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第一章 概述1.1民用建筑电气工程设计的一般原则1.2现代建筑电气设计的基本规范要求1.2.1设计深度1.2.2施工设计1.2.3计算设计1.2.4施工设计说明书1.3本论文的主要内容1.4设计要求内容及步骤（甲方要求）1-4-1 科技楼整体设计要求1-4-2 科技楼单体设计要求1.5设计依据1.6最终设计范围第二章 低压配电系统2.1设计依据2.2负荷分级及供电措施2.2.1负荷级别的确定2.2.2本工程中的负荷等级2.3电力负荷计算2.3.1负荷计算原则2.3.2需要系数法2.3.3利用系数法2.3.4二项式法2.3.5本工程负荷计算方法2.3.6各类设备负荷计算表2.3.7系统用电负荷计算2.4低压配电系统设计方案2.5应急照明2.6电容补偿第三章 照明系统3.1照明系统概述3.2照明设计原则3.3本工程照度要求及设计方案3.4照度计算3.4.1利用系数法3.4.2单位面积估算法3.4.3逐点计算法3.4.4本工程解决方案3.5开关及插座的设计及布置第四章 防雷系统4.1确定建筑物防雷的防雷等级4.2建筑物的防雷措施4.3本工程防雷系统设计第五章 接地系统5.1低压配电系统的接地方式5.2本工程接地系统与等电位联结设计第六章 弱电设计部分6.1火灾自动报警系统设计6.1.1系统选型6.1.2防火区域及报警区域划分6.1.3火灾探测器的选型6.2本工程消防联动控制系统的设计6.2.1消火栓系统6.2.2消防电话系统6.3设备选型6.4保安监控系统6.4.1设计原则6.4.2系统构成及设计6.5网络通讯综合布线系统6.5.1设计原则6.5.2综合布线系统的设计配置6.5.3通讯网络系统总体介绍6.5.4科技楼综合布线6.6有线电视系统6.6.1相关计算方法6.6.2有线电视系统设计6.7设计心得第一章 概述1.1民用建筑电气工程设计的一般原则民用建筑电气设计要以人为本，积极贯彻“安全可靠、技术先进、经济合理、管理维护方便、美观大方、节能环保”的设计原则。应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。充分利用计算机辅助设计现代化手段，提高工程应用领域高科技含量。1、安全可靠：在每一项设计中，我们都应做到保障人身和设备的安全，选择供电可靠高、电能质量合格的设备和线路。具体来说，这样能为建筑设备的运行提供必需的动力；为在建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源；应能满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求；应能保证建筑设备对于控制方式的要求，从而使建筑设备的使用功能得到充分的发挥。做到强电系统高效、灵活、稳定、易控；弱电系统多样、便捷、保真、通畅。在安全方面，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度，这种绝缘作为一种保护措施来确保检修时的安全性。负荷能力、热稳定与动稳定裕度确保供电、配电与用电设备的安全运行。另外，可靠的防雷装置也是很必要的，而防雷与防击技术措施的应用可以更好的保证建筑物的安全。因此我们要按建筑物的重要性与灾害潜在危险程度设置相应必要的火灾报警与自动灭火设施、保安监控设施，特殊重要的场所还应考虑采取防震技术措施。2、技术先进：在经济能力能够达到的条件下，积极采用先进技术，促进国家建筑电气技术的发展，利用先进技术创造一个舒适、方便、节能、高效的生活及工作环境。熟悉国家电气技术法规，充分应用电气设计新技术、新理论和设计方法，保证设计质量和生产效率。3、经济合理、节能环保：应充分理解投资人或其他代理人对建筑电气工程提出的要求。在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备，均衡负荷，补偿无功，节约用电，降低运行与维护费用，提高能源的综合利用率，为实现建筑物的经济运行创造有利条件。4、虽然节约能源是我国的一项基本国策，是电气设计必须贯彻的重要技术政策，但是，绝不可以为了片面追求节能而过分降低设计标准甚至忽视安全保障。正确的途径是从实际情况出发，会同各有关专业，经过充分的技术经济比较，选择合理的方案，并在实践中采取有效的技术措施，提高能源的综合利用率，取得节能的经济效益与社会效益。保护环境是社会与国民经济可持续发展的重要保证。为了降低建设投资而忽视环境保护，同样是不可取的。设计者在确定建筑物内人工环境的控制水平及选择电气设备与线路的安装敷设方式时也必须进行认真的技术经济比较，要从经济效益与社会效益两方面做认真的权衡。1.2现代建筑电气设计的基本规范要求1.2.1设计深度设计深度包括的范围: 方案设计及扩初设计1、方案设计：凡是国家及省重点项目，规模较大的，工艺要求复杂的，以及有大型民用建筑，应提出方案设计。方案设计应按下述内容编制：根据使用要求和工艺设计，汇总整理有关资料，提出设备容量及总容量的各种数据。确定供配电方式，负荷等级及供电措施设想。绘出供电点负荷容量的分布，干线敷设等必要简图。如工艺要求较为复杂，有自控装置时，须绘出必要的自控方案和工艺流程的控制方框简图。凡是大型公共建筑需要与建筑配合布置出灯位平面图，并表示灯具型式。估算主要电气设备，当有不同方案时应提出必要的经济指标，概算。