某小区多层住宅楼建筑电气毕业设计论文.docx
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某小区多层住宅楼建筑电气毕业设计论文
某小区多层住宅楼建筑电气
摘要
随着我国城镇建设大发展，住宅建筑多样化、高层化、集群（小区）化是必然趋势。
因此，完整的住宅电气设计是指由用户到小区建筑群所涉及的相关电气设计。
需要强调的是，现代住宅电气设计，无论思想、技术、产品选择等诸方面，与传统大相径庭。
本论文主要阐述了某市某小区多层住宅楼的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。
主要包括强电和弱电设计，其中强电包括：
住宅用电负荷计算；照明配电平面图设计（包括照明及插座的设计）；配电系统图设计；防雷与重复接地布置图设计；电气设计说明。
弱电包括：
弱电平面图设计（包括电视、电话、网络、可视对讲的设计）；弱电系统图设计。
关键词：
配电系统，照明，负荷，防雷接地，有线电视，电话，网络
住宅楼电气施工图的设计
——多层居民楼电气施工设计与材料挑选
四川信息职业技术学院建筑电气10级
（1）班米金蓉
指导老师：
魏仁国
第一章绪论
1.1建筑电气概况
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。
随着我国城镇建设大发展，住宅建筑多样化、高层化、集群（小区）化是必然趋势。
因此，完整的住宅电气设计是指由用户开始到小区建筑群结束所涉及的相关电气设计。
需要强调的是，现代住宅电气设计，无论设计思想、技术、产品选择等诸方面，与传统大相径庭。
建筑电气作为一个专业，从无到有，由简单而复杂，发展到如今已经囊括了兼之强电和弱电在内的多个系统，并且随着以IT业为龙头的科学技术的发展，及其在建筑业的应用，综合弱电项目的智能电气更是突飞猛进。
特别是近年来绿色建筑、智能建筑的兴起，使得现代计算机技术、现代控制技术、网络技术和现代通信技术在建筑电气领域取得了广泛的应用，使得建筑更加节能、环保，安全。
在工程实践中，伴随着不断暴露的问题和解决问题的过程，建筑电气必将日趋成熟和发展健全；在避免二次投资造成浪费的同时，走向专业化、正规化和规范化。
1.2设计原则
本次设计是对多层住宅楼的电气设计，本工程概况：
多层住宅楼，地下一层,地上六层（六层上面有阁楼层），地下一层作为储藏室，地上各层作为住宅用。
按“高规”划分，属三类建筑。
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。
并应结合当地供电、施工、房管等具体条件，选用的各类设施、器件除应考虑产品容量、质量、安全性、便于维护和管理等因素外，还应为日后用电水平的增长，留有裕量。
有条件时，可考虑选用节电智能型产品。
1.3设计内容
本论文主要阐述了某市某小区多层住宅楼的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。
本设计主要包括强电部分设计、弱电部分设计：
以及材料的挑选
（1）强电部分主要内容包括：
住宅用电负荷计算；照明配电平面图设计（包括照明及插座的设计）；配电系统图设计；防雷与重复接地布置图设计；电气设计说明。
（2）弱电部分主要内容包括：
弱电平面图设计（包括电视、电话、网络、可视对讲的设计）；弱电系统图设计
（3）材料挑选主要包括常用材料的种类和型号、规格
本设计图纸共12张，其中2张为设计说明、设备材料表、配电系统图和弱电系统图，6张强电图纸，4张弱电图纸。
用电负荷计算：
采用需用系数法计算并确定用户的计算负荷和短路电流，并将其作为选择断路器、电线电缆、电度表等低压电器设备的依据。
电气照明及插座：
根据规范要求对住宅内的灯具和插座进行布置，其中厨房、卫生间、空调等插座分别由单独回路供电。
防雷与接地：
本工程为三级防雷建筑。
建筑物的防雷装置满足防直击雷及雷电波的侵入，并设置总等电位联接。
可视对讲系统设计：
住户可以通过本系统看到访客并与之对话确认对方身份。
综合布线系统设计：
本工程住宅均光纤入户。
有线电视系统设计：
本系统与市内有线电视网联网，通过同轴电缆将电视信号传输并分配给各个电视机用户。
本工程的主要设计依据是：
（1）相关专业提供给的工程设计资料；
（2）中华人民共和国现行主要标准及法规：
1）《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
2）《建筑设计防火规范》GB50016-2006
3）《住宅设计规范》GB50096-1999（2003年版）
4）《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）
5）《建筑照明设计标准》GB50034-2004
6）《建筑电气常用数据04DX101-1》
7）《全国民用建筑工程设计技术措施-电气》
