商住楼的低压配电系统、动力系统、照明系统、接地防雷以及消防系统的设计设计.doc

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1、 摘 要本设计以国家相关规范为准则，以安全用电、节约能源为宗旨，从满足人们日益增长的物质文化需要的原则出发，充分负荷智能建筑发展特点的要求，应用现代电气技术，完成了该邮电大楼的配电、动力、照明、接地防雷的设计。在本次设计中，根据负荷等级为二级，确定供电方式及系统方案；设计中以放射式接线，保证了供电的可靠性；运用需要系数法进行计算负荷，按照规定选择保护电器、电线电缆，达到安全用电和节约能源的目的。在照明系统设计中，本着节能的原则，选择荧光灯为光源，在照度要素和要求的基础上，满足照度的均匀度，亮度均匀度，眩光的限制与利用，颜色对比，阴影的处理，照度的稳定性的要求，利用利用系数法对光源和灯具进行选择

2、和布置，为人们创造了一舒适、明亮的生活、休闲环境；插座安装的设计避免了拖线板的滥用，满足增加用电设备的需求，提高了用电的安全性。动力系统的设计，完成电机的主电路和控制电路的设计，实现了电机的安全运行，同时消防动力采用消防联动系统，用控制线进行控制，满足了智能化的需求。接地防雷的设计中，通过扁钢与地基钢筋结构相接，防雷、接地公用接地体，既保障了接地安全，又节约了接地设备。关键词 邮电大楼；电气设计；配电；照明；动力；防雷；接地38第一章 绪 论1.1 课题的来源及现状1.1.1 课题的来源本设计来源于B市邮电大楼工程，该邮电大楼的土木建筑结构为地上共九层，地下一层为泵用房及水池,地上一层为配电房

3、、油机房、办公室以及营业厅.二层为办公室、餐厅和厨房及营业厅. 三层主要为办公室，并设有一间活动室，四层至七层为来参加培训人员的住房，八层整层作为一间活动室，九层为机房层，包括电梯机房，空调机房和顶楼的水箱房。根据国家规范:本工程属二类高层办公楼。建筑面积8645.88平方米，建筑高度为31.95米。一层发电机房内设储油间，其存储柴油为小于8h需油量，电气按火灾危险环境21区设计；其余场所按正常环境设计。消防控制中心、变配电房、设于一层。1.1.2 课题的现状随着改革开放，内地与沿海、国内与过外的交往日益频繁，与之相适应的贸易管理大厦、各种住外办事用的写字楼，集吃、住、娱乐、购物、办公一条龙的

4、综合楼随之兴起，高层超高层的建筑像雨后春笋般崛起；住宅楼也三层四层发展到多层、高层，自成单元的小别墅也日益增多；娱乐场所由电影院、剧院发展到旅游度假村、野生动物园、水上公园、各种电子游戏、高尔夫球场等；由于国内外交通的发展，大型航空港、车站码头的改造和新建也层出不穷。由于各类民用、商用等建筑向大面积、高层、超高层、多功能、综合性用途发展，人民生活水平的提高，科学技术的发展，因此对建筑电气突出了更高的要求。在供电上，变压器的容量常常超过1000kVA，达1600kVA，2000kVA，；在同一建筑物中常有一、二、三级负荷同时存在，因此增加了供电的复杂性；为了满足供电质量，变压器有时设在高层，有时

5、设在地下室，有时在同一平面中需要设置几处。这就形成了量大、面广、用途复杂的供电系统，不论是高低压的一次及二次接线中，都存在提高技术的问题。在照明上，同一栋建筑物中，照明的种类繁多，有一般的工作照明、局部工作照明、备用照明、安全照明、疏散指示照明、值班照明、障碍照明、节日照明等。不同的照明类别，其供电要求也不一样，控制方式也各异。照明的质量要求提高，应按要求选择不同色温及显色指数的光源，以产生冷色调、暖色调、中间色调及不同显色性的照明；在灯具的选择上，既要满足与建筑的装修相协调，又要达到节能的效果，常常使用减光系数较小，又能避免眩光，配光合理、型式新颖的灯具。在动力上，动力设备各成体系。如运输系

