某办公楼的电气设计毕业设计.docx

1、某办公楼的电气设计毕业设计摘 要本论文主要阐述了某小型体育交流中心各系统电气设计的设计依据、原那么和方法及设计选择的结论。本论文共包括四章内容，可分为六个局部：绪论、配电系统设计、照明系统设计、防雷接地系统设计、火灾自动报警及消防联动控制系统、弱点系统设计绪论局部包括：建筑电气概况，本设计的内容及设计原那么等。配电系统设计局部包括：配电方案，电力系统相关内容，负荷计算等。照明系统设计局部包括：光源选择、灯具选择、照度选择、照明方式选择，一般照明与应急照明，相关计算等。防雷接地系统设计局部包括：建筑物防雷措施火灾自动报警及消防联动控制系统局部包括：火灾自动报警系统、消防联动控制系统等弱点系统设计

2、局部包括：有线电视系统、综合布线系统等本体育交流中心电气工程设计为毕业设计，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电气设计问题的能力，为以后的工作奠定坚实的根底。关键词 电气 负荷计算 报警系统1 绪论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。随着科学技术的开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

3、领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向开展。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标准的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物平安、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。1.2 设计原那么本次设计是对某小型体育交流中心的电气工程设计。本工程概况：体育交流中心，高52.5米 ,地上五层，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、满足相关标准的要求，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

4、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根底。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、原那么和方法及设计选择的结论等。论文共包括六大章内容，前四章主要包括绪论及强电局部设计，第五、六章主要包括弱电局部及消防设计。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、原那么、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

5、的配电方式，同时对动力设备进行了负荷计算，配电箱设计，本局部设计出图幅，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，选择出各个房间适宜的灯具数量，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那么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，本局部设计出图幅，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

6、设计，本局部设计出图幅，为防雷平面图和接地平面图。第五章为火灾自动报警与联动控制系统，它又可分为两大局部，第一局部为火灾报警系统，主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防 、消防播送及复视器等的选择原那么、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，同时也进行了消防播送、消防 等设计工作；第二局部为联动控制局部，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

7、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。本章设计出图幅，为火灾报警及消防联动控制系统图，各楼层消防平面图。第六章为弱电系统，它又可分五大局部，第一局部为有线电视系统，主要说明系统组成及线路敷设等内容，本次设计仅设计了分配系统及线路敷设等内容，前端信号直接从市区有线电视网引入；第二局部为公共播送系统，主要说明系统组成，主要功能，功放选择等，本局部设计与第四章消防播送相结合，按层分区，实现分区播送，并依据文献、计算选择功率放大器的台数和功率；第三局部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，

8、控制室设置有电视墙进行监视；第四局部为综合布线系统，简要阐述了综合布线的概念，设计目标以及本次设计的原那么等，本次设计按m2一个双点考虑，依据各个房间面积确定各工作区点数，最终确定该楼信息点共点，语音点共点，水平子系统采用超类UTP和普通语音线，垂直子系统采用多模光纤和大对数电缆；第五局部为弱电系统线路的敷设，本次设计弱电系统电井内走桥架，各楼层内穿线槽或钢管敷设。本章设计出图共幅，幅弱电系统图，幅弱电平面图。2 配电系统设计2.1负荷等级及配电要求 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

9、身伤亡者。中断供电将造成重大政治影响者。中断供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、国家级及承当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。 供电要求根据文献一级负荷的供电“应由两个电源

10、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。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，可由一回6

11、KV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

12、: 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,那么总有功功率 =WS=1*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=2

13、7KW,那么无功功率 =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 =285KVA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,动力局部计算负荷： 2.10 2.11 2.12P-

14、设备有功功率例如，对电梯进行负荷计算，P=36KW, cos0.5那么无功功率 =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, 无功功率为1014KVA。2.3 导线选择 电缆选择原那么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。

15、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确实定，应满足计量、维护管理、供电平安及可靠性的要求。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以下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。本工程配电采用分区树干

16、式3 照明系统设计3.1 总那么电气照明设计的根本原那么主要是平安、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那么：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，不合理的高照度那么会浪费电力。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

17、恰当地选用一般照明、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。3.4 应急照明 应急照明分类应急照明按照用途可分为三类：疏散照明、平安照明、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平安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到达1lx，最低不得小于0.2lx。此外，在平安出口和疏散通道的明显位置还要设有标志指示灯； 平安应急照明：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)的人员人身平安而设置的照明。平安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

18、且应在正常照明电源消失后0.5s以内提供平安照明电源； 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，备用照明往往由一局部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、 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在墙面上或顶棚上。平安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

19、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。 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局部，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，因为假设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。 应急照明灯具布置高层建筑的以下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

20、发电机房、 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。 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。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。 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

21、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标准。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4 防雷接地系统设计4.1 建筑物的防雷措施 一般规定 第条 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标准第条四、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，应采取等电位连接。 第二类防雷建筑物的防雷措施第条 第二类防雷建筑物防直击雷的措施， 宜采用装设在

22、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。第条 突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体，应按以下方式保护.： 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，本标准第条三款所规定的管、阀及煤气放散管等，其防雷保护应符合以下要求.：1.金属物体可不装接闪器，但