2、扩充设计：根据使用要求和工艺设计，按照方案设计原则，绘制供电点，干线分布简图；按负荷等级分类计算，确定供电及控制方式，确定采用配电屏，板规格型号，确定安装位置及分布情况；阐述动力控制方式，绘制动力位置，确定控制屏，板控制范围，确定人工照明标准，确定主要房间及场所的单位照度容量，采用灯具类型等，绘制必要的简图或表格；根据设计容量确定配电所设备规模，提出平面图及系统图；按工艺设计要求有较为复杂的自动控制时，须绘制较为明确的控制方框图，列举控制元件型号，规格等数据；提出设备材料表和必要的图纸，应满足订货和工程概算的需要。1.2.2施工设计1、动力、照明部分：工程范围；供电电源及进线安装方式；配电线路敷设方式，采用导线规格；采用配电控制元件型号规格，操作方式；配电箱，板安装方式，安装距地高度，加工要求主意事项；说明主要房间，重点场所设计照度，采用灯具型式，安装方式；采用开关类型，安装高度；防雷保护装置，说明保护范围，材料选择，接地电阻要求和措施。2、弱电设计部分：本工程弱电设计平面布置图，各设备间连接系统图，电话电缆系统图，各弱电设备平面布置图，包括广播、网络、电视、电话、火警、信号、等弱电设备在建筑物内的分布以及线路路径。3、电气外线部分：概述线路总长度，采用杆型，架空线路导线型号及最大与最小档距或电缆型号规格，埋设深度等；跨越障碍物部位及相应措施等；高低压线路公杆架设要求，重复接地部位，接地装置要求等；电缆敷设方法及部位表桩设置情况。1.2.3计算设计1、照度计算：对于一般住宅，学校，办公室等民用建筑，可采用单位容量计算法计算，应将计算依据，数据等写成书面材料。2、负荷计算：一般负荷应进行计算，并将结果标注在结线系统总开关的下部，应注明以下内容数据：设备额定总容量、需要系数 、计算电流、计算容量、无功计算负荷，视在功率，功率因数，功率因数角的正切值等数据。（1）电压损失计算：一般低压供电系统应由进线口至线路最长末端的符合进行计算，电压损失不得大于规定值。对于 36V以下的线路必须进行计算，并将计算结果标注在结线系统内，提出计算书存档。（2）电流的计算：各段工作电流的计算结果作为选择导线，开关及有关元件的依据。对于电力系统需要校验的主要控制元件，还应进行短路电流的计算。以上计算可以利用图表等进行，并提出计算书，写明根据及依据。1.2.4施工设计说明书1、设计依据：摘录设计总说明所列批准文件和依据性资料中与本专业设计有关的内容（包括当地供电部门的技术规定），本工程其他专业提供的设计资料等。2、设计范围：根据设计任务要求和有关设计资料，说明书专业设计的内容和分工（当有其他单位共同设计时）。3、供电设计：（1）供电电源及电压：供电来源，与设计工程的关系（方位，距离），专用线与非专用线，电缆或架空，供电可靠性程度，供电系统短路设计和远期发展情况。用电负荷性质，负荷等级，工作班制，供电措施，总电力供应主要情况。（2）供电系统：叙述供电系统形式，正常电源与备用电源之间的切换，变压器低压侧之间的联络方式及容量，对供电安全所采用的措施等。（3）变、配电所：叙述总电力负荷分配情况及计算结果，给出总设备容量，计算容量，计算电流，补偿前后功率因数，变电所之间备用容量分配的原则；变电所数量，容量，位置及结构形式。（4）继电保护与计量：继电保护装置的原则和要求，测量与计量仪表的配置。（5）控制与信号：主要设备运行情况,信号装置，操作电源，设备控制方式等。（6）功率因数补偿方法:叙述因数是否达到供电规程的要求,应补偿容量和采用的补偿方式及补偿结果。（7）全厂供电线路和户外照明:高,低压供电配电线路型号和敷设方式;户外照明种类,路灯型号,控制地点和方式.（8）过电压与接地保护:设备过电压和防雷接地保护的措施,接地的基本原则,接地电阻的要求,对跨步电压所采取的措施等。4、电力设计：电源电压与配电系统:电源由何处引来及其情况,根据负荷类别和采取保护供电的措施；配电系统的形式(树干,放射,混合)；环境特征和配电设备的选择:分述正常,灰尘,潮湿,高温,有爆炸危险等各类环境特点;根据用电设备和环境特点,说明选择控制设备的原则和对大容量用电设备的启动和控制方式；选择导线及线路敷设方式；接地和接零:防止触电危险所采用的安全形措施。5、电气照明设计：选择照明电源,电压,容量,照明及配电系统形式；光源与照明灯具的选择；选择导线及线路的敷设方式；工作,事故,检修照明控制原则,事故照明电源切换方式。6、建筑防雷保护：防雷等级:按自然条件,当地雷电日和建筑物的重要程度,划分类别,确定防雷等级和防雷措施；雷闪接器的型号和安装方式：按防雷等级和安装位置，确定接闪器和下引线的安装方法。如利用建筑物的构件防雷时，应阐述设计确定的原则和采用的措施；措施：接地电阻值的确定，接地极处理方式和所采用的材料等。7、弱电设计：有关各弱电设备系统的概述和站址的确定。火灾自动报警方式以及自动喷淋、排烟防火等系统连锁自控方式的确定，设备容量、型号的选择和确定。说明各弱电设备的供电方式，防雷接地等。综合布线的设计。1.3本论文的主要内容（本课题主要内容）本工程是对江西新余师专科技楼进行电气设计。本论文设计内容主要包括：根据工程概况和工程要求进行电力及负荷计算的设计，根据负荷计算的结果设计合适的配电系统，选择配电系统形式（树干，放射，混合），进行配电柜的进出线回路设计，其中包括各回路的电气用途和各回路所用的电气设备；照明及照度计算设计，根据照明及照度计算设计的结果进行灯具的选择和灯具的布置；防雷及接地系统的设计，介绍防雷等级，参考本工程地区气象及地质资料，设计防雷接地装置，绘制防雷接地平面图及本工程防雷设计。