市人大办公楼电气综合设计Word文档下载推荐.docx
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1.1建筑电气概况
现代建筑电气技术虽然是随着建筑业的发展而形成的，但它具有电气工程的鲜明特征，电气照明技术越来越受到重视，同时因照明能耗日益增大,照明系统的效率也成为电气工程界的热点。
因此大量的新型光源（如节能型气体放电光源，场致发光器等）不断问世，并得到普遍应用。
智能照明控制器,纤照明等技术正广泛地用于公共建筑,与此同时,各类建筑电气设备（火灾自动报警设备,通信设备,广播设备，闭路电视设备,楼宇自动控制设备）不断引进国外先进技术和产品并深入发展，使得智能化，信息化成筑电气发展的一个必然趋势。
随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、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、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。
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规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理
1.2设计原则与依据
本工程概况：
市人大办公楼共七层，地下一层，地上六层，标准层3.3m，六层有一夹层高2.7m，共24.6m，每层建筑面积667.2㎡，总建筑面积为4004.26㎡。
属于二类建筑。
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。
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。
本设计主要完成市人大办公楼的低压配电系统、消防监控系统、火灾自动控制、照明等方面的具体设计，为建筑施工提供图纸依据。
本属于民用建筑电气设计。
民用建筑电气设计采用的技术标准和装备水平，应与工程在国民经济和公共生活中的地位、规模、功能要求及建筑环境设计相适应。
认真考虑设备、材料的供应可能，以及施工安装和维护管理水平。
并积极采取各项节能措施，努力降低电能消耗；
注意节约有色金属，合理选用铜、铝材质的导体，根据地区条件、工程特点、规模和发展规划、正确处理近期和远期发展的关系，做到以近期为主，考虑发展的可能性。
应积极采取经实践证明行之有效的新技术、新理论、努力创造经济效益、社会效益和环境效益。
除应符合以上规范外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。
做到安
全可靠、技术先进、经济合理、维护管理方便，并注意美观。
在供电设计中要了解该建筑的结构、各层的用途,进行电力负荷的计算。
电力负荷是供电设计的依据参数，计算是否准确，对合理选择设备及日后的安全与经济运行，起着决定性的作用。
该办公楼的供电设计，应从最大限度保证其供电可靠性，满足负荷对供电可靠性的要求，配电系统的形式，设备的选择等都要符合电气设计相关规范。
在照明设计中，照明设计与建筑装修，有着非常密切的关系，只有相互配合，才能在功能上、艺术上做出好的设计来，由于该办公楼各层用途基本相同，因此在照明设计中主要采用普通照明。
应充分考虑到光源选择、照度计算、灯具选择、节能等因素。
当然电气化的普及及深入，也会带来电气事故、火灾，所以对市人大办公楼进行消防设计也就必不可少的。
在本设计中贯彻“预防为主、防消结合”的方针，必须遵循国家的有关方针政策，从全局出发，统筹兼顾，采用先进的接地、防火技术，保障安全，方便使用，经济合理。
1.3设计内容
图1.1总体设计框图
本设计主要分成四部分，分别对该办公楼的低压配电系统、照明系统、消防系统的设计进行阐述，并为建筑施工提供电气施工图。
主要工作内容如下：
①绪论
本章主要阐述了该课题的来源、工程状况，介绍了建筑电气国内外的发展状况。
对本设计所涉及的内容分别从社会需要和技术要求上提出了设计要求，并分别列举了本设计所运用的相关规定。
②照明供配电系统设计
该办公楼消防供电、水泵、应急照明等供电属于一级负荷，其他各层照明用电属于二级负荷，由小区配电间引来220/380V电源供电。
该章配电系统设计主要完成了办公楼负荷计算、引进电源电路的配置、低压配电设备的选择及电线电缆的选择。
③照明设计
照明设计的目的是根据具体场合的要求，正确地选择光源和灯具，确定合理的照明形式和布灯方案，在节约能源和建筑资金的条件下，来获得一个良好的学习工作环境。
主要完成灯具、光源的选择、安装，照度的计算；
插座回路的分配、安装；
其中应急照明、疏散照明采用集中蓄电池作备用电源，停电自亮。
。
④消防设计
该章通过消防设备的选择、安装，系统的设置将达到以下目的：
