土木土建20高层建筑电气设计—高层教学楼电气设计
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土木土建20高层建筑电气设计—高层教学楼电气设计,土木土建毕业设计
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高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 1 - 上篇 第 1 章 概述 1.1 工程概述 本次设计的对象 高层教学楼，是个集教学与办公为一体的 教学楼，建筑面积约为 21000平方米，地下一层，地上 七 层。其中，地下 室 包括地下车库、水泵房、蓄水池、 空调机房、变配电室、电梯等。地上一层 面积约为 3000平方米， 由 14个教室、6 个教师办公室、 1 个消防控制室、 1 个值班室、 2 个阶梯教室、 2 个小演讲厅、 1 个大演讲厅及观景平台组成。二层与一层基本类似， 在去掉两个值班室的基础上增加了两个教师休息室。三层则为教室和办公室、 2 个绘图教室、 1 个多功能厅。四到六层为标准层，由 教室、办公室、绘图教室组成。 一到六层每层面积约为 3000 平方米 。七层为顶层，面积较小， 约 1800 平方米， 只有教师办公室、展厅以及教师活动大会议室。 1.2 高层民用建筑的特点 1、 高层民用建筑采用 10KV 甚至 35KV 高压供电，而一般 高层 教学楼 则可 采用城市公用变压器低压供电 ； 2、 高层民用建筑的用电量大，对电气设备的要求较高 ； 3、 高层民用建筑对消防系统的安全、可靠性要求较高 ； 4、 高层民用建筑对防雷、接地等安全要求较高 ； 5、 高层民用建筑功能较全，对弱电部分依赖较多，智能化水平较高 。 1.3 建筑电气 设计的 组成 建筑电气设计是现代高层建筑的重要组成部分，一般来讲，建筑电气设计大致分为强电部分和弱电部分。 强电部分的设计包括低压配电系统，动力照明干线系统，配电箱系统和导线电缆的敷设。 强电部分是建筑电气设计的基础和主干部分，建筑电气的重要性和可靠性都取决于强电部分设计的好坏。而弱电部分包括有线电视及卫星电视系统，通信系统，广播扩声系统，火灾自动报警 与 消防联动系统 还有 综合布线系统，目前设计中比较深化的是火灾报警及消防联动系统与综合布线系统两部分。随着建筑智能化水平的提高，弱电部分的系统增加很多，弱电系统占基建投资的 比率也越来越高，因此设计好弱电的各个子系统，对节约投资、提高智能化水平是有重要意义的 。 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 2 - 第 2 章 供配电系统设计 2.1 负荷分级及供电措施 2.1.1 负荷等级 民用建筑电气负荷，根据建筑物在政治、经济上的重要性或用电设备对供电可靠性的要求，分为三级。即一级负荷、二级负荷、三级负荷。 在本设计高层教学楼中，根据负荷等级的分类， 消防中心、消防栓泵、喷淋泵、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明等消防设备为一级负荷；普通电梯、生活水泵和弱电机房为二级负荷；而普通照明为三级负荷。 2.1.2 各级负荷的供电措施 各级负荷用户和设备的供电措施，均与外部电源条件有关，而外部电源条件取决于工程筹建单位提供的由当地供电部门出据的“供电方案”。根据“供电方案”设计本工程的电源及供配电系统。 1、 一级负荷用户和设备的供电措施 一级负荷用户应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到破坏。而且当一个电源中断供电时，另一个电源应能承担本用户的全部一级负荷设备的供电。一级负荷用户的变配电室内的高低压配电系统，均应采用单母线分段系统。分列运行互为备用。一级负荷设备应采用双电源供电，并在最末一级配电装置处自动切换。 2、 二级负荷用户和设备的供电措施 二级负荷的供电系统应做到当电力变压器或线路发生常见故障时，不致中断供电或中断供电能及时恢复。应急照明 等 分散的小容量负荷，可采用一路市电加 EPS或采用一路电源与设备自带的蓄电池 (组 )在设备处自动切换。 3、 三级负荷用户和设备的供电措施 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。 2.1.3 配电系统的原则 配电系统设计应满足供电可靠性和电压质量的要 求。配电系统以三级保护为宜。系统结构不宜复杂，在操作安全、检修方便的前提 下，应有一定的灵活性。配电线路或配电室及配电箱应设置在负荷中心， 以最大限度地减小导线截面，降低电能损耗。同一用电设备性质相同或接近，应有同一线路供电；不同性质的用电设备应有不同支路的线路供电。 在供电线路中，如果安装有冲击负荷大的用电设备，应有单独支路供电。