6、统、水泵系统、空调系统等。在控制上也不仅仅是停止起动，而是就地控制、远地控制、按顺序或时序起停的BA系统自动控制、火警信号控制及联锁控制；起动方式上有直接起动、降压起动；更有水泵、风机及空调系统的能量自动控制。线路选型上，目前有一般型、阻燃型、耐高温的塑料护套线、塑料绝缘线、塑料护套塑料绝缘的电缆线、铰链电力电缆等。线路敷设方式有塑料护套线卡钉明敷，沿线槽明敷或暗敷；塑料绝缘线穿半硬塑管沿板缝板孔暗敷；塑料穿线阻燃管及钢管明敷或暗敷；电缆在室外直埋或沿室外电缆沟敷设、电缆隧道敷设或电缆桥架敷设。在防雷上，随着建筑物高度及用途的差别，有防直雷击、侧雷击、感应雷击的措施。有防人身和设备安全的接零和

7、接地保护，有防接触电位差的等电位联结，有防电子设备误动作的屏蔽接地等，内容多设施也各异。在建筑物通信、保安、自动化设施上，也由单一的电话逐步向自动化、智能化发展。为适应我国全面建设小康社会，住宅建筑电气工程设计，首先是要满足建设小康社会的需要，要更认识到设计工作是开拓、创造性劳动，要有超前意识，适应现在、开发将来，着眼于提高广大人民的物质、文化生活，体现小康社会物质的富有和生活的幸福。小康社会里的居民住宅，应该是居民文化、娱乐、生活休息的温馨家园，处处电气化，通过网络系统及时取得外界社会的动态信息，提高信息的科技知识，参与社会经济活动，使自己的劳动价值随时能够增值，从而提高生活、工作的科技含量

8、和质量。现代住宅建筑电气设计应使居民住宅成为既舒适，又幽雅的生活环境，设计好防盗、防火、防灾和安全用电的电气装置，美化环境、绿色庭院，使居民生活真正得到富有和安全保障。1.2 设计要求和规范1.2.1 总体要求本设计主要完成该商住楼的低压配电系统、动力系统、消防监控系统、火灾自动控制、照明及防雷、接地等方面的具体设计，为建筑施工提供图纸依据。本商住楼的主体住宅部分属于民用建筑电气设计。民用建筑电气设计采用的技术标准和装备水平，应与工程在国民经济和公共生活中的地位、规模、功能要求及建筑环境设计相适应。认真考虑设备、材料的供应可能，以及施工安装和维护管理水平。并积极采取各项节能措施，努力降低电能消

9、耗；注意节约有色金属，合理选用铜、铝材质的导体，根据地区条件、工程特点、规模和发展规划、正确处理近期和远期发展的关系，做到以近期为主，考虑发展的可能性。应积极采取经实践证明行之有效的新技术、新理论、努力创造经济效益、社会效益和环境效益。除应符合以上规范外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。做到安全可靠、技术先进、经济合理、维护管理方便，并注意美观。在供电设计中要了解该建筑的结构、各层的用途,进行电力负荷的计算。电力负荷是供电设计的依据参数，计算是否准确，对合理选择设备及日后的安全与经济运行，起着决定性的作用。该商住楼的供电设计，应从最大限度保证其供电可靠性，满足负荷对供电可靠性的要求，配电

10、系统的形式，设备的选择等都要符合电气设计相关规范。在照明设计中，照明设计与建筑装修，有着非常密切的关系，只有相互配合，才能在功能上、艺术上做出好的设计来，由于该商住楼各层用途不同，因此在照明设计中有的以艺术照明为主，有的则强调功能照明。应充分考虑到光源选择、照度计算、灯具选择、节能等因数。当然电气化的普及及深入，也带来了电气事故、雷击事故与火灾，所以对该商住楼进行接地、消防设计也就必不可少的。在本设计中贯彻“预防为主、防消结合”的方针，必须遵循国家的有关方针政策，从全局出发，统筹兼顾，采用先进的接地、防火技术，保障安全，方便使用，经济合理。1.2.2 设计标准与规范住宅设计规范GB50096-

