毕业论文某四层商务公寓的电气设计.pdf

安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 1 页 共 42 页 1 1 引言引言 随着科学技术的飞速发展和人民生活水平的不断提高， 人们对生活环境中有 关供配电、照明、防雷接地等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、 多功能、智能化领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。供配 电系统是建筑物的主要能源和动力，地位举足轻重。照明在现代社会中起极其重 要的作用，良好的照明可以是人们合理地安排劳动、工作时间、提高产品质量， 减轻视力和体力疲乏；优质的照明可以改善环境，美化人们的生活，发挥人类的 智慧，创造出灿烂的精神财富。实践证明，社会越进步，经济越发展，生活水平 越高，人们对光环境的要求也越高。另外，防雷接地也是建筑设计的一个重要部 分，规范的防雷设计能够保证建筑物在雷击时的安全。此次设计就是一栋四层的 商务公寓楼的电气照明、防雷接地和弱电电气设计。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 2 页 共 42 页 2 2 设计部分设计部分 2.12.1 本设计工程概况本设计工程概况 本次设计的建筑物是一栋四层的商务公寓， 下面两层是商铺， 三四层是住宅。 建筑面积 781.2 平方米，一层商铺楼道口用户楼梯自理，所有卫生间以后还要二 次装修，本次设计可不做要求，仅做预留。 2.22.2 本建筑负荷等级本建筑负荷等级 按 GB50052-95供配电系统设计规范规定，电力负荷根据其对供电可靠 性及中断供电造成的损失或影响分为三级: 一级负荷：一级负荷中断将造成人身伤亡者；或者中断将在政治、经济上造 成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报 废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需长时间才能恢复等。在一级负 荷中，中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不 允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。 二级负荷：二级负荷中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如主要设 备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大 量减产等。 三级负荷：三级负荷属一般负荷，指所有不属于上述一、二负荷者。 此次设计对象四层商务公寓根据其建筑结构和用途考虑，应属于三级负荷, 三级负荷对供电电源无特殊要求。直接从附近变电所引来一路 0.38KV 低压电， 接入一楼总配电箱，再由总配电箱通过干线桥架引到各楼层配电箱。 2.32.3 设计内容设计内容 本论文主要阐述了该四层商务公寓各系统电气设计的设计依据、 原则和方法 及设计选择的结论等。 1、照明系统：主要说明了光源、灯具以及照度的选择，插座的布置，导线 和电缆的选择与敷衍，一般照明及应急照明灯等内容，并通过照明负荷计算，进 行了照明平面设计。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 3 页 共 42 页 2、防雷接地系统：主要说明对三类防雷建筑的防护以及接地系统的方式、 具体要求、配电系统采用的安全接地形式以及等电位联结等内容，并依据文献结 合本建筑的特点，做了防雷及接地系统设计。 2.42.4 设计规范设计规范 1、建筑照明设计标准GB50034-2004 2、供配电系统设计规范GB5005295 3、低压配电设计规范GB5005495 4、建筑防雷设计规范GB5005794 5、建筑照明设计标准GB50034-2004 6、民用建筑电气设计规范JGJ16-2008 2.52.5 设计步骤设计步骤 1、收集资料，主要了解建筑物的结构和用处，确定建筑物负荷等级，搜集 查看相关规范。 2、根据建筑物总体结构和负荷等级确定供电干线形式。 3、 确定照明配电系统， 包括配电分区的划分， 设置配电箱的数量， 各配电箱 供给的区域、楼层；确定配电箱的安装位置及方式；确定电源点至各配电箱之间 的接线方式。 4、选择合适的光源和灯具类型；根据照度要求确定灯具的数量及控制方式。 5、确定照明回路及各级保护设备；确定照明配电系统的接地及安全措施。 6、根据各个房间插座的不同需要，选择合适的插座进行合理的布置。 7、选择导线型号、截面及敷设方式。 8、根据建筑物结构及其用途确定防雷等级，根据防雷等级确定防雷设计。 9、依据上述的步骤来绘制照明平面图、系统图、防雷接地图。 10、设备统计，绘制设备统计表。 11、编写设计说明书。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 4 页 共 42 页 3 3 照明和插座系统设计照明和插座系统设计 3.13.1 照明系统照明系统 3.1.13.1.1 照明系统的概述照明系统的概述 照明可分为天然照明和人工照明。充分利用天然照明，当夜幕降临或天然光 线不足时，辅以恰当的人工照明。现代的人工照明时有电光源来实现的，光源可 以随时可用、可暗可调、光线稳定、美观洁净，以满足人们的视觉要求。 