毕业设计（论文）-某商住楼建筑电气设计.doc

某商住楼建筑电气设计设计总说明本工程为高商住一体楼，总建筑面积为73195，地下一层为人防，地上一层为商场，地上二至二十五层为住宅。建筑层数：最高高度99.85m。本论文主要阐述了某商住楼建筑各电气系统的设计依据，原则和方法及设计选择的结论，设计包括三大部分：强电设计及火灾自动报警系统设计。 强电部分主要内容包括：低压配电系统、照明插座系统、及防雷接地系统的设计。其中主要有照明灯具和插座系统平面图布置，相关设备的选型，根据房间的不同照度要求进行了照度计算，并根据计算结果选择出合适的灯具，根据计算出的住户用电负荷进行了设备选型，另外还对防雷接地系统进行了设计。火灾自动报警系统主要内容包括：火灾探测器和报警系统的设计。 关键词：低压配电系统；照明系统；火灾自动报警系统系统；防雷接地系统 Electrical design of a commercial buildingDesign DescriptionThis project for high-rise residential area, with a total construction area of 73195, Underground is a basement. Garage on the ground one is market garage on the ground two to twenty five -story residential. Building height is 99.85m.This paper describes the business-living building .construction in accordance with the respective electrical system design principles and methods and conclusions of design options, design consists of three parts: high voltage design, fire automatic warning system design. Strong electricity main contents include: design and low voltage power distribution systems, lighting socket systems, and lightning protection and grounding systems. The major ones are lighting and socket system layout plan, selection of related equipment, depending on room illumination requirements of the illumination calculation, and select the appropriate lamp according to the results, based on the calculated load of household electrical equipment selected type, in addition to the lightning protection and grounding system is designed. Fire automatic warning part of the main contents include: Fire detector design, warning system.Keywords: low-voltage distribution system; lighting system; Fire automatic warning system; Lightning Protection Systems目录1绪论11.1课题意义11.2课题基本情况11.2.1工程概述11.2.2设计依据11.2.3设计任务22 照明、插座系统设计32.1照明设计概述32.2照明设计原则32.2.1照明灯具和光源的选择32.2.2应急照明42.2.3公共照明设计62.3照度计算62.3.1照度标准值62.3.2照度负荷计算72.4插座设计92.4.1插座设计规定92.4.2 插座的选择92.4.3 插座的安装92.4.5工程具体设计：103 配电系统设计133.1设计要求133.2负荷等级分类143.2.1供电要求143.2.2工程的负荷等级及供电要求153.3负荷计算153.3.1需要系数法153.3.2本工程负荷计算164 火灾自动报警系统设计184.1消防设计概况184.2探测器安装步骤194.3火灾报警按钮设置194.5消防导线选择与线路敷设205防雷与接地系统设计225.1建筑物防雷分类和措施225.1.1建筑物防雷分类225.1.2第三类防雷建筑物防雷措施225.2防雷设计245.2.1计算依据245.2.2已知条件245.2.3计算过程255.2.4计算结果255.3接地设计255.3.1接地概述255.3.2.