11、1999;电气图用图形符号GB4728;消防图用图形符号GB4327;电气制图GB6986;民用建筑照明设计标准GBJ133-90;建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范GB/T50311-2000;民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92;供配电系统设计规范GB50052-95;高层民用建筑设计防火规范GB50045-95(2001年版);建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版);低压配电设计规范GB50054-95;火灾自动报警系统设计规范GB50116-98.建筑电气工程施工质量验收规范GB 50303-2002电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150-91地下建筑

12、照明设计标准 CECS4592 1992用电安全导则 GB/T1386992建筑设计防火规范 GBJ 1687（2001年版）有线电视系统工程技术规范 GB 5020094智能建筑设计标准 GB/T 503142000电力工程电缆设计规范 GB 5021794电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB 5006292系统接地的型式及安全技术要求 GB 1405093建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第54章：接地配置和保护导体 GB 16895.31997建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第53章：开关设备和控制设备 GB 16895.41997建筑物电气装置 第5

13、部分：电气设备的选择和安装 第52章：布线系统 GB 16895.62000建筑物电气装置 第4部分：安全防护 第43章：过电流保护 GB 16895.520001.3 设计主要工作本设计主要分成六章，分别对该商住楼的低压配电系统、动力系统、照明系统、接地防雷以及消防系统的设计进行阐述，并为建筑施工提供电气施工图。主要工作内容如下：1、第一章 概述本章主要阐述了该课题的来源、工程状况，介绍了建筑电气国内外的发展状况。对本设计所涉及的内容分别从社会需要和技术要求上提出了设计要求，并分别列举了本设计所运用的相关规定。2、第二章 照明设计照明设计的目的是根据具体场合的要求，正确地选择光源和灯具，确定

14、合理的照明形式和布灯方案，在节约能源和建筑资金的条件下，来获得一个良好的学习工作环境。该章主要完成灯具、光源的选择、安装，照度的计算；插座回路的分配、安装；其中应急照明、疏散照明采用集中蓄电池作备用电源，停电自亮。3、第三章 配电系统设计该商住楼消防供电、水泵、地下室供电属于二级负荷，其他各层照明用电属于三级负荷，由小区配电间引来220/380V电源供电。该章配电系统设计主要完成了该商住楼负荷计算、引进电源电路的配置、低压配电设备的选择及电线电缆的选择。 4、第四章 动力设计该商住楼中所涉及的动力主要为消防水泵、喷淋泵等应用水泵和送风机、排风排烟机等电机设备，此类设备的核心设备为电动机，该章主

15、要完成的动力设计就是此类电机的启动方式选择、主电路保护以及控制电路的设计。5、第五章 接地防雷设计该章主要完成该商住楼的接地及防雷技术的设计，在楼顶设避雷带，利用建筑物结构柱子内的住筋作引下线，利用结构基础内钢筋网作接地体。低压配电系统接地型式采用TN-S系统与TN-C-S系统相结合，在电源引入处作重复接地；其工作零线和保护地线在接地点后分开。6、工程图纸绘制运用CAD完成配电系统图、动力系统图、各层干线平面图、照明平面图、插座平面图、防雷接地平面图等建筑电气施工图。第二章 照明设计2.1 概述照明设计是建筑电气设计最基本的设计内容之一。照明设计质量的好与坏，直接关系到人们的工作、学习和生活。

16、照明设计的目的是根据具体场合的要求，正确地选择光源和灯具，确定合理的照明形式和布灯方案，在节约能源和建筑资金的条件下，来获得一个良好的学习工作环境。照明设计可以烘托建筑造型，可以美化环境，发挥建筑的功能，体现建筑艺术美学，是建筑中不可缺少的一部分。2.2 照明设计原则及计算方法2.2.1 照明设计原则1、照明方式的选择原则（1）、当不适合装设局部照明或采用混合照明不合理时，宜采用一般照明。（2）、当某一工作区需要高于一般照明照度时，可采用分区一般照明。（3）、对于照度要求较高，工作为值密度不大，且单独装设一般照明不合理使宜采用混合照明。（4）、在设置局部照明的场所，仍要有一般照明，否则会影响视

