学士学位论文某小区住宅楼的电气设计.docx
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学士学位论文某小区住宅楼的电气设计
某小区住宅楼的电气设计
摘要
随着我国经济水平的快速增长，住宅建筑朝着多样化、高层化、集群化方面不断发展，一栋建成的住宅往往需要完整的住宅电气设计。
需要强调的是，现代住宅电气设计，在思想、技术、产品选择等方面，与传统大相径庭。
本设计主要阐述了某小区五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果。
主要包括强电设计和弱电设计，强电设计包括：
照明系统设计、插座系统设计、低压配电系统设计、防雷与接地设计。
弱电设计包括：
有线电视设计、电话设计及计算机网络设计。
该小区电气设计作为毕业设计，目的是通过切身实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为即将面临的工作奠定坚实的基础。
关键词：
电气设计照明配电防雷电视
Abstract
WiththerapidgrowthofChina'seconomiclevel,residentialbuildingtowarddiversification,high-level,clustercontinuousdevelopmentaspects,ahousebuiltoftenrequiresacompleteresidentialelectricaldesign.Itshouldbestressedthatmodernresidentialelectricaldesign,ideas,techniques,productselection,etc.,withverydifferenttraditions.
Thisdesigndescribesafive-storyresidentialbuildingresidentialelectricaldesignofthesystemdesignbasis,principlesandmethodsanddesignselection.Includingstrongelectricaldesignandweakdesign,strongelectricaldesignincludes:
lightingsystemdesign,socketsystemdesign,designoflowvoltagedistributionsystems,lightningprotectionandgrounding.Weakdesigninclude:
CableTVdesign,phonedesignandcomputernetworkdesign.
Thecellelectricaldesignasagraduationproject,thepurposeisthroughpersonalpractice,theintegrateduseoftheknowledge,theorywithpractice,exerciseindependentanalysisandproblemsolvingskillsbuildingelectricaldesignfortheupcomingfacinglayasolidfoundation.
Keywords:
electricaldesignlightingdistributionLightningTV
1引言
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。
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。
随着我国经济水平的快速增长，住宅建筑朝着多样化、高层化、集群化方面不断发展，一栋建成的住宅往往需要完整的住宅电气设计。
需要强调的是，现代住宅电气设计，在思想、技术、产品选择等方面，与传统大相径庭。
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：
五层住宅楼，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、器件除考虑产品容量、质量、安全性、便于维护和管理等因素外，还为日后用电水平的增长，留有裕量。
有条件时，选用节电智能型产品。
1.3设计内容