对于容nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 3 - 量较大的用电设备（ 10千瓦以上），应有单独支路供电。在三相供电线路中，单相用电设备应均匀地分配到三相线路，应尽可能做到三相平衡。由单相负荷分配不均匀所引起的中性线电流， 不得超过额定电流的 25；每一相的电流在满载时不得超过额定电流值。 在配电系统中的配电屏、箱应留有适当的备用回路。选择导线截面也应适当留有余量。 2.1.4 本高层教学楼的负荷分级与供电措施 本工程为一高层教学楼，消防中心、消防栓泵、喷淋泵、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明等消防设备为一级负荷，普通电梯、生活水泵和弱电机房为二级负荷，设为一用一备，互为备用， 采用双电源供电，从附近两变电站引入两回路，采用单母线分段制，中间设联络柜，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。其它照明用电为三级负荷。 2.2 本工程 的 负荷计算 2.2.1 负荷计算的 方法 1、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，尤其适用于配、 变 电所的负荷计算。 2、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计算负荷。这种方法的理论依据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利用系数实测与统计较难，在民用建筑电气中一般不用。 3、 单位面积功率法、单位指标法。 一般情况下， 在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计及施工 图设计阶段，宜采用需要系数法 ；对于住宅，在设计的各个阶段均可采用单位指标法。 因此在本工程的负荷计算中，先用根据单位面积功率法大致估算本工程的计算负荷，然后再用 需要 系数法进行进一步计算。 设备容量的计算 在计算用户的设备容量时，应先对单台用电设备或用电设备组进行下列处理再相加： 单台设备的设备容量一般取其名牌上的额定容量或额定功率。 连续工作的电动机的设备容量即名牌上的额定功率，是轴输出有功功率，未计入电动机本身的损耗。 短时工作电机，需考虑使用系数。 照明设备的设备容量采用光源的额定功率加上附属 设备的功率。如荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯，均为灯泡的额定功率加上镇流器的损耗。低压卤nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 4 - 钨灯、低压钠灯为灯泡额定功率加上变压器的功耗。 成组用电设备的设备容量不包括备用设备。 消防设备与火灾时必然切除的设备取其大者计入总设备容量。 计算容量的计算 方案设计阶段确定计算容量时，采用单位指标法计算、并根据计算结果确定电力变压器的容量和台数，各类建筑物的用电指标如下表。 表 2-1 各类建筑物的用电指标 建筑类别 用电指标（ W/ ） 建筑类别 用电指标（ W/ ） 公寓 30 50 医院 40 70 旅馆 40 70 高等学校 20 40 办公 40 80 中小学 12 20 商业 一般： 40 80 展览馆 50 80 大中型： 70 130 体育 40 70 演播室 250 500 剧场 50 80 汽车库 8 15 施工图阶段采用需要系数法。 计算容量（计算负荷、有功功率）： exjs PKP (2-1) 式中 jsP 计算容量（ kW）； xK 需要系数； eP 设备容量； 视在容量（视在功率）： )k V A(c o s/PS jsjs (2-2) 无功负荷（无功功率）： PS jsjsjsQ 22 (2-3) 或 tgPQjsjs(2-4) 单相负荷均衡的分配到三相上。当无法使三相 完 全平衡，且最大一相与最小一相负荷之差大于三相总负荷 10%时，应取最大一相负荷的三倍作为等效三相负荷计算，否则按三相对称负荷计算。 同类设备的计算容量，可以将设备容量的算数和乘以需要系数。不同类型的设备的视在功率，应将其有功负荷和无功负荷分别相加后求其均方根。 )k V A(S QP 2js2jsjs (2-5) nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 5 - 表 2-2 需要系数及功率因数表 负荷名称 规模（台数） 需要系数（ Kx） 功率因数 （ cos ） 备注 照明 面积 500m2 1 0.9 0.9 1 含插座容量，荧光灯就地补偿或采用电子镇流器 500 3000 m2 0.9 0.7 0.9 3000 15000 m2 0.75 0.55 15000 m2 0.6 0.4 商场照明 0.9 0.7 冷冻机房 锅炉房 1 3台 0.9 0.7 0.8 0.85 3台 0.7 0.6 热力站、水泵房、通风机 1 5台 1 0.8 0.8 0.85 5台 0.8 0.6 电梯 0.18 0.22 0.7(交流梯 ) 0.8(直流梯 ) 洗衣机房 厨房 100kW 0.4 0.5 0.8 0.9 100kW 0.3 0.4 窗式空调 4 10台 0.8 0.6 0.8 10 50 台 0.6 0.4 50台以上 0.4 0.3 舞台照明 200 kW 1 0.6 0.9 1 200 kW 0.6 0.4 注： 1、一般动力设备为 3台及以下时，需要系数取为 Kx=1。 2、 大面积集中控制的灯比相同建筑面积的多个 小房间分散控制的灯的需要系数大。插座容量的比例大时，需要系数的选择可以偏小些。 计算电流 的计算 380/220V 三相平衡负荷的计算电流 : )A(c o s/P52.1c o s658.0/Pc o sU3/PI jsjsejsjs （ 2-6） 式中 eU 三相设备的额定电压 , eU=0.38kV。 220V单相负荷的计算电流： )A(c o s/P55.4c o s22.0/Pc o sU/PI jsjsedjsjsd （ 2-7） 电力变压器低压侧的额定电流： etetetetjs SSUSI 443.1693.0/3/ （ 2-8） 式中 etS 变压器的额定容量 )(kVA ； etU 变压器低压侧的额定电压，etU=0.4 kV。 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 6 - 2.2.2 本高层教学楼的负荷计算 2.2.2.1 举例说明负荷计算（以地下室为例）： 1、动力负荷计算 各类水泵、风机 本设计地 下室包括消防栓泵（主、备，eP=22kW） 、喷淋泵 （主、备 ，eP=18.5kW）、生活水泵（主、备 ，eP=25kW）、排烟风机（主、备，eP=11kW）。 以上各设备 Kx取 0.8， 8.0cos ， 75.0tan ， 38.0NU。 由公式得： jsP消防栓泵 =KxeP=0.8 22=17.6 kW jsQ消防栓泵 =jsP tg=17.6 0.75=13.2KVAR jsP喷淋泵 = Kx eP =0.8 18.5=14.8 kW jsQ喷淋泵 =jsP tg=14.8 0.75=11.1KVAR jsP生活水泵 = Kx eP =0.8 25=20 kW jsQ生活水泵 =jsP tg=20 0.75=15KVAR jsP排烟风机 = Kx eP =0.8 11=8.8 kW jsQ排烟风机 =jsP tg=8.8 0.75=6.6KVAR 各类水泵、风机的总负荷为 jsP泵、风机 =17.6+14.8+20+8.8=61.2 kW jsQ泵、风机 =13.2+11.1+15+6.6=45.9KVAR 空调 Kx取 0.8， 8.0cos ， 75.0tan ， 38.0NU。 全楼设中央空调，jsP空调 = KxPe=0.8 150=120 kW jsQ空调 = jsP tg =120 0.75=90KVAR 动力总负荷为jsP 动力=61.2+120=181.2 kW jsQ动力 =45.9+90=135.9KVAR 2、照明负荷计算 方案设计阶段确定照明及插座的计算容量，采用单位指标法进行计算 地下一层的建筑面积约为 1000， 用电指标取 14.4W/ jsP=1000 14.4=14.4 kW 施工图阶段采用需要系数法 用单位指标法做出的计算容量 14.4 kW 即为用需要系数法计算中的设备容量， 因此在需要系数法下，地下室照明的jsP=Kx Pe=0.85 14.4=12.24 kW jsQ=jsP tg =12.24 0.62=7.6KVAR cos/jsjs PS =12.24 0.85=14.4kVA cos/52.1 jsjs PI =1.52 12.24 0.85=21.9A nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 7 - 地下室总计算负荷 KWPPKP jsjspjs 1.174)24.122.181(9.0)( 照明动力总地下 K VA RQQKQ jsjsqjs 15.1297 .69.1359.0 照明动力总地下 8.2 4 415.1 7 21.1 7 4 2222 总地下总地下总地下 jsjsjs QPS kVA 2.2.2.2 全楼总负荷计算 该高层教学楼的总负荷计算见表 2-3 表 2-3 高层教学办公楼负荷计算表 序 号 楼层及设备组名称 设备容量 KW XK tan计算负荷 jsPKW jsQKVAR jsSKVA