精品照明负荷计算.docx
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精品照明负荷计算
照明负荷计算
负荷计算
本设计为一个单体写字楼电气设计，对其中的电气容量负荷计算采用需要系数法，需要系数法计算简单，是最为常用的一种计算方法，适用用电设备较多，且容量差别不大的情况。
计算方法：
在计算某供电范围内的计算负荷时，首先根据负荷类别进行分组，然后按下列步骤进行计算。
1．设备功率每组之中只有一台（套）电气设备时，应该将设备实际向供配电系统汲取的电功率作为计算负荷，又常把单台设备的计算负荷称为设备功率，以PN（kW）表示。
对于
连续工作负荷：
PN=Pr
φαβγδεθ
照明负荷计算
１）负荷确定依据（《建筑电气设计手册》建工社）：
●照明负荷计算一般包括插座负荷。
●每个电源插座可按100Ｗ计算，采用荧光灯时要考虑镇流器的附加功率，也就是PN=1.25Pr。
●办公室需要系数在0.7-0.8之间。
●照明负荷（包括插座）的功率因数在可按使用的光源和插座数量在0.6-0.9范围内选取。
●办公室照明负荷约为6-8Ｗ，插座设备容量约占照明符合的0.3-0.6之间（平均值为插座／照明＝1/2.9）。
随着现在化办公设备的增多，插座在照明负荷中所占比例将进一步增大，同时，照明负荷也要进一步增大。
２）根据以上依据、现在需求和将来发展确定照明负荷：
统计：
荧光灯折合成双灯管荧光灯为550盏，容量为：
550x[（40x1.25）x2=55kW
其它白炽灯20kW
插座500个，每个100W，容量为：
500x100=50kW
需要系数：
0.8
功率因数：
cosφ＝0.75 tgφ＝0.88
设备容量：
PN＝55+20+50＝125kW
计算负荷：
Pc＝KdxPN＝0.8x125=100kW
Qc=Pcxtgφ=100x0.88=88kvar
Sc=133.2kVA
Ic=202.4A
空调设备，给排水泵设备，送排风机设备负荷计算
需要系数：
0.7
功率因数：
cosφ＝0.8 tgφ＝0.75
设备容量：
制冷机9kW
冷媒水泵22kW
冷却水泵37kW
凝结水泵0.55kW
冷却塔2*7.5=15kW
生活水泵11kW
排水泵2kW
送排风机10kW
总计106.55kW
计算负荷：
Pc＝KdxPN＝0.7x106.55=74.6kW
Qc=Pcxtgφ=74.6x0.8=55.9kvar
Sc=93.2kVA
Ic=141.7A
电梯负荷计算
需要系数：
1
功率因数：
cosφ＝0.5 tgφ＝1.73
设备容量：
2*24=48kW
计算负荷：
Pc＝KdxPN＝1x48=48kW
Qc=Pcxtgφ=48x1.73=83kvar
Sc=95.9kVA
Ic=145.7A
应急电源负荷计算
需要系数：
1
功率因数：
cosφ＝1 tgφ＝0
设备容量：
5kW
计算负荷：
Pc＝KdxPN＝1x5=5kW
Qc=Pcxtgφ=5x0=0kvar
Sc=5kVA
Ic=7.6A
变压器低压端负荷总计：
∑PN=125+106.55+48+5=284.55kW
∑Pc＝100+74.6+48+5＝227.6kW
∑Qc=88+55.9+83=226.9kvar
有功同时系数：
Kp=0.9
无功同时系数：
kq=0.95
总计算负荷：
Pc＝Kpx∑Pc＝0.9x227.6=204kW
Qc=kqx∑Qc=0.95x226.9=215.6kvar
Sc=296.4kVA
Ic=450.4A
功率因数：
cosφ＝0.69 tgφ＝1.06
列表如下：
设备名称
设备容量
Pn/kW
需要系数
Kd
cosφ
tgφ
Pc
/kW
Qc
/kvar
Sc
/kVA
Ic
/A
照明（含插座）
125
0.8
0.75
0.88
100
88
133.2
202.4
制冷机
9
106.55
0.7
0.8
0.75
74.6
55.9