接地系统255.4等电位连接26总结29致谢30参考文献31附录32 第 V 页1绪论1.1课题意义建筑物现代化的程度的高低与其节能化程度，自动化水平，信息化发展息息相关，但是建筑电气设计质量保证是一个比较复杂的课题。随着科学技术的飞速发展以及人们生活水平答案不断提高，建筑电气的设计从简单到复杂，从单一到多元化，使建筑物有了活的灵魂，不断向节能、环保，安全方向蓬勃发展。建筑除了本身的框架外，还离不开给水，电气，消防，照明等的设计，从某种意义上来讲，建筑物在电气工程设计时，既要充分考虑用电负荷日益增长需要，又要充分满足供电的可靠性及安全性的要求。在传统的设计中，不能满足设计要求，并随之有不断暴露的问题，会对建筑产生二次伤害，缩短建筑使用寿命，在建筑电气设计的帮助下，可以避免二次的资源浪费，同时，还可以对建筑不断的升级改造，满足生活和学习的需求。1.2课题基本情况1.2.1工程概述该楼为商住一体楼。概况如下：建筑类别： 一级建筑性质：地下一层为人防，地上一层为商场，地上二至二十五层为住宅。建筑层数：最高高度99.85m建筑面积：73195m21.2.2设计依据依据民用建筑电气设计规范（JGL162008）、低压配电设计规范(GB50054-2011)、供配电系统设计规范(GB50052-2009)、火灾自动报警系统设计规范(GB50116-2013)1）遵守规程、执行政策； 必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2）安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3）近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4）全局出发、统筹兼顾；按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。电气系统设计是整个设计中的重要组成部分，电气系统设计的质量直接影响到商住楼能否正常使用。1.2.3设计任务1）照明、动力配电系统 2）建筑物防雷、接地系统及安全措施 3）火灾自动报警系统 4）有线电视系统、电话、访客对讲系统的预埋管设计；2 照明、插座系统设计2.1照明设计概述电气照明是建筑物内外人工环境的重要组成部分，它的基本功能是在自然光不足时，为人们进行各种活动提供视觉的必要条件，而且对人的生理、心理健康具有重要影响，所以电气照明设计应满足家庭生活的需求，并且要确保用电安全。照明的方式和种类：工作场所均应设置正常照明。正常照明是电气照明设计中的主要内容。在正常照明因故障熄灭后，对需要确保正常工作或活动继续进行的场所，当装备照明设备。在正常照明因故障熄灭后，对需要确保处于危险之中的人员安全的场所，应装设安全照明。在正常照明因故障熄灭后，在事故情况下为确保人员安全撤离的出口和通道，应装设疏散照明。2.2照明设计原则2.2.1设计标准1使用性原则，使用是根本也是设计的出发点和基本条件。使用性还包括照明系统的施工安装、运行几维修的方便简单，及对未来照明发展变化留有一定的空间；2.安全性原则，在选择设计照明系统时要坚持安全第一的原则。在设计中要遵循规范的规定和要求，严格按规范设计； 3.美观性原则，灯光照明尚具有装饰空间、美化环境的功能。对于房间的照明设计，我们也应该从美观的角度选择、布置灯具，使之符合人们的审美习惯；4.经济性原则，一方面是节能，另一方面是节约。2.2.1照明灯具和光源的选择1.照明光源选择一般原则：1)发光效率高；2)显色性好，即显色指数高；3)使用寿命长；4)启动可靠、方便、快捷；5)性能价格比高。2.照明灯具选择照明灯具是包括光源在内的所有照明附件所组成的装置，灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。照明灯具按其向上、下两个半球空间发出的光通量的比例来分类，有直接型灯具、半直接型灯具、漫射（直接-间接）型灯具、半间接型灯具、间接性灯具等。其中，直接型灯具又可以分为特窄照型、窄照型、中照型、光照型、特广照型。选择灯具时，在满足眩光限制和配光要求的条件下，应优先选用配光合理、效率高的灯具，同时，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。应尽量选用反射罩效率高的灯具。室内开启式灯具的效率不宜低于70%，带有包合式灯罩的灯具效率不宜低于55%，带格栅灯具的效率不宜低于50%。在各类灯具中，荧光灯主要用于室内照明，汞灯和钠灯用于室外照明，也可将二者装在一起作混光照明，这样做光效高、耗电少、光色逼真、协调、视觉舒适。3.灯具选择一般原则：1)使用安全：防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险；2)提高能效：选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应，以及光通维持率高的灯具；3)合理考虑功能性(良好的照明效果)、装饰性(美观、协调)、经济性(性价比高)和能源效益的结合；4)限制眩光。