jsIA NO.1 地 下 室 泵、风机 76.5 0.8 0.75 61.2 45.9 76.5 116.28 空调 150 0.8 0.75 120 90 150 228 照明 14.4 0.85 0.62 12.24 7.6 14.4 21.9 小计 193.44 143.5 乘 9.0K174.1 129.15 244 8 NO.2 一层 消防中心 20 1 0.75 20 15 25 38 照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92 小计 59.1 39.2 乘 9.0K53.19 35.28 63.83 NO.3 二层 弱电机房 8 1 0.75 8 6 10 15.2 照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92 小计 47.1 30.2 乘 9.0K42.39 27.18 50.36 NO.4 三到七层 三层照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92 四层照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92 五层照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92 六层照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92 七层照明 23 0.85 0.62 19.55 12.121 23 34.96 小计 175.95 108.92 乘 9.0K158.36 98.028 186.3 NO.5 电梯 40 1 0.75 20 15 25 38 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 8 - 2.3 电气设备的选择 2.3.1 低压断路器的选择 1、 低压断路器的选 用要点 断路器的额定电压不小于线路额定电压。 断路器的额定电流与过电流脱扣器的额定电流不小于线路计算负载电流。 断路器的额定短路通断能力不小于线路中最大短路电流，注意进出线端的短路通断能力是否相等。 断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。 选择配电断路器需考虑短延时 ， 短路通断能力和延时梯级的配合。 选择电动机保护用断路器需考虑电动机的起动电流并使其在起动时间内不动作。笼型 感应电动机的起动电流按 8 15 倍额定电流计算 。 直流快速断路器需考虑过电流脱扣器的动作方向（极性）、短路电流上升率di/dt。 漏电保护断路器需选择合理的漏电动作电流和漏电不动作电流。注意能否断开短路电流，如不能断开短路电流则需和适当的熔断器配合使用。 灭磁断路器选用时需考虑发电机的强励电压、励磁线圈的时间常数、放电电阻及断开强励电流的能力。 2、 选择结果 依据断路器的选择原则，参照电子样本， 本设计的全部低压断路器均选用的德力西集团生产的 DZ20 系列塑壳式断路器。 DZ20系列塑料外壳式断路器适应于交流 50Hz（或 60Hz），额定电流 100A至 1250A，额定绝缘电压 690V，额定工作电压 380（ 400） V 及以下的配电线路中，作为分配电能和线路及电源设备的过载、短路和欠电压保护。其中 Y、 J、 G 型额定电流 225A 及以下和 Y 型 400A 及以下的断路器亦可作为保护电动机用，在正常情况下，可分别作为线路的不频繁转换及电动机的不频繁起动之用。 本系列断路器是以 Y型为基础产品，由绝缘外壳、操动机构、触头系统和脱扣器四个部分组成。断路器的操作机构具有使触头快速合闸和分断的功能，其“ 合 ” 、“分”、“再扣”和“自由脱扣”位置以手柄位置来区分。 C 型、 J 型和 G 型断路器是 在 Y 型产品基础上派生设计而成。 J型断路器是将 Y型断路器的触头进行结构改进使之在短路情况下 ，在机构动作之前，动触头迅速斥开，达到提高通断能力的目的。 本断路器的主要技术参数见表 2-4。 