93.2
141.7
冷媒水泵
22
冷却水泵
37
凝结水泵
0.55
冷却塔
15
生活水泵
11
排水泵
2
送排风机
10
电梯
48
1
0.5
1.73
48
83
95.9
145.7
应急照明
5
1
1
0
5
0
5
7.6
总计
284.55
227.6
226.9
有功同时系数
0.9
无功同时系数
0.95
总计算负荷
204
215.6
296.4
450.4
变压器低压侧无功功率补偿：
补偿后的目标值cosφ２在一般条件下，取值cosφ２≥0.93时，补偿后变压器高压侧功率因数满足≥0.9的要求。
补偿前变压器低压侧功率因数为：
cosφ＝0.69 tgφ＝1.06
补偿后变压器低压侧无功率因数要达到：
cosφ２＝0.93
tgφ２＝0.4
无功补偿量：
Qcc=αPc（tgφ-tgφ２）
=0.75x204x（1.06－0.4）
=101kvar
考虑到三相均衡分配，每相应装设电容器容量≥34kvar，查ＢＷ型并联电容器技术数据，选用９个BW0.4-12-1型电容器，每相三个，此时并联电容器的实际值为9x12=108kvar，补偿后实际平均功率因数为：
cosφ２=0.94
满足要求。
所以Qc２=215.6-108=107.6kvar
Sc２=107.6²+204²=230.6kVA
变压器选择：
SC-315/10/0.4Dyn11
参数：
额定电压：
一次10.5kV
二次0.4kV
空载损耗△Po=0.92kW
负载损耗△Pk=3.65kW
阻抗电压Uk%=4V
空载电流Io%=1.4A
最大负荷功率为β=Sc/SrT=230.6/315=0.73=73%
考虑未计算消防水泵的功率和少量控制安防用电，满足要求。
变压器高压侧负荷：
变压器损耗：
△Pr=△Po+△Pk（Sc/Sr）²=0.92+3.65（230.6/315）²=2.9kW
△QT=△Qo+△QL（Sc/Sr）²=Sr[Io%/100+Uk%/100（Sc/Sr）²]
=315[0.014+0.04（230.6/315）²]=11.1kW
所以Pc1=204+2.9=206.9kW
Qc1=107.6+11.1=118.7kvar
Sc1=238.5kVA
cosφ1=206.9/238.5=
防雷
引言
千田大厦是平顶山近些年新建的高层高档写字楼之一，性质是对外租售。
由于大厦属高层高档写字楼，因此对其防雷设计有着较高的要求因此，为千田大厦设计一个安全的防雷系统是十分必要的。
本设计遵照以下规范：
中华人民共和国行业标准——民用建筑设计规范JGJ/T16－92
第十二部分建筑物防雷
1防雷选型
1.1计算本建筑物的年预计落雷次数
（1）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，一般情况下取1；位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面建建筑物取1.7，位于河边、湖边、山坡下或山地种土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口处的建筑物，以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。
（2）地区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，根据当地气象台资料确定，d/a。
（3）建筑物截收相同雷击次数的等效面积Ae应该为其实际面积向外扩大的面积。
其计算方法应符合下列规定：
建筑物高H＜100m时，其每边扩大宽度D和等效面积Ae应按下式确定：
D=
Ae=[LW+2（L+W）·
+
πH（200-H）]·10-6
式中D——建筑物每边扩大宽度，m；
L、W、H——分别为建筑物的长宽高，m。
根据以上公式，计算本建筑物的年预计落雷次数：
查平顶山雷暴日Td=28.9日/年；