在一层设置消防控制中心；
在地下车库、楼梯间、走道及电梯前室设应急照明、出口指示灯；
按照消防规范需要设置火灾自动报警系统，车库设置感温火灾探测器。
并将探测系统通过消防控制中心与消防联动系统相连，实现消防报警、自动灭火功能。
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
⑤工程图纸绘制
运用电气制图软件CAD完成配电系统图、消防报警系统图、各层干线平面图、照明平面图、消防报警平面图、插座平面图等建筑电气图。
2照明供配电系统设计
2.1配电方式
2.1.1配电系统
照明供电网络主要有三种接线方式，即放射式、树干式和混合式。
①放射式
放射式接线方式中各负荷独立受电，发生故障时互不影响，供电可靠性高。
但放射式接线占用的低压干线较多，有色金属消耗也多，致使投资费用相应增加。
因此放射式一般用于容量大、负荷集中或重要的用电设备。
②树干式
树干式其特点是开关设备及有色金属消耗少，比较经济。
特点是干线故障时，停电范围大，供电可靠性低；
因此，一般很少单用树干式配电，往往采用混合式配电，以减少停电范围。
混合式
③混合式
系统是具有放射式与树干式系统共同特点的。
这种供电方式适用于用电设备多或配电箱多，容量又比较小，分布比较均匀用电设备的场合。
2.1.2设计结果
该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。
考虑到市人大办公楼对供电的需求，且建筑本身只有六层（地下一层），在本次设计中照明系统采用了放射式供电网络。
消防采用混合式配电：
目的是使消防供电有可靠的保障。
2.2负荷等级及供电要求
2.2.1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。
①一级负荷
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。
②二级负荷
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。
③三级负荷：
不属于一级和二级的电力负荷。
2.2.2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[2]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。
本工程为二类建筑，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。
用专线送至用电设备或配电箱；
正常照明用电，均属于二级负荷，有小区配电间引单回路电源供电至总配电箱，通过专线引至各分配电箱。
2.3照明负荷计算
若要使供配电系统在正常情况下可靠地运行，必须正确选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等，这就需要对负荷进行计算。
计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时其产生的最高温升相等，该等效负荷就是计算负荷。
计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。
计算负荷不能定得太大，否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费；
计算负荷也不能定得太小，否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷下运行，增加电能损耗，导致绝缘体过早老化甚至烧毁。
照明负荷计算的目的就是为了选择照明供电系统的变压器、导线和开关设备
同时也是计算电压损失的基础。
照明负荷计算的方法有需要系数法和负荷密度法。
文献[3]中指出：
在初步设计及施工图设计阶段，照明负荷宜采用需要系数法计算。
采用需要系数法进行照明负荷计算时，应首先统计出各分支线路照明设备的总安装容量，然后求出个照明分支的计算负荷，最后再依次求照明干线、低压总干线、进户线的计算负荷。
2.3.1照明负荷计算步骤
①确定照明分支线路的设备容量
1）对于热辐射电源，如白炽灯、卤钨灯和电子镇流器的气体放电光源，照明分支线路上设备总容量为各设备额定功率之和，即：
=
（2-1）
2）有电感镇流器、触发器、变压器等附件的气体放电光源，总设备容量等于灯管的额定功率
与附件功率损耗之和，即：
（2-2）
式中a——镇流器等电器附件的功率损耗系数，见下表
表4.1各种灯具镇流器损耗系数
光源种类
损耗系数
荧光灯
0.2
涂荧光质金属卤化物灯
0.14
高压荧光灯
0.07～0.3
低压钠灯
0.20～0.8
自镇流高压荧光灯
——
高压钠灯
0.120～0.2
金属卤化物灯
0.14～0.22
3）对于民用建筑内的插座，当未明确接入设备时，每组（一个标准75或86系列面板上有两孔和三孔插座各一个）插座按100W计算。