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 9 - 表 2-4 断路器主要技术参数 型号 壳架等级最大的额定电流 A 额定电流 In A 功率损耗 W 短路分断能力 KA（有效期） 飞弧距离 固定式 插入式 Icu /cos Ics /cos DZ20C-160 160 6 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 40 50 12/0.30 / 80 DZ20Y-100 100 16 20 25 32 40 50 63 80 100 30 35 18/0.30 14/0.30 DZ20J-100 35 40 35/0.25 18/0.30 DZ20G-100 40 50 100/0.20 50/0.25 DZ20C-250 250 100 125 160 180 200 225 250 45 55 15/0.20 / DZ20Y-225 225 100 125 160 180 200 225 40 50 25/0.25 19/0.30 DZ20J-225 50 65 42/0.25 25/0.25 DZ20G-225 60 80 100/0.20 50/0.25 DZ20C-400 400 200 250 315 350 400 65 80 20/0.30 / 100 DZ20Y-400 75 90 30/0.25 23/0.25 DZ20J-400 85 110 42/0.25 25/0.25 DZ20G-400 120 150 100/0.20 50/0.25 DZ20C-630 630 400 500 630 95 120 20/0.30 / DZ20Y-630 105 130 30/0.25 23/0.25 DZ20J-630 105 130 50/0.25 25/0.25 DZ20-1250 1250 630 700 800 1000 1250 240 300 65/0.20 32.5/0.25 120 以回路 WL1为例，此回路为地下室照明回路，此回路负荷计算如下： eP=1000 14.4=14.4 kW jsP=Kx Pe=0.85 14.4=12.24 kW jsQ=jsP tg =12.24 0.62=7.6KVAR cos/jsjs PS =12.24 0.85=14.4kVA cos/52.1 jsjs PI =1.52 12.24 0.85=21.9A 整定电流为 40A，故，由断路器主要技术参数表中，可选出此回路的低压断路器型号为 DZ20J-100（ 40A）。 电流互感器选用华东电气生产的 LMK1-0.66 75/5 型号的产品。 其他低压断路器选择见附录低压配电系统图。 2.3.2 低压开关柜的选择 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 10 - GHK 1型低压固定组合式开关柜适用于交流 50 60Hz，额定工作电压交流 380V，额定绝缘电压 660V、 2000KVA及以下配电变压器的电力系统中，作为配电、动力、照明、无功补偿、电动机控制中心等用，能够满足广大用户的不同使用要求。 该开关柜全部采用 螺钉紧固连接而成，所有的开关元件安装在专用的元件室内，并与垂直母线室用钢板隔开，上下单元之间设有金属或绝缘隔板，母线室与元件室和电缆室用钢板隔开，电缆室 与垂直母线用钢板或绝缘板隔开，确保了各功能单元运行和维护时的安全，有效的防止某一单元因故障影响其它单元的正常运行。 所有的单元，单回路时方案的塑壳开关在 100A 系列以上的均采用柜外旋转式操作机构 （ 如上边选择的 DZ20式低压断路器）。其操作机构与门板设有闭锁，当开关接通时不能打开门板，只有开关断开时才能开启门板进行维护或维修。确保操作安全的可靠性。同时防止了因 闭合开关时短路飞弧对人身的伤害。且开关的操作机构在开关断开时，手柄能被挂锁锁住。防止人为的误操作接通开关。 开关柜主要技术参数见表 2-5。 表 2-5 开关柜主要技术参数 额定工作频率 50 60Hz 受流电流（ A） 1000、 1600、 2000、 2500、3200、 4000 额定工作电压（ V） 380 主母线额定短时耐受电流 30、 50、 65 kA 绝缘电压（ V） 500 主母线额定短时耐受峰值电流 63、 105、 135 kA 水平母线额定电流（ A） 1000、 1600、 2500、4000 工频耐 压 1min（ V） 2500 垂直母线额定电流（ A） 630、 1000、 1600 控制电机容量（ kW） 0.5 320 kW 馈电电路最大电流（ A） 3000A 外壳防护等级 IP30 此开关柜的使用条件如下： 周围空气温度不高于 +40摄氏度 ，且 24小时内平均温度不高于 +35摄氏度 ，不低于 -10摄氏度 。 空气清洁，相对湿度在最高温度 +40 摄氏度 时 不超过 50%，在较低温度时允许有较高的相对温度，如 +20摄氏度 时为 90%。 没有火灾，爆炸危险、严重粉尘，化学腐蚀及剧烈震动的场所。 海拔不超过 2000m。 开关柜适用于以下温度运输和储存， -25 +55 摄氏度 ，在短时内 (不超过 24nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 11 - 小时 )不超过 +70 摄氏度 。 因此在本工程设计中， 选 用了 朝阳电器开关厂 生产的低压固定组合式开关柜。 