建筑电气课程设计M户型住宅楼电气设计.docx
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建筑电气课程设计M户型住宅楼电气设计
建筑电气课程设计
工程名称：
M户型住宅楼电气设计
第一章建筑电气课程设计任务书…………………………………3
第二章照明系统.....................................5
第三章建筑物防雷系统及做法………………………..9
参考文献…………………………………………………
第一章建筑电气课程设计任务书
1设计题目：
多层住宅楼电气设计
1.1本设计为一栋六层住宅楼的电气设计，一梯两户，层高为3.3m，包含供配电、照明系统、防雷接地系统三部分。
2设计目的
2.1通过课程设计的实践环节，明确电气设计的流程和步骤，了解相关规范要求，掌握建筑电气工程设计方法，熟悉电气制图及图形符号国家标准的应用和电气工程图纸的绘制方法。
训练学生的专业设计思维，培养综合应用理论知识进行实际电气工程设计的能力。
3设计内容
3.1计算部分
3.1.1电力负荷计算；
3.1.2照度计算及照明线路布置；
3.1.3配电线路截面积的选择计算；
3.1.4防雷、接地计算；
3.2主要完成图纸
3.2.1干线系统图；
3.2.2配电箱系统图；
3.2.3住宅楼防雷与接地平面；
3.2.4住宅楼电气照明平面图；
3.2.5其他形成整套图纸的必须文件。
3.3编制、编号的主要表格，文字资料
3.3.1编制设备材料表；
3.3.2编制施工图设计说明书。
4设计要求
4.1设计原则
4.1.1设计应贯彻实用、经济、运行安全可靠、维护方便等原则，供电照明灯具的布置、选型、色彩的配合要适当。
4.1.2设计中，在降低工程造价的前提下，应尽量采用新工艺、新技术、新设备和新产品，达到实用、经济、美观的要求。
4.1.3设计规程、参考资料、设计手册、标准图集由设计者到图书馆查阅。
设计时从规程、手册上取用的数据、定额、计算公式应注明出处。
4.2设计要求
4.2.1设计应遵守各项规范、定额和规定，综合运用所学理论知识和技能独立完成工程设计，充分发挥主观能动性，严格要求，一丝不苟，做到计算准确、说明清楚，图纸清晰美观，要能经受实践的检验；
4.2.2设计成果格式：
设计说明书按照封面，任务书，摘要，目录，正文，参考文献，封底的顺序装订。
图纸需遵循绘图规范绘制，图纸幅面不得小于A3。
4.2.3设计时间：
1周，计算1天，选择方案1天，绘图2天，整理设计说明书1天。
5设计所需原始数据资料
5.1电源资料
5.2电源为从变电所引来一回380V/220V线路。
5.3气象资料
5.4设计地点自定，要求同组人员选择地点不得相同。
5.5水文、地质资料
5.6地面表层为砂质粘地、中性，地下0.5～1.0米以下为砂岩，地耐压力不低于8T/m2；土壤电阻率雨后数天实测30欧/米；地下水位在5米以下，含钙镁盐较多。
参考资料
6JGJ16－2008，民用建筑电气设计规范[S]．
7GB50057－94（2000版），建筑物防雷设计规范[S]．
8GB50034—2004，建筑照明设计标准[S]．
9段春丽，黄仕元．建筑电气[M]．北京：
机械工业出版社，2006．
10戴瑜兴．民用建筑电气设计手册[M]．北京：
中国建筑工业出版社，2000．
11《建筑电气设计手册》编写组．建筑电气设计手册[M]．北京：
中国建筑工业出版社，1991．
12吕大光．建筑电气安装工程图集[M]．北京：
中国电力出版社，1997．
13戴瑜兴．民用建筑电气设备手册[M]．北京：
中国建筑工业出版社，1998．
14北京照明学会设计委员会．建筑电气设计实例图册[M]．北京：
中国建筑工业出版社，1998．
第二章照明系统
照明系统是电气工程中的一个重要组成部分，一般规定在进行照明设计时，应根据视觉要求，作业性质和环境条件，使工作区或空间获得：
良好的视觉功效，合理的照度和显色性，适宜的亮度分布，以及舒适的视觉环境。
在确定照明方案时，应考虑不同类型建筑对照明的特殊要求，处理好电气照明与天然采光的关系、合理使用建设资金与采用节能高光效灯具等技术经济效益的关系。
