建筑电气工程图设计

建筑供配电设计的内容 程序与要求 一 建筑供配电设计的内容建筑供配电设计的内容一般包括 输电 配电线路 变配电所 电力 照明 防雷与接地 电气信号及自动控制等项目 供配电系统设计必须从全局出发 统筹兼顾 按照负荷性质 用电容量 工程特点和地区供电条件 合理确定设计方案 二 供配电系统设计步骤供配电系统设计一般可以按照设计的前期准备工作 方案设计 评估 以及设计阶段 初步设计和施工图设计三个步骤实施 对于简单的系统 比如小型民用工程 经许可后可在方案设计审批后直接进行施工图设计 各阶段设计文件编制的深度应满足下列条件 1 方案设计文件 应满足编制初步设计文件的需要 2 初步设计文件 应满足编制施工图设计文件的需要 3 施工图设计文件 应满足设备材料采购 非标准设备制作和施工的需要 三 设计内容的深度 一 方案设计 评估 供配电系统设计首先要根据原始资料粗略地勾勒出大的框架 它可以作为可行性研究 经济 技术论证 方案比较 项目审批的依据 其涉及的内容包括 本次设计的设计范围 总负荷的初步估算和预测 负荷等级的确定 供电电源的回路数 容量 电压等级 变 配电所的位置 数量 容量等等 方案设计阶段的设计文件应包括设计说明 投资估算和必要的设计图纸 二 初步设计初步设计阶段 设计文件应包括设计说明书 设计图纸 主要电气设备清册 工程概算 计算书 供内部使用及存档 1 设计说明书内容主要包括 1 设计依据设计采用的主要标准及法规 有关职能部门 供电部门 消防部门 通信部门 公安部门等 认定的工程设计资料 相关专业提供的本专业工程设计资料等 2 设计范围本工程拟设置的电气系统 根据设计任务书和有关设计资料说明本设计的内容 3 变 配电系统 负荷等级 负荷容量 供电电压等级 电源数量及回路数 电源引入方式 引入方向 近远期发展规划 备用电源和应急电源方案 容量确定 高 低压供电系统接线型式及运行方式 变配电所的位置 数量 容量及型式 户内 户外或混合 继电保护装置的设置 电能计量装置及方式 高供高计或高供低计 专用柜或非专用柜等 功率因数补偿方式 操作电源和信号 说明高压设备操作电源和运行信号装置配置情况 高 低压进出线路的型号及敷设方式 4 动力配电系统 电源由何处引来 电压等级 配电方式 对重要负荷和特别重要负荷及其它负荷的供电措施 选用导线 电缆 母干线的材质和型号 敷设方式 开关 插座 配电箱 控制箱等配电设备选型及安装方式 电动机启动及控制方式的选择 5 照明系统 照明种类及照度标准 光源及灯具的选择 照明灯具的安装及控制方式 室外照明的种类 电压等级 光源选择及其控制方法等 照明线路的选择及敷设方式 6 热工检测及自动调节系统7 火灾自动报警系统的设置8 通信系统14 公共显示系统15 时钟系统16 安全技术防范系统17 综合布线系统18 建筑设备监控系统及系统集成19 信息网络交换系统21 智能化系统集成 22 建筑物防雷 确定防雷类别 防直接雷击 防侧击雷 防雷击电磁脉冲 防高电位侵入的措施 当利用建 构 筑物混凝土内钢筋做接闪器 引下线 接地装置时 应说明采取的措施和要求 23 接地及安全 本工程各系统要求接地的种类及接地电阻要求 总等电位 局部等电位的设置要求 接地装置要求 当接地装置需作特殊处理时应说明采取的措施 方法等 安全接地及特殊接地的措施 24 需提请在设计审批时解决或确定的主要问题 2 设计图纸1 电气总平面图 仅有单体设计时 可无此项内容 标示建 构 筑物名称 容量 高 低压线路及其它系统线路走向 回路编号 导线及电缆型号规格 架空线杆位 路灯 庭园灯的杆位 路灯 庭园灯可不绘线路 重复接地点等 变 配电站位置 编号和变压器容量 比例 指北针 2 变 配电系统 高 低压供电系统图 注明开关柜编号 型号及回路编号 一次回路设备型号 设备容量 计算电流 补偿容量 导体型号规格 用户名称 二次回路方案编号 平面布置图 应包括高 低压开关柜 变压器 