接地方面介绍了几种接地方式的优缺点，根据实际情况分析选用适合本工程的接地方式。弱电包括：火灾自动报警系统、消防联动控制系统、公共广播系统、保安监控系统、网络综合布线系统、有线电视系统。1.4设计要求内容及步骤（甲方要求）1-4-1 科技楼整体设计要求1-4-2 科技楼单体设计要求1.5设计依据民用建筑电气设计规范（JGJ/T 16-92）低压配电装置设计规范（GBJ5438)筑照明设计标准（GB 50034-2004）筑物防雷设计规范（00年版）共建筑节能设计标准（B 50189-2005）电力工程电缆设计规范（GB50217-94）火灾自动报警系统设计规范(GB50116-98)消防安全疏散标志设置标准(DBJ01-611-2002)建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范(GB/T50311-2000)智能机按住设计标准（GB/T50314-2000）1.6最终设计范围根据以上对工程概况的论述及了解，本工程最终设计范围包括380/220V低压配电系统、动力照明配电系统、建筑物防雷接地系统及安全措施、火灾自动报警及消防联动控制系统、广播系统、保安监控系统、网络通讯综合布线系统和有线电视系统。第二章 低压配电系统2.1设计依据配电系统的设计应根据工程规模、设备布置、负荷性质及用电容量等条件确定。确定低压配电系统时应满足供电可靠性和电压质量，系统接线简单并要有一定灵活性，操作安全，检修方便，节省有色金属消耗，减少电能损耗，降低运行费用，低压配电一般采用交流380/220V中性点直接接地系统。低压配电级数由变压器二次侧至用电设备点一般不超过三级。由建筑物外引来的电源线路应在屋内靠近进线点便于操作维护的地方，装设进线开关和保护设备。设计选用的电器必须具有根据其用途所要求的各种功能，并应选用符合国家标准的定型品。电线、电缆应按低压配电系统的额定电压、电力负荷、敷设环境及其与附近电气装置、设施之间能否产生有害的电磁感应等要求，选择合适的型号和截面。2.2负荷分级及供电措施2.2.1负荷级别的确定1、基本规定（1）电力负荷应根据对负荷可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度进行分级，应符合下列规定：一级负荷：中断供电将造成人身伤亡；中断供电将造成重大政治影响；中断供电将造成重大经济损失；中断供电将造成公共场所的严重秩序混乱。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众场所等的一级负荷，为特别重要负荷。中断供电将影响实时处理计算机及计算网络正常工作及中断供电将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷也为特别重要负荷。二级负荷：中断供电将在政治、经济上造成较大损失；例如：主要设备破坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能回复、重点企业大量减产等。中断供电将影响重要单位的正常工作；例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱。不属于一级和二级负荷的者应为三级负荷。2、一级负荷的供电电源应负荷下列规定:（1)一级负荷应有两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷容量较大或有高压用电设备时,应采用两路高压电源。如一级负荷容量不大时，应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源，也可采用应急发电机组。如一级负荷仅为照明或电话站负荷时，宜采用蓄电池组作为备用电源。（2)一级负荷中特别重要的负荷，除两个电源供电外，尚应曾设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供配电系统。3、下列电源可作为应急电源：独立于正常电源的发电机组；供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路；蓄电池。（1）根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源：允许中断供电时间在15S以上的供电，可选用快速自启动的发电机组。自投装置的动作时间能满足允许中断供电的时间，可选用带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路。允许中断供电时间为毫秒级的供电，可选用蓄电池静止型不间断供电装置，蓄电池机械储能电机型不间断供电装置或柴油机不间断供电装置。（2）应急电源的工作时间，应按生产技术上的要求的停车时间考虑。当与自启动的发电机组配合使用时，不宜少于10min。4、二级负荷的供电系统，宜由双回路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6KV以上专用的线路供电。当采用架空线路时，可为一回架空线供电。当采用电缆线路时，应用两根电缆组成的线路供电。其每根电缆能承受100的二级负荷。5、三级负荷对供电无特殊要求。