电气照明的目的是创造一个合适的光环境。 一方面是创造一个满足视觉生理 要求的光环境，使人眼无困惑，舒适高效的从事视觉工作；另一方面是创造一个 具有一定气氛、格调的照明环境，满足视觉心理要求以及人们的精神享受，这已 成为电气照明不可忽视的组成部分。随着时代的进步，现代照明早已超出照明本 身而成为科技进步的一部分。电气照明工程学是一门边沿学科，现代照明与心理 学、材料科学、建筑学、环境科学、文化艺术及计算机应用等都有着密切关系。 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。 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。 3.1.23.1.2 电气照明组成电气照明组成 电气照明有配电系统和照明系统 2 套系统组成。 （1）配电系统 配电系统是指电能的产生、 输送、 分配、 控制和耗用的系统。 它是有电源 （市 电电源、自备电源或蓄电池组） 、导线、控制和保护设备（开关、熔断器等）和 用电设备（各种电光源等）组成。 （2）照明系统 照明系统是指光能的产生、传播、分配（反射、折射和透射）和消耗吸收的系统。 它是由电光源、灯具、室内外空间、建筑内表面和工作面的组成。 。 3.23.2 照明种类照明种类 3.2.13.2.1 正常照明正常照明 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 5 页 共 42 页 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 同时使用，但控制线路必须分开。 3.2.23.2.2 应急照明应急照明 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。 本设计对象四层商务公寓属于三级负荷且楼层较低故不需要应急照明。 3.33.3 照度计算照度计算 照度计算方法有利用系数法、单位容量法和逐点法等 3 种。任何一种计算方 法，都只能做到基本准确。 本设计采用利用系数法计算照度，用逐点法来进行验算。 3.3.13.3.1 利用系数法利用系数法 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F 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 FN F E= （3-1） 式中F每一个照明灯具所发出的光通量，lm N灯具数 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： 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 6 页 共 42 页 i =AB/h（AB）（3-2） 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（3-3） Emin=FNU/KZ S（3-4） 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 U光通利用系数 3.43.4 照明灯具的选择照明灯具的选择 照明设计中，应选择既满足使用功能和照明质量的要求，又便于安装维护、 长期运行费用低的灯具，具体考虑以下几点： 1、配光的选择 配光的选择主要应根据各类灯具的配光特点及使用的要求来综合考虑。 （1）在各种办公室及公共建筑中，房间的墙和顶棚均要求有一定的亮度， 要求房间内各表面有较高反射比，并需有一部分直接射到顶棚和墙上，此时可以 采用上射光通量不小于 15%的半直接型灯具，从而获得舒适的视觉条件及良好的 艺术效果；有吊顶的大型办公室或大厅，可以采用嵌入式格栅荧光灯；有空调的 房间内可以选用空调灯具，以有效地节约电能。 （2）为了限制眩光，应采用表面亮度低、保护角符合规定的灯具，如带有 隔栅或漫射罩的灯具，亦可采用蝙蝠翼配光的灯具，使视线方向的反射光通量减 少到最低限度，可以显著地减弱幕反射。 （3） 当要求垂直照度时， 可选用不对称配光灯具， 也可采用指向型灯具 （聚 光灯、射灯等） 。 2、按环境条件选择 按环境条件选择灯具时，应特别注意有火灾危险、爆炸危险、灰尘、潮湿、 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 7 页 共 42 页 振动和化学腐蚀等特殊要求的环境条件， 灯具的外壳防护等级应确保灯具能在特 殊环境条件下安全工作。 3、按放触电保护要求选择 防触电保护 0 类灯具的安全程度不高，只能用于安全程度好的环境，如空气 干燥、木地板的场所；防触类灯具的金属外壳接地，安全程度有所提高，如投 光灯、路灯、庭院灯等；防触电保护类灯具的绝缘性好，安全程度高，适用于 环境差、人经常触摸的灯具如台灯、手提灯等；防触电保护类灯具的安全程度 最高，用于恶劣环境。 4、经济性 在保证满足使用功能和照明质量的前提下， 应对可供选择的灯具和照明方案 进行经济合理性比较，主要考虑初投资费、年运行费以及年维护费。在满足照明 质量、环境条件和防触电要求的情况下，尽量选用效率高、利用系数高、安装维 护方便的灯具。 综上考虑，根据建筑物用途选择灯具及安装方式如下： 1、商铺选择双管节能荧光灯 36W 2、走廊公共照明采用环形普通白炽灯 36W, 吸顶安装。 3、厕所采用防水防尘灯 40W,吸顶安装。 