2.3.2 导线型号及截面的选择 2.3.2.1导线型号的选择 1、导体材料的选择 从节能角度，为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗，要求减少导体的电流阻抗则使用铜比铝好。故，本设计中所有导线电缆全部选用铜芯线。 2、导线绝缘及护套材料的选择 电力电缆 交联聚乙烯、绝缘聚氯乙烯护套的电力电缆：其制造工艺简单， 没有敷设高差的限制。重量较轻，弯曲性能好，具有内铠装结构，使铠装不易腐蚀。能耐油和酸碱性的腐蚀，而且还具有不延燃的特性，可适用于有火灾发生的环境。同时，该电缆还具有不吸水的特性，适用用于潮湿、积水或水中 敷设 。 导线 塑料绝缘导线：其绝缘性能好，制造工艺简单，价格比较便宜， 无论 明敷或穿管都可替代橡皮绝缘线。但其气温适应性较差，低温时易变脆，高温易挥发。 由于民用建筑主要由低压供配电线路供电，所以导线截面的选择主要采用发热条件计算法和电压损失计算法。 2.3.2.2导线截面的选择 电流通过导线时，要产生电能损 耗，使导线发热，若绝缘导线和电缆的温度过高时，可使绝缘损坏，甚至引起火灾。当裸导线的温度过高时，会使其接头处的氧化加剧，增大接触电阻，使之进一步氧化，如此恶性循环，甚至可发展到断线。因此规定了不同材料和绝缘导线的允许载流量。在这个允许载流量范围内运行，导线的升温不会超过允许值。选择导线截面使通过相线的电流 Ic 应 不超过导线正常运行时的允许载流量 Ial。 1、中性线截面的选择 三相四线制系统中的中性线，要考虑不平衡电流和零序电流以及谐波电流的影响。 一般三相四线制系统中的中性线截面应不小于相线截面的一半。 有三相四线制引出的两相三线制和单相线路，因中性线电流和相线电流相等，故中性线截面和相线截面相同。 如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出，该谐波电流回流过中性线，此时中性线截面应不小于相线截面。 遵循以上原则，本设计中各中性线截面是相线截面的一半。 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 12 - 2、保护线截面的选择 保护线截面要满足短路热稳定的要求，按 GB50054-95低压配电设计规范规定： 当相线截面小于 16mm2时，保护线截面应不小于相线截面。 当相线截面不大于 35mm2且大于 16mm2时，保护线截面应不小于相线截面。 当相线截 面大于 35mm2时，保护线截面应不小于相线截面的一半。 本设计中， 根据全国民用建筑工程设计技术措施 当相线截面不大于 35mm2时，各保护线截面和相线截面相同。当相线截面大于 35mm2时，各保护线截面至少 为相线截面的一半。除消防电缆用的 ZR-XEYH 型，别的都用的 VV 型的；导线都选择的 BV型。 以 普通回路 WL1 为例，为地下室照明，其计算电流为 21.9A， 整定电流为 40A。10 2的聚氯乙烯电缆载流量至少为 40A，因此 本回路 电缆 选 聚氯乙烯 电缆 VV-410+1 10型号的即可。 对于回路 WLM14，为弱电机房， 其计算电流为 15.2A，整定电流为 32A。 10 2的 BV 导线的载流量至少为 32A，因此本回路导线选择 BV-4 10+E 10-RC25型号 。而对于消防负荷的回路，如回路 WLM9，为消防栓泵，其计算电流为33.44A，整定电流为 80A。 本工程消防电缆均选用 ZR-XEYH型，因此，此回路选用电缆型号为 ZR-XEYH-4 35+1 25。 其它设备导线选择见附录低压配电系统图。 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 13 - 第 3 章 照明系统设计 3.1 一般规定 电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观。要使照明设计与 环境空间相协调，就要正确选择照明方式、光源种类、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥极的作用。 照明设计的目的是根据具体场合的要求，正确地选择光源和灯具，确定合理的照明形式和布灯方案，在节约能源和建筑资金的条件下，来获得一个良好的学习工作环境。 在本工程的照明设计中，由于本工程为高层教学楼，主要为教室、办公室，因此，在一般照明设计中，只要达到适当的照度要求即可。应急照明则按国家规范为标准进行布置。 3.1.1 照明光源选择的一般原则 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、起动点燃和再启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。 2、 室内照明应优先采用高光效光源和高效灯具。