金都丽苑4号别墅电气设计 毕业设计论文.docx

摘要别墅是不同于其它建筑的建筑物,一栋好的别墅应该有与其建筑造型相适应的电气设计,才能够表达建筑设计者的完整构思,才能显示出建筑的完美.良好的电气设计也是一门艺术.本建筑为金都丽苑四号别墅,属于单元独栋住宅,共两类户型，分别为e3b型和e3bm型。两种户型除位置不一样外，其它方面完全相同。总建筑面积都为266.9平方米，总高都是8.7米,分两层，结构形式为砖混结构。建筑防火等级分类为三类。电气设计包括强电设计和弱电设计,详细介绍了各电气系统的设计依据,设计原则,设计方法。强电部分包括：电力配电系统设计；照明配电系统设计；防雷及接地系统设计；弱电部分包括：有线电视系统设计；电话设计；可视保安对讲系统设计。本次设计共完成图纸14幅：一,二层开关插,座平面图；一,二层照明平面图；首层接地图；二层防雷图；设计说明,图例,配管表图；照明配电系统图；弱电系统图。关键词：照明；配电；有线电视；防雷；电abstractvilla is different from other architectural structures, a good villa should match the electrical design of architectural modeling，then to express a complete idea of the architecture designers, shows the construction of perfect。a good electrical design is also an art.this building is jindu liyuan villa 4, it belonging to the unit single-family homes, a total of two kinds of family, respectively family e3b and family e3bm. two kinds of model in addition to the location is not the same, other aspects are exactly the same。a total construction area of 266.9 square meters，and it is high of 8.7 meters. two layers of floor, structure is the brick structure。the building fire rating is three kinds. electrical design including the design of high voltage and weak current design,in detail introduced the electrical system design basis, design principles, design methods.high voltage part includes: electrical power distribution system design; lighting distribution system design; lightning protection and grounding system design.weak current part includes: cable tv system design；the telephone system design；visual intercom security system design。this design in total completed the design drawings 14 pictures.one layer and two layers switch,socket floor plan. one layer and two layers lighting plan;one layer grounding plan,the roof,lighting protection plan; sesign specification,legend, piping table figure,lighting distribution system diagram；weak current system diagram.keywords：lighting；power distribution；cable tv；lightning protection；the phone2目录第一章绪论11.1 工程概况11.2 设计依据11.3 设计内容1第二章照明系统设计22.1 照明设计一般规定22.2 照明方式与种类22.2.1 照明方式22.2.2 照明种类32.3照明光源与灯具32.3.1 