2.2.2本工程中的负荷等级根据上述规定的要求和查阅民用建筑常用重要电力负荷级别表，本工程属于二类民用建筑，消防设备用电、消防值班室、应急照明、网络机房比较重要所以其用电为二级负荷，普通照明和多媒体教室照明电源为三级负荷电源，电压采用交流380/220V。既然本工程定负荷等级为二类，所以我设计有两路供电电源为本工程供电，均引自学校主教学楼变电所，电缆埋地至本建筑物一层的配电室。作为本建筑物的主供电源，供电电压采用交流380/220V，三相四线制；采用TN-C-S接地系统，进线处做重复接地，从重复接地点以后的N线和PE线分开；本工程配电线路采用放射式和树干式结合的系统。 2.3电力负荷计算2.3.1负荷计算原则计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性负荷。其热效应应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30min的最大平均负荷，作为按发热条件选择配电变压器、导体及电器的依据，并用来计算电压损失及功率损耗。在工程上为方便计算，也可作为电能损耗量及无功功率补偿的计算依据。尖峰电流指单台或多台用电设备持续1S左右的最大负荷电流。一般取启动电流的周期分量，作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。2.3.2需要系数法用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简单，应用广泛，尤其适用与变、配电所的负荷计算。2.3.3利用系数法采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出负荷计算。这种方法的理论的根据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利用系数的实测与统计较难，在民用电气设计中一般不采用。2.3.4二项式法二项式系数法不仅考虑了用电设备组的平均最大负荷，而且考虑了容量最大的少数设备运行时对总计算负荷所造成的额外影响，所以此法比较适用于确定设备台数较少而容量差别大的低压分支线和干线的计算负荷。2.3.5本工程负荷计算方法因为本工程大多是教学所用的教室、多媒体教室和教师办公室，需要系数法更适合用于照度均匀布置的照度计算，所以本工程更适合采用需要系数法予以确定。 所用公式有： 有功功率 无功功率 视在功率 计算电流 2.3.6各类设备负荷计算表本工程一共有五层，设计中涉及到的用电设备主要有电气照明设备，普通插座，空调插座，电扇用电。下面我逐一列出各类设备的负荷情况。节能型吸顶灯共356盏，总额定功率为：=6.4kw；三基色日光灯共807盏，总额定功率为：=58kw；电扇共286个，总额定功率为：=25.7kw；普通插座共914个，总额定功率为：=120kw；空调插座共75个，总额定功率为：=75kw；机房插座共27个，每个供5台电脑同时使用，总额定功率为：=33.7kw。以三基色日光灯为例，负荷计算如下：根据建筑电气设计选择Kd =0.8；0.85。那么根据公式得出= 0.8X58=46.4kw，得出有功功率为：46.4kw；根据公式46.4X0.3315.3kvar得无功功率为：15.3kw；再根据公式48.8KVA得视在功率为：61.7kw。以下各类负荷计算均同上。图2.1 各类设备负荷情况编号负荷分类需要系数功率因数额定功率（kw）有功功率(kw)无功功率(Kvar)视在功率(Kvar)1吸顶灯0.80.856.45.121.685.42三基色日光灯0.80.855846.415.348.83普通电器插座0.80.851209631.681014空调系统用电设备0.80.85756019.863.185风扇用电10.8525.725.78.48272.3.7系统用电负荷计算一层设有一个层配电箱AL1-1，根据房间布局、房间用途以及负荷分布情况有从AL1-1分出五个分箱和一路备用回路，五个分箱分别是AL1-1-1、AL1-1-2、AL1-1-3、AL1-1-4、AL1-1-5，每个配电箱提供3-4个房间的照明用电及动力，只有AL1-1-5只负责一层机房教室的用电。AL1-1-1配电箱共引出12条回路，3路普通插座，3路空调插座，3路照明，1路电扇，2路备用。普通插座在设计时每路只有10-15个，所以普通插座每路功率为1.5KW；空调插座设计单走一路，所以根据房间面积（15平米为一匹，每匹0.735KW），每路空调插座功率为1.5KW；照明回路在设计时如果是双管荧光灯每路12-13个，每个双管荧光灯功率为72W，所以每路功率大概在1KW左右；吊扇每回路大概有10-11个，所以电扇每回路功率也是1KW。通过计算，AL1-1-1的总额定功率为Pe=13kW，功率因数COS=0.85，需要系数Kx=0.8。根据公式：= 0.8X13=10.4kw，得计算功率Pj=10.4KW；10.4X0.333.41kvar，得无功功率为：3.4kw；再根据公式（47）10.9KVA，得视在功率为：10.9kw。=10.9X1000/1.732X380=16.6A，得计算电流Lj=16.6A； 以下各分配电箱计算同上。