某办公楼的电气方案设计书大学本科方案设计书Word格式文档下载.docx

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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。

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基础。

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、原则和方法及设计选择的结论等。

论文共包括四大章内容，前三章主要包括绪论及强电部分设计，第四章主要包括消防设计。

（１）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、原则、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[１１]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，本部分设计出图８幅，包括配电系统图，配电平面图。

（２）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，选择出各个房间合适的灯具数量，同时依据文献[３、７、８、９］进行应急照明设计，按照供电半径不超过３０米的原则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，本部分设计出图７幅，为各层照明平面图及照明负荷配电箱平面图。

（３）第四章为火灾自动报警与联动控制系统，它又可分为两大部分，第一部分为火灾报警系统，

主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的选择原则、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，同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作；

第二部分为联动控制部分，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７幅，为火灾报警及消防联动控制系统图，各楼层消防平面图。

第二章配电系统设计

2.1负荷等级及供电要求

2.1.1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

　（１）中断供电将造成人身伤亡者。

　（２）中断供电将造成重大政治影响者。

　（３）中断供电将造成重大经济损失者。

　（４）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、国家级及承担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

（１）中断供电将造成较大政治影响者。

（２）中断供电将造成较大经济损失者。

（３）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。

2.1.2供电要求

　根据文献［１］

（１）一级负荷的供电“应由两个电源供电，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。

（２）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6KV及以上专用架空线供电。

（３）三级负荷对供电无特殊要求。

此外，根据文献［７、８］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:

（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

则总有功功率

=

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

32A。

又如,对配电箱ALO负荷计算，有功功率为分配电箱之和，P=27KW,则

无功功率

=27tgarccos0.8=20.25KVA

视在功率

=33.75KVA

=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

=1*（58.5+51.75*3）*0.8=171KVA

=285KVA

=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,

动力部分计算负荷：

（2.10）

（2.11）

（2.12）

P--------------------设备有功功率

例如，对电梯进行负荷计算，P=36KW,cosφ＝0.5

则无功功率

=62.4KVA

=72KVA

=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

2.3.1电缆选择原则:

（１）根据计算负荷电流选断路器整定值；

（２）根据断路器整定值选电缆;

（３）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;

（４）动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。

2.3.2选择结果:

（１）照明回路统一选用BV2*2.5,插座回路统一选用BV3*4;

（２）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的确定，应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。

