某高校综合楼建筑电气设计毕业论文.doc
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1、1.绪论- 2 -1.1 本次设计的工程概况以及设计原则- 2 -1.2 现代建筑电气概况- 3 -1.3 本设计内容- 3 -2. 配电系统设计- 6 -2.1 负荷等级及供电要求- 6 -2.1.1 负荷等级分类- 7 -2.1.2本高校综合楼的负荷分级与供电措施- 7 -2.2 负荷计算- 8 -2.4 配电方式- 16 -3.照明系统设计- 17 -3.1 电气照明设计总则以及设计的步骤- 17 -3.5 应急照明- 23 -3.5.1 应急照明分类- 23 -3.5.2 应急照明灯具选择- 24 -3.5.3 应急照明灯具布置- 25 -3.5.4 应急灯具控制方式- 25 -3.5
2、.5 本综合楼应急设计结果- 25 -4.防雷接地系统设计- 26 -4.1 建筑物的防雷措施- 27 -4.2 本建筑防雷接地系统设计结果- 31 -4.2.1 屋面防雷设计- 31 -4.2.3 基础接地系统设计- 32 -5.1 总则- 34 -5.2 火灾自动报警系统- 34 -5.2.1 火灾探测器- 35 -5.2.2 手动火灾报警按钮(依据文献建筑设计防火规范(2001版) (GBJ 16-87)火自动报警系统设计规范 (GB50016-98)- 37 -5.2.3 消防广播- 38 -5.2.4 消防电话- 39 -5.3 消防联动控制系统- 39 -消防控制室在确认火灾发生后
3、应能切断有关部位的非消防电源,并接通警报装置及火灾应急照明灯和标志灯。- 40 -消防控制室在确认火灾后应能控制电梯全部停于首层,并接收其反馈信号。- 40 -5.3.1 消防控制设备对消防系统或设备应有以下控制显示功能:- 40 -消防联动控制的其它控制及显示功能,应执行现行国家有关标准及规范的具体规定。- 40 -5.3.2 线路的敷设- 40 -6 弱电系统设计- 42 -6.2信息网络系统设计- 43 -6.2.1 信息网络系统的组成及本设计方案- 44 -6.3公共广播系统- 45 -6.3.1公共广播系统主要功能(依据文献现代民用建筑电气工程设计与施工)- 45 -6.3.2公共广
4、播系统组成- 45 -6.3.3广播功放的选用- 46 -6.3.4本建筑设计结果如下:- 47 -6.4 闭路电视监控系统- 48 -6.4.1 一般规定- 48 -6.4.2 闭路电视监控系统的组成- 48 -6.4.3 闭路电视监控系统总体设计结果:- 49 -6.5综合布线系统- 49 -6.5.1 概念- 49 -6.5.2 综合布线的特点- 50 -6.5.3 综合布线系统组成:- 50 -6.5.4 综合布线设计目标- 50 -6.6 弱电部分线缆敷设- 50 -参考文献- 53 -1.绪论1.1 本次设计的工程概况以及设计原则该设计是对某高校综合楼的电气设计,本工程概况:该综合
5、办公楼,总建筑面积24099m2高52.5米,地下一层高10米主要作为书库和办公用,地上十一层,第一到二层主要作为展览、阅览、实验用,三到十一层主要作为实验用,其中六到十一层为标准层,顶层为电梯层。按建筑电气设计手册以及相关规范划分,属二类高层建筑。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综合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。1.2 现代建筑电气概况 现代民用建筑电气技
6、术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、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。1.3 本设计内容本论文主要阐述了该综合楼
7、各系统电气设计的设计依据、设计的原则和方法以及根据设计原则得出的结论等。论文共包括六大章内容,前四章主要包括绪论及强电部分设计,第五、六章主要包括弱电部分及消防设计。(1)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。并依据相关的规范对负荷进行了分类,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3幅,包括配电系统图,配电平面图。 (2)第三章为照明系统,主要说明光源、灯具选择
8、,照度计算,一般照明及应急照明等内容,并依据相关的规范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,同时依据相关的规范进行应急照明设计,按照供电半径不超过米的原则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7幅,为各层照明平面图及照明负荷配电箱平面图。(3)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,并依据相关的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“屋面防雷平面图”和“接地平面图”。(4)第五章为火灾自动报警与联动控制系统,它又可分为两大部分,第一部
9、分为火灾报警系统,主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的选择原则、方法、布置位置等内容,并通过计算结合利用保护半径作辅助线的方法确定出各场所所需的探测器数量,确保保护无死区,同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作;第二部分为联动控制部分,主要说明对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯等的控制等内容,并对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯的控制做出了具体设计,确保发生火灾后相关水泵能启动,风机能按要求投入或退出,非消防电源能自动切断,电梯实现回归地层,对重要设备能在控制室手动控制。本章设计出图8幅,为火灾报警及消防联动控制系
10、统图,各楼层消防平面图。(5)第六章为弱电系统,它又可分五大部分,第一部分为电话、信息网络系统;第二部分为公共广播系统,主要说明系统组成,主要功能,功放选择等,本部分设计与第四章消防广播相结合,按层分区,实现分区广播,并依据相关规范和规则计算选择功率放大器的台数和功率;第三部分为闭路电视监控系统,主要对闭路电视监控系统的组成、要求等作了简要的说明,本次设计考虑本工程特点仅采用定点监控,并带硬盘录像,控制室设置有电视墙进行监视;第四部分为综合布线系统,简要阐述了综合布线的概念,设计目标以及本次设计的原则等。第五部分为弱电系统线路的敷设,本次设计弱电系统电井内走桥架,各楼层内穿线槽或PVC敷设。本
