办公室楼宇自动化电气自动化专业论文

毕业设计（论文）题 目： 山东省某公司办公楼电气设计 学习中心： 年级专业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 导师单位： 远 程 与 继 续 教 育 学 院论文完成时间： 2012 年 11 月 21 日I摘 要本设计主要是进行山东省某公司办公楼电气设计，设计的主要内容包括照明系统设计、低压配电系统设计、防雷接地系统设计三个部分。照明系统主要包括照明方式和照明种类的选择，照明光源和灯具的选择，各场所照度计算和灯具数量的确定；低压配电系统设计包括插座回路确定、供电方式的确定、导线或电缆的选择、变压器台数和容量的选择、各出线柜的选择以及各低压开关设备的选择；防雷接地系统包括防雷等级确定、各种防雷措施以及等电位联结保护措施。关键词：照明系统；低压配电系统；防雷接地II目 录摘 要 .I第 1 章 前 言 .1第 2 章 照明系统设计 .22.1 光源和灯具的选择 .22.2 照度计算 .32.2.1 照度计算方法 .32.2.2 各场所照度计算 .52.3 照明供配电系统方案 .112.3.1 照明负荷等级 .112.3.2 照明供电方式 .112.3.3 照明供电接地形式 .112.4 照明负荷计算 .122.4.1 照明负荷计算方法 .122.4.2 导线选择及校验 .202.4.3 电压损失计算 .202.5 应急照明 .222.5.1 应急照明电源选择 .222.5.2 应急照明的设计 .23第 3 章 低压配电系统 .243.1 低压配电系统方案 .243.1.1 负荷等级确定 .243.1.2 供电方式 .243.2 动力负荷计算 .243.3 保护电器的选择 .263.3.1 低压断路器的选择 .263.3.2 热继电器的选择 .273.4 低压配电系统设计 .273.4.1 变压器选择 .273.4.2 变压器无功补偿 .283.4.3 低压配电负荷分配 .293.4.4 低压配电系统各设备选择 .303.5 导线电缆选择 .31第 4 章 防雷与接地 .344.1 建筑物防雷分类 .344.2 建筑物的防雷措施 .354.3 建筑物等电位保护措施 .354.4 防雷接地设计 .36第 5 章 结 论 .37参考文献 .381第 1 章 前 言建筑电气设计包括强电设计和弱电设计，其中强电设计又包括：照明系统设计、低压及动力配电设计、防雷接地系统设计等；弱电设计包括：火灾报警及消防联动系统设计、安防系统设计、楼控系统设计、电视电缆系统设计、综合布线系统设计等。旨在提高建筑物的安全性、舒适性。为人类的工作、生活和学习创造良好的环境。随着现代科技的发展，人们生活水平的提高，现代高质量的生活对于建筑物的要求也越来越高，建筑物向着智能化方向发展，所以建筑电气在实现建筑物智能化过程中起着举足轻重的作用。无论是强电还是弱电系统，其设计标准为安全、可靠、经济、便利。对于照明系统设计来说，照明电气设计通常是在光照设计的基础上进行的，其主要任务是保证电光源和灯具能正常、安全、可靠而经济的工作。照明系统设计包括照明负荷的分级及供电要求、供电电压及供电网络的选择，线路的计算保护、及低压设备的选择。所有的设计环节在安全性的前提下，应该做到节能、实现绿色照明。防雷接地系统是保护建筑物安全中必不可少的一部分，旨在保护建筑物防止雷击和雷电波入侵。不同地区不同类型建筑物其防雷等级各不相同。一定以建筑物防雷设计规范为依据，进行防雷措施的选择。此外，在建筑物安全方面还包括等电位联结，即将进出建筑物的金属管道等连接到防雷装置上。对于弱电系统，以安防系统为例，旨在防止建筑物遭受外来人员的恶意破坏，为意外事故的调查提供依据。利用其监控功能，防止或避免恶意事件的发生。安防系统还包括门禁系统、停车管理系统，是为人们日常出行提供方便。今后，建筑电气将继续向着智能化方向发展。它将借助网络的强大功能进行深化、完善。实现建筑物的绿色和节能。为人类提供舒适、便利的生活环境。2第 2 章 照明系统设计2.1 光源和灯具的选择照明电光源士照明灯具的核心部分，光源的种类不同，其主要性能也不相同。选择的光源应符合国家相关标准的有关规定，通常电光源可分为固体发光光源和气体放电光源两大类。固体发光光源主要包括白炽灯、卤钨灯、场致发光灯、半导体灯；气体放电光源包括荧光灯、低压钠灯、高压钠灯、高压汞灯和金属卤钨灯等。