本设计主要阐述了某小区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。
主要包括强电部分设计、弱电部分设计
（1）强电部分主要内容包括：
照明系统设计、插座系统设计、低压配电系统设计、防雷与接地系统设计。
（2）弱电部分主要内容包括：
有线电视系统设计、电话系统设计、计算机网络系统设计。
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。
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。
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。
有线电视系统设计：
本系统与有线电视网联网，通过同轴电缆将电视信号传输并分配给各个电视机用户。
2照明系统设计
2.1照明系统的概述
2.1.1照明系统的发展现状
在照明上不再是60-70年代住宅2W/㎡，办公室4W/㎡，而是各类建筑物的照度在适应国情下尽可能与国际接轨，如体育馆的拳击厅照度为1000-2000lx，乒乓球台面照度为500-1000lx；住宅也按不同用途，照度自20-300lx变化；一般办公室的照度为100-200lx；绘图、设计、打字室工作面照度为300-500lx等。
在同一栋建筑物中，照明的种类也增多了，有一般的工作照明、局部工作照明、备用照明、安全照明、疏散指示照明、值班照明、障碍照明、节日照明等。
不同的照明类别，其供电要求也不同，控制方式也各异。
如备用照明应有二路电源；安全照明、疏散指示照明、障碍照明不仅应有二路电源，而且还应在末级配电设备上设置备电自投装置。
大面积的工作照明，要求集中控制或按工作时间自动开启及关闭。
为节约电能，外围有自然采光部分的灯具，还应设置按照明度标准自动调光的装置；疏散指示照明在火警时消防控制室可按需要进行控制；障碍照明应按日照照度进行自动控制等。
由此可见，照明在照度、照明质量、照明方式、灯具外型、供电要求及控制上，都有不同程度的发展和更高的要求。
2.1.2照明计量单位
当前各种量都逐步实现采用国际单位制，简称SI。
光学计量基本单位为光强I（坎德拉cd），导出单位有光通Φ（流明lm）﹑照度E（勒克斯lx）﹑出射度M（流明/米²lm/m²）、亮度L（坎德拉/米²cd/m²）等[1]。
2.2照度方式和种类
2.2.1照明方式
（1）一般照明
为使整个照明场地获得均匀明亮的水平照度，使用照明器在整个照明场所基本均匀布置的照明方式。
（2）分区一般照明
根据需要提高特定区域照度的一般照明称为分区一般照明。
根据工作面布置的实际情况，将照明器集中或分区集中均匀地布置在工作区上方，使室内不同被照面上产生不同的照度，可以有效地节约能源。
（3）局部照明
以满足照明范围内某些部位的特殊需要而设置的照明称为局部照明。
它仅限于照亮一个有限的工作区，通常采用从最适宜的方向装设台灯、射灯或反射型灯泡。
起优点是灵活、方便、节电，能有效地突出重点。
（4）混合照明
有一般照明和局部照明共同组成的照明称为混合照明。
其实质是在一般照明的基础上，在另外需要提供特殊照明的局部，采用局部照明。
2.2.2照明种类
（1）正常照明
为满足正常工作而设置的室内外照明称为正常照明。
它起着满足人们基本视觉要求的功能，是照明设计中的主要照明。
它一般可单独使用，也可与应急照明和值班照明同时使用，但控制线路必须分开。
（2）应急照明
在正常照明因事故熄灭后，供事故情况下继续工作、人员安全或顺利疏散的照明称为应急照明。
它包括备用照明、安全照明、和疏散照明三种。
应急照明的设置原则，从安全角度考虑，应在较多的建筑内设置应急照明，而从经济的观点出发，只能在一些最需要的建筑内设置。
（3）值班照明
在非工作时间供值班人员观察用的照明称为值班照明。
可利用正常照明中能单独控制的一部分或应急照明的一部分或全部作为值班照明。
2.3照度计算
照度计算方法有利用系数法、单位容量法和逐点法等3种。
下面我注重介绍前面两种方法。
2.3.1利用系数法
此法适用于灯具均匀布置的一般照明以及利用墙和天棚作为光线反射面的场合。
当选用反射式、半反射式或漫射式等主要利用反射光通的照明灯具时，必须采用此法计算在工作面上的平均照度E系由光源光通的直射分量以及经房间多次反射的分射分量所造成的。
投射在工作面上的这两个光通之和ΣF与照明灯具在受照房间内所发出的总光通NF之比称为利用系数。