母干线 发电机 控制屏 直流电源及信号屏等设备平面布置和主要尺寸 图纸应有比例 标示房间层高 地沟位置 标高 相对标高 3 配电系统 一般只绘制内部作业草图 不对外出图 主要干线平面布置图 竖向干线系统图 包括配电及照明干线 变配电站的配出回路及回路编号 4 照明系统对于特殊建筑 如大型体育场馆 大型影剧院等 有条件时应绘制照明平面图 该平面图应包括灯位 含应急 硼灯 灯具规格 配电箱 或控制箱 位 不需连线 5 热工检测及自动调节系统 需专项设计的自控系统需绘制热工检测及自动自动调节原理系统图 控制室设备平面布置图 6 火灾自动报警系统 火灾自动报警系统图 消防控制室设备布置平面图 7 通信系统 电话系统图 站房设备布置图 8 防雷系统 接地系统一般不出图纸 特殊工程只出顶视平面图 接地平面图 9 其他系统 各系统所属系统图 各控制室设备平面布置图 若在相应系统图中说明清楚时 可不出此图 3 主要设备表 概算注明设备名称 型号 规格 单位 数量 4 设计计算书 供内部使用及存档 1 用电设备负荷计算 2 变压器选型计算 3 电缆选型计算 4 系统短路电流计算 5 防雷类别计算及避雷针保护范围计算 6 各系统计算结果尚应标示在设计说明了或相应图纸中 7 因条件不具备不能进行计算的内容 应在初步设计中说明 并应在施工图设计时补算 三 施工图设计1 施工图设计文件 合同要求所涉及的所有专业的设计图纸 含图纸目录 说明和必要的设备 材料表 以及图纸总封面 合同要求的工程预算书 注 对于方案设计后直接进入施工图设计的项目 若合同未要求编制工程预算书 施工图设计文件应包括工程概算书 2 施工图总封面应标明以下内容 项目名称 编制单位名称 项目的设计编号 设计阶段 编制单位法定代表人 技术总负责人和项目总负责人的姓名及其签字或授权盖早 编制年月 即出图年 月 一 照明平面图设计 负荷分级及其供电要求 不同的电力负荷 其重要程度是不同的 重要的负荷对供电可靠性的要求高 反之则低 因此电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治 经济上造成的损失或影响的程度进行分级 可分为一级负荷 二级负荷和三级负荷 对于供电要求有如下规定 1 一级负荷的供电应由两个独立电源供电 当一个电源发生故障而中断供电时 另一个电源应不致同时受到损坏 而应能承担本用户的全部一级负荷设备的供电 当一级负荷设备容量在200kW以上或有高压用电设备时 应采用两个电压等级相同的高压电源供电 当需双电源供电的用电设备容量在100kW及以下 又难于从地区电力网取得第二电源时 宜从邻近单位取得第二低压电源或用柴油发电机组作为备用电源 一级负荷中特别重要的负荷 除由两个电源供电外 尚应增设应急电源 并严禁将其它负荷接入应急供电系统 下列电源可作为应急电源 1 独立于正常电源的发电机组 2 供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路 3 蓄电池 4 干电池 根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源 1 允许中断供电时间为15s以上的供电 可选用快速自启动的发电机组 2 自投装置的动作时间能满足允许中断供电时间的 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 3 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 蓄电池机械贮能电机型不间断供电装置或柴油机不间断供电装置 应该注意 作为应急用电的自备电源与电力网的正常电源之间必须采取防止并列运行的措施 2 二级负荷的供电宜由两个回路供电 供电变压器一般也应有两台 其第二回路可来自地区电力网或邻近单位 可用自备柴油发电机组 且供电系统应做到当电力变压器或线路发生故障时 