设计要求:
1）有利于对人的活动安全、舒适和正确识别周围环境，防止人与环境之间失去协调；
2）重视空间的清晰度，消除不必要的阴影，控制光热和紫外线辐射对人和物产生的不利影响；
3）创造适宜的亮度分布和照度水平，限制眩光减少烦躁和不安；
4）处理好光源色温和与显色性的关系、一般显色指数与特殊显色指数的色差关系，避免产生心理上的不平衡、不和谐感。
5）有效利用天然光，合理的选择照明方式和控制照明区域，降低电能消耗指标。
照明灯具不宜选用悬挂灯具。
照明以白炽灯和荧光灯为主。
卫生间的灯具位置应避免安装在便器或浴缸上面及背后。
开关如跷板式时宜设于卫生间门外。
照明与插座宜分开配线，并且在分支回路上应装有过载、短路保护并应在回路中装设漏电保护和有过、欠电压保护功能的保护装置。
照明质量
1、设计中照度的取值依照建筑照明的照度标准值选取如下所示:
起居室100lx卧室75lx
厨房75lx餐厅75lx
卫生间30lxx9
2、照明均匀度
为了使整个房间具有同等条件的照度水平，在一般照明情况下，照度均匀度不应小于0.7。
3、
色温和显色性
照明光源的颜色特征与室内表面的颜色宜互相协调，以形成相应于房间功能要求的色彩环境。
4、眩光限制
室内一般照明受眩光的限制，应从光源亮度、光源和灯具的表观面积、背景亮度以及灯具位置等因素综合进行考虑。
2.1照度计算
2.1.1照度计算公式
空间系数
室空间系数：
式中
——室长，m；
——室宽，m；
——室空间高，m；
作面上的平均照度（lx）
式中N——灯具数量（套）;
U——利用系数，指投射到工作面上的光通量与光源光通量之比；
K——维护系数，办公室取0.8，室外取0.7，营业厅取0.75；
A——工作面面积（m2）.
各类房间照度见下表2-1示：
表2-1
每户照度计算及调整
RCR
N
功率
利用系数
维护系数
光通量
面积
照度（lx）
客厅
5.350198
2
40W
0.51
0.8
3300
22.11
121.791
餐厅
10.31602
1
40W
0.28
0.8
3300
5.96
124.0268
厨房
11.57407
2
20W
0.28
0.6
1200
4.67
86.33833
卫生间
13.4
1
20W
0.28
0.8
1200
3.6
74.66667
大阳台
15.84975
1
20W
0.28
0.8
1200
5.4
49.77778
小阳台
19.28571
1
20W
0.28
0.8
1200
3.6
74.66667
大卧室
6.65451
1
40W
0.45
0.8
3300
14.31
83.01887
中卧室
8.249224
1
40W
0.38
0.8
3300
9.27
108.2201
小卧室
8.613953
1
40W
0.38
0.8
3300
8.45
118.7219
走廊
13.39286
1
20W
0.28
0.8
1200
4.5
59.73333
门廊
11.97853
1
20W
0.28
0.8
1200
5.9
45.55932
上表中利用系数参考飞利浦灯具系数表,经计算照度都能满足要求。
以上所装的灯具都为荧光灯类或者功率相匹配的荧光节能灯,此外卧室中还可以用台灯辅助照明。
2.2.1室内灯具布置应满足的要求是：
（1）规定的照度；
（2）工作面上照度均匀；
（3）光线的射向适当，无眩光，无阴影；
（4）灯泡安装容量减至最小；
（5）维护方便；
（6）布置整齐美观，并与建筑空间相协调。
室内灯具作一般照明用时，大部分采用均匀布置方式，长采用同类型灯具按等分面积来配置，排列形式应以眼睛看到灯具时产生的刺激感最小为原则。
线光源多为按房间长的方向成直线布置。
选择合理的距高比。
实际采用的距高比值不大于每个灯具的最大允许距高比。
2.2.2室内插座布置
插座在住宅中起着非常重要的作用，通常布置插座是参照建筑专业提供的家具布置图，但是，将来的住户并不一定按照建筑师给他安排的方案来布置家具，因此，有些插座设计时是合理的，而使用时却很不方便。
设计时不要单以建筑专业提供的图纸来安排插座，而是尽量多安排一些插座，以确保住户所有家用电器都能够用而不再布线。