室内照明光源的确定32.3.2 照明灯具的选择42.4 照度水平42.5 照度计算方法52.5.1 利用系数法52.5.2 单位容量法62.6本工程照度计算7第三章插座及开关系统设计133.1 插座系统设计概述133.2设计原则133.3 本工程插座设计133.4开关设计153.4.1开关设备的选择原则153.4.2开关的设计及要求153.4.3 本建筑开关设计16第四章配电系统设计184.1负荷计算184.1.1 一般规定184.1.2负荷分级及供电要求184.2电源及 10、35kv 供配电系统选择194.3 本工程负荷计算204.4 配电计算31第五章防雷接地系统设计345.1 概述345.2 我国雷电活动情况345.2.1 雷暴日345.2.2 雷击次数345.3建筑物的防雷分类355.4计算建筑物年预计雷击次数确定防雷等级365.5等电位连接385.6接地38第六章 弱电系统设计396.1有线电视设计396.1.1一般规定396.1.2 有线电视系统设计原则396.2 本工程有线电视系统设计416.2.1.总体技术方案416.2.2前端设计416.2.3干线传输系统设计426.2.4分配器系统设计436.3 本工程有线电视系统设计446.3.1用户终端的设计456.3.2本工程设备安装及要求456.4电话系统设计456.4.1.系统概述456.4.2线路设计466.5可视对讲防盗系统设计466.5.1系统概述466.5.2 系统组成476.6 本工程可视对讲防盗系统设计47第七章技术经济分析48第八章 结论49附录一 中文译文附录二 英文原文附录三 图纸iii金都丽苑4号别墅电气设计第一章绪论1.1 工程概况本工程为金都丽苑4号别墅楼的电气设计。位于沈阳市,其中分为e3b户型和e3bm户型,两者除在位置上不同外，其他都相同。建筑共两层，总建筑面积都为266.92m,总高都是8.7m，结构形式为砖混结构。建筑防火等级分类为三类。1.2 设计依据供配电系统设计规范gb50052-2009；低压配电设计规范gb50054-95；民用建筑电气设计规范jgj16-2008；建筑物防雷设计规范gb50057-94；建筑物电子信息系统防雷技术规范gb50343-2004；建筑照明设计标准gb50034-2004。1.3 设计内容本工程设计内容包括：配电系统设计；照明系统设计；插座开关系统设计；防雷及接地系统设计；有线电视系统设计；电话系统设计；可视保安对讲系统设计。具体要完成有线电视电平计算，插座、供配电系统的断路等设备的选型，灯具及插座位置和数量的确定，系统管线设计等。第二章照明系统设计2.1 照明设计一般规定在进行照明设计时，应根据视觉要求、作业性质和环境条件,通过对光源和灯具的选择和配置，使工作区或空间具备合理的照度和显色性，适宜的亮度分布以及舒适的视觉环境。在确定照明方案时，应考虑不同类型建筑对照明的特殊要求，处理好电气照明与天然采光的关系；采用高光效光源、灯具与追求照明效果的关系；合理使用建设资金与采用高性能标准光源灯具等技术经济效益的关系。电气照明设计应考虑下列要素：有利于对人的活动安全、舒适和正确识别周围环境，避免人与光环境之间失去协调性。重视空间的视场清晰度，消除不必要的阴影，控制光热和紫外线辐射对人和物产生的不利影响。创造适宜的亮度分布和照度水平，限制眩光对人的不舒适影响。处理好光源色温与显色性的关系；一般显色指数与特殊显色指数的色差关系，避免产生视觉心理上的不和谐。有效利用自然光，合理选择照明方式和控制照明区域，降低电能消耗1。2.2 照明方式与种类2.2.1 照明方式一般可分为：一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明。当仅需要提高房间内某些特定工作区的照度时，宜采用分区一般照明。局部照明宜在下列情况中采用：局部需有较高的照度；由于遮挡而使一般照明照射不到的某些范围；视觉功能降低的人需要有较高的照度；需要减少工作区的反射眩光；为加强某方向光照以增强质感时。当一般照明或分区一般照明不能满足要求时，可采用混合照明。2.2.2 照明种类一般可分为：正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、景观照明和障碍照明。应急照明包括备用照明（供继续和暂时继续工作的照明）、疏散照明和安全照明。值班照明宜利用正常照明中能单独控制的一部分或全部。备用照明宜装设在墙面或顶棚部位。疏散照明宜装设在疏散出口的顶部或疏散走道及其转角处距地 1m 以下的墙面上。走道上的疏散指示标志灯间距不应大于 20m。2.3照明光源与灯具2.3.1 室内照明光源的确定应根据使用场所的不同，合理地选择光源的光效、显色性、寿命、启动点燃和再点燃时间等光电特性指标，以及环境条件对光源光电参数的影响。室内照明应优先采用高光效光源和高效灯具。在有防止电磁波干扰或室内装修设计需要的场所，可选用卤钨灯或普通白炽灯光源。