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下列方式之一

（１）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。

（２）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。

（３）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式（详见图纸配电系统图一）

第三章照明系统设计

3.1总则

电气照明设计的基本原则主要是安全、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则：

（１）发光效率高；

（２）显色性好，即显色指数高；

（３）使用寿命长；

（４）启点可靠、方便、快捷；

（５）性能价格比高。

3.3照明灯具选择

灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。

选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。

在各类灯具中，荧光灯主要用于室内照明，汞灯和钠灯用于室外照明，也可将二者装在一起作混光照明，这样做光效高、耗电少、光色逼真、协调、视觉舒适。

灯具选择一般原则

（１）使用安全：

防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险；

（２）提高能效：

选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应，以及光通维持率高的灯具；

（３）合理考虑功能性（良好的照明效果）、装饰性（美观、协调）、经济性（性价比高）和能源效益的结合；

（４）限制眩光。

3.4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，不合理的高照度则会浪费电力。

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。

另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。

充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达70－80％，同样能起到节电的作用。

3.5一般照明

照明可分为一般照明、应急照明。

本建筑一般照明主要为办公照明及一层商业照明等。

3.5.1办公照明一般设计原则

（１）办公时间几乎都是白天，因此人工照明应与天然采光结合设计而形成舒适的照明环境。

办公室照明灯具宜采用荧光灯。

（２）办公室的一般照明宜设计在工作区的两侧，采用荧光灯时宜使灯具纵轴与水平视线平行。

不宜将灯具布置在工作位置的正前方。

在难于确定工作位置时，可选用发光面积大，亮度低的双向蝙蝠翼式配光灯具。

（３）在有计算机终端设备的办公用房，应避免在屏幕上出现人和什么物（如灯具、家具、窗等）的映像。

3.5.2设计结果

本建筑主要照度标准及光源、灯型选择如下：

（走廊、厕所为0米工作面照度，其它为0.75米工作面照度）

（１）配电室、办公室、消防控制室、值班室、商场、门庭：

300lx三管格栅荧光灯

（２）机房、库房：

50lx单管荧光灯

（３）走廊：

50lx白炽灯

（４）厕所：

75lx白炽灯

3.6应急照明

3.6.1应急照明分类

应急照明按照用途可分为三类：

疏散照明、安全照明、备用照明

设计要求

（１）疏散应急照明：

为保证人员在发生事故时能快速而安全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达到1lx，最低不得小于0.2lx。

此外，在安全出口和疏散通道的明显位置还要设有标志指示灯；

（２）安全应急照明：

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）的人员人身安全而设置的照明。

安全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％，并且应在正常照明电源消失后0.5s以内提供安全照明电源；

（３）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，备用照明往往由一部分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、电话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。

安全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100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。

3.6.2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部分，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，因为若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。

3.6.3应急照明灯具布置

高层建筑的下列部位应设置应急照明：

（１）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）。

（２）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、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间。

（３）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。

（４）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。

3.6.4应急灯具控制方式

（１）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。

（２）持续式（常亮式）。

正常状态下，交流输出；

（３）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。

3.6.5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规范。

如图2.1所示，详细布置见照明平面图。

图3.1应急照明布置

3.7照度计算（计算所需灯具数量）

3.7.1本设计采用单位容量法计算灯具数量

计算方法：

（3.1）

式中：

N--------------------规定照度下所需灯具套数，套

W--------------------在某最低照度值下的单位面积安装功率,w/m2

S----------------------房间面积，m2

Z---------------------最小照度系数

P----------------------一套灯具安装容量，不包括镇流器损耗，w

例如，对于制冷机房S=125.56

照度要求50lx,安装高度2.75米，则查得0米工作面上W=2.8w/

，Z=1

则

=8.79套

3.7.2照明负荷平面布置

设计原则

（１）每一照明单相分支回路的电流不宜超过16A，单支回路所带灯具（插座）数量应满足相关要求，一般可以带灯具12至13盏，插座7至8只。

（２）每个照明开关所控光源数不宜太多，体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制。

（３）供电半径应满足要求，一般不超过30米。

（４）插座不宜和照明灯接在同一分支回路。

（５）尽量使三相所带负荷平衡。

本建筑内商场、地下层大面积区域照明采用集中控制，如图2.1所示

图3.2商场一部分照明平面图

照明负荷具体布置见照明平面图。

第四章火灾自动报警及消防联动控制系统

4.1总则

本建筑为一类高层建筑，依据文献[4]规定属一级保护对象，采用集中报警系统。

1.在首层设消防控制中心，负责对楼火灾监测及消防联动控制。

2.消防报警及联动系统采用海湾公司设备。

3.报警回路为二总线制，线路沿耐火桥架经过电井引至各层,各层联动控制线、消防广播线均穿钢管暗敷。

4.探测器部分采用感烟探测器或感温探测器，吸顶安装，手动报警按钮暗装，下皮距地1.5米，按“步行距离不大于30米”的原则设置，消防模块现场定位。

5.按规范设置消防广播系统，并与正常广播结合，火灾时强切至火灾广播。

火灾发生时，按本层以上、下层进行广播。

消防广播扬声器均为3瓦，有吊顶处用嵌入式，无吊顶处壁挂，下皮距地2.5米。

6.设消防电话。

7.凡是消防用电均采用双路供电，末端切换，使用耐火或阻燃电缆，穿钢管暗敷设。

8.设应急照明系统，包括疏散指示灯、出口指示灯和备用照明。

均采用双路电源切换，末端自投或自带蓄电池

9．联动控制：

用手动或自动方式控制所有的消防联动设备，其中消火栓泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机在控制中心设置多线制的直接手动控制。