即
ΣF/NF[2]2-1
式中F——每一个照明灯具所发出的光通量，流明。
照明装置的利用系数与下列因素有关：
（1）照明灯具的效率及光强分布的情况；
（2）墙壁、天棚和地板的反射系数Pq、Pt和Pd；
（3）室形指数。
对于方形的房间，室形指数i按下式确定：
i=A·B/h（A＋B）2-2
式中AB——房间的长度和宽度，米；
h——照明灯具的计算高度，米。
利用系数法的基本公式为
F=EminKZS/N流明2-3
Emin=FN/KZS勒克斯2-4
式中F－每一个灯泡的光通量，流明；
Emin－最小照度
K－减光补偿系数
S－房间面积
N－灯具数量
Z－最小照度
－光通利用系数
2.3.2单位容量法
单位容量法的基本公式：
W=P/A[2]2-5
W—在最低照度下每单位面积的安装功率（W）
P—房间内全部灯泡（管）的总安装功率（W）
A—房间的面积（㎡）
根据已知的面积和所选的灯具形式、最小照度E、计算高度h，从表2-1到表2-3查得每单位面积的安装容量W，从上式算出全部灯泡的总安装功率P。
然后除以灯具的功率，再考虑到室形及对灯具布置的要求即可得灯具数量。
表2-1住宅建筑照明的标准值[3]
类别
参考平面
及其高度
照度标准值（lx）
低
中
高
起居室
卧室
一般活动区
0.75m水平面
20
30
50
书写、阅读
0.75m水平面
150
200
300
窗头阅读
0.75m水平面
75
100
150
精细作业
0.75m水平面
200
300
500
餐厅或方厅、厨房
0.75m水平面
20
30
50
卫生间
0.75m水平面
10
15
20
楼梯间
地面
5
10
15
表2-2荧光灯单位面积安装功率[4]
计算高度
（m）
房间面积
（㎡）
荧光灯照度（lx）
30
50
75
100
150
200
2～3
10～15
15～25
25～50
50～150
150～300
300以上
3.2
2.7
2.4
2.1
1.9
1.8
5.2
4.5
3.9
3.4
3.2
3.0
7.8
6.7
5.8
5.1
4.7
4.5
10.4
8.9
7.7
6.8
6.3
5.9
15.6
13.4
11.6
10.2
9.4
8.9
21
18
15.4
13.6
12.5
11.8
3～4
10～15
15～20
20～30
30～50
50～120
120～300
300以上
4.5
3.3
3.2
2.7
2.4
2.1
1.9
7.5
6.2
5.3
4.5
3.9
3.4
3.2
11.3
9.3
8.0
6.8
5.8
5.1
4.8
15
12.4
10.6
9
7.7
6.8
6.3
23
19
15.9
13.6
11.6
10.2
9.5
30
25
21.2
18.1
15.4
13.5
12.6
表2-3白炽灯单位面积安装功率[5]
计算高度
（m）
房间面积
（㎡）
白炽灯照度（lx）
5
10
15
20
30
40
2～3
10～15
15～25
25～50
50～150
150～300
300以上
4.9
4.1
3.6
2.9
2.4
2.2
8.8
7.5
6.4
5.14
4.3
3.9
11.6
10.1
8.8
7.0
5.7
5.2
15.2
12.9
10.7
8.8
6.9
6.2
20.9
17.7
14.8
11.8
9.9
8.9
27.6
23.1
19.3
15.7
12.9
11.5
3～4
10～15
15～20
20～30
30～50
50～120
120～300
300以上
6.2
5.1
4.3
3.7
3.0
2.3
2.0
10.4
8.7
7.9
6.2
5.3
4.1
3.5
13.8
11.2
9.9
8.8
7.2
5.7
4.7
17.1
14.3
12.5
10.7
9.0
7.3
5.9
24.7
21.4
18.4
15.2
12.4
9.7
8.5
30.9
26.9
23.5
19.5
16.2
12.8
10.8
2.4该住宅的电气照明设计
2.4.1电气照明设计的基本原则[6]
（1）本设计照度标准选用国家民用建筑照明标准为基准，并参照有关国外照明标准进行设计。
（2）照明电源，根据国家节能要求特殊装修要求外，均选用高效，低耗的节能型日光灯和节能白炽灯为主。
2.4.2电气照明设计计算
本设计采用单位容量法
对本次的小区住宅共有A、B、C三个户型来说明设计。
（1）A户型的照度计算
表2-4A户型详情