图2.2.1AL1-1配电箱的各分配电箱负荷情况各分配电箱号总功率（KW）需要系数功率因数额定电压（v）有功功率(kw)无功功率(Kvar)计算功率(kVA)计算电流（A）AL1-1-1130.80.853801043.410.916.6AL1-1-2100.80.8538082.648.412.7AL1-1-3120.80.853809.63.213.921AL1-1-4170.80.8538013.64.514.321.7AL1-1-5230.80.8538018.4619.329.4AL1-1750.70.853806019.863.2962.4低压配电系统设计方案首先本楼内低压配电系统采用电缆引入一层低压配电室，采用分段单母线的接线形式，确保二级负荷的动力照明负荷的运行，二级负荷采用双回路供电，末端自动切换。使用TN-C-S接地系统，进线处做重复接地，从重复接地点以后的N线和PE线分开。二级负荷采用双回路供电,末端自动切换。本工程用电为教学用电，低压总进线处设三相电流表、电压表和功率因数表。 配电线路采用放射式和树干式相结合的系统，根据负荷计算结果，我设计一层低压配电室里的AA1,AA4柜为进线配电柜分别接来教学主楼变配电所引来的两路独立电源，AA2和AA3柜为出线配电柜。根据房间用途、房间布局情况以及因为负荷分布比较对称，所以在每层南北两侧分别设有配电间和配电竖井。进行南北分区，在南北两侧各有一个层配电箱和应急电源箱，这样一来对于以后的维修和控制都比较方便。低压配电室引出的动力，照明等干线沿封闭式电缆桥架及室外电力管井敷设。低压母线引出的动力及照明干线采用放射式通过竖井到每层的两个层配电箱，再由层配电箱引至每层的分箱，电缆在桥架内敷设，至设备末端穿钢管保护，并且由配电室引出的二级、三级负荷供电的电缆为阻燃型。从低压母线引出的应急照明干线采用树干式引至每层的应急电源配电箱，并采用双电源电缆，应急照明干线、消防控制室供电电缆为耐火型。无功补偿采用在教学主楼变配电室集中低压自动补偿方式，补偿后功率因数为0.9。正常运行时，接通或切断负荷电路，在短路故障时，利用继电保护装置，能自动迅速的切断过负荷或短路电流，以防止扩大事故范围。同时在安全检修期间能够有效安全的进行检修。2.5应急照明每层除普通照明箱以外，还设有应急照明箱，采用双回路供电，应急照明干线采用树干式引至每层的应急电源配电箱，每层应急电源中设置EPS，并与消防控制模块联动，并采用双电源电缆，应急照明干线、消防控制室供电电缆为耐火型。自应急照明配电箱引出的照明回路，平时可作一般照明，可以控制，一旦发生火灾便可以强制点亮。每层设有由集中蓄电池组供电的应急灯，主要出入口和走廊设有安全出口灯及疏散指示灯。疏散标志灯基本上是按间距10米一个设置的，设置在走廊及出口处。疏散指示灯明装,下皮距地0.5米,出口标志灯为壁式明装灯具，装在门洞上方0.2米。消防控制室、网络机房也采用双回路供电，保证发生事故时可以提供可靠电源。网络机房设有UPS电源。消防控制室里可以控制整个楼的监控电源和消防电源。2.6电容补偿在民用建筑场所内使用的多为单相电感性负荷，因其自身功率因数较低，在电网中滞后无功功率的比重较大。为保证降低电网中的无功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利用，提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的成本，节约电能，通常在低压供配电系统中装设电容器无功补偿装置。无功自动补偿按性质分为三相电容自动补偿和分相电容自动补偿。三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统。因三相回路平衡，回路中无功电流相同，所以在补偿时，调节无功功率参数的信号取自三相中的任意一相。本工程采用的就是集中低压自动补偿方式，补偿后功率因数为0.9。第三章 照明系统3.1照明系统概述电气照明设计的原则是“安全、适用、经济、美观”。这就是说，电气照明设计首先要考虑的是安全、运行可靠、安装和维护方便。适用是指能够提供必要的照明质量，以满足工作、生活和学习的需要。经济型包含两方面，是采用先进的科学技术，充分发挥照明设备的效益，以较少的费用获得较大的照明效果；另一方面是要符合中国国情，就是要考虑到电力供应、设备和材料方面的生产水平。照明灯具有装饰房间、美化环境的作用，应结合建筑风格和室内设计做出合理的安排。3.2照明设计原则1、照明负荷应根据其中断供电可能造成的影响及损失，合理的确定负荷等级，并正确的选择供电方案。电压波动不能保证照明质量或光源寿命时，在技术经济合理的条件下，可采用又在自动调压电力变压器、调压器或照明专用变压器供电。2、民用建筑的照明负荷宜采用需要系数法。计算照明分支和应急照明的所有回路时需要系数均应选择1。照明负荷的计算功率因数白炽灯为1，荧光灯灯在有功率补偿时取0.95，不带功率补偿取0.5。在建筑物内部应设置带无功功率补偿的荧光灯。3、三相照明线路各相负荷的分配以保持平衡，在每个分配点盘中最大与最小相的负荷电流差不宜超过30%。特别重要的照明负荷，宜在负荷末级配电箱采用自动切换电源的方式，也可采用有两个专用回路各带50%照明灯具的配电方式。4、备用照明应采用两路电源或两回路供电。当采用两路高压电源供电时，备用照明的供电干线迎接自不同的变压器。当设有自发电机组时，备用照明的一路电源迎接自发电机作为专用回路供电，另一路可接正常的照明电源，如为两台以上的变压器供电时，应接自不同的母线干线上。本图书馆采用两路电源供电方式，分别引自两个进线柜。5、建筑物照明电源线路的进户处，应安装带有保护装置的总开关。