8）《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
其它有关国家及地方的现行规程、规范及标准。
第二章配电平面布置的设计
2.1照明设计概述
电气照明设计的主要任务是根据实际生活条件和要求，结合经济技术的可能性，选择配光合理的光源，合理的照度分布，一般照明与局部照明的配合，室内各部分亮度的变化限制眩光以及光色和显色等。
从而达到美观、舒适的效果。
电气照明的分类：
（1）按照明方式分为：
一般照明，局部照明和混合照明。
（2）按照明种类分为：
正常照明，应急照明，值班照明，警卫照明，障碍照明，装饰照明和艺术照明。
本设计的内容仅包括灯具的布置和供电，以备用户后来二次装修设计，目的是要增强整个设计方案的适用性、安全性、现代性和可拓展性，符合以人为本的宗旨。
2.2照明设计的一般规定
根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008，住宅（公寓）电气照明设计应符合下列规定：
（1）住宅（公寓）照明宜选用细管径直管荧光灯或紧凑型荧光灯。
当因装饰需要选用白炽灯时，宜选用双螺旋白炽灯。
（2）灯具的选择应根据具体房间的功能而定，宜采用直接照明和开启式灯具，并宜选用节能型灯具。
（3）起居室的照明宜满足多功能使用要求，除应设置一般照明外，还宜设置装饰台灯、落地灯等。
高级公寓的起居厅照明宜采用可调光方式。
（4）住宅（公寓）的公共走道、走廊、楼梯间应设人工照明，除高层住宅（公寓）的电梯厅和火灾应急照明外，均应安装节能型自熄开关或设带指示灯（或自发光装置）的双控延时开关。
（5）卫生间、浴室等潮湿且易污场所，宜采用防潮易清洁的灯具。
（6）卫生间的灯具位置应避免安装在便器或浴缸的上面及其背后。
开关宜设于卫生间门外。
（7）高级住宅（公寓）的客厅、通道和卫生间，宜采用带指示灯的跷板式开关。
（8）每户住宅（公寓）电源插座的数量不应少于表2.1的规定。
表2.1住宅（公寓）电源插座的数量
所以根据以上规定选择本次设计住宅内的插座数量及安装部位如下表2.2所示：
表2.2插座数量及安装部位
类型
部位
暗装单相五孔插座
柜式空调插座
壁挂空调插座
防水单相五孔插座
热水器
插座
暗装排烟机插座
客厅
3
1
-
-
-
-
餐厅
1
-
-
-
-
-
大卧室
4
-
1
-
-
-
次卧室
3
-
1
-
-
-
卫生间
-
-
-
1
1
-
书房
2
-
1
-
-
-
厨房
-
-
-
3
-
1
（9）住宅内电热水器、柜式空调宜选用三孔15A插座；空调、排油烟机宜选用三孔10A插座；其他宜选用二、三孔10A插座；洗衣机插座、空调及电热水器插座宜选用带开关控制的插座；厨房、卫生间应选用防溅水型插座。
（10）每户应配置一块电能表、一个配电箱（分户箱）。
每户电能表宜集中安装于电表箱内（预付费、远传计量的电能表可除外），电能表出线端应装设保护电器。
电能表的安装位置应符合当地供电部门的要求。
（11）住宅配电箱（分户箱）的进线端应装设短路、过负荷和过、欠电压保护电器。
分户箱宜设在住户走廊或门厅内便于检修、维护的地方。
（12）住宅分户箱内应配置有过电流保护的照明供电回路、一般电源插座回路、空调插座回路、电炊具及电热水器等专用电源插座回路。
厨房电源插座和卫生间电源插座不宜同一回路。
除壁挂式空调器的电源插座回路外，其他电源插座回路均应设置剩余电流动作保护器。
（13）电源插座底边距地低于1.8m时，应选用安全型插座。
2.3照明设计的计算
为了避免烦琐的计算，一般的民用建筑中常采用单位容量法进行照明计算。
这种方法是根据不同的照明形式，不同的计算高度，不同的房间面积和不同的平均照度要求，应用利用系数法计算出单位面积安装功率（W/m2），列成表格，供设计时查用。
居住建筑的住户照明功率密度值见表2.3。
本次设计仅作为初步设计，具体装修设计需二次深化设计。
所以每个房间仅放置一盏灯具，用户可以根据需求装修扩展，但必须符合相关规范。
表2.3住户照明功率密度值
《住宅设计规范》GB50096-1999（2003年版）要求：
每一住户均应设置独立电度表，其用电负荷标准及电度表规格，不应小于表2.4的规定。
表2.4用电负荷标准及电度表规格
套型
居住空间数（个）
使用面积（m2）
用电负荷标准（KW）
电度表规格（A）
一类
2
34
2.5
5（20）
二类
3
45
2.5
5（20）
三类
3
56
4.0
10（40）
四类
4
68
4.0
10（40）
部分省市的住宅用电负荷标准及电度表规格不一，根据我国住宅发展，住户用电容量标准，一般可在4-15KW范围内选取。
为了用户以后用电的发展需要，本设计住宅用户电表选用10（40）A,住宅配电箱容量选取6.6KW，公共用电电表箱选取5（20）A。
第三章供配电系统的设计
3.1供配电系统的概述
随着国民生活水平的提高和房地产业的蓬勃发展，各地新建中高档住宅小区越来越多。
准确计算出住宅小区的用电负荷，合理选择配变电设施，才能既满足小区居民现在及将来的用电需要，又能合理降低工程造价、节省投资。