居室
长（m）
宽（m）
面积（㎡）
标准层
卧室
5.7
3.9
22.23
客厅
5.1
3.9
19.89
卫生间
1.8
1.5
2.7
厨房
3.6
1.8
6.48
卧室：
房间面积A=22.23㎡，取照度E=50lx，
选用简式荧光灯（40W），查表2-2得单位容量W=4.5W/㎡
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=4.5×22.23=100W
所以在卧室中央位置设置两盏40W简式荧光灯，ΣP=2×40=80W
客厅：
房间面积A=19.89㎡，取照度E=30lx，
选用简式荧光灯（40W），查表2-2得单位容量W=2.7W/㎡
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=2.7×19.89=53.7W，
所以在客厅中央位置设置两盏40W简式荧光灯，ΣP=80W
卫生间：
房间面积A=2.7㎡，取照度E=15lx，
选用防水防尘吸顶灯（40W），查表2-3得单位容量W=11.6W/㎡
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=11.6×2.7=31.3W
所以在卫生间中央设置一盏40W的防水防尘吸顶灯。
厨房：
房间面积A=6.48㎡，取照度E=20lx，
选用防水防尘吸顶灯（40W），查表2-3得单位容量W=15.2W/㎡
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=15.2×6.48=98.5W
所以在厨房中央设置三盏40W防水防尘吸顶灯，ΣP=3×40=120W
（2）B户型的照度计算
表2-5B户型详情
居室
长（m）
宽（m）
面积（㎡）
卧室
5.1
3.9
19.89
客厅
3.6
3.4
12.24
卫生间
1.8
1.5
2.7
厨房
2.4
1.8
4.32
卧室：
房间面积A=19.89㎡，取照度E=50lx，
选用简式荧光灯（40W），查表2-2得单位容量W=4.5W/㎡
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=4.5×19.89=89.5W
所以在主卧室中央位置设置两盏40W简式荧光灯一盏，ΣP=2×40=80W
客厅：
房间面积A=12.24㎡，取照度E=30lx，
选用简式荧光灯（40W），查表2-2得单位容量W=3.2W/㎡
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=3.2×12.24=39.2W
所以在客厅中央位置设置一盏40W简式荧光灯。
卫生间：
房间面积A=2.7㎡，取照度E=15lx，
选用防水防尘吸顶灯（40W），查表2-3得单位容量W=11.6W/㎡
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=11.6×2.7=31.3W
所以在主卧室卫生间中央设置一盏40W的防水防尘吸顶灯。
厨房：
房间面积A=4.32㎡，取照度E=20lx，
选用防水防尘吸顶灯（40W），查表2-3得单位容量W=15.2W/㎡
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=15.2×4.32=65.7W
所以在厨房中央设置两盏40W防水防尘吸顶灯，ΣP=2×40=80W
（3）C户型的照度计算
表2-5C户型详情
居室
长（m）
宽（m）
面积（㎡）
卧室
5.6
3.3
18.48
卫生间
1.8
1.6
2.88
厨房
2
1.8
3.6
卧室：
房间面积A=18.48㎡，取照度E=50lx，
选用简式荧光灯（40W），查表2-3得单位容量W=4.5W/㎡
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=4.5×18.48=83.2W
所以在主卧室中央位置设置两盏40W简式荧光灯一盏，ΣP=2×40=80W
卫生间：
房间面积A=2.88㎡，取照度E=15lx，
选用防水防尘吸顶灯（40W），查表2-3得单位容量W=11.6W/㎡
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=11.6×2.88=33.4W
所以在主卧室卫生间中央设置一盏40W的防水防尘吸顶灯。