17、觉功能。在本设计只对该商住楼进行一般照明设计，满足其他要求的照明方式将在装饰过程中完成。2、照明种类的选择原则（1）、工作场所均应设置正常照明。正常照明是电气照明设计中的主要内容。（2）、在正常照明因故障熄灭后，对需要确保正常工作或活动继续进行的场所，当装备用照明。（3）、在正常照明因故障熄灭后，对需要确保处于危险之中的人员安全的场所，应装设安全照明。（4）、在正常照明因故障熄灭后，在事故情况下为确保人员安全撤离的出口和通道，应装设疏散照明。3、光源的选择原则（1）、满足使用场所对显色指数要求，并考虑色表。（2）、考虑节能，力求选择高效光源。（3）、考虑限制眩光，开关频率程度等因素。4、灯具的

18、选择原则（1）、与光源配套（2）、按悬挂高度和房间的室空比选择适应的光分布灯具。（3）、按环境条件选择相应防护等级的灯具。（4）、按建筑装饰要求选择相应的灯具造型与之相协调。（5）、根据限制直接眩光和光幕反射等要求，选择灯具的避光角和表面亮度。2.2.2 平均照度的计算平均照度的计算通常应用利用系数法，该方法考虑了由光源直接投射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。利用系数法适用于灯具均匀布置、墙和天棚反射系数较高、空间无大型设备遮挡的室内一般照明，但也适用于灯具均匀布置的室外照明，该方法计算比较准确。利用系数法：（1）、应用利用系数法计算平均照度的基本公式 （3

19、-1）式中 工作面上的平均照度，；光源的光通量，；光源数量；利用系数；工作面面积；灯具的维护系数。（2）、利用系数利用系数是投射到工作面上的光通量与自然光源发射出的光通量之比，可由式（3-2）计算 （3-2）式中 光源的光通量，；自然光源发射，最后投射到工作面上的光通量，。（3）、室内空间的表示方式室内空间的划分如图3-1所示。室空间比 （3-3）顶棚空间比 （3-4）地板空间比 （3-5）以上式中：室长，；室宽，；顶棚空间高，；室空间高，；图3-1 室内空间的划分地板空间高，。当房间不是正四边形时，因为，墙面积= 地面积则式（3-3）可改写为 （3-6）（4）、有效空间反射比和墙面平均反射比

20、为使计算简化，将顶棚空间视为位于灯具平面上，且具有有效反射比的假想平面。同样，将地板空间视为位于工作平面上，且具有有效反射比的假想平面，光在假想平面上的反射效果同实际效果一样，有效空间反射比由式（3-7）计算 （3-7） （3-8）上二式中 有效空间反射比；空间开口平面面积，；空间表面面积，；空间表面平均反射比；第个表面反射比；第个表面面积，；表面个数。若已知空间表面（地板、顶棚或墙面）反射比（、或）及空间比，及可从事先算好的表上求出空间有效反射比。为简化计算，把墙面看成一个均匀的漫射表面，将窗子或墙上的装设品等综合考虑，求出墙面平均反射比来体现整个墙面的反射条件。墙面平均反射比由式（3-9）

21、计算 （3-9）式中 、墙的总面积（包括窗面积），和墙面反射比；、玻璃窗或装饰物的面积，和玻璃窗式装饰物的反射比。根据式（3-1），灯数可按式（3-10）计算 （3-10）式中各符号意义同式（3-1）。2.3 照明设计2.3.1 光源类型的选择光效应的典型数据白炽灯（GLS灯） 10-15低压卤素灯 15-30高压汞灯 40-55紧凑型荧光灯 45-77金卤灯 60-100荧光灯 60-100高压钠灯 100-140 本设计进行的是一般照明设计，根据以上数据，综合经济效益、节能、技术难度等因素，本设计中所用光源均采用荧光灯。2.3.2 照明设计举例 1、停车场照明设计（1）、地下停车场照明的照