装有电度电容补偿的灯具应装设保护装置，其值应按改善功率因数后的电流进行整定。有公共电网进行供电的照明负荷，线路电流不超过30A时，可用220V单相供电，否则，应以380/220V三相四线供电。照明供电应单独计算。3.3本工程照度要求及设计方案照度标准：参照建筑照明设计标准，公共走道及门厅照度为100lx，科技楼办公室、网络机房照度为300lx，活动室照度为300lx。教室、多媒体教室照度为300lx。设备机房照度为100lx。灯具选择：办公室及网络机房照明灯具选用高效格栅灯具；光源灯管选用 T8稀土三基色日光管,显色指数大于80，配高功率因数电子镇流器，cos大于0.9。走廊、卫生间吸顶灯光源为18W环形节能荧光灯。配电室采用三基色日光灯。大面积公共区域，走廊、门厅照明采用集中加分散控制。独立办公室，教室照明采用普通照明开关分散控制。室外立面照明采用集中定时控制。照明种类：设正常照明和应急照明。在楼梯间、低压配电室、消防值班室、走廊设置了应急照明。应急照明由集中蓄电池组EPS供电，连续供电时间大于90分钟。在疏散走道和安全出口设置了疏散指示标志。高度低于2.4米以下灯具均接PE线保护。 所有一类灯具均需与PE线可靠连接。有吊顶部位灯具线路为吊顶内明配管。办公室、会议室、教室灯具采用管吊式安装，配电室、设备机房内灯具采用吊链式安装。照明开关底距地 1.3 米暗装。卫生间立式小便器节水电磁阀接线盒安装高度为距地1.3米,洗手盆节水电磁阀安装高度为距地0.5米。3.4照度计算3.4.1利用系数法利用系数法利用系数计算此法考虑了直射光及反射光两部分所产生的照度，计算结果为水平面上的平均照度计算室内水平面上的平均照度,特别适用于反射条件好的房间。利用系数法适用于灯具均匀布置的一般照明及利用周围墙、天花板作为反射面的场所。3.4.2单位面积估算法此方法适用于住宅建筑，特点是不再按灯具和插座的容量逐一统计，简单方便。3.4.3逐点计算法逐点计算法适用于水平面、垂直面合情斜面的照度计算。从计算方法上分，有相对照度计算和等照度计算两种。比如适用于大型体育馆、大空间照明等场所。但不适用于计算周围材料反射系数很高场所的照度计算。3.4.4本工程解决方案本工程主要以利用系数法计算灯具的数量及平面布灯方案。以一层某大教室为例计算：大教室长12m宽7.5m高3.5m，窗户面积占两侧强面积的70%照度要求300lx室内顶棚、墙面及地面材料反射率材料特征反射系数白色顶棚、白色墙壁或有白色窗帘70%混凝土顶板、白色而潮湿的顶板或无窗帘的白色墙壁50%混凝土墙、糊纸的墙壁、木天花板及混凝土地面20%-30%清水砖墙、有色墙纸、有色地板、多尘屋顶10%透明玻璃9%设定屋顶及墙面材料反射系数c=50%地面材料反射系数d=20%玻璃材料反射系数p=9%室内墙整体面积反射系数=28.5%空间比：RCR=3.8N=8.8 取9盏教室内灯具采取均匀布置验算平均照度：E=204大于200lx3.5开关及插座的设计及布置开关是直接控制灯的设备，分为单联，双联，三联，有时也有四联开关。有一根零线，一根火线的开关是单联开关，两火一零的是双联开关，三火一零的是三联开关。火线的根数取决于开关控制的设备的数量，如一个开关控制两盏灯就需要两联。开关应放在一进门的墙上，并考虑开门的方向，不能放在开门的门后。除此之外分别卫生间的开关应放在门的外边。走廊基本上布置为每灯一控的节能设计照明开关底距地 1.3米暗装。插座的设置按照规范规定的要求设置，并设漏电保护开关进行保护。单相二三极暗插座距地 0.3 米暗装,空调壁挂机专用单相三极暗插座距地2.1米暗装; 空调柜机插座底距地0.3米安装。卫生间风机控制箱底距地 1.5 米暗装。机旁按钮箱箱底距地 1.4 米。总等电位箱(MEB),局部等电位箱(LEB)底距地 0.5 米墙上明装。普通插座及照明分支线选用BV-2.5mm型铜芯线穿难燃硬质PVC管暗敷在板内、墙内。普通照明线路二至三根穿 PVC20管, 四至五根穿 PVC25管, 六至八根穿PVC32管。第四章 防雷系统4.1确定建筑物防雷的防雷等级根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷击是故的可能性和后果，按防雷要求分以一下三类：1、第一类防雷建筑物1）凡制造、使用或储蓄炸药、火药、起爆药火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者；2）具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物；3）具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花引起的爆炸，会造成巨大的破坏和人身伤亡。2、二类防雷建筑物1）国家重点文物保护的建筑物；2）国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的给水水泵房等特别重要的建筑物；3）国家级计算机中心、国际交通枢纽等对国民经济有重要意义且安装大量电子设备的建筑物；4）制造、使用和储存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不造成巨大破坏和人身死亡者；5）具有1区爆炸危险环境的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不造成巨大破坏和人身死亡者；6）具有2区和11区爆炸危险环境的建筑物；7）工业企业内有爆炸危险的露天钢制封闭气罐；8）预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物；9）预计雷击次数大于0.3次/a的住宅，办公楼等一般性民用建筑物。