供配电系统设计要彻执行国家的技术经济政策，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。
另外，供配电系统的还必须做统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。
供配电系统的设计为减小电压偏差，应符合下列要求：
一、正确选择变压器的变压比和电压分接头。
二、降低系统阻抗。
三、采取补偿无功功率措施。
四、宜使三相负荷平衡。
3.2负荷的分级及要求
3.2.1负荷分级的相关规范
电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定：
（1）符合下列情况之一时，应为一级负荷：
1）中断供电将造成人身伤亡时。
2）中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。
例如：
重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废，国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。
3）中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。
例如：
重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力。
在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。
（2）符合下列情况之一时，应为二级负荷：
1）中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。
例如：
主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产
等。
2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作。
例如：
交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场
等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。
（3）不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。
3.2.2本工程的负荷情况
本工程为多层普通住宅，属于规范规定的三级负荷。
三级负荷对供电无特殊要求，采用单回路供电，但应使配电系统简洁可靠，尽量减少配电级数，低压配电级数一般不宜超过四级。
且应在技术经济合理的条件下，尽量减少电压偏差和电压波动。
在以三级负荷为主，有少量一、二级负荷的用户，可设置仅满足一、二级负荷需要的自备电源。
3.3建筑供配电的负荷计算
住宅用电负荷计算，宜选用需要系数法，需要系数法可根据接在同一相电源干线上的户数选取。
住宅用电负荷需要系数法推荐值见表3.1。
当房间或组合单元接于相电压的单相负荷三相不平衡时，可按最大相负荷的3倍计算。
图纸需要分别标注各相负荷数据。
本栋建筑的住宅都为标准型的，住宅用电负荷计算宜采用系数法计算，本设计需用系数Kx=0.9，功率补偿因数
=0.9。
由此可算出每户额定功率和额定电流。
计算电流：
=
*
（3-1）
=
/（
*
*
）（3-2）
式中
——计算电流（A）
——有功计算负荷（W）
——额定线电压（V）
——功率补偿因数
计算好后,便可选择导线截面了，例：
本设计的单元电表箱的总负荷是86.8KW，所以，由（3-1），得出Pjs=78.12KW
又由（3-2），代人数据得出，Ijs=131.9A
同理，用此方法可算出其它配电箱的电流。
根据电缆和断路器选型依据，本设计中，单元进线选用VV22-1KV-4
95过墙穿管保护SC¢100-WC埋深800，保护开关采用KB8LE-225H/4P/300TM/160A/300mAIn=300Mat=0.5s，电表出线处，断路器采用K63/1P/C40A，选用出线BV-500V3
10PC¢25-FC,WC。
其他类似依次选取，具体参见设计图纸系统图。
3.4建筑供配电系统的设计
多层住宅（6层及以下）的低压电源可采用电缆埋地或架空由小区变配电所引入，进线处应设置电源箱，箱内应设置总开关且每户一个电度表，对住宅供配电系统的设计，其安全性是最重要的因素。
3.4.1基本规定
（1）低压架空引入时，进户线宜穿钢管保护，接户线应尽量避免靠近阳台或窗户的正上方、正下方或左右近旁，其对地距离在3m以上。
应采用TN-C-S或TN-S接地方式，并进行总等电位联结。
（2）电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜线，进户线截面不应小于10mm2，分支回路截面不应小于2.5mm2。