Ng=0.024Td1.3=0.024×28.91.3=1.90
D=
=
=96.82m
Ae=[LW+2（L+W）·
+πH（200-H）]·10-6
=[14.4×32.4+2（14.4+32.4）×96.82+3.14×75（200-75）]×10-6=0.039km2
N=kNgAe=1×1.9×0.039=0.074
本建筑物的年预计落雷次数为0.074。
1.2建筑物的防雷分级
规范中规定的按建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及后果，建筑物防雷分级。
一级防雷的建筑物
1具有特别重要用途的建筑物，如国家级的会堂、办公建筑、档案馆、大型博展建筑；特大型、大型铁路旅客站；国际性的航空港、通讯枢纽；国宾馆、大型旅游建筑、国际港口客运站等。
2国家级重点文物保护的建筑物和构筑物。
3高度超过100m的建筑物。
二级防雷的建筑物
1重要的或人员密集的大型建筑物。
如部、省级办公楼；省级会堂、博展、体育、交通、通讯、广播等建筑；以及大型商店、影剧院等；省级重点文物保护的建筑物和构筑物。
2办公建筑，超高层建筑，19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑物。
4省级及以上大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物。
三级防雷的建筑物
1当年计算雷击次数大于或等于0.05时，或通过调查确认需要防雷的建筑物。
2建筑群中最高或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物。
3高度为15m及以上的烟囱、水塔等孤立的建筑物或构筑物。
在雷电活动较弱地区（年平均雷暴日不超过15）其高度可为20m及以上。
4历史上雷害事故严重地区或雷害事故较多地区的较重要建筑物。
1.3建安筑物易受雷击部位：
表1-1
建筑物屋面的坡度
易受雷击部位
示意图
平屋面或坡度不大于1/10的屋面
檐角、女儿墙、屋檐
平屋面
不大于1/10的屋面
坡度大于1/10，小于1/2的屋面
屋角、屋脊、檐角、屋檐
坡度大于等于1/2的屋面
屋角、屋脊、檐角
O雷击率最高部位，——易受雷击部位，-------不易受雷击部位。
1.4接闪器的选择和布置
1、接闪器的选择
接闪器由以下一种或多种设施组合而成：
（1）独立避雷针；
（2）架空避雷线或避雷网；
（3）直接装在建筑上的避雷针、避雷网或避雷带。
布置接闪器时应优先采用避雷网或避雷带；当采用避雷针时，应按表12.7.2.2规定的不同建筑防雷级别的滚球半径采用滚球法计算避雷针的保护范围。
2、接闪器的布置
接闪器的布置如下表
闪器的布置
表1-2
建筑物防雷类别
滚球半径hr（m）
避雷网网格尺寸（m）
第一类防雷建筑物
30
10*10
第二类防雷建筑物
45
15*15
第三类防雷建筑物
60
20*20
布置接闪器时，可采用滚球法对避雷针、避雷带、避雷网急性保护范围计算。
滚球法是以hr为半径的一个球体，沿需要防止雷击的部位滚动，当球体只触及接闪器或接闪器何和地面，而不及需要保护的部位时，则该部分得到接闪器的保护。
由以上材料，本建筑的防雷按二级防雷考虑，接闪器采用避雷带与避雷针，屋面采用避雷带、避雷针保护保护，冷却塔采用避雷针保护。
2确定接闪器保护范围
本建筑采用滚球法确定接闪器的保护范围
由于本建筑楼顶面基不大，本建筑采用单支避雷针保护。
单支避雷针按下列方法确定：
单支避雷针的保护范围，应按下列方法确定（民用建筑设计规范JGJ/T16－92中图12.7.2.3）：
（1）当避雷针高度
时：
a.距地面hr处作一平行于地面的平行线；
b.以针尖为圆心、hr为半径作弧线，交于平行线的A、B两点；
c.以A、B为圆心、hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。