同时住宅的插座应全部设置为安全型二孔三孔插座，在比较潮湿的地方应加上防潮盖。
2.3插座的布置
2.3.1房间的布置
（1）卧室。
卧室除有窗户外的三面墙上均设置插座，插座距地0.3m。
在靠近窗的墙上距地1.8m设置空调插座，在阳台上距地1.8m设置一插座。
（2）起居室。
起居室是电器布置较多的地方，并且也是人们活动较多的地方，有时电气设计的插座往往被沙发或其他家具挡住，故起居室中应在每一面墙上均设置插座，在面积较大的墙上应设置两组插座。
（3）厨房。
厨房内插座应根据建筑设计的布置、电器设备的摆放位置进行设置，以供电炊具、抽油烟机、冰箱用电之需。
应设置冰箱插座（距地1.8m）、抽油烟机插座（距地1.8m）、燃气热水器排气扇插座（带开关，距地1.8m）、电饭煲插座（带开关，距地1.0-1.4m），其中燃气热水器排气扇插座为以前未考虑到的加装防潮盖。
（4）卫生间。
卫生间内应设供电浴热水器、排气扇、洗衣机用的插座。
插座均为防溅型，其中电浴热水器和洗衣机的插座应带开关，卫生间排气扇开关宜采用带指示灯型。
卫生间设置洗衣机插座（带开关，距地1.8m）、镜箱插座（）距地1.8m，视情况安装安装电热水器插座（带开关，距地1.8m），均加装防潮盖
2.3负荷计算（需要系数法）（见表2-3）
负荷计算表表2-3
编号
需要系数
cos∮
Pe
Pl
U
Il
每户
0.8
0.9
8.5
6.8
0.38
11.47982
每单元
0.55
0.9
102
56.1
0.38
94.70848
住宅楼
0.55
0.9
306
168.3
0.38
284.1254
每户的容量为8.5KW，每层2户，共6层，三个单元，一共有36户。
第三章建筑物防雷系统及做法
建筑物的防雷设计，应认真调查地质、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，因地制宜地采取防雷措施，做到安全可靠、技术先进、经济合理。
本建筑位于长沙市，其建筑物长49.609m，宽12.300m，高19.8m，当地平均雷暴日为50d/a。
3.1本建筑物年预计雷击次数应按下式确定
N=kNgAe
式中N----建筑物预计雷击次数，次/a；
k----校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应值：
位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水漏处、土山顶部、山谷风口处的建筑物，及特别潮湿的建筑物取1.5；
Ng----建筑物所处地区雷击大地的年平均密度，次/（km2*a）；
Ae----与建筑物截收相同雷击次数的等效面积，km2。
3.2雷击大地的年平均密度应按下式确定
Ng=0.024Td1.3
式中Td----年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定，d/a。
3.3建筑物等效面积Ae应为其实际面积向外扩大后的面积。
建筑物高度小于100米时，其每边的扩大宽度的等效面积应按下式计算确定
式中D----建筑物每边的扩大宽度，m;
L、W、H----分别为建筑物的长宽高，m;
本建筑物雷击次数计算如下：
=59.73
=0.061
Ng=3.88
因此
N=1×3.88×0.061=0.237次/a
3.4防直击雷
（1）采用装设在建筑物上的避雷带（网）为接闪器。
避雷带沿屋角、屋脊、屋檐和女儿墙等易受雷击的部位敷设；在整个屋面组成不大于20m×20m或24m×16m的网格。
突出屋面的物体，在其四周做避雷带，并和屋面防雷装置相连。
（2）引下线不应小于两根，在建筑物的四周均匀或对称布置，当仅利用建筑物
四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度接引下线，但引下线的平均间距不应大于25m。
建筑物外廓易受雷击的几个角上的柱子钢筋宜被利用。
（3）每跟引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω，其接地装置宜与电气设备等接地装置共用，也可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。