2.2.2应急照明在正常照明的电源发生故障时，为了保证人们的继续工作、人员安全或顺利疏散，需要启用应急照明，它包括备用照明、安全照明和疏散照明三种。根据建筑照明设计标准（GB50034-2013），工作场所在下列情况下应设置应急照明：1.正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行的场所，应设置备用照明；2.正常照明因故障熄灭后，需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所，应设置安全照明；3.正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明。1.应急照明分类：应急照明按照用途可分为三类：疏散照明、安全照明、备用照明。1）疏散应急照明：为保证人员在发生事故时能快速而安全地离开建筑物所设立的照明。在疏散通道地面上提供的照度应达到1lx，最低不得小于0.2lx。此外，在安全出口和疏散通道的明显位置还要设有标志指示灯；2)安全应急照明：在正常照明突然熄灭时，为保证潜在危险场所(如医院手术间)的人员人身安全而设置的照明。安全照明在工作面上提供的照度不应小于正常照明系统提供照度的5%，并且应在正常照明电源消失后0.5s以内提供安全照明电源；3)备用应急照明：正常照明发生事故时，能保证室内活动继续进行的照明，备用照明往往由一部分或全部由正常照明灯具提供，其应急电源主要应来自两个级别的电源：电网电源和自备电源(发电机或集中蓄电池)，照度一般为正常照度的10%。此外，消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间的应急照明，仍应保证正常照明的照度。疏散应急照明灯宜设在墙面上或顶棚上。安全出口标志宜设在出口的顶部；疏散走道的指示标志宜设在疏散走道及其转角处距地面1m以下的墙面上。走道疏散标志灯的间距不应大于20m。应急照明和疏散指示标志，可采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不应少于20min；高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。应急照明灯具选择应急照明必须选用能瞬时启动的光源，只有应急照明作为正常照明的一部分，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，应急照明才可选用其它光源，因为若选用不瞬时启动的光源(如气体放电灯)时，当其不在正常照明运作中一同使用，一旦发生事故，因其启动时间长而不能起到事故照明的作用。 应急照明灯具布置高层建筑物的下列部位应设置应急照明：1.楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前室和避难层(间)。2.配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间。3.观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密集的场所。4.公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道。2.应急灯具控制方式1）非持续式(常备式)。正常状态下，无交直流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。2）持续式(常亮式)。正常状态下，交流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。3）可控制方式。正常状态下，输出交流，灯开关自由控制开断；强切状态下，交流输出，开关失控；应急状态下，直流输出，开关失控。2.2.3公共照明设计公共照明是照明系统设计的一个比较重要的环节，要满足照度和稳定的需要。主要为楼道灯，一般采用声光控制，实现人来灯亮，人走灯灭。设计者要从节能、降耗、使用方便、性能安全可靠的角度考虑。一类建筑的公共照明属于一级负荷，需要双电源供电保证紧急状态下可以正常工作，避免造成人员伤亡和经济损失。楼道灯属于公共设施，需要时常维护。本次设计公共照明每三层安分、安放一个公共照明配电箱分管三个楼层，供电方式为市电和小区柴油发电机组双电源供电的方式。2.3照度计算2.3.1照度标准值评价照明的最重要的指标就是照度，我们一般所说的照度值均为作业面或参考平面上的维持平均照度值。根据建筑照明设计规范（GB50034-2013），本工程主要房间或场所照明标准按表2-1选择。表2-1住宅建筑照明的照度标准值房间或者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300*卧室一般活动0.75m水平面7580床头、阅读150*餐厅0.75餐桌面15080厨房一般活动0.75水平面10080操作台台面150*卫生间0.75水平面10080电梯前厅地面7560走道，楼梯间地面5060车库地面3060注：*指混合照明照度2.3.2照度负荷计算1.