选择光源时候应在满足显色性、启动时间等要求条件下，根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格再进行综合技术经济分析比较后确定，按照文献1GB50034-2004第 3.2.3 规定高度较低的房间（如办公室）采用细管径直管型荧光灯，应急照明应选择能快速点燃的光源，一般情况下室内外照明不能采用普通照明白炽灯。本设计照明光源均采用飞利浦系列产品，其中车库、研发室、休息室、展厅等场所采用三基色直管荧光灯，走廊、公共卫生间、楼梯间、电梯厅、强电室、弱电室等场所采用三基色环形荧光灯，大堂上空采用一体化节能灯。其中各种光源的具体参数见表2.1、2.2、2.3：表 2.1 三基色直管荧光灯型 号 功 率 光通量 色 温 显 色 指 数灯 头型 号平 均寿 命直径（mm）全长（mm）TLD/827 36 3350 2700 85 G13 15000 26 1213.6表 2.2 三基色环管形荧光灯型 号 功 率 光通量 色 温 显 色指 数灯 头型 号平 均寿 命平 均亮 度直径（mm）TLE/840 22 1350 4000 85 G10Q 12000 0.85 157表 2.3 一体化电子节能灯型号 外形 功率（W）光通量(lm)色温(k)显色指数（Ra）灯 头型 号平均寿命(h)直径(mm)全长(mm)CDL 2U 14 760 6500 78 E27 6000 44 172综上，各层研发室、消防控制室、计算机房等场所灯具采用宽配光下方敞口的双管荧光灯具，吸顶安装，效率为 80%，维护系数为 0.8；走廊、楼梯间、电梯厅等灯具采用吸3顶的圆形灯具，效率为 80%，维护系数为 0.8，吸顶安装；厕所、卫生间等采用球形防水防尘灯具，吸顶安装；二层大堂上空采用嵌入式筒灯，嵌入安装。2.2 照度计算2.2.1 照度计算方法照度计算是照明工程设计过程中必不可少的重要环节，照度计算的任务是根据照度标准的要求，及其他已知条件（如灯具形式及布置、室内环境条件等） ，来确定灯具的数量和光源的功率，或是在灯具形式及布置位置等都已经确定的情况下，计算已知照明系统在被照面上产生的照度，用以校验被照面上的照度是否达到设计标准的要求。照明工程中最基本的照度计算主要有点照度计算和平均照度计算。其中平均照度计算通常采用利用系数法。并用功率密度法校验。各场所功率密度值如下表 2.4 办公建筑照明功率密度值及照度标准值照明功率密度值房间或场所现行值 目标值对应照度值（lx）变配电室 8 7 200值班室 11 9 300水泵房 5 4 100车库 5 4 75休息室 7 6 100门厅 7 6 100消防控制室 18 15 500研发室 11 9 300走廊 5 4 50学术交流厅 11 9 300接待室 11 9 300在照明设计工程中，通常采用功率密度法计算各场所所需灯具数量。由表 2.1 查的各个照明场所照明功率密度值，如普通办公室功率密度值,由公式APLD（2.1）4式中 ；PN*LPD照明功率密度值，W/；房间或场所达到规定的照度标准值时所需光源的总输入功率，W ；N光源数量；P每个光源的输入功率（包括灯具中光源的总额定功率和光源配套镇流器或变压器的总功耗），W ；A房间或场所的面积，。功率密度法计算光源数：PALDN*（2.2）利用系数可以在已知房间特性和灯具数量的情况下，计算工作面上的平均照度，其计算公式为：ANUKEav（2.3）（2.4） Error! No bookmark name given.式中 Eav工作面上的平均照度，lx;每个灯具中光源的总光通量，lm;N光源数量；U利用系数，利用各灯具利用系数表查询确定；A工作面面积，；K维护系数(见表 2.5)表 2.5 维护系数环境污染特征房间或场所举例 灯具最少擦拭次数（次/年） 维护系数值室内 清洁 卧室、办公室、教室 2 0.805一般 商店、营业厅候车室、体育馆2 0.70污染严重厨房锻工车间3 0.60室外 站台、雨蓬 2 0.652.2.2 各场所照度计算（1） Error! No bookmark name given.休息室照度计算：已知条件：L=14.45m W=3.70m A=53.46 LPD=7 P=36+36*15%=42w 由公式2.2 得，= =8.91 取灯具数量为 8 盏。 PALDN*426.537利用系数法校验：已知：地板空间高度 hfc =0m,顶棚空间高度 hcc=0. 