表表 3-13-1 本工程中照明灯具的选择本工程中照明灯具的选择 商铺、双管节能荧光灯36W2 阳台吸顶灯36W 接待室 、洽谈室 、楼道普通白炽灯36W 厕所 、卫生间防水防尘灯18W 3.53.5 照明供电系统照明供电系统 1、电源、电压的选择：由于建筑物负荷属于三级负荷，所以采用一路电源 进线，直接从附近变电所引入三相进线 380V。 2、照明配电采用 TN-C-S 线制配电的系统。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 8 页 共 42 页 3、 三相配电干线的各相负荷宜分配平衡，最大相负荷不宜超过三相负荷平 均值的 115，最小相负荷不宜小于三相负荷平均值的 85。 4、 照明配电箱设置在靠近照明负荷中心便于操作维护的位置。 5、 每一照明单相分支回路的电流不宜超过 16A， 所接光源数不宜超过 25 个； 连接建筑组合灯具时，回路电流不宜超过 25A，光源数不宜超过 60 个 6、 插座不宜和照明灯接在同一分支回路,公共照明、应急照明设单独回路。 7、 照明控制方式： （1）一般房间照明开关装在如口处的门把手旁边的墙上，偶尔出入的房间 （如储藏室）开关装在室外，其他房间均装在室内。 （2）大楼走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明，采用集中控制，并按建 筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施 3.63.6 照明负荷计算照明负荷计算 1、负荷计算概述 在选择导线截面及各种开关元件时，都是以照明设备的计算负荷（Pc）为依 据的。它是按照照明设备的安装容量 Pe 乘以需要系数 Kn 而求得（如三相线路有 不平衡负荷时，则以最大相负荷乘以 3 做为总负荷） ，其公式为： Pc=KxPe（2-6） 式中Pc计算负荷，W； Pe照明设备的安装容量，包括光源和镇流器所消耗的功率，W； Kx需要系数，它表示不同性质的建筑对照明负荷需要的程度（主 要反映各照明设备同时点燃的情况） 。见下表： 表 2-3 给出了各种建筑计算照明干线负荷时采用的需要系数供参考。 照明支线的 需要系数为 1。 表表 2-32-3：计算照明干线负荷时采用的需要系数：计算照明干线负荷时采用的需要系数 KxKx 建筑物分类Kx建筑物分类Kx 住宅区、住宅0.60.8由小房间组成的车间或厂 房 0.85 办公楼、实验室0.70.9仓库、变电所0.50.6 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 9 页 共 42 页 在实际工作中往往需要的是计算电流（Ic）的数值，当已知 Pc 后就可方便 地求得 Ic。 采用一种光源时，线路的计算电流可按下述公式计算： 三相线路计算电流 COSU P I c c 1 3 = （A）（2-7） 单相线路计算电流 COSU p I p c c =（A）（2-8） 以上两式中U1额定线电压，kv； Up额定相电压，kv； COS光源的功率因数 ； Pc，Pc分别为三相及单相计算负荷，KW。 以配电箱 1AL1 为例说明负荷计算方法 图图 2-21AL1 系统图系统图 如图所示，配电箱 1AL1 有 6 支路，其中有两个备用回路，以备后期装修之 用。总负荷为 5.0 三相负荷平衡，将负荷分到不同的相： L1: 0.500.50+0.60=1.6KW L2: 0.501.00+0.30=1.8KW L3: 10.50+0.60+0.50=1.6KW 等效三相设备容量 Pe 按最大负荷相所接的单相设备容量 Pe。 m 的 3 倍计算， 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 10 页 共 42 页 L1（L3）相负荷最大为 1.8KW那么 Pe =3Pe。m=31.8=5.4KW 查表 2-3 得需要系数取 Kx=0.8 等效三相计算负荷 Pc= KxPe = 0.85.4=4.32KW 取功率因数COS=0.8 线电压 U1=0.38 KW 三相线路计算电流 COSU P I c c 1 3 = =4.32/（1.730.380.8）=8.2A 3.73.7 导线、电缆的选择与敷设导线、电缆的选择与敷设 1、电线、电缆形式的选择 导线型式的选择主要包括选择额定电压、 导体材料、 绝缘材料、 内外护层等， 选择时主要考虑环境条件、运行电压、敷设方法和经济、可靠性方面的要求。经 济因素除考虑价格外，应当注意节约较短缺的材料，例如优先采用铝芯导线，以 节约用铜；尽量采用塑料绝缘电线，以节省橡胶等。 （1）额定电压： 绝缘导体和电缆的额定电压应不低于使用地点的额定电压。 （2） 导体材料：在室内建筑内，电气线路一般采用暗敷方式，考虑施工、 经久耐用和安全等问题，一般选用铜芯导线和电缆。 （3） 绝缘及护套：导线和电缆的绝缘材料主要有塑料、橡皮等。在建筑物 表面直接敷设时， 应选用塑料绝缘和塑料护套线。 选择导线和电缆的绝缘材料时， 应首先考虑敷设方式及环境条件，其次应考虑其经济性，由于塑料绝缘线的生产 工艺简单，绝缘性能好，成本低，应尽量选用塑料绝缘电线。 （4） 电缆外护层及铠装：电力电缆的外层及铠装种类较多，要根据其敷设 方式、环境选用。 本次设计中照明线路用的电缆（总进线）型式采用的是聚氯乙烯绝缘铜芯电 力电缆（YJV） ，照明线路用的电线（各个配电箱分支线路，包括照明线路、普通 插座线路、空调插座线路）型式均采用的是塑料绝缘铜芯电线（BV） 。 