计算依据灯具数量,照度值计算根据照明设计手册第二版(中国电力出版社)图书计算。利用系数根据照明设计手册第二版(中国电力出版社)图书查询获得。以标准层一间卧室为例计算（1）房间条件房间类型:矩形房间房间面积:9.7999平方米图2-1普通卧室照明工作面高度:0.8米顶棚反射系数:70%墙面反射系数:30%（2）灯具信息灯具维护系数:0.7灯具效率:0.72利用系数:0.266灯具镇流器使用00(W)光源类型: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)（3）照度要求照度要求:75(lx)功率密度要求:7(W/)（5）计算过程计算标准：依据中华人民共和国国家标准 建筑照明设计标准 GB 50034-2013 P13；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。Eav = NUK / A （2-1）N = (EavA) / (UK) （2-2）Eav按90%计算最小灯具安装套数N = (Eav90%A) / (UK) = (7590%9.7999) / (19000.2660.7)=2套（6）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 = (119000.2660.7) / 9.7999 = 36.1004(lx)E 0.9Eav, 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=1(0021)/9.7999=2.14288(W/)该建筑物: -住宅建筑- 卧室：一般活动区要求的功率密度X=7(W/)换算到照度标准值的功率密度X(实际)=3.4(W/)W r=3.2m ，满足保护半径的要求4.3火灾报警按钮设置1.每个防火分区至少应设一个火灾警报装置，其位置宜设在各楼层走道靠近楼梯出口处。警报装置宜采用手动或自动控制方式。2.在环境噪声大于60dB的场所设置火灾警报装置时，其声警报器的声压级应高于背景噪声15dB。4.4火灾应急广播与消防通信1.民用建筑内扬声器应设置在走道和大厅等公共场所，每个扬声器的额定功率不应小于3 W，其数量应能保证从一个防火分区的任何部位到最近一个扬声器的距离不大于25m。走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5m。2.在环境噪声大于60dB的场所设置的扬声器，在其播放范围内最远点的播放声压级应高于背景噪声15 dB。3.客房设置专用扬声器时，其功率不宜小于1.0 W。4.5消防导线选择与线路敷设消防线路的导线选择及其敷设，应满足火灾时连续供电或传输信号的需要。所有消防线路，应为铜芯导线或电缆。火灾自动报警系统的传输线路和50V以下供电的控制线路，应采用耐压不低于交流300500V的多股绝缘电线或电缆。采用交流220380V供电或控制的交流用电设备线路，应采用耐压不低于交流450750V的电线或电缆。火灾自动报警系统传输线路的线芯截面选择，除应满足自动报警装置技术条件的要求外，尚应满足机械强度的要求。 1.消防设备供电及控制线路选择，应符合下列规定：（1）火灾自动报警系统保护对象分级为特级的建筑物，其消防设备供电干线及分支干线，应采用矿物绝缘电缆；（2）火灾自动报警保护对象分级为一级的建筑物，其消防设备供电干线及分支干线，宜采用矿物绝缘电缆；当线路的敷设保护措施符合防火要求时，可采用有机绝缘耐火类电缆；（3）火灾自动报警保护对象分级为二级的建筑物，其消防设备供电干线及分支干线，应采用有机绝缘耐火类电缆；（4）消防设备的分支线路和控制线路，宜选用与消防供电干线或分支干线耐火等级降一类的电线或电缆。2.线路敷设应符合下列规定：(1)当采用矿物绝缘电缆时，应采用明敷设或在吊顶内敷设；(2)难燃型电缆或有机绝缘耐火电缆，在电气竖井内或电缆沟内敷设时可不穿导管保护，但应采取与非消防用电电缆隔离措施；(3)当采用有机绝缘耐火电缆为消防设备供电的线路，采用明敷设、吊顶内敷设或架空地板内敷设时，应穿金属导管或封闭式金属线槽保护；所穿金属导管或封闭式金属线槽应采取涂防火涂料等防火保护措施；当线路暗敷设时，应穿金属导管或难燃型刚性塑料导管保护，并应敷设在不燃烧结构内，且保护层厚度不应小于30mm；(4)火灾自动报警系统传输线路采用绝缘电线时，应采用穿金属导管、难燃型刚性塑料管或封闭式线槽保护方式布线；(5)消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及应急广播等线路暗敷设时，应采用穿导管保护，并应暗敷在不燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于30mm；当明敷时，应穿金属导管或封闭式金属线槽保护，并应在金属导管或金属线槽上采取防火保护措施；采用绝缘和护套为阻燃性材料的电缆时，可不穿金属导管保护，但应敷设在电缆竖井内；(6)当横向敷设的火灾自动报警系统传输线路如采用穿导管布线时，不同防火分区的线路不应穿人同一根导管内；探测器报警线路采用总线制布设时不受此限；(7)火灾自动报警系统用的电缆竖井，宜与电力、照明用的电缆竖井分别设置；当受条件限制必须合用时，两类电缆宜分别布置在竖井的两侧。