有显色性要求的室内场所不宜选用汞灯、钠灯等作为主要照明光源。当照度低于 100lx 时宜采用色温较低的光源。当电气照明需要同天然采光结合时，宜选用光源色温在 45006500k 的荧光灯或其他气体放电光源。室内一般照明宜采用同一类型的光源。当有装饰性或功能性要求时，亦可采用不同种类的光源。在需要进行彩色新闻摄影和电视转播的场所，光源的色温宜为 28003500k（适于室内），色温偏差不应大于 150k；或 45006500k（适于室外或有天然采光的室内），色温偏差不应大于 500k。光源的一般显色指数不应低于 65，要求较高的场所应大于 80。2.3.2 照明灯具的选择在选择灯具时，应根据环境条件和使用特点，合理地选定灯具的光强分布、效率、遮光角、类型、造型尺度以及灯的表观颜色等。灯具的遮光隔栅的反射表面应选用难燃材料，其反射系数不应低于 70%。对于功能性照明，宜采用直接照明和选用开敞式灯具。在高空安装的灯具，如楼梯大吊灯、室内花园高挂灯、多功能厅组合灯以及景观照明和障碍标志灯等不便检修和维护的场所，宜采用长寿命光源或采取延长光源寿命的措施。筒灯宜采用插拔式单端荧光灯。灯具表面以及灯用附件等高温部位靠近可燃物时，应采取隔热、散热等防火保护措施。在选择灯具时，应考虑灯具的允许距高比。照明灯具应具备完整的光电参数，其各项性能应分别符合现行的灯具通用安全要求和试验及灯具外壳防护等级分类等标准的有关规定2。2.4 照度水平在选择照度时，应符合下列分级：0.1、0.2、0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx。在民用建筑照明设计中，应根据建筑性质、建筑规模、等级标准、功能要求和使用条件等确定照度标准值，并应符合建筑照明设计标准的规定。若设计未加指明时，以距地 0.75m 的参考水平面作为工作面。住宅照度标准见表2-1表2-1 住宅照度标准房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）ra起居室一般活动0.75m水平面10080书写、阅读0.75m水平面300*卧 室一般活动0.75m水平面7580床头阅读0.75m水平面150*餐 厅0.75m餐桌面15080厨房一般活动0.75m水平面10080操作台台 面150*卫 生 间0.75m水平面10080注： * 宜用混合照明用于备用照明，其工作面上的照度不应低于一般照明照度的 10%，当仅作为事故情况下短时使用时可为 5。对颜色识别有要求的工作场所，当使用照度在 500lx 及以下、采用光源的显色指数较低时，宜提高其照度标准值.设有较多装饰照明的场所，照明标准值可有一个级差的上、下调整。由于光源的光通衰减、灯具积尘和房间表面污染而引起的照度降低，在计算照度时应计入灯具维护系数。一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较允许不超过10幅度的偏差2.5 照度计算方法照度计算的方法有多种，常用的有利用系数法、单位容量法。任何一种计算方法都只能做到基本准确，由于各种参数的不精确，计算结果有+20%至-10%的误差是允许的。2.5.1 利用系数法利用系数法的基本公式为： 2-1式中f每个灯具内光源的总光通量（lm）；平均照度（lx）；k维护系数；a房间面积（）；灯具的利用系数；n所需灯具的数量。利用系数时表示室内工作面上由灯具的照射和墙、顶棚的反射而得到的光通量与光源发出的光通量的比值，它与灯具的类型、灯具的效率、照明方式、房间内各表面的反射系数有关。用利用系数法的主要环节是查出灯具的利用系数，各种设计手册或灯具样本中都附有各种灯具的利用系数表。2.5.2 单位容量法单位容量法，是从利用系数法演变而来的一种计算平均照度的简化方法。它是借助于单位面积安装功率表进行计算的。单位面积安装功率表是在考虑了灯具的形式和布置、光源的效率、要求的最低的照度、计算高度以及各种反射和减光因素后，编制成的单位面积所需登报或灯管的功率的关系表。它适用于在方案设计和初步设计使的近似计算和一般的照明计算，它对于估算照明负载或进行简单的照明及算是非常适用的，其计算公式为： 2-2式中:-全部灯泡的安装功率，瓦；被照面积，米；-单位面积安装功率，瓦。 2-3式中: -该计算房间内灯具的安装个数；-该计算房间内总的安装功率；每只灯的总功率；单位容量“w”决定于下列各种因素：照明器型式、要求的最小照度emin、计算高度h、房间面积、天棚、墙壁和地面的反射系数和减光补偿系数kji。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4。2.6本工程照度计算本工程的照度计算用浩辰电气软件计算，其计算方法为利用系数法。首先选定要计算照明的房间，用软件计算出房间面积，选填房间类型，高度，顶棚反射系数，墙面反射系数，平均照度值的信息。