2、导线截面的选择 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 11 页 共 42 页 导线截面一般根据下列条件选择： （1）按载流量选择：即按导线的允许温升选择。在最大允许负荷电流通过 的情况下，导线发热不超过线芯所允许的温度，导线不会因过热而引起绝缘损坏 或加速老化。选用时导线的允许载流量必须大于或等于线路中的计算电流值。 （2）按电压损失选择：导线上的电压损失应低于最大允许值，以保证供电 质量。 （3）按机械强度要求：在正常工作状态下，导线应有足够的机械强度以防 断线，保证安全可靠运行。 （4）为了在线路短路时，保护设备能对导线起保护作用，两者之间要有适 当的配合。 （5）热稳定校验：由于电缆结构紧凑、散热条件差，为使其在短路电流通 过时不至于由于导线温升超过允许值而损坏，还需校验其热稳定性。 选择的导线、 电缆截面必须同时满足上述各项要求， 通常可先按允许载流量选择， 然后再按其他条件校验，若不能满足要求，则应加大截面。 表 2-4 是 BV 绝缘导线明敷及穿管持续载流量，在本次设计中根据计算公式 和安全载流量表可以确定各条线路的导线截面。例如配电箱 1AL1 的计算电流算 得 Id=11.4A，进线导线根数是 5 根，环境温度默认为 30。查表 2-4，30时 5 根导线穿管敷设可得截面为 6 mm2， 它的安全载流量为 23A， 大于实际电流 11.4A。 利用相同的方法可以确定其他导线截面，根据规定，进户线截面不得小于 2.5 mm2，当遇到选择的导线截面小于 2.5 mm2 也符合载流量时，应选 2.5 mm2。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 12 页 共 42 页 表表 2-42-4：BVBV 绝缘导线明敷及穿管持续载流量绝缘导线明敷及穿管持续载流量 环境温度 / 30353035 导线根数112458912122458912 12 标称截面 /mm2 明敷载流量导线穿管载流量 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 23 31 41 53 74 99 132 161 201 259 316 374 426 495 592 22 29 39 50 69 93 124 151 189 243 297 351 400 464 556 13 17 24 31 44 60 83 103 127 165 207 245 288 335 396 9 13 18 23 33 45 62 77 95 123 155 184 216 251 297 8 11 15 19 28 38 52 64 79 103 129 153 180 209 247 7 10 13 17 25 34 47 58 71 92 116 138 162 188 222 12 16 22 29 41 57 77 96 117 152 192 226 265 309 366 9 12 17 21 31 42 57 72 88 114 144 170 199 232 275 7 10 14 18 26 35 48 60 73 95 120 141 166 193 229 6 9 12 16 23 32 43 54 66 85 108 127 149 174 206 3、绝缘导线、电缆的敷设 通常对导线型式和敷设方式的选择是一起考虑的。 导线敷设方式的选择主要 考虑安全、经济和适当的美观，并取决于环境条件。 在屋内，导线的敷设方式最常见的方式为明敷、穿管和暗敷三种。 绝缘导线穿电线管、焊接钢管，埋入墙内或地坪内，电线管和焊接钢管亦可敷设 在顶棚内或多孔混凝土板孔中。暗敷设的优点是导线因有管子保护，一般不易受 到机械等因素的外伤，不易受潮，还能达到美观的要求。电线管、水煤气管本身 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 13 页 共 42 页 是导体， 如果接零和接地正确， 可大大减少配电故障； 难燃塑料电线套管重量轻、 价格便宜、施工方便、可以在埋墙、暗敷顶棚内代替钢管。 本次设计主要采用的是穿管暗敷方式，总电源电缆直接埋地敷设，穿墙处穿 焊接钢管敷设，引出的干线埋墙敷设或穿金属线槽明敷至各分配电箱，照明箱引 出的照明回路导线规格均为 BV-22.5 mm2 穿 PC16 保护，走桥架，插座回路地 线均专引，BV-22.5 mm2、 BV24 mm2 导线穿管管径选择如下:2 根穿 PC16， 34 根穿 PC20，57 根穿 PC25. 导线敷设方式及敷设部位对照表： 表表 2-52-5：导线敷设方式及部位：导线敷设方式及部位 导线敷设方式导线敷设部位 SC穿焊接钢管敷设WC暗敷在墙内 TC穿薄壁钢管敷设FC暗敷在地面或地板内 CT用电缆桥架敷设CC暗敷在屋面或顶板内 PC穿塑料管敷设SCE吊顶内敷设 3.83.8 断路器及漏电保护的选择断路器及漏电保护的选择 为保证供电系统的安全运行，以防过负荷和短路引起的过电流对系统的影 响，故在供电系统中装有不同类型的过电流保护装置。 供电系统的过电流保护装置有：熔断器保护、低压断路器保护和继电器保护。 供电系统对保护装置有下列基本要求：选择性、速动性、可靠性、灵敏度。 本次设计中属低压配电系统，选择低压断路器保护，插座回路加有漏电保护。 