5m,室空间高度 hrc=3.38-0.5=2.88m,室空间系数=5*2.88*(14.45+3.7)/14.45*3.7=4.89LWRC)rc(5由电气照明技术附录 1-2 查的：RCR=4 时，U=0.61 ; RCR=5 时，U=0.55 ;则当RCR=4.89 时，U=0.557，由公式 2.3 得 Eav=223.22lx。按照文献1GB50034-2004 第 4.1.7 规定 在一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较可有-10%+10%的偏差，校验合格。（2）第四层 Error! No bookmark name given.研发室光源数量计算：已知条件：L=10.53m W=6.18m A=65.078 LPD=11 P=36+36*15%=42w 由公式 2-2 得，= =17.04 取灯具数量为 16 盏。 PALDN*42078.651利用系数法校验：已知：地板空间高度 hfc =0m,顶棚空间高度 hcc=0.5m,室空间高度 hrc=3.38-0.5=2.88m,室空间系数=5*2.88*(10.53+6.18)/10.53*6.18=3.659LWRC)rc(5由直线内插法得： RCR=3.659 时，U=0.485 ;由公式 2-3 得 Eav=319.27lx。符合建筑照6明设计标准GB50034-2004 第 4.1.7 规定，校验合格。（3） Error! No bookmark name given.消防控制室光源数量计算：已知条件：L=8.76m W=4.38m A=38.37 LPD=18 P=36+36*12%=42w 由公式2-2 得，= =16.44 取灯具数量为 16 盏。PALDN*4237.81利用系数法校验：已知：地板空间高度 hfc =0m,顶棚空间高度 hcc=0. 5m,室空间高度 hrc=3.38-0.5=2.88m,室空间系数=5*2.88*(8.76+4.38)/8.76*4.38=4.93LWRC)rc(5由电气照明技术附录 1-2 查的：RCR=4 时，U=0.61; RCR=5 时，U=0.55 ;则当RCR=4.93 时，U=0.5542，由公式 2.3 得 Eav=541.92lx。符合建筑照明设计标准GB50034-2004 第 4.1.7 规定，校验合格。（4） Error! No bookmark name given.接待室光源数量计算：已知条件：L=10.68m W=8.76m A=93.56 LPD=11 P=36+36*12%=42w 由公式 2.2 得，= =24.5 取灯具数量为 16 盏。PALDN*4256.931利用系数法校验：已知：地板空间高度 hfc =0m,顶棚空间高度 hcc=0. 5m,室空间高度 hrc=4.2-0.5=3.7m,室空间系数=5*3.7*(10.68+8.76)/8.76*10.68=3.84LWRC)rc(5由文献6附录 1-2 查的：RCR=4 时，U=0.46; RCR=3 时，U=0.53 ;则当 RCR=3.84 时，U=0.471，由公式 2.3 得 Eav=323.93lx。符合文献1GB50034-2004 第 4.1.7 规定，校验合格。按上述方法各层照度统计：表 2.6 地下一层照度统计房间名称 房间面积（） 灯具数量（套） 灯具规格 安装方式变配电室 85.11 8 PAK-A04-236-AD 吸顶值班室 21.57 2 PAK-A04-236-AD 吸顶水泵房 75.80 4 PAK-A04-236-AD 吸顶车库 2324.06 94 PAK-A04-236-AD 吸顶7强电室 3.33 1 PAK-D07-140C 吸顶弱电室 4.07 1 PAK-D07-140C 吸顶楼梯间 20.26 2 PAK-D07-140C 吸顶电梯厅 33.36 2 PAK-D07-140C 吸顶车库 2324.06 12（应急用） PAK-A04-236-AD 吸顶表 2.7 一层照度统计房间名称 房间面积（） 灯具数量（套） 灯具规格 安装方式休息室 53.12 4 PAK-A04-236-AD 吸顶研发室 62.11 7 PAK-A04-236-AD 吸顶消防控制室 38.37 8 PAK-A04-236-A