最后计算出所需灯具数，调选灯具信息使照度值，功率密度等值满足设计要求。本方法计算的结果过程比较繁琐,下面仅列举一楼厨房、卫生间、卧室,二楼书房的照度计算详细过程及方法,其余房间照度计算方法同列举房间照度计算方法,首层计算结果见表2- 二层计算结果见表2-其中客厅花灯照明选用两盏52w飞利浦花灯，室外景观照明选用两盏49w飞利浦直管荧光灯。厨房房间条件 房间面积:10.4796平方米 房间高度:3米 工作面高度:0.75米 顶棚反射系数:70% 墙面反射系数:50%灯具信息 灯具维护系数:0.7 灯具型号:fac41610ph 灯具效率:0.72 利用系数:0.357238 最大距高比a-a:1.36 最大距高比b-b:1.41 灯具镇流器使用00(w) 光源型号:tl5 he21w/827 光源名称:tl5 he系列 t5直管荧光灯 光源数量:1 单个光源功率:21(w) 单个光源光通量:1900(lm) 照度要求 照度要求:100(lx) 功率密度要求:7(w/)计算过程 由 eav = nuk / a 得 n = (eava) / (uk) eav按90%计算最小灯具安装套数 n = (eav90%a) / (uk) = (10090%10.4796) / (19000.3572380.7)=2套校核结果 采用本灯具:2套 行数：1 列数:2 边距比:0.5 灯具布置方向:水平 实际照度 e = (nuk) / a = (219000.3572380.7) / 10.4796 = 90.6765(lx) 0.9eav e 1.1eav, 计算照度达到平均照度要求 la-a la-amax lb-b lb-bmax 灯具布置合理 计算功率密度：w=灯具数(单个灯的镇流器功率单个灯的光源容量)/面积(w/) =2(0021)/10.4796=4.00779 要求的功率密度x=7(w/) 换算到照度标准值的功率密度x(实际)=6.3(w/) w x(实际) 满足功率密度要求。卫生间 房间条件 房间面积:6.01249平方米 房间高度:3.6米 工作面高度:0.75米 顶棚反射系数:70% 墙面反射系数:50%灯具信息 灯具维护系数:0.75 灯具型号:fac41610ph 灯具效率:0.72 利用系数:0.32 最大距高比a-a:1.36 最大距高比b-b:1.41 灯具镇流器使用00(w) 光源型号:tl5 he28w/827 光源名称:tl5 he系列 t5直管荧光灯 光源数量:1 单个光源功率:28(w) 单个光源光通量:2600(lm)照度要求 照度要求:100(lx) 功率密度要求:7(w/)计算过程 由 eav = nuk / a 得 n = (eava) / (uk) eav按90%计算最小灯具安装套数 n = (eav90%a) / (uk) = (10090%6.01249) / (26000.320.75)=1套校核结果 采用本灯具:1套 行数：1 列数:1 边距比:0.5 灯具布置方向:水平 实际照度 e = (nuk) / a = (126000.320.75) / 6.01249 = 103.784(lx) 0.9eav e 1.1eav, 计算照度达到平均照度要求 la-a la-amax lb-b lb-bmax 灯具布置合理 计算功率密度：w=灯具数(单个灯的镇流器功率单个灯的光源容量)/面积(w/) =1(0028)/6.01249=4.65698 要求的功率密度x=7(w/) 换算到照度标准值的功率密度x(实际)=7.3(w/) w x(实际) 满足功率密度要求。卧室房间条件 房间面积:15.6816平方米 房间高度:3米 工作面高度:0.75米 顶棚反射系数:70% 墙面反射系数:50% 灯具信息 灯具维护系数:0.75 灯具型号:jupiter228hf 灯具效率:0.86 利用系数:0.765604 最大距高比a-a:1.63 最大距高比b-b:1.63 灯具镇流器使用00(w) 光源型号:fh 14w/865 he 光源名称:t5 直管荧光灯 光源数量:2 单个光源功率:14(w) 单个光源光通量:1100(lm)照度要求 照度要求:75(lx) 功率密度要求:7(w/)计算过程 由 eav = nuk / a 得 n = (eava) / (uk) eav按90%计算最小灯具安装套数 n = (eav90%a) / (uk) = (7590%15.6816) / (22000.7656040.75)=1套校核结果 采用本灯具:1套 行数：1 列数:1 边距比:0.5 灯具布置方向:水平 实际照度 e = (nuk) / a = (122000.7656040.75) / 15.6816 = 80.556(lx) 0.9eav e 1.1eav, 计算照度达到平均照度要求 a-a向灯具最小间距la:1.98 b-b向灯具最小间距lb:1.98 安装高度与工作面高度差hj=1.75 最大距高比:l = sqrt(la lb) / hj = sqrt(1.981.98)/1.75 = 1.13143 灯具最大距高比lmax = 1.63 l lmax 灯具布置合理 计算功率密度：w=灯具数(单个灯的镇流器功率单个灯的光源容量)/面积(w/) =1(0028)/15.6816=1.78553 要求的功率密度x=7(w/) 换算到照度标准值的功率密度x(实际)=7.5(w/) w x(实际) 满足功率密度要求。