低压断路器过电流脱扣器额定电流的选择 （1）过电流脱扣器的额定电流 IN.OR 应不小于线路的计算电流 Id，即 IN.ORId（2-9） （2） 过电流脱扣器的额定电流 IN.OR 应不小于所选导线额定电流 Iln 的 1.1 倍即： IN.OR1.1Iln（2-10） 本次设计选用施耐德断路器。 照明回路、 空调回路选择 1P,插座回路选择 2P， 以配电箱 1AL1 为例，其进线计算电流 Id11.4A，选择断路器额定电流 IN.OR： IN.ORId11.4A 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 14 页 共 42 页 配电箱 1AL1 所选线路截面 6 mm2，其额定电流 Iln 为 23A，则 IN.ORIln23A1.125.3A 按照施耐德 C65N 系列的断路型号选择，进线线路选择过电流脱扣器的额定 电流为 32A 的断路器，4P. 表表 2-62-61AL11AL1 系统图说明系统图说明 线路导线型号断路器 WL1 照明 BV-22.5 PC16-CC.WC 两根截面积为 2.5mm2 铜芯电缆穿 16mm 电线管沿墙和顶板敷设 C65NC 10A/1P C 型脱扣 曲线，容量 10A,单极 WL2 厨房 插座 BV-22.5 PC16-CC.WC 两根截面积为 2.5mm2 铜芯电缆 穿 16mm 电线管沿墙和顶板敷设 C65NC 10A/1P C 型脱扣 曲线，容量 10A,单极 WL3 卫生 间插座 BV-22.5 PC16-CC.WC 两根截面积为 2.5mm2 铜芯电缆 穿 16mm 电线管沿墙和顶板敷设 C65NC 10A/1P C 型脱扣 曲线，容量 10A,单极 WL4 普通 插座 BV-32.5 TC15-CC.WC 两根截面积为 2.5mm2 铜芯电缆 穿 15mm 薄壁钢管沿墙和顶板敷设 C65NC 10A/1P C 型脱扣 曲线，容量 10A,单极 WL5 空调 插座 BV-32.5 PC16-FC.WC 三根截面积为 2.5mm2 铜芯电缆 穿 16mm 电线管沿墙和地板敷设 VigiC65N-C16A/30mA/1P+N 容量 16A,双极,带漏电保 护 总进线 BV-5x6 PC32-CT WC 五根截面积为 6 mm2 电 力电缆 穿 32mm 电线管沿桥架敷设 C65N 32A/4P容量16A,三极 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 15 页 共 42 页 4 4 低压配电系统设计低压配电系统设计 4.14.1 配电的设计概述配电的设计概述 现代电力系统是一个由电能的生产（发电） 、输送与分配（输电、变电、配 电） 、消费（用电负荷）组成的。各类建筑为了接受从电力系统送来的电能，就 需要有一个内部的供配电系统。建筑供配电系统由高压及低压配电线路、变电站 （包括配电站）和用电设备组成。用电负荷是电力系统的重要组成部分。对工业 与民用建筑的供电，系指通过输变电系统配电系统将电力送至电力单位的过程。 供电不仅要满足用电单位用电设备的电力需求， 还需满足工业与民用建筑现代化 的需要。工业与民用建筑供电的任务是确保用电设备完成其功能要求；在保证电 气安全懂得前提下，最大限度的节约电能和材料，以取得最大经济效益。 4.1.14.1.1 设计要求设计要求 供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，以近 期为主。供配电系统设计应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能 先进的电气产品。 4.1.24.1.2 设计原则设计原则 （1）配电系统应做到供电可靠，电源质量好，满足生产要求。对一级负荷 应由两个独立电源供电；对二级负荷一般要有两个电源供电，可以用手动切换， 在条件很困难的情况下，也许只用一个独立电源。 （2）配电系统的接线力求简单灵活，便于操作维护，并能适应负荷的变化和 系统的发展。同一电压的配电级数不宜多于两级。 （3）制定配电系统的方案时，一般不考虑当其中一个电源系统发生故障或检 修停电时，另一个独立电源进线也同时发生故障。 （4）制定配电系统方案时要充分考虑节约基建投资，降低运行费用，减少有 色金属的消耗量。 （5） 配电系统应考虑负荷的增长， 预留必要的发展余地作出分期建设的规划。 配、变电所的电源进线要有适当的富裕的供电能力。 4.1.34.1.3 设计一般规定设计一般规定 （1）配电电压应采用 220/380V。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 16 页 共 42 页 （2）配电系统设计应根据工程规模、设备布置、负荷容量及性质等综合考 虑确定。 （3）配电系统应满足生产和使用所需要的供电可靠性和电压质量；接线简 单，并有一定的灵活性；操作安全，检修方便；另外，还要考虑节省有色金属消 耗、减少电能损耗。 （4）自变压器二次侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级，但对 非常重要负荷供电时，可以超过三级。 （5）由公用电网引入建筑物内的电源线路，应在屋内靠近进线点便于操作 维护的地方装设电源开关和保护电器。 若由本单位配变电所引入建筑物内的专用 电源线路，可装设不带保护的隔离电器。 （6）在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备容量不很大的时候， 又无特殊要求时宜采用树干式配电。