（4）利用混凝土柱或板墙内钢筋作为防雷自然引下线时，其上部（屋顶上）应与接闪器焊接，下部在室外地坪下0.8-1m处焊出1根φ12或40mm×4mm的镀锌导体，作为连接板以供测量、接人工接地体和作等电位联结用，此导体伸向室外距外墙皮的距离宜不小于1m。
当圆钢为φ16及以上时，应利用两根圆钢（绑扎或焊接）作为一组引下线；当圆钢为φ10及以下时，应利用4根圆钢（绑扎或焊接）作为一
3.5接地及等电位
接地电阻是接地体的流散电阻与接地线和接地体本身的电阻之和。
一般接地线的电阻很小，可以略去不计，因此可以认为接地体的流散电阻就是接地电阻。
冲击接地电阻RSh小于30欧，工频接地电阻RE小于1欧。
通常所称的接地电
阻，都是指工频接地电阻。
当采用共用接地装置时，其接地电阻应按各系统中最小值要求设置。
在结构完成后，必须通过测试点测试接地电阻，若达不到设计要求，应加接人工接地体。
等电位保护及其做法参考国家建筑标准设计图集03D501—3《利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装》和02D501—2《等电位联结安装》。
3.6防雷接地
总等电位联结的作用在于降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害，它应通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板与进线配电箱的PE（PEN）母排；进出入建筑物的金属水管及煤气管道等作等电位连接。
见等电位联结安装图集97SD567
1.本建筑物按三类防雷考虑。
2.避雷带安装在屋顶的外沿和建筑物的突出部分。
3.屋顶上的所有金属突出物，如卫星和共用天线接受装置，节日彩灯，航空障碍灯，金属设备及其管道以及建筑金属构件等，均应与屋面上的防雷装置可靠连接。
4.利用建筑物内的四根住钢筋作为引下线，间距不大于18M。
引下线下端与基础底梁及基础底板轴线上的上下两层钢筋内的二根主筋焊接。
外墙引下线在距室外地面1M处与室外接地线焊接。
5.本工程强、弱点接地系统统一设置，即：
采用同一接地体。
利用建筑物结构
基础作为接地装置，要求总接地电阻R〈1欧姆。
在结构完成后，必须通过测试点测试接地电阻，若达不到设计要求，应加接人工接地体。
6.人工接地体距建筑物出入口或人行通道不应小于3m。
当小于3m时，减少跨步电压，应采取下列措施之一：
（1）水平接地体局部埋深不应小于1m。
（2）水平接地体局部应包绝缘物，可采取50～80mm的沥青层，其宽应超过接地装置2m。
（3）采用沥青碎石地面或在接地体上面敷设50～80mm的沥青层其宽应超过接地装置2m。
7.当结构基础有被塑料，橡胶等绝缘材料包裹的防水层时，应在高出地下水位0.5m处，将引下线引出防水层，与建筑物周围接地体连接。
8.引下线距地0.5m设测试卡子，并配有与墙面同一颜色的盖板。
9.接地装置焊接采用搭焊接长度应满足以下要求：
（1）扁钢与扁钢搭接应为扁钢宽度的2倍，不少于三面施焊；
（2）圆钢与圆钢搭接应为圆钢直径的6倍双面施焊；
（3）扁钢与圆钢搭界接应为圆钢直径的6倍，双面施焊；
（4）扁钢与钢管，扁钢与角钢焊接时，紧贴角钢外侧两面，或紧贴钢管3/4钢管表面，上下两侧施焊
10.室外接地凡焊接处均应刷沥青防腐。
11.由室外引入或由室内引至室外的电力线路，信号线路，控制线路，信息线路等在其入口处的配电箱，控制箱，前端箱等的引入处应装设SPD。
12.电涌保护器安装线路上应有过电流保护器件，并应有劣化显示功能。
防雷设施施工时，参见国家标准图籍《建筑物防雷设施安装》99D562。
参考文献：
段春丽，黄仕元．建筑电气[M]．北京：
机械工业出版社，2006．
戴瑜兴．民用建筑电气设计手册[M]．北京：
中国建筑工业出版社，2000
戴瑜兴．民用建筑电气设备手册[M]．北京：
中国建筑工业出版社，1998
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