从此弧线起到地面止就是保护范围。
保护范围是一个对称的锥体；
d.避雷针在hr高度的XX′平面上的保护半径，按下式计算：
式中rx——避雷针在hx高度的XX′平面上的保护半径（m）；
hr——滚球半径，按表1-2确定（m）；
hx——被保护物的高度（m）。
（2）当
时，在避雷针上取高度hr的一点代替单支避雷针针尖作为圆心。
其余的作法同
（1）。
下面根据以上计算：
=
3.接闪器的选择
弗兰克林避雷针、避雷带和避雷网，是目前采用的最多的、最广泛的一种接闪器。
主要是制作简单，安装方便，价格低；对单针避雷针而言，主要缺点是保护范围小，每针保护角接滚球法取定保护范围小于45度。
规范中规定的弗兰克林接闪器的一般要求
避雷针采用圆钢或焊接钢管制成（一般采用圆钢），其直径不应小于下列数值：
针长1m以下圆钢为12mm，钢管为20mm；
针长1～2m以下圆钢为16mm， 钢管为25mm；
避雷网和避雷带采用圆钢或扁钢（一般采有圆钢）其尺寸不应小于小下列数值：
圆钢直径为8mm扁钢截面为48mm 扁钢厚度为4mm。
本建筑接闪器选择：
1.楼顶顶端避雷针采用φ25mm镀锌钢管，直接焊在楼顶顶端航空障碍灯塔的顶端，避雷针长2m，航空灯塔高8m，总共实际有效高度为10m。
并且航空障碍灯塔的金属部分要与接闪层上的防雷装置可靠连接。
2.中央空调冷却塔采用避雷针保护，避雷针采用φ25mm的镀锌钢管，直接焊在冷却塔的爬梯上，其长度高出冷却塔最高部位2.5m，并于接闪层上的防雷装置可靠连接。
3.避雷带采用直径φ10的镀锌圆钢，焊接在楼笼顶周围的女儿墙上，并于避雷针和接地装置可靠连接。
4.引下线
1.本建筑为高层混凝土结构，根据规范，可利用大楼中的梁柱中的钢筋作为防雷引下线，并同时采用基础钢筋作为接地装置，其间不设断卡，在距地0.3m处将主筋焊接出测试点，供测量、外接人工接地体和作等电位联用。
2.为确保安全，引下线钢筋为大楼周围承力柱柱体柱子的主筋，直径大于16mm，其引下线所用柱位在施工图已标出。
其引入点间距不大于18m，建筑物外廓各个角上的钢筋均被利用，并要要保证大楼内部的所有主要钢筋可靠焊接互联。
3.本建筑为高层建筑，要注意防侧雷击，在30m以上部位的外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置可靠连接。
具体施工时，是将引下线与圈梁或楼层结构大梁中的钢筋可靠连接，由圈梁或结构大梁引至预埋铁件。
外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物用金属连接在
4.圈梁或楼层结构大梁中的钢筋上。
本建筑为有组合柱和圈梁，利用圈梁内的钢筋作为均压环。
5.竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端应与防雷装置连接，即每隔三层与均压环连接一次。
均压环与防雷装置引下线连接。
5.接地装置
根据规范，本建筑接地装置采用基础内钢筋，将地梁中的钢筋连成环形接地装置，这样做有以下好处：
（1）接地电阻底。
在混凝土基础内，钢筋纵横交错、密密麻麻。
彼此经焊接或捆扎后，使整个基础组成一个完整的基地系统，它具有很高的热稳定性和疏散电流能力，因此，即地电阻低，由于高层建筑基础很深，接地电阻终身稳定，不受气候和季节影响。
实测表明。
绝大部分高层建筑接地电阻都不到1欧。
远小于规范规定的二类防雷建筑冲击电阻小于10欧的要求。
（2）电位分布均匀，均压效果好。
将地基圈梁内的主筋和基础主筋连接起来并把各段地梁的钢筋连成一个环路，使整个建筑物地下如同敷设了均压网，使地面电位分布均匀。
（3）施工方便，可省去大量土石方的挖掘量。
施工时，只要密切与土建配合，将有关钢筋可靠焊接起来即可。
（4）节约钢材。
（5）维护工程量少。
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