当用电设备容量大，或负荷性质重要，或在 很潮湿、有腐蚀性环境的车间及建筑物内，宜采用放射式配电。 （7）各级低压配电屏，应根据发展的可能性留有适当的备用回路。 本工程是三级负荷供电方式，只要一个独立电源进行供电即可。 4.24.2 低压配电系统线路的选择低压配电系统线路的选择 4.2.14.2.1 低压线路接线方式低压线路接线方式 低压配电线路采用放射式、树干式、环式及链式四种接线法。 （1）放射式系统：特点配电线故障互不影响,供电可靠性较高,适用于一级 负荷配电。配电设备集中,检修比较方便；缺点是系统灵活性较差,导线消耗量较 多。此配电方式经常用在设备容量大、负荷集中或重要的用电设备以及有腐蚀性 介质和爆炸危险等场所不宜配电及保护起动设备放在现场者。 以免影响其它用户 正常用电。接线图见下图 4-1 图图 4-14-1 低压放射式线路低压放射式线路 （2）环形系统环形线路运行时都是开环的放射式线路，提高了供电可靠性， 当一回线路故障或检修时，可以将该线路与电源断开，而该处的负荷仍可得到供 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 17 页 共 42 页 电。接线方案见下图 4-2。 图图 4-24-2 低压环形线路低压环形线路 （3） 树干式系统： 特点树干式配电系统总长度小,也就是可以节约有色金属、 比较经济；供电点的回路数量较少,配电设备也相应减少；配电线路安装费用也 相应减少。 存在缺点是干线发生故障时影响范围大,供电可靠性较差,相比较导线 截面积较大。一般很少采用树干式配电，往往采用放射式与树干式混合使用。接 线图见下图 4-3。 图图 4-34-3 低压树干式线路低压树干式线路 （4）链式系统：特点与树干式有相似之处，这种供电形式适用与距配电柜 较远而彼此相距又较近的不重要的容量较小用电设备， 这种方式连接的用电设备 宜在五台以下，总功率在 10KW 以下。接线方式见下图 4-4。 图图 4-44-4 低压链式线路低压链式线路 4.2.24.2.2 本工程采用的是树干式低压配电线路本工程采用的是树干式低压配电线路。 选择的原则：配电网络导线和电缆的选择，一般按照下列原则进行： （1）按使用环境和敷设方法选择导线和电缆的类型。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 18 页 共 42 页 （2）按机械强度选择导线的最小允许截面。 （3）按照允许载流量选择导线和电缆的截面。 （4）按电压损失校验导线和电缆的截面。 截面的选取：对建筑供配电中的低电压 380/220V 进出电线和电缆的截面选 择，是按长期允许载流（或称发热条件或称温升条件）来选择的。每箱电缆（或 每相电线）的横截面积，必须满足下述条件：IalI30=Ic ；I30 是流过每相电 线（或电缆）的计算电流，即对该载流量计算得出的计算负荷电流 Ic= I30。 表表 4-14-1 BVBV 绝缘电线敷设在明敷导管内的持续载流量（绝缘电线敷设在明敷导管内的持续载流量（A A） 环 境 温 度 / 30353035 导线根数112458912122458912 12 标 称 截 面 /mm2 明敷载流量导线穿管载流量 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 23 31 41 53 74 99 132 161 201 259 316 374 426 22 29 39 50 69 93 124 151 189 243 297 351 400 13 17 24 31 44 60 83 103 127 165 207 245 288 9 13 18 23 33 45 62 77 95 123 155 184 216 8 11 15 19 28 38 52 64 79 103 129 153 180 7 10 13 17 25 34 47 58 71 92 116 138 162 12 16 22 29 41 57 77 96 117 152 192 226 265 9 12 17 21 31 42 57 72 88 114 144 170 199 7 10 14 18 26 35 48 60 73 95 120 141 166 6 9 12 16 23 32 43 54 66 85 10 8 12 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 19 页 共 42 页 4.2.34.2.3 漏电保护漏电保护 漏电保护器按工作原理分为电压动作型和电流动作型， 但通用的为电流动作 型。电流型漏电保护器主要由主开关，零序电流传感器、放大鉴幅电子电路，和 脱扣装置等组成。零序电流传感器可安装在电压器中性点与接地极之间，组成全 系统保护，也可装在干线或分支线上，组成干线或分支支路保护。 漏电保护原理是基于事故状态下，相电流的矢量不等于零，出现一个零序电流， 当零序电流达到整定值，便使脱扣器动作，切除故障电流达到保护目的。可将漏 电保护器装设于民用建筑中防止接地故障造成的伤害 4.34.3 负荷计算的方法负荷计算的方法 4.3.14.3.1 求计算负荷求计算负荷 也称需用负荷,目的是为了合理的选择供配电系统务级电压供电网络、变压 器容量和电器设备型号等。 4.3.24.3.2 求尖峰电流求尖峰电流 用于计算电压波动、电压损失、选择熔断器和保护组件等。 4.3.34.3.3 求平均负荷求平均负荷 用来计算供配电系统中电能需要量，电能损耗和选择无功补偿装置等。 