书房 房间条件 房间面积:15.5916平方米 房间高度:3米 工作面高度:0.75米 顶棚反射系数:70% 墙面反射系数:50%灯具信息 灯具维护系数:0.75 灯具型号:jupiter228hf 灯具效率:0.86 利用系数:0.764545 最大距高比a-a:1.63 最大距高比b-b:1.63 灯具镇流器使用00(w) 光源型号:fh 21w/827 he 光源名称:t5 直管荧光灯 光源数量:2 单个光源功率:21(w) 单个光源光通量:1900(lm) 照度要求 照度要求:300(lx) 功率密度要求:7(w/)计算过程 由 eav = nuk / a 得 n = (eava) / (uk) eav按90%计算最小灯具安装套数 n = (eav90%a) / (uk) = (30090%15.5916) / (38000.7645450.75)=2套校核结果 采用本灯具:2套 行数：1 列数:2 边距比:0.5 灯具布置方向:水平 实际照度 e = (nuk) / a = (238000.7645450.75) / 15.5916 = 279.503(lx) 0.9eav e 1.1eav, 计算照度达到平均照度要求 a-a向灯具最小间距la:1.83 b-b向灯具最小间距lb:2.13 安装高度与工作面高度差hj=1.75 最大距高比:l = sqrt(la lb) / hj = sqrt(1.832.13)/1.75 = 1.12818 灯具最大距高比lmax = 1.63 l lmax 灯具布置合理 计算功率密度：w=灯具数(单个灯的镇流器功率单个灯的光源容量)/面积(w/) =2(0042)/15.5916=5.38752 要求的功率密度x=7(w/) 换算到照度标准值的功率密度x(实际)=6.5(w/) w 1.1i30断路器选c65n-c16/1p按允许载流量条件去选择导线的截面，即：iali30式中ial:导线或电缆长期允许的工作电流，18ai30:线路计算电流，导线或电缆的允许载流量与环境的温度有关，本设计选取温度为30摄氏度时的载流量，根据计算电流初选bv型导线，为聚氯乙烯绝缘。导线截面积为2.5，在30摄氏度其载流量为18a，iali30，满足要求。敷设方式选择为穿硬聚氯乙烯管敷设，并暗敷设在墙内，沿屋面或顶板敷设。导线选bv-32.5-pc20-cc,wc一层插座：一般插座共20个，设其功率各为100w，共2000w。pe =2000wp30 = pekd =2.0 *1=2.0kw 无功功率: q30 = p30 tan=2.0*0.48=0.96 kw视在功率: s3o = p30/cos=2.0/0.9=2.22kw计算电流: i30 = s30/un =2.22/0.22=10.1a断路器的型号选择，型号内容：本设计中断路器，脱口器动作电流iop1.1i30断路器选dpvvigi-16a按允许载流量条件去选择导线的截面，即：iali30式中ial:导线或电缆长期允许的工作电流，18ai30:线路计算电流，导线或电缆的允许载流量与环境的温度有关，本设计选取温度为30摄氏度时的载流量，根据计算电流初选bv型导线，为聚氯乙烯绝缘。导线截面积为2.5，在30摄氏度其载流量为18a，iali30，满足要求。敷设方式选择为穿硬聚氯乙烯管敷设，并暗敷设在墙内，沿屋面或顶板敷设。导线选bv-32.5-pc20-fc,wc一层厨房插座：厨房插座共8个，详细情况如下：冰箱 300w抽油烟机 200w洗碗机 200w消毒柜 300w垃圾处理器 200w排气扇 100w防溅插座 100w微波炉 1000w总共2400w。pe =2400wp30 = pekd =2.4 *1=2.4 kw 无功功率: q30 = p30 tan=2.4*0.48=1.152 kw视在功率: s3o = p30/cos=2.4/0.9=2.67 kw计算电流: i30 = s30/un =2.67/0.22=12.12a断路器的型号选择，型号内容：本设计中断路器，脱口器动作电流iop1.1i30断路器选dpvvigi-20a按允许载流量条件去选择导线的截面，即：iali30式中ial:导线或电缆长期允许的工作电流，18ai30:线路计算电流，导线或电缆的允许载流量与环境的温度有关，本设计选取温度为30摄氏度时的载流量，根据计