不致中断供电或中断供电能够及时恢复 当负荷较小或地区变电条件困难时 可由一路6KV及以上专用的架空线路供电 或采用两根电缆供电 其每根电缆应能承担全部二级负荷 3 三级负荷对供电无特殊要求 采用单回路供电 但应使配电系统简洁可靠 尽量减少配电级数 低压配电级数一般不宜超过四级 且应在技术经济合理的条件下 尽量减少电压偏差和电压波动 在以三级负荷为主 有少量一 二级负荷的用户 可设置仅满足一 二级负荷需要的自备电源 实例 多层住宅 6层及以下 的低压电源可采用电缆埋地或架空由小区变配电所引入 进线处应设置电源箱 箱内应设置总开关且每户一个电度表 对住宅供配电系统的设计 其安全性是最重要的因素 基本规定 1 低压架空引入时 进户线宜穿钢管保护 接户线应尽量避免靠近阳台或窗户的正上方 正下方或左右近旁 其对地距离在3m以上 应采用TN C S或TN S接地方式 并进行总等电位联结 2 电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线 导线应采用铜线 进户线截面不应小于10mm2 分支回路截面不应小于2 5mm2 3 户内空调电源插座 普通电源插座与照明回路应分路设计 厨房电源插座和卫生间电源插座应设置独立回路 4 除空调电源插座外 其他电源插座回路应设置漏电保护装置 5 宜选用可同时断开相线和中性线的小型断路器做户内电源总开关 6 有洗浴设备的卫生间 应做等电位联结 7 每幢住宅的总电源进线断路器 应具有漏电保护功能 防止因接地故障等引起火灾 电力系统的中性点运行方式 在三相交流电力系统中 作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式 1 电源中性点不接地 2 中性点经阻抗接地 3 中性点直接接地前两种称为小接地电流系统 后一种称为大接地电流系统 1 概述 按IEC规定 低压配电系统接地制式一般由2个字母组成 必要时可加后续字母 第一个字母表示电源中性点与地的关系 T 直接接地 I 非直接接地 第二个字母表示设备的外露可导电部分与地的关系 T 独立于电源接地点的直接接地 N 直接与电源接地点或与该点引出的导体相联接 后续字母表示中性线 N线 和保护线 PE线 之间的关系 C 合并为PEN线 S 分开 因此 低压配电系统 按保护接地形式 分为TN系统 TT系统和IT系统 TT系统 所有设备的外露可导电部分均各自经PE线单独接地 如图所示 低压配电的TT系统 中性点的各线功能 中性线 N线 接额定电压为相电压的单相用电设备 传导三相系统中的不平衡电流和单相电流 减小负荷中性点的电位偏移 保护线 PE线 为保障人身安全 防止发生触电事故用的接地线 保护中性线 PEN线 兼有中性线 N线 和保护线 PE线 的功能 TN系统 所有设备的外露可导电部分均接公共保护线 PE线 或公共的保护中性线 PEN线 如果系统中的N线与PE线全部合为PEN线 则此系统称为TN C系统 如图所示 TN C系统 如果系统中的N线与PE线全部分开 则此系统称为TN S系统 如图所示 TN S系统 如果系统的前一部分 其N线与PE线合为PEN线 而后一部分线路 N线与PE线则全部或部分地分开 则此系统称为TN C S系统 如图所示 TN C S系统 IT系统 中性点不接地或经阻抗 约1000 接地 且通常不引出中性线 所有设备的外露可导电部分也都各自经PE线单独接地 如图所示 低压配电的IT系统 2 中性点运行方式的选择 6 35kV的电力系统中 为提高供电可靠性 首选中性点不接地运行方式 当接地电流不满足要求时 3 10kV 系统单相接地电流大于30A时 20kV及以上 大于10A时 可采用中性点经消弧线圈或电阻接地的运行方式 110kV以上高压系统 为降低设备绝缘要求 多采用中性点直接接地运行方式 至于低压配电系统 TN系统和TT系统均采取中性点直接接地的方式 而且引出有中性线或保护中性线 