4.3.44.3.4 需用系数法需用系数法 是将用电设备容量 Pe 乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种 方法。这种方法由于简单易行，为设计人员普遍接受。事实上只有当设备台数足 够多，总功率密度足够大，无大型用电设备，需要系数值才能趋向一个稳定的数 值。因此，需用系数法的计算公式如下： Pc=KdPe(kW)(4-1) Qc=Pctg(kVar)(4-2) Sc2=Pjs2 +Qjs2(kVA)(4-3) Sc= Pc /cos(kVA)(4-4) Ic=Sc/ 3Un (4-5) 式中Pc-用电设备组的设备功率，kW； Kc-需要系数； tg，cos-用电设备组的功率因数及功率角正切； KP KQ -有功，无功同时系数，取 0.9。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 20 页 共 42 页 4.44.4 本工程的负荷计算和导线选择本工程的负荷计算和导线选择 4.4.14.4.1 负荷计算的方法负荷计算的方法 计算负荷是按发热条件选择导体及开关电器的依据，并可用来计算电压损 失。 民用建筑电气设计规范 （JGJ/T161992）中提出，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， 应首先先统计出各分支线路中照明设 备的总安装容量，然后求出各照明分支线的计算负荷，最后求照明干线、低压总 干线、进户线的计算负荷。 它是按照照明设备的安装容量 Pe 乘以需要系数 Kn 而求得 （如三相线路有不 平衡负荷时，则以最大相负荷乘以 3 作为总负荷） ，其公式为： Pc=KxPe(4-6) 式中Pc计算负荷，W； Pe照明设备的安装容量，包括光源和镇流器所消耗的功率，W； Kx需要系数； 需要系数表示不同性质的建筑对照明负荷需要的程度 （主要反映各照明设备 同时点燃的情况） 。 表表 4-24-2 计算照明干线负荷时采用的需要系数计算照明干线负荷时采用的需要系数 KxKx 建筑物分类Kx建筑物分类Kx 住宅区、住宅0.60.8由小房间组成的车间或厂房0.85 医院0.50.8辅助小型车间、商业场所1.0 办公楼、实验室0.70.9仓库、变电所0.50.6 科研楼、教学楼0.80.9应急照明、室外照明1.0 照明支线的需要系数为 1。 在实际工作中往往需要的是计算电流（Ic）的具体数值，当在已知 Pc 情况 下就可方便地求得 Ic。 采用一种光源时，线路的计算电流可按下述公式计算： 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 21 页 共 42 页 （1）三相线路计算电流 COSU P I c c 1 3 = (4-7) （2）单相线路计算电流 COSU p I p c c =(4-8) 以上两式中U1额定线电压，kv； Up额定相电压，kv； COS光源的功率因数 ； Pc，Pc/分别为三相及单相计算负荷，KW 4.4.24.4.2 户型负荷统计户型负荷统计 图图 4-54-5 3Al13Al1 户型配电箱系统图户型配电箱系统图 照明：Pe1=0.5.KW COSU p I p c c =500/220/0.8=2.58(A) 普通插座：Pe2=2.00KW COSU p I p c c =11.36(A) 空调插座：Pe3=9.00KW COSU p I p c c =26.80(A) 卫生间插座：Pe4=2.0KW COSU p I p c c =11.36(A) 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 22 页 共 42 页 厨房插座： Pe5=3.5KW 房间总负荷：Pe=18.0KW（加预留） 房间总电流：Pe=18.0KW，Kx=0.8，COS=0.8 Pjs=PeKx=14.40KW Ijs=Pjs/Up/COS=46.3(A) 4.4.34.4.3 负荷平衡负荷平衡 其他户型负荷统计如下表 4-3： 表表 4-34-3 户型负荷统计户型负荷统计 户型代号负荷分配（Kw）户型数（户） 三层（3AL 系列）18.08 四层（4AL 系列）18.08 商铺5.022 楼层为三相进线，各住户为单相进线。经过调整各个楼层以及整栋楼三相线 路用电负荷均应基本平衡，各相线路负荷误差在 15%之内。 （各层负荷平衡及计算负荷 Pc 计算电流 Ic 详见系统图。 ） 4.4.44.4.4 本工程中的负荷计算本工程中的负荷计算 本设计为普通商住楼（一二层是商铺） ，安三级负荷供电，商住楼楼梯间应 急照明供电负荷等级为二级，采用集中蓄电池作为备用电源。配电系统采用三相 五线制，电压为 380/220 伏。 商住楼中的住宅楼的负荷计算，有照明回路，一般插座回路，厨房回路，卫 生间回路，空调插座回路，等五个回路。 （1）照明回路： Pe =72+72+36+24+12+9+9+=234W Ie= Pe /(U N cos)= 0234/0.221=1.06A 断路器选 C65N-C 10A/1P 导线选 BV-2*2.5/PC16-W(C)C （2）一般插座回路： 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 23 页 共 42 页 一般插座共 10 个，设其功率各为 100W，共 1000W。 