厨房：
房间面积A=3.6㎡，取照度E=20lx，
选用防水防尘吸顶灯（40W），查表2-3得单位容量W=15.2W/㎡
根据W=P/A得，房间内的总安装功率P=W×A=15.2×3.6=54.7W
所以在厨房中央设置两盏40W防水防尘吸顶灯，ΣP=2×40=80W
非住宅部分的照度计算也按上述方法来做。
3插座系统
3.1插座系统概述
插座这个小小的电气装置元件，往往容易被人忽视，但在现代住宅中却随处可见，不管是在客厅、卧室、书房，还是在厨房、餐厅、卫生间，人们都要使用它，甚至阳台都忘不了装一个插座，以备它用。
现代生活水平不断的提高，人们对住宅电气装置的要求也越来越高，人们不再满足于照明、风扇、洗衣机、电冰箱、彩电等电气设备带来的方便，而更加热衷追求音响、空调、大屏幕彩电、电脑、电话带来的享受。
随着当今知识经济、信息时代的到来，可视电话、电子购物、家庭办公等智能化住宅建筑将不断涌现。
这些电能、信息的传递除通过电线、电缆外，还必须通过插座这个小小电气装置元件输送给用电设备或信息终端。
可见，插座的种类和数量在现代住宅中呈日益增长的趋势。
所以，现代住宅中插座的选型、布置位置、数量和安装高度都直接关系到住户今后的使用效果，是现代住宅电气设计中十分重要的内容。
现代住宅是由客厅、卧室、书房、厨房、餐厅、洗涤间、卫生间、阳台等组成的。
住户的家用电器众多，而且又在不断地增加，好像根本无处着手。
其实不然，我认为：
只要明确住宅中各个房间主要会有哪些家用电器，然后根据建筑平面图，考虑住户一般会怎样去布置。
按照这种思路去思考，目的性就很强。
3.2插座的种类
（1）电源插座
电源插座根据安装形式可以分为墙壁插座、地面插座两种类别[7]。
墙壁开关可分为三孔、四孔、五孔、组合孔插座等，一般来讲住宅的每个主要墙面至少各有一个5孔插座，电器设置集中的地方应该至少安装两个5孔插座，如：
电视机摆放位置。
如果要使用空调或其它大功率电器，一定要使用带开关的16A插座。
地面插座可分为开启式、跳起式、螺旋式等类型。
另外，在儿童房安装电源插座时，一定要选择带有保护门的插座，这种插座孔内有绝缘片，可防止儿童触电；在卫生间和厨房因为经常用水，一定要选择防水防溅的插座，防止因溅水而发生用电事故。
此外，为适应会议室、酒店、机场等公共场合的需要，还有一类地面插座，不用的时候可以隐藏在地面以下，使用的时候可以翻开来，既方便又美观。
（2）功能插座
功能插座在家庭使用时一般也是安装于墙壁上的。
功能插座根据连接的不同的家用设备可以分音响、电话、电视以及网络插座。
这些插座在选择时因为其后端有接插模块，为保证长期使用最好要选择专业的电气插座生产厂家的产品。
3.3该住宅的插座系统设计
该小区住宅部分的具体设计：
1）A户型
（1）卧室：
十孔插座一个，安装高度1.4m；壁挂式空调用五孔插座一个，安装高度2.2m。
（2）客厅：
十孔插座两个，安装高度1.4m；壁挂式空调用五孔插座一个，安装高度2.2m。
（3）厨房：
十孔插座两个，安装高度1.4m；带防溅面盖的排气扇用五孔插座一个，安装高度2.2m。
（4）卫生间：
带防溅面盖的排气扇用五孔插座一个，安装高度2.2m。
2）B户型
（1）卧室：
十孔插座一个，安装高度1.4m；壁挂式空调用五孔插座一个，安装高度2.2m。
（2）客厅：
十孔插座一个，安装高度1.4m；壁挂式空调用五孔插座一个，安装高度2.2m。
（3）厨房：
十孔插座两个，安装高度1.4m；带防溅面盖的排气扇用五孔插座一个，安装高度2.2m。
（4）卫生间：
带防溅面盖的排气扇用五孔插座一个，安装高度2.2m。
3）C户型
（1）卧室：
十孔插座一个，安装高度1.4m；壁挂式空调用五孔插座一个，安装高度2.2m。
（2）厨房：
十孔插座两个，安装高度1.4m；排气扇用带防溅面盖的五孔插座一个，安装高度2.2m。
（3）卫生间：
带防溅面盖的排气扇用五孔插座一个，安装高度2.2m。
非住宅部分的具体设计：
（1）办公室：
十孔插座两个，安装高度1.4m；壁挂式空调用五孔插座一个，安装高度2.2m。
（2）食堂：
十孔插座三个，安装高度1.4m；壁挂式空调用五孔插座一个，安装高度2.2m。
（3）大会议室：
十孔插座四个，安装高度1.4m；壁挂式空调用五孔插座两个，安装高度2.2m。
（4）小会议室：
十孔插座两个，安
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