这除了便于接用单相负荷外 还考虑到安全保护的要求 一旦发生单相接地故障 即形成单相短路 快速切除故障 有利于保障人身安全 防止触电 中性点不接地的电力系统中 发生单相接地故障时 完好的两相对地电压由原来的相电压升高到线电压 即升高为原对地电压的倍 单相接地电容电流为系统正常运行时每相对地电容电流的3倍 但此时系统的三个线电压未发生变化 因此系统中的所有设备仍可照常运行 我国有关规程规定 中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时 可允许暂时继续运行2小时 但必须同时通过系统中装设的单相接地保护或绝缘监察装置发出报警信号或提示 以便采取措施 查找和消除故障 如有备用线路 可将负荷转移到备用线路上去 在经过2小时后 如果接地故障尚未消除 则应切除故障线路 以防故障扩大 在上述中性点不接地的电力系统中 如果接地电容电流较大 将在接地点产生断续电弧 这就可能使线路发生电压谐振现象 从而使线路上出现危险的过电压 有可能使线路上绝缘薄弱地点的绝缘击穿 因此 按规定 在单相接地电容电流大于一定值 3 10kV 系统单相接地电流大于30A时 20kV及以上 大于10A时 时 系统中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式 在中性点经消弧线圈接地的系统中 发生单相接地故障时的处理方法与中性点不接地系统的一样 中性点直接接地的电力系统发生单相接地时 形成单相短路 其单相短路电流比线路的正常负荷电流要大许多倍 通常要使线路上的断路器 开关 自动跳闸或者使熔断器熔断 将故障电路部分切除 恢复其他无故障部分的系统正常运行 中性点直接接地的系统在发生一相接地时 其他两相对地电压不会升高 因此这种系统中的用电设备的相绝缘只需按相电压考虑 而不必按线电压考虑 这对110kV以上的超高压系统 是很有经济技术价值的 因为高压电器特别是超高压电器的绝缘问题 是影响其设计和制造的关键问题 绝缘要求的降低 实际上就降低了高压电器的造价 同时改善了高压电器的工作环境 所以我国规定110kV以上的电力系统中性点均采用直接接地的运行方式 各个国家和地区可能采用不同的低压配电系统保护接地型式 甚至同一地区也采用不同的型式 以上海为例 大多数公共建筑为TN S或TN C S系统 而住宅则为TT系统 照明系统设计 电气照明设计的基本原则主要是实用 经济 安全 美观 根据这一原则 在进行照明设计时 应根据视觉要求 作业性质和环境条件 使工作区或空间获得 良好的视觉功效 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 合理使用建设资金与采用节能光源高效灯具等技术经济效益的关系 要求我们设计时要正确选择照明方式 光源种类 灯泡功率 灯具数量 形式与光色 防止人与光环境之间失去协调性 总之 电气照明设计是由照明供电设计和灯具设计两部分组成 其目的是根据人的视觉功能要求 提供舒适明快的环境和安全保障 设计要解决照度计算 导线截面的计算 各种灯具及材料的选型 并绘制平面布置图 大样图和系统图 1 照明平面图配电箱 灯具 开关 插座 线路等平面布置 在建筑专业提供的建筑平面图上作业 标注线路 灯具型号 安装方式及高度 配电设备的编号 型号规格 复杂工程的照明需要局部大样图 多层建筑有标准层 指平面布置相同的住宅楼层 时 可只绘出标准层照明平面图 设计说明主要包括电源电压 引入线方式 导线型号规格及敷设方式 保护措施等 2 照明系统图用单线或多线绘制 标出照明配电箱 开关 熔断器 导线的型号 规格 保护管径和敷设方式等 3 安装图为照明灯具 配电设备 线路安装图 一般不出图 尽量选用安装标准图 照度和照明方式的选择 照明种类可分为正常照明 应急照明 值班照明 警卫照明和障碍照明 不同的照明种类有不同的照度要求 所谓照度 是用来表示被照面上光的强弱 以被照场所光通的面积密度来表示 