23、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。第条 每根引下线的冲击接地电阻不应大于10。防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备等接地共用同一接地装置，并宜与埋地金属管道相连；当不共用、不相连时，两者间在地中的距离应符合要求，但不应小于2m：在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。第条 利用建筑物的钢筋作为防雷装置时应符合以下

24、规定：建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、根底内的钢筋作为引下线。文献5第条二、三、八、九款所规定的建筑物尚宜利用其作为接闪器。当根底采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量地装置。敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或不低于4%及根底的外外表无防腐层或有沥青质的防腐层时，宜利用根底内的钢筋作为接圆钢，当仅有一根时，其直径不应小于10mm。被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋，其截面积总和不应小于一根直径为10mm钢筋的截面积。利用根底内钢筋网作为接地体时，在周围地面以下距地面不小于0.5m，每根引下线所连接的钢筋外表积总和应符合要求：表4.1接地体规格尺寸闭合条形根底的周长(m)扁钢圆钢,根

25、数*直径(mm)604*252*1040或604*504*10或3*1240钢材外表积总和4.24m2注：1.当长度相同、截面相同时，宜优先选用扁钢；2.采用多根圆钢时，其敷设净距不小于直径的2倍；3.利用闭合条形根底内的钢筋作接地体时可按本表校验。除主筋外，可计入箍筋的外表积。构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋的连接，钢筋与钢筋的连接应采用土建施工的绑扎法连接或焊接。单根钢筋或圆钢或外引预埋连接板、线与上述钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。第3.3.6条 当土壤电阻率小于或等于3000m时，在防雷的接地装置同其它接地装置和进出建筑物的管道

26、相连的情况下，防雷的接地装置可不计及接地电阻值，但其接地体应符合规定；第3.3.7条 文献5第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，其防雷电感应的措施应符合以下要求：建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物，应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上，可不另设接地装置。平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物应符合文献5第3.2.2条二款的要求，但长金属物连接处可不跨接。建筑物内防雷电磁感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。第3.3.8条 防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气线路的还击，当利用建筑物的钢筋或钢结构作为引下线，同时建筑物的大局部钢筋、

27、钢结构等金属物与被利用的局部连成整体时，金属物或线路与引下线之间的距离可不受限制。在电气接地装置与防雷的接地装置共用或相连的情况下，当低压电源线路用全长电缆或架空线换电缆引入时，宜在电源线路引入的总配电箱处装设过电压保护器；当Y，yn0型或D，yn11 型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，在高压侧采用电缆进线的情况下，宜在变压器高、低压侧各相上装设避雷器；在高压侧采用架空进线的情况下，除按国家现行有关标准的规定在高压侧装设避雷器外，尚宜在低压侧各相上装设避雷器。第3.3.9条 防雷电波侵入的措施，应符合以下要求：当低压线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时，在入户

28、端应将电缆金属外皮、金属线糟接地；对文献5第2.0.3条四、五、 六款所规定的建筑物，上述金属物尚应与防雷的接地装置相连。架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连；当不相连时，架空管道应接地，其冲击接地电阻不应大于10。文献5第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，引入、引出该建筑物的金属管道在进出处应与防雷的接地装置相连；对架空金属管道尚应在距建筑物约25m 处接地一次，其冲击接地电阻不应大于10。第3.3.10条 高度超过45m的钢筋混凝土结构、钢结构建筑物， 尚应采取以下防侧击和等电位的保护措施：钢构架和混凝土的钢筋应互相连接。钢筋的连接应符合文献5第3.3.5

29、条的要求；应利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线；应将45m及以上外墙上的栏杆、 门窗等较大的金属物与防雷装置连接；竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。4.2 本建筑防雷接地系统设计结果 防直击雷本建筑利用建筑物金属构件作防雷装置，屋面用10镀锌圆钢沿女儿墙顶通圈明敷避雷带，支架间距1米，并暗敷避雷网，网格不大于10m10m或12m8m。利用建筑物结构内两根16钢筋通长彼此焊接作引下线，共22处，在建筑物的四周均匀对称布置，间距小于18米，并利用混凝土根底钢筋作自然接地体。 防侧击感应雷为防侧击雷，从30米以上，每三层设均压环，所有金属门窗、建筑玻璃幕墙均应与作防雷引下线的钢

30、筋连通；钢构架和混凝土的钢筋应互相连接，竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接，平行敷设的金属管道如果间距小于0.1米应跨接；电源从邻近两不同变电站由电缆引入，并在入楼处设置避雷器，电缆金属外皮、金属线槽接地。 接地系统本建筑采用TN-S接地保护系统，用混凝土根底钢筋作自然接地体。防雷接地、电气设备平安接地以及其它需要接地的设备，弱电设备采用共用接地，共用接地体的接地电阻应小于。这样既保证了人身和设备的平安，也减少了由不合理接地引起的干扰。为了保证人身设备的用电平安，设计要求建筑物内作总等电位联结，在地下室安装一总等电位联结端子箱，把总水管、空调立管等所有进出建筑物的金属体及建筑物的金属构件等与电