3、三类防雷建筑物1）省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆；2）预计雷击次数大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部，省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物；3）预计雷击次数大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅，办公楼等一般性民用建筑物；4）预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物；5）根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果，并结合当地气象，地形，及周围环境等因素，确定需要防雷的21区，22区，23区，火灾危险环境；6）在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m及以上的烟囱，水塔等孤立高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱，水塔等孤立高耸建筑物。4.2建筑物的防雷措施1、基本原则防雷设计的技术措施应按现行国家标准建筑物防雷设计规范进行防雷分类，同时可参照现行建筑物防雷设计规范的相应要求，采用滚球法计算避雷针的保护范围，采用等电位连接这一保障安全的最重要措施。民用建筑主要为第二类、第三类防雷建筑物。2、防直击累的措施，应负荷下列要求：(1）接闪层采用避雷针、避雷带，或两者混合的方式，还宜利用建筑物的金属屋面作为闪接器，但应负荷规范要求。不应采用带有放射性物质的闪接器。其他形式的消雷器，只宜用在屋面上架设有高杆铁塔的建筑物上。屋面上的突出物，如卫星和公用天线接受装置、节日彩灯、航空障碍灯，应在防雷保护范围内，若按滚球法计算，不在保护范围内时，应另设避雷针、带加以保护，并与屋面防雷装置相连。(2）引下线应优先利用建筑物钢筋混凝土或减力墙中的主钢筋，还宜利用建筑物的消防梯、钢柱金属烟囱等作为引下线。当利用钢筋混凝土柱中钢筋、钢柱作为自然引下线，并同时采用基础钢筋作接地装置时，不设断接卡，但应在室内外适合地点设若干与柱内钢筋相连的连接板，供测量外接人工接地体和等电位连接用。砖混结构的建筑物，在外墙四周另设引下线，并在距地1.8m处装设断接卡。其1.7m至地下0.3m一段应采取保护措施。(3）接地装置应优先利用建筑物钢筋混凝土基础内的钢筋。有钢筋混凝土地梁时，应将地梁内钢筋连成环形接地装置；没有钢筋混凝土地梁时，可在建筑物周边内无钢筋的闭合条形混凝土基础内，用40X4镀锌扁钢直接敷设在槽坑外沿，形成环形接地。当将变压器和柴油发电机的中性点工作接地、电气保护接地和弱电工作系统接地等公用接地装置时，接地电阻不应大于1欧姆。采用公用接地装置时，弱电系统应将各自机房的、与建筑物绝缘的接地线柱用25mm*mm以上的铜芯电缆或导线穿焊接管作单独的引下线，在建筑物基础处与接地板相连。弱电系统一般要求接地电阻不大于4欧姆。若设独立的接地系统其与防雷接地系统的距离不宜小于20m。4.3本工程防雷系统设计科技楼按第二类防雷建筑物采取防雷措施。利用敷设在女儿墙上的镀锌圆钢避雷带作接闪器，引下线利用结构柱子内两根大于16主筋,上连避雷带下连接地装置。本工程采用联合接地。与整体接地装置联网后，联合接地电阻不大1欧姆，利用建筑物基础钢筋网作辅助接地极，利用建筑物基础圈梁外侧通焊主筋及独立柱承台基础作接地装置。屋顶上的钢构架应与混凝土内的钢筋互相连接,竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。第五章 接地系统5.1低压配电系统的接地方式建筑物供配电设计中，接地系统设计占有重要的地位，因为它关系到供电系统的可靠性，安全性。不管哪类建筑物，在供电设计中总包含有接地系统设计。而且，随着建筑物的要求不同，各类设备的功能不同，接地系统也相应不同。以下是常用的几种接地方式：1、TNC系统：NC系统被称之为三相四线系统，该系统中性线N与保护接地PE合二为一，通称PEN线。这种接地系统虽对接地故障灵敏度高，线路经济简单，但它只适合用于三相负荷较平衡的场所。智能化大楼内，单相负荷所占比重较大，难以实现三相负荷平衡，PEN线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管（可控硅）等设备引起的高次谐波电流，在非故障情况下，会在中性线N上叠加，使中性线N电压波动，且电流时大时小极不稳定，造成中性点接地电位不稳定漂移。不但会使设备外壳（与PEN线连接）带电，对人身造成不安全，而且也无法取到一个合适的电位基准点，精密电子设备无法准确可靠运行。因此TNC接地系统不能作为智能化建筑的接地系统。2、TT系统：通常称TT系统为三相四线接地系统。该系统常用于建筑物供电来自公共电网的地方。TT系统的特点是中性线N与保护接地线PE无一点电气连接，即中性点接地与PE线接地是分开的。