（3）户内空调电源插座、普通电源插座与照明回路应分路设计，厨房电源插座和卫生间电源插座应设置独立回路。
（4）除空调电源插座外，其他电源插座回路应设置漏电保护装置。
（5）宜选用可同时断开相线和中性线的小型断路器做户内电源总开关。
（6）有洗浴设备的卫生间，应做等电位联结。
（7）每幢住宅的总电源进线断路器，应具有漏电保护功能，防止因接地故障等引起火灾。
3.4.2住宅配电系统
（1）楼层配电系统主要采用漏电保护器，可组合成多种方案。
住户配电箱的回路分配，见表3.2。
表3.2住户配电箱的回路分配
级别
柜式空调
插座
分体空调
插座
厨房
插座
卫生间
插座
一般插座
照明
基本型（1A）
1
1
1
1
1
1
提高型（2A）
1
2
1
2
2
1
先进型（3A）
1
3
2
2
3
2
例如：
本设计中住户级别定为提高型，所以配电箱选择分为9条回路，其他系统设计详见设计图纸。
（2）住户电度表安装位置选择
住户电度表，宜集中安装在楼层配电间内，采用单相供电。
有三相用电的用户，三相电源只供设备专用。
应用220V/380V三相电源供电，安装三块单相电度表。
住宅楼当用电设备容量过大时，采用两路低压电的方式供电。
本工程负荷等级为三级，由小区变电所引来一路380V电源，在一层楼梯间合适位置设置电表箱，各户设置分箱，分箱电源由总箱放射式引入。
详见图纸。
第四章防雷及接地系统的设计
4.1概述
雷电的破坏作用主要是雷电流引起的：
一是雷直击在建筑物上生成的热效应作用和电动力作用，二是雷电流产生的静电感应作用和电磁感应作用。
根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94的划分，本设计属于三类防雷建筑物，建筑的防雷装置满足防直击雷及雷电波的侵入，并设置总等电位联结。
4.2防雷的措施
根据《全国民用建筑工程设计技术措施—电气》的规定：
（1）建筑物防雷应与建筑的形式和艺术造型相协调，避免对建筑物外观形象的破坏，影响建筑物美观。
（2）建筑物防雷设计，应认真根据地质、地貌、气象、环境等条件和雷电活动规律以及被保护物的特点等，因地制宜采取防雷措施，对所采用的防雷装置应做技术经济比较，使其符号建筑形式和其内部存放设备和物质的性质，做到安全可靠、技术先进、经济合理以及施工维护方便。
（3）建筑物防雷工程是一个系统工程，必须将外部防雷措施和内部防雷措施作为整体综合考虑。
（4）建筑物电子信息系统应根据所在地区雷暴等级，设备设置在不同的雷电防护区，以及系统对雷电电磁脉冲的抗扰度，采取不同防护标准。
（5）建筑物防雷设计时宜明确建筑物防雷分类和保护措施及相应的防雷做法，如接闪器、引下线、接地装置、屏蔽、等电位连接、电涌保护器、安全距离隔离措施等。
（6）在防雷设计时，应优先利用建筑本身的结构钢筋或钢结构等自然金属，作为防雷装置的一部分。
本设计属于三类防雷建筑物，根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94的规定，第三类防雷建筑物的防雷措施：
（1）第三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）或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。
避雷网（带）应沿屋角、屋背、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。
并应在整个屋面组成不大于20m×20m或24m×l6m的网格。
平屋面的建筑物，当其宽度不大于20m时，可仅沿网边敷设一圈避雷带。
（2）每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω，但对有特殊规定的建筑物则不宜大于10Ω。
其接地装置宜与电气设备等接地装置共用。
防雷的接地装置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。
（3）建筑物宜利用钢筋混凝土屋面板、梁、柱和基础的钢筋作为接闪器、引下线和接地装置。
宜利用基础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。
（4）引下线不应少于两根，但周长不超过25m且高度不超过40m的建筑物可只设一根引下线。
引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于25m。
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25m。
（5）防雷电波侵人的措施，应符合下列要求：
一、对电缆进出线，应在进出端将电绕的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。