选择照度是照明设计的重要问题 照度太低会损害工作人员的视力 不合理的高照度则会浪费电力 选择照度必须与所进行的视觉工作相适应 照明方式有一般照明 为照亮整个场所而设置的均匀照明 局部照明 为了满足工作场所某些局部的特殊需要而设置 和混合照明三种 在满足标准照度的条件下 为节约电力 应恰当选用合适的照明方式 当一种光源不能满足显色性要求时 可采用两种以上光源混合照明的方式 这样既提高了光效 又改善了显色性 另外 充分利用自然光 正确选择自然采光 也能改善工作环境 使人感到舒适 有利于健康 充分利用室内受光面的反射性 也能有效地提高光的利用率 如白色墙面的反射系数可达70 80 同样能起到节电的作用 照明计算及灯具布置说明 以普通民用多层住宅为例 普通民用住宅的照明设计可分为一般照明设计和应急照明设计 主要为室内照明设计和楼梯照明设计 1 一般照明设计住宅建筑的照明主要应满足人们不同居住水平 不同居住条件的生活需要 在住宅或公寓照明中 常用的光源有白炽灯和荧光灯两种 在许多文献和国家制定的规范中 对住宅照明的照度都有所规定并给出其标准值 下表列出的是小康住宅照明的照度标准推荐值 为了避免烦琐的计算 一般的民用建筑中常采用单位容量法进行照明计算 根据 民用建筑电气设计规范 JGJ16 2008 住宅 公寓 电气照明设计应符合下列规定 1 住宅 公寓 照明宜选用细管径直管荧光灯或紧凑型荧光灯 当因装饰需要选用白炽灯时 宜选用双螺旋白炽灯 2 灯具的选择应根据具体房间的功能而定 宜采用直接照明和开启式灯具 并宜选用节能型灯具 3 起居室的照明宜满足多功能使用要求 除应设置一般照明外 还宜设置装饰台灯 落地灯等 高级公寓的起居厅照明宜采用可调光方式 4 住宅 公寓 的公共走道 走廊 楼梯间应设人工照明 除高层住宅 公寓 的电梯厅和火灾应急照明外 均应安装节能型自熄开关或设带指示灯 或自发光装置 的双控延时开关 5 卫生间 浴室等潮湿且易污场所 宜采用防潮易清洁的灯具 6 卫生间的灯具位置应避免安装在便器或浴缸的上面及其背后 开关宜设于卫生间门外 7 高级住宅 公寓 的客厅 通道和卫生间 宜采用带指示灯的跷板式开关 住宅灯具的安装方式 厨房 厕所采用防水吊线式 客厅 卧室 门厅 过道采用吸顶式灯具 吸顶式灯具尽可能选用节能型灯具 如三基色照明灯具 不但光线柔和悦目 无频闪 保护视力 而且具有多种色温 2 应急照明设计应急照明是在正常照明系统因电源发生故障 不再提供正常照明的情况下 供人员疏散 保障安全或继续工作的照明 其按用途可分为 疏散照明 备用照明 安全照明 疏散照明 是在正常照明因故障熄灭后 为了避免发生意外事故 而需要对人员进行安全疏散时 在出口和通道设置的指示出口位置及方向的疏散标志灯和照亮疏散通道而设置的照明 在疏散通道地面上提供的照度应达到1lx 最低不得小于0 5lx 且疏散照明的转换时间不应大于15s 在人员密集的公共建筑 餐厅 宾馆 商场 地铁站 厂房等 应设置疏散照明 备用照明 是在当正常照明因故障熄灭后 可能会造成爆炸 火灾和人身伤亡等严重事故的场所 或停止工作将造成很大影响或经济损失的场所而设的继续工作用的照明 或在发生火灾时为了保证消防能正常进行而设置的照明 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 备用照明的转换时间不应大于15s 安全照明 在正常照明发生故障时 为确保处于潜在危险之中的人员安全的照明 如 使用刀具裸露而无保护措施的圆盘锯的场所 医院手术室等 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 应急照明也可作为正常一般照明的一部分 经常点燃 在发生故障时应能保证继续点燃 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 国内大多数住宅是以毛胚房作为交房标准的