火灾时按要求启动各类消防设备，执行电梯迫降，并切断非消防负荷电源。

4.2火灾自动报警系统

报警形式（依据文献[9]）：

区域报警系统，适用于二级保护对象；

集中报警系统，适用于一级和二级保护对象；

控制中心报警系统，适用于特级和一级保护对象。

本建筑为一类高层建筑，属一级保护对象，采用集中报警系统。

4.2.1火灾探测器

（１）火灾探测器的设置部位（依据文献[7、8、9]）：

1、敞开或封闭或楼梯间应单独划分探测区域，并每隔2～3层设置一个火灾探测器。

2、前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）和走道应分别单独划分探测区域，特别是前室与电梯竖井、疏散楼梯间及走道相通，发生火灾时的烟气更容易聚集或流过，是人员疏散和消防扑救的必经之地，故应装设火灾探测器。

3、电缆竖井配合竖井的防火分隔要求，每隔2～3层或每层安装一个。

4、电梯机房应装设火灾探测器，其一电梯是重要的垂直交通工具；

其二电梯机房有发生火灾的危险性；

其三电梯竖井存在必要的开孔；

其四在发生火灾时，电梯竖井往往成为火势蔓延的通道，容易威胁电梯机房的设施。

为此，电梯机房设置火灾探测器是必要的，电梯竖井之顶部也宜设置火灾探测器。

5、高级办公室、会议室、陈列室、展览室、商场营业厅，走廊等

（２）火灾探测器的选择要求（依据文献[7、8、9]）：

一般规定：

1．对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所或部位，应选择感烟探测器。

2．对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所或部位，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。

3．对火灾发展迅速、有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所或部位，应选择火焰探测器。

4．对火灾形成特征不可预料的部位或场所，可根据模拟试验的结果选择探测器。

5．对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸汽的场所或部位，应选择可燃气体探测器。

点型火灾探测器的选择：

下列场所宜选择点型感烟探测器

1.饭店、旅馆、教学楼、办公室的厅堂、卧室、办公室等；

2.电子计算机房、通讯机房、电影或电视放映室等；

3.楼梯、走道、电梯机房等；

4.书库、档案库等；

有电气火灾危险的场所。

符合下列条件之一的场所宜选择感温探测器

1.相对湿度经常大于95%；

2.无烟火灾；

3.有大量粉尘；

4.在正常情况下有烟和蒸汽滞留；

5.厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等；

6.吸烟室等；

7.其他不宜安装感烟探测器厅堂和公共场所。

（３）选择结果：

本工程采用二总线制的模拟量智能型火灾报警联动系统。

系统通过编码底座将各类报警设备及联动模块并接于二总线上，报警或故障信号通过二总线输送至报警控制器，并在消防控制室设一台集中报警控制器，在本建筑内，除厕所外，各处均设置探测器，其中电井每层均设一个感烟探测器，楼梯每三层设一个感烟探测器，一层制冷机房、水泵房设感温探测器，其它场所均设置为感烟探测器。

（４）火灾探测器的设置数量和布局

火灾探测器的设置和布局要科学、合理、经济，做到既能有效探测火灾，又可节省火灾探测器的数量。

设置火灾探测器时，应满足下述条件：

　　点型火灾探测器的设置数量和布局

　　1.探测区域内每个房间至少设置一只火灾探测器；

　　2.感烟、感温火灾探测器的保护面积A和保护半径R以及安装间距应规定见下表

3.一个探测区域内所需设置的探测器数量应按下式计算；

N≥S/（K*A），N≥1（取整数）（5.1）

N：

一个探测区域内所有需要设置的探测器数量，单位：

只；

A：

探测器的保护面积（平方米）；

S：

探测区域的面积（平方米）；

K：

修正系数，特级保护对象宜取0.7~0.8,一级保护对象宜取0.8~0.9,二级保护对象宜取0.9~1.0。

表5.1探测器保护范围及半