Pe =1000W Ie= Pe /(U N cos)= 1.0/0.220.7=6.49A 断路器选 C65N-C 10A/2P 导线选 BV-3*2.5/PC20-W(F)C （3）厨房插座回路： Pe =800W Ie= Pe /(U N cos)= 0.4/0.220.7=5.2A 断路器选 C65N-C 10A/1P 导线选 BV-3*4/PC20-W(F)C （4）卫生间插座回路： 卫生间插座共 3 个，设其功率各为 200W,共 600W。 Pe =600W Ie= Pe /(U N cos)= 0.6/0.220.9=3.04A 断路器选 C65N-C 10A/1P 导线选 BV-3*4/PC20-WC （5）空调插座回路： 客厅空调插座有 1 个，设其功率为 3000W。 Pe =3000W Ie= Pe /(U N cos)= 1/0.220.8=17.55A 断路器选 C65N-C 10A/1P 导线选 BV-3*4/PC20-W(F)C 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 24 页 共 42 页 5 5 插座系统插座系统 5.15.1 插座系统的概述插座系统的概述 插座这个小小的电气装置组件，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。 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。 5.25.2 本设计插座系统的设计本设计插座系统的设计 （1）主卧室：挂式空调插座 1 个，安装高度 1.8 米；安全型五孔插座 2 个， 安装高度 0.3 米。 （2）次卧室：挂式空调插座 1 个，安装高度 1.8 米；安全型五孔插座 2 个。 安装高度 0.3 米。 （3）客厅：柜式空调插座 1 个，安装高度 0.3 米；安全型五孔插座 3 个安 装高度 0.3 米。 （4）卫生间：带保护接地点密闭插座 1 个，给热水器用，安装高度 2 米； 带保护接地暗装插座， 给洗衣机用， 安装高度 0.3 米； 带保护接地安装插座 1 个， 备用，安装高度 0.3 米。 （5）厨房：带保护接地的暗装插座 2 个，安装高度 1.4 米；带防溅盒油烟 机装用插座 1 个，安装高度 2 米。 （6）商铺：安全型无孔插座 10 个，备用，安装高度 0.3 米；柜式空调插座 1 个，安装高度 0.3 米。 （7）商铺卫生间：带保护接地点密闭插座 1 个，给热水器用，安装高度 2 米；带保护接地的暗装插座 2 个，暗装高度 0.3 米。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 25 页 共 42 页 6 6 防雷接地系统设计防雷接地系统设计 6.16.1 防雷与接地系统概述防雷与接地系统概述 6.1.16.1.1 防雷系统概述防雷系统概述 雷电是大气层中的一种自然放电现象。 雷击的发生可能引起建筑物或设备的 严重破坏。高层建筑高度很高，落雷容易，发生雷害危险性更大，故在设计高层 建筑时，具备有效的避雷设施，从人员安全和建筑物保护来说都是极为重要的。 6.1.26.1.2 建筑物的防雷等级建筑物的防雷等级 一级防雷建筑物： （1）凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、人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，因电火花而引起爆炸，会造成巨大 坡坏和人身伤亡者。 （4）超高建筑物，如 40 层及以上的住宅建筑，建筑高度超过 100 米的其他 民用以及一般工业建筑物。 二级防雷的建筑物： （1）国家级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、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。 （3）国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量 电子设备的建筑物。 （4）制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致 造成巨大破坏和人身伤亡者。 （5）高层建筑物，如 19 层及以上的住宅和高度超过 50 米的其他民用和一 般工业建筑物 三级防雷的建筑物： （1）省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。 （2）10 至 18 层的普通住宅。建筑物高度不超过 50 米的教学楼和普通的旅 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 第 26 页 共 42 页 馆、办公楼、科研楼、图书馆、档案楼和省级以下的邮政楼等。 （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。 根据以上分类可知本建筑物属三级防雷建筑物， 下面就就讨论一下三级防雷 建筑物的保护措施。 6.1.36.1.3 第三级防雷建筑物的防雷措施第三级防雷建筑物的防雷措施 （1）一般在建筑物易受雷击部位装设避雷针或避雷带。 建筑物易受雷击的部位是： 平面屋及坡度不大于 1/10 的屋面屋角、女儿墙、屋檐。 坡度大于 1/10、小于 1/2 的屋面屋角、檐角、屋脊、屋檐； 坡度不大于 1/2 的屋面屋角、屋脊、檐角。 （2）采用避雷带时，屋面任何一点