②分支线路的计算负荷
分支线路的计算负荷等于接在线路上照明设备的总容量，即Pc=
③照明干线上的计算负荷Pl
照明负荷一般属于单相用电设备，设计时，首先应考虑尽可能均匀地分接在三相，在实际照明工程中要做到三相负荷平衡时很困难的，这时照明干线计算负荷应按三相负荷中最大一相计算。
即此时干线上计算负荷
Pl=3
×
（2-3）
式中
为
、
中的最大值。
取0.8～0.9。
④进户线、低压总干线的计算负荷Pc
Pc=
（2-4）
2.4导线及电气设备的选择
2.4.1导线型号的选择
①导体材料的选择
从节能角度，为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗，要求减少导体的电流阻抗，则使用铜比铝好。
同时，从节约铜的原则上讲，该办公楼符合使用铜芯线缆的要求。
故本设计中所有导线电缆全部选用铜芯线。
②导线绝缘及护套材料的选择
1）电力电缆
交联聚乙烯、绝缘聚氯乙烯护套的电力电缆：
其制造工艺简单，没有敷设高差的限制。
重量较轻，弯曲性能好，具有内铠装结构，使铠装不易腐蚀。
能耐油和酸碱性的腐蚀，而且还具有不延燃的特性，可适用于有火灾发生的环境。
同时，该电缆还具有不吸水的特性，适用用于潮湿、积水或水中敷设。
2）导线
塑料绝缘导线：
其绝缘性能好，制造工艺简单，价格比较便宜，无论明敷或穿管都可替代橡皮绝缘线。
但其气温适应性较差，低温时易变脆，高温易挥发。
本办公楼位于中原地带，土壤为酸性，气候温暖，温差较大，但空气干燥。
对于户外地下敷设的电力电缆防腐、防酸、防潮要求不太较高，本设计中绝缘聚氯乙烯护套的电力电缆，完全符合敷设环境要求。
而室内敷设的导线选用BV型塑料绝缘导线，克服了其气温适应性较差的缺点，亦符合敷设环境的要求。
具体方法：
由于民用建筑主要由低压供配电线路供电，所以导线截面的选择主要采用发热条件计算法和电压损失计算法。
2.4.2导线截面的选择
电流通过导线时，要产生电能损耗，使导线发热，若绝缘导线和电缆的温度过高时，可使绝缘损坏，甚至引起火灾。
当裸导线的温度过高时，会使其接头处的氧化加剧，增大接触电阻，使之进一步氧化，如此恶性循环，甚至可发展到断线。
因此文献[4]规定了不同材料和绝缘导线的允许载流量。
在这个允许载流量范围内运行，导线的升温不会超过允许值。
选择导线截面使通过相线的电流
不超过导线正常运行时的允许载流量
，即
（2-5）
按允许载流量法选择导线截面时需注意以下几点：
①允许载流量与环境温度有关。
若实际环境温度与规定的环境温度不一致时，允许载流量乘上温度修正系数
以求出实际的允许载流量。
（2-6）
式中，
；
且
为导线额定负荷时的最高允许温度（YJV型交联聚乙烯、绝缘聚氯乙烯护套的电力电缆
BV型塑料绝缘导线
）；
为导线允许载流量所采用的环境温度（
为导线敷设地点的实际的环境温度（本设计中取
）。
则：
②电缆多根并列时，起散热条件较单根敷设时差。
故允许载流量降低，要用电缆并列校正系数
进行校正。
（两根
三根
四根
五根
）
③电缆在土壤中敷设时，因土壤热阻系数不同，散热条件也不同，其允许载流量也应乘上土壤热阻系数
校正。
2.4.3电气设备的选择
供配电系统中的电气设备是在一定的电压、电流、频率和工作环境条件下工作的，电气设备的选择除了应满足在正常工作时能安全可靠运行之外，还应满足在短路故障时不至损坏的条件，开关电气还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置、环境温度、海拔高度，以及防尘、防火、防爆、防腐等环境条件。
根据文献[5]电气设备选择应遵循以下3个基本原则：
1）按工作环境及正常工作条件选择电气设备
2）根据电气设备所处的位置（户内或户外）、使用环境或工作条件选择电气设备型号。
3）按工作电压选择电气设备的额定电压。
①配电箱的选择
1）配电箱是接受和分配电能的装置，用它来直接控制对用电设备的配电。
各种配电箱内一般装有刀闸开关、断路器、熔断器、电度表等。
配电箱的种类很多，根据用途可分为电力配电箱、照明配电箱、计量箱、控制箱；
按照结构不同可分为板式、箱式和柜式配电箱；
根据安装形式不同可分为明装（挂在墙上）、暗装（嵌入墙内）和落地式（一般称配电柜）；
配电箱还可分为户外式和户内式，在民用建筑中大量使用的是户内式。
2）选择配电箱应考虑以下几方面：
a根据负荷性质和用途，确定是照明配电箱、还是电力配电箱、或计量箱、插座箱等；
b根据负荷电流大小、电压等级，以及控制对象保护要求，确定配电箱内主回路和各支路的开关电器、保护电器的容量和电压等级；
c应根据使用环境和使用场合的要求，选择配电箱的结构形式，包括选用明装式还是暗装式，以及外观颜色、防潮、防火等要
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