该系统在正常运行时，不管三相负荷平衡不平衡，在中性线N带电情况下，PE线不会带电。只有单相接地故障时，由于保护接地灵敏度低，故障不能及时切断，设备外壳才可能带电。正常运行时的TT系统类似于TNS系统，也能获得人与物的安全性和取得合格的基准接地电位。随着大容量的漏电保护器的出现，该系统也会越来越作为智能型建筑物的接地系统。从目前的情况来看，由于公共电网的电源质量不高，难以满足智能化设备的要求，所以TT系统很少被智能化大楼采用。3、IT系统：IT系统是三相三线式接地系统，该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地，无中性线N，只有线电压（380V），无相压压（220V），保护接地线PE各自独立接地。该系统的优点是当一相接地时，不会使外壳带有较大的故障电流，系统可以照常运行。缺点是不能配出中性线N。因此它是不适用于拥有大量单相设备的智能化大楼的。5.2本工程接地系统与等电位联结设计本工程接地型式采用TN-C-S系统,其专用接地线（PE线）的截面按规范要求，工作零线与保护接地线分开。本工程电力电缆自总进线处作重复接地，自总配电柜后严格分开。TNCS系统由两个接地系统组成，第一部分是TNC系统，第二部分是TNS系统，分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所，进户之前采用TNC系统，进户处做重复接地，进户后变成TNS系统。TNC系统前面已做分析。TNS系统的特点是：中性线N与保护接地线PE在进户时共同接地后，不能再有任何电气连接。该系统中，中性线N常会带电，保护接地线PE没有电的来源。PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时,始终不会带电.因此TNS接地系统明显提高了人及物的安全性.同时只要我们采取接地引线,各自都从接地体一点引出,及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施,那么TNCS系统可以作为智能型建筑物的一种接地系统。电力设备的保护接地、消防监控室的功过接地，建筑物防雷接地等公共接地系统的接地装置，接地电阻小于1欧姆。本工程作总等电位联结(MEB),在低压配电室内设有总等电位接地端子箱，监控室、报告厅、弱电间、消防控制室均设有局部等电位连接端子箱。室内所有金属设备外壳，均与局部等电位端子箱可靠连接，连接线不小于6mm。所有普通插座回路均设漏电保护。室外照明接地采用TT系统，应在室外单独做接地极就近接地。低压配电柜及配电箱内按照功能要求设置防浪涌过电压保护器。SPD第六章 弱电设计部分6.1火灾自动报警系统设计6.1.1系统选型火灾自动报警系统是触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其他辅助功能的装置组成的火灾报警系统，是人们为了早期发现通报火灾、并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾而设置在建筑中或其他场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。报警系统的确定一般是整个系统中报警部位总点数，包括探测器数量、手动报警按钮数量及消火栓、自动门、自动阀、行程开关等总数量来确定。也就是说与建筑物大小、等级、使用功能有关。火灾自动报警系统的组成形式多种多样，特别是近年来，科研、设计单位与制造厂家联合开发了一些新型的火灾自动报警系统，如智能型、全总线型等，但在工程应用中，采用最广泛的是如下三种基本形式：区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统。6.1.2防火区域及报警区域划分建筑物内应设防火墙划分防火分区，每个防火分区允许最大建筑面积，不应超过表6.1的规定。表6.1每个防火分区的允许最大建筑面积建筑类别每个防火分区建筑面积(平方米)一类建筑1000二类建筑1500地下室5001、报警区域应按防火分区或楼层划分。一个报警区域宜由一个防火分区或同层的几个防火分区组成。2、探测区域应按独立房间划分。一个探测区域面积不宜超过500平米。如从房间主要出入口能看清其内部，切面即不超过1000平米时，也可划分为一个探测区域。3、下类场所应分别单独划分探测区域：敞开和封闭楼梯间防烟楼梯间前室，消防电梯前室、消防电梯与方言楼梯间合用的前室走道、坡道、管道井、电缆隧道建筑物闷顶6.1.3火灾探测器的选型1、根据火灾的特点选择探测器（1）火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量热，很小或没有火焰辐射，应选用感烟探测器。（2）火灾发展迅速，产生大量的热、烟和火焰辐射，可选用感烟探测器、感温探测器、火焰探测器或其组合。（3）火灾发展迅速、有强烈的火焰辐射和少量烟和热、应选用火焰探测器。（4）火灾形成特点不可预料，可进行模拟试验，根据试验结果选择探测器。2、根据安装场所环境特征选择探测器（1）相对湿度长期大于95%，气流速度大于5m/s，有大量粉尘、水雾滞留，可能产生腐蚀性气体，在正常情况下有烟滞留，产生醇类、醚类、酮类等有机物质的场所，不宜选用离子感烟探测器。（2）可能产生阴燃或者发生火灾不及早报警将造成重大损失的场所，不宜选用感温探测器；温度在0以下