5防雷与接地系统设计5.1建筑物防雷分类和措施5.1.1建筑物防雷分类雷电可分为直击雷、感应雷、雷电波入侵。建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及后果，按防雷要求进行分类。根据国标建筑物防雷设计规范对建筑物的防雷分类规定，民用建筑中无第一类防雷建筑物，其分类应划分为第二类及第三类防雷建筑物。在雷电活动频繁或强雷区，可适当提高建筑物的防雷保护措施。根据建筑物防雷设计规范 GB 50057一2010 第3.0.3条强制性条文制定本强制性条款。本设计的高层住宅的防雷等级为第三类。5.1.2第三类防雷建筑物防雷措施1.第三类防雷建筑物外部防雷的措施宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于20m20m或24m16m的网格；当建筑物高度超过60m时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上，也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。接闪器之间应互相连接。专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于25m。当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线时，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于25m。2.防雷装置的接地应与电气和电子系统等接地共用接地装置，并应与引入的金属管线做等电位连接。外部防雷装置的专设接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。3.建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线和接地装置，当其女儿墙以内的屋顶钢筋网以上的防水和混凝土层允许不保护时，宜利用屋顶钢筋网作为接闪器，以及当建筑物为多层建筑，其女儿墙压顶板内或檐口内有钢筋且周围除保安人员巡逻外通常无人停留时，宜利用女儿墙压顶板内或檐口内的钢筋作为接闪器，应符合下列规定：1）利用基础内钢筋网作为接地体时，在周围地面以下距地面不小于0.5m深，每根引下线所连接的钢筋表面积总和应按下式计算2)当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时，接地体的规格尺寸应按表 4-1的规定确定。表4-1第三类防雷建筑物环形人工基础接地体的最小规格尺寸闭合条形基础的周长 (m)扁钢(mm)圆钢，根数 直径 (mm)6011040604202840钢材表面积总和 1.89 注：1、当长度相同、截面相同时，宜选用扁钢；2、采用多根圆钢时，其敷设净距不小于直径的2倍；3、利用闭合条形基础内的钢筋作接地体时可按本表校验，除主筋外，可计入箍筋的表面积。共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置的接地电阻确定，不应大于按人身安全所确定的接地电阻值。在土壤电阻率小于或等于3000m时，外部防雷装置的接地体当符合下列规定之一以及环形接地体所包围面积的等效圆半径等于或大于所规定的值时可不计及冲击接地电阻；当每根专设引下线的冲击接地电阻不大于30。1.符合利用槽形、板形或条形基础的钢筋作为接地体或在基础下面混凝土垫层内敷设人工环形基础接地体，当槽形、板形基础钢筋网在水平面的投影面积或成环的条形基础钢筋或人工环形基础接地体所包围的面积大于或等于79m2时，可不补加接地体。2.对6m柱距或大多数柱距为6m的单层工业建筑物，当利用柱子基础的钢筋作为外部防雷装置的接地体并同时符合下列规定时，可不另加接地体：1)利用全部或绝大多数柱子基础的钢筋作为接地体；2)柱子基础的钢筋网通过钢柱，钢屋架，钢筋混凝土柱子、屋架、屋面板、吊车梁等构件的钢筋或防雷装置互相连成整体；3)在周围地面以下距地面不小于0.5m深，每一柱子基础内所连接的钢筋表面积总和大于或等于0.37m2。防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气和电子系统线路的反击，应符合下列规定：3.低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设I级实验的电涌保护器，以及配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处，