11、章设计出图共8幅,2幅弱电系统图,6幅弱电平面图。(6)其各章节关系如下:切换公共广播系统消防广播某高校综合办公楼设计消 防弱 电强 电弱电线路敷设综合布线系统监控系统联动控制系统火灾报警系统防雷接地系统配电系统照明系统图1.1 本设计各章节关系2. 配电系统设计供配电方案选择:确定用电单位的计算负荷,既需要的供电容量,根据负荷性质以及重要程度,确定负荷的级别;确定供电电压等级,根据计算负荷、负荷级别以及电网的条件来确定供电的方式,决定变压器的容量和台数,确定应急电源方式,确定电能 的计量方式。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
12、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 (1)中断供电将造成人身伤亡者。(2)中断供电将造成重大政治影响者。(3)中断供电将造成重大经济损失者。(4)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 (1)中断供电将造成较大政治影响者。(2)中断供电将造成较大经济损
13、失者。(3)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本高校综合楼的负荷分级与供电措施(1)一级负荷的供电“应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,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。(2)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
14、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,可由一回6KV及以上专用架空线供电。(3)三级负荷对供电无特殊要求。此外,根据建筑电气设计手册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。本工程为二类高层建筑,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,采用双电源供电,从附
15、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。还有负荷密度法和单位指标法等方法,一般在工程中可以先用负荷密度法计算,再按指标法确定。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)本工程应急照明负荷主要是一些灯具
16、,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-设备有功功率详细计算见附录表。计算所得本建筑总有功功率为354.9KW, 计算功率为238.92KW。2.3 电气设备的选择2.3.1低压断路器的选择(1)低压断路器的选用要点a断路器的额定电压不小于线路额定电压。b断路器的额定电流与过电流脱扣器的额定电流不小于线路计算负载电流。c断路器的额定短路通断能力不小于线路中最大短路电流,注意进出线端的短路通断能力是否相等。d断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。e选择配电断路器需考虑短延时,
17、短路通断能力和延时梯级的配合。f选择电动机保护用断路器需考虑电动机的起动电流并使其在起动时间内不动作。笼型感应电动机的起动电流按815倍额定电流计算。g直流快速断路器需考虑过电流脱扣器的动作方向(极性)、短路电流上升率di/dt。h漏电保护断路器需选择合理的漏电动作电流和漏电不动作电流。注意能否断开短路电流,如不能断开短路电流则需和适当的熔断器配合使用。i灭磁断路器选用时需考虑发电机的强励电压、励磁线圈的时间常数、放电电阻及断开强励电流的能力。(2)选择结果依据断路器的选择原则,参照电子样本,本设计的全部低压断路器均选用的德力西集团生产的DZ20系列塑壳式断路器。DZ20系列塑料外壳式断路器适
18、应于交流50Hz(或60Hz),额定电流100A至1250A,额定绝缘电压690V,额定工作电压380(400)V及以下的配电线路中,作为分配电能和线路及电源设备的过载、短路和欠电压保护。其中Y、J、G型额定电流225A及以下和Y型400A及以下的断路器亦可作为保护电动机用,在正常情况下,可分别作为线路的不频繁转换及电动机的不频繁起动之用。本系列断路器是以Y型为基础产品,由绝缘外壳、操动机构、触头系统和脱扣器四个部分组成。断路器的操作机构具有使触头快速合闸和分断的功能,其“合”、“分”、“再扣”和“自由脱扣”位置以手柄位置来区分。C型、J型和G型断路器是在Y型产品基础上派生设计而成。J型断路器
19、是将Y型断路器的触头进行结构改进使之在短路情况下,在机构动作之前,动触头迅速斥开,达到提高通断能力的目的。本断路器的主要技术参数见表2-1。表2-1 断路器主要技术参数型号壳架等级最大的额定电流A额定电流In A功率损耗 W短路分断能力 KA(有效期)飞弧距离固定式插入式Icu /cosIcs /cosDZ20C-1601606 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160405012/0.30/80DZ20Y-10010016 20 25 32 40 50 63 80 100303518/0.3014/0.30DZ20J-100354035/0.2518/0.30DZ20
20、G-1004050100/0.2050/0.25DZ20C-250250100 125 160 180 200 225 250455515/0.20/DZ20Y-225225100 125 160 180 200 225405025/0.2519/0.30DZ20J-225506542/0.2525/0.25DZ20G-2256080100/0.2050/0.25DZ20C-400400200 250 315 350 400658020/0.30/100DZ20Y-400759030/0.2523/0.25DZ20J-4008511042/0.2525/0.25DZ20G-4001201501
21、00/0.2050/0.25DZ20C-630630400 500 6309512020/0.30/DZ20Y-63010513030/0.2523/0.25DZ20J-63010513050/0.2525/0.25DZ20-12501250630 700 800 1000 125024030065/0.2032.5/0.25120低压断路器选择见附录低压配电系统图。2.3.2 低压开关柜的选择GHK1型低压固定组合式开关柜适用于交流5060Hz,额定工作电压交流380V,额定绝缘电压660V、2000KVA及以下配电变压器的电力系统中,作为配电、动力、照明、无功补偿、电动机控制中心等用,能够
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