22、度标准如表3-1表3-1 地下停车场照明的照度标准值（地下建筑照明设计标准 CECS4592）类 别参 考 平 面照明标准值（）低中高车 道地 面305075停 车 位地 面203050本设计车道取50，停车位取30。（2）、灯具、光源选择：MQ型筒灯光灯具，13紧凑型荧光灯，光通量=900，吸顶安装。（3）、照度计算 相关数据：停车位：室长=64.8，室宽=12.6，顶棚空间高=0，顶棚反射比=0.7，室空间高=3，墙反射比=0.5，地面高=0，地面反射比=0.2。车 道：室长=10.8，室宽=5.7，其他数据与停车位相同。计算空间比：停车位：由式（3-3）、（3-4）、（3-5），计算得

23、，。停车道： ，有效反射比：（无窗） =0.5查表1-2得 维护系数 K=0.7由照明设计手册P.100，MQ型筒灯光参数得 停车位： 由以上数据内插得， 车 道： 灯数计算：停车位：灯数取整，同时结合灯具布置的均匀对称性，取N=63。车道： 同上，结合实际取N=12。照度计算 ：停车位平均照度：= 车道平均照度：均符合设计要求。表3-2 维护系数（地下建筑照明设计标准CECS4592）环境污染特性工作房间或场所举例维护系数清 洁办公室、病房、客房0.75一 般商 场 营 业 厅0.70污染严重厨 房0.60注：对特别清洁的房间如手术室可取0.8.；本表适用于荧光灯、高强度气体放电灯，当采用卤

24、钨灯、白炽灯时，维护系数可提高0.05。2、地下室走道、楼梯间、水泵房照明设计（1）、照度选择：根据地下建筑照明设计标准CECS4592（通用房间照明的照度标准值）走道，楼梯间照度参考面为地平面，照度取50（）；（设备房间照明的照度标准值）水泵房照度参考面为地平面，照度取30（）。（2）、灯具、光源选择：走道、水泵房：灯具型号GF-1，光源18荧光灯，光通量1200，吸顶安装。 楼梯间：灯具型号GF-1，光源24荧光灯，光通量1800，吸顶安装。（3）、照度计算相关数据：走道：墙面积310.8，地面积300.68，顶棚空间高=0，顶棚反射比=0.7，室空间高=3，墙反射比=0.5，地面高=0，

25、地面反射比=0.2。楼梯间：地面积21.6，墙面积61.2。其他数据与走道相同。水泵房：室长=9，室宽=4.5。其他数据与走道相同。计算空间比：由式（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6），计算得得：走道： 楼梯间： 水泵房： CCR=0，FCR=0。有效反射比：（无窗） =0.5查表1-2得 维护系数 K=0.7 由照明设计手册P.74，单管蝠翼式配光荧光灯光度参数得 走道： 由以上数据内插得， 楼梯间： 由以上数据内插得， 水泵房： 灯数计算： 走道：取N=25。楼梯间：取N=2。水泵房：取N=3。照度计算：走道平均照度：楼梯间平均照度：水泵房平均照度：均符合照度要求。注：因各楼梯间土木结构、各参数相同，本设计中楼梯间照明全用次设计方案。3、地下商场照明设计（1）、照度选择：根据地下建筑照明设计标准CECS4592，（地下商场照明的照度标准值）商场照度参考面为地平面0.75，照度取150（）。（2）、灯具、光源选择：灯具型号GF-1，光源30荧光灯，光通量1900，吸顶安装。（3）照度计算：相关数据：墙面积586.8，地面积1330.56，顶棚空间高=0，顶棚反射比=0.7，室空间高=3，墙反射比=0.5，地面高=0，地面反射比=0.2。