当电缆转换为架空线时，应在转换处装设避雷器，避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。
二、对低压架空进出线，应在进出处装设避雷器并与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上。
当多回路架空进出线时，可仅在母线或总配电箱处装设一组避雷器或其它型式的过电压保护器，但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。
三、进出建筑物的架空金属管道，在进出处应就近接到防雷或电气设备的接地装置上或独自接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。
4.3防雷接地的设计
根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94，本设计在屋顶采用¢10热镀锌圆钢作避雷带，屋顶避雷连接线网格不大于20m*20m或24m*16m。
利用建筑物钢筋混凝土柱子内2根¢16以上主筋通长焊接作为引下线，引下线上端与避雷带焊接，下端与建筑物基础钢筋内的2根主筋焊接。
所有外墙引下线在室外地面下1m处引出一根40*4热镀锌扁钢，扁钢伸出室外，距外墙皮不小于1.5m。
建筑物四角的外墙引下线在距室外地面上500处设测试暗箱。
利用建筑物基础底粱上的上下两层钢筋中的两根主筋通长焊接形成基础接地网。
4.4接地及安全措施
（1）本工程防雷接地、电气设备保护接地、弱电系统的接地共用统一的接地极，要求接地电阻不大于1欧姆，实测不满足要求时，增设人工接地极。
（2）凡正常不带电，而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳均应可靠接地。
（3）本工程采用总等电位联结，总等电位板由紫铜板制成，应将建筑物内干线、设备进线总管等进行联结，总等电位联结线采用BVR-1*25-PC32，总等电位联结均采用等电位卡子，禁止在金属管道上焊接，总等电位联结箱设于一层楼梯间距地300。
卫生间做局部等电位联结，安装位置见弱电平面图，具体做法参见国标图集02D501-2。
（4）过电压保护：
在各电源总进线箱设第一级电涌保护器（SPD）。
（5）本工程接地型式采用TN-C-S系统，如图4.1，电源在进户处做重复接地，并与防雷接地共用接地极。
此系统，综合TN—C和TN-S系统的特点，中性线与保护线有一部分是共同的，局部采用专设保护线，PE线专门接地，起到保证若干设备有平衡的零电平，并保证人身安全，常用于配电系统末端环境条件较差或有数据处理等设备的场所。
图4.1TN-C-S系统示意图
4.5其他
金属管道和金属物体避雷带可靠连接，采用混凝土墙内的钢筋作为引下线与接地极进行可靠焊接。
此外，所有正常情况下不带电的配电箱外壳.铁件.钢管外皮均应与保护地线（PE）良好连接.与工作零线绝缘.插座接地孔应与PE线连接。
第五章有线电视系统的设计
5.1一般规定及设计原则
5.1.1一般规定
根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008，有线电视和卫星电视接收系统应符合下列规定：
（1）有线电视系统的设计应符合质量优良、技术先进、经济合理、安全适用的原则，并应与城镇建设规划和本地有线电视网的发展相适应。
（2）系统设计的接收信号场强，宜取自实测数据。
当获取实测数据确有困难时，可采用理论计算的方法计算场强值。
（3）在新建和扩建小区的组网设计中，宜以自设前端或子分前端、光纤同轴电缆混合网（HFC）方式组网，或光纤直接入（FTTH）。
网络宜具备宽带、双向、高速及三网融合功能。
（4）系统设计除应符合本规范外，尚应符合现行国家标准《有线电视系统工程技术规范））GB50200、《声音和电视信号的电缆分配系统》GB／T6510及行业标准《有线广播电视系统技术规范》GY／T106的规定。
5.1.2设计原则
根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008，有线电视系统应符合下列设计原则：
（1）有线电视系统规模宜按用户终端数量分为下列四类：
A类：
10000户以上；
B类：
2001—10000户；
C类：
301—2000户；
D类：
300户以下。
（2）建筑物与建筑群光纤同轴电缆混合网（HFC），宜由自设分前端或子分前端、二级光纤链路网、同轴电缆分配网及用户终端四部分组成，典型的网络拓扑结构宜符合图5．1的规定。
图5.1HFC典型网络拓扑结构
（3）系统设计时应明确下列主要条件和技术要求：
1）系统规模、用户分布及功能需求；
2）接入的有线电视网或自设前端的各类信号源和自办节目的数量、类别；
3）城镇的有线电视系统，应采用双向传输及三网融合技术方案；
4）接收天线设置点
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