是按光通量流明计算照度,故又称流明法,它是根据房间的几何形状、灯具的数量和类型确定工作面平均照度的计算法。流明法既考虑直射光通量,也考虑反射光通量。对于每个灯具来说,由光源发出的额定光通量与最后落到工作面上的光通量之比值称为光源光通量利用系数(简称利用系数)。基本计算公式如下:(2-1)式中 U 利用系数; 由灯具发出的最后落到工作面上的光通量,lm; 每个灯具中光源额定总光通量,lm。有了利用系数的概念,则室内平均照度即可由下式计算: (2-2)式中
18、N 灯具数;U 利用系数;K 维护系数;A 工作面面积,m2; 工作面平均照度,lx; 每个灯具中光源的额定总光通,lm。1)维护系数查表2.2-3:表2.2-3 维护系数环境污染特征工作房间或场所示例维护系数灯具擦洗次数(次/年)清洁卧室、起居室、办公室等0.82一般商店营业厅、剧院观众厅等0.72污染严重铸工、锻工车间等0.63室外道路和广场等0.722)按建筑照明设计规范GB50034-2004可知,各部分照度标准如下:表2.2-4 居住建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值(lx)Ra(显色指数起居室一般活动0.75m水平面10080书写、阅读300卧室一般活动0.75m水
19、平面7580床头、阅读150餐厅0.75m餐桌面15080厨房一般活动0.75m水平面10080操作台台面150卫生间0.75m水平面10080表2.2-5 商业建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值(lx)UGR(统一眩光值)Ra(显色指数)一般商业营业厅0.75m水平面3002280高档商业营业厅0.75m水平面5002280一般超市营业厅0.75m水平面3002280高档超市营业厅0.75m水平面5002280收款台台面50080表2.2-6 公共场所照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值(lx)UGR(统一眩光值)Ra(显色指数)门厅地面10060走廊、流动区域地面
20、5080楼梯、平台地面3060电梯前厅地面75602、利用系数法计算灯具数计算公式如下: (2-3) 下面以商铺为例说明利用系数法计算灯具数,商铺长14.7m,宽4.2m,高4m:图2-1 商铺侧面图根据建筑照明设计规范GB50034-2004得:商铺照度标准是:300lx维护系数:0.8 参考作业面:0.75 m顶棚反射比:0.8 墙面反射比:0.5作业面反射比:0.4 地面反射比:0.2灯具选用双管节能荧光灯36W2(cos0.8) 其光通量取4800lm。安装方式:管吊0.6m,安装高度3.4m,作业面0.75m,(层高4m)。(1) 求室内空间系数 室空间系数: 顶棚空间系数: 地板空
21、间系数: 式中 室空间高度(m);顶棚空间高度(m);地板空间高度(m);L 房间长度;W房间宽度。(2) 求顶棚有效反射比 (2-4) 其中:平均反射比 (2-5)(3) 求地板空间有效反射比 其中: (4) 查荧光灯利用系数表得: 当RCR=4,W =0.5,CC =0.69时,利用系数表U=0.46; 当RCR=5,W =0.5,CC =0.69时,利用系数表U=0.41; 用内插法可得:RCR=4.07时,U=0.45表2.2-7 荧光灯利用系数表(5) 因为 0.2,按=0.1查地板空间对利用系数修正表的修正系数为0.96;所以 U=0.450.96=0.43(6) 求灯的数量N取1
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