在有连续调光、防止电磁波干扰、频繁开闭或室内装修设计需要的场所，可选用白炽灯或卤钨灯光源。 3、 在 选择光源色温时，应随照度的增加而提高。当照度低于 100lx时宜采用色温低于 3300K的光源。 4、 室内一般照明宜采用同一种类型的光源。当有装饰性或功能性要求时，亦可采用不同种类的光源。 3.1.2 照明灯具选择的一般原则 1、 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 。 2、 对于功能性照明，宜采用直接照明和选用敞开式灯具。 3、 在高空间安装的灯具，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，宜采取延长光源寿命的措施。 4、 公共建筑中的门厅、大楼梯厅等处，可采用较高亮度的灯具。 3.1.3 本设计的光源与灯具的选择 根据照明光源及灯具的选择原则， 本建筑主要照度标准及光源、灯型选择如下：（走廊、厕所为 0 米工作面照度，其它为 0.75 米工作面照度） 1、 办公室、教室、多功能 厅： 300lx 双管荧光灯 2、 消防控制室、值班室 ： 100lx 双管荧光灯 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 14 - 3、 配电室、机房 ： 75lx 双 管荧光灯 4、 走廊、门厅： 50lx 白炽灯 5、 卫生间： 75lx 白炽灯 3.2 照度计算 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。在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式，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。 常用的照度计算方法有利用系数法 ， 单位容量法和逐点法等 3 种。任何一种照度计算方法，都只能做到基本准确，工程上计算结果有 +20至 -10的误差是允许的。因此在本高层教学楼的照明设计中采用了单位容量法计算。 单位容量法 ,是从利用系数法演变过来的一种计算照度的简化方法。单位面积安装 功率表是考虑了灯具的形式和布置，光源效率，要求的最低照度，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常需灯泡或灯管的功率的关系表。这是一种常用的简便方法。它适用于在方案设计或初步设计时的近似计算和一般的照明计算，这对于估算照明负载或进行简单的照明计算是非常适用的。 1、 计算步骤 一般知道了房间的被照面积后，就可以利用编制好的单位面积安装功率表来确定灯泡或灯管的功率，其步骤为： 选择照明光源和灯具； 根据要求的照度，查表求得单位面积的安装功率； 按公式计算灯 具 数量，据此布置一般的照明灯具， 确定布灯方案。 2、 计算公式 SPP0（ 3-1） tP/PN （ 3-2） 式中 P 总安装容量 (不包括镇 流器的功率损耗 ),W; S 房间面积 (一般指建筑面积 ),m; P0 满足某最低照度时的单位面积安装功率 (查表得到 ), W/ m; Pt 一套灯具的安装容量 (不包括镇 流器的功率损耗 ),W; N 在规定照度下所需灯具数 ,套。 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 15 - 若房间的照度标准为推荐的平均照度时 ,则应将平均照度换算成最低照度后 ,再进行查表和计算 。 若平均照度值查表得单位面积安装功率 ,则 P应由式 3-3确定 ,即 Z/SPP0（ 3-3） 式中 P0为用平均照度值查单位面积安装功率表所得功率。 表 3-1不 带反射罩荧光灯单位面积安装功率 （ W/） 计算高度（ m） 房间面积（ m2） 荧光灯照度（ lx） 30 50 75 100 150 200 2 3 10 15 3.9 6.5 9.8 13 19.5 26 15 25 3.4 5.6 8.4 11.1 16.7 22.2 25 50 3.0 4.9 7.3 9.7 14.6 19.4 50 150 2.6 4.2 6.3 8.4 12.6 16.8 150 300 2.3 3.7 5.6 7.4 11.1 14.8 300 以上 2.0 3.4 5.1 6.7 10.1 13.4 3 4 10 15 5.9 9.8 14.7 19.6 29.4 39.2 15 20 4.7 7.8 11.7 15.6 23.4 31.2 20 30 4.0 6.7 10 13.3 20 26.6 30 50 3.4 5.7 8.5 11.3 17 22.6 50 120 3.0 4.9 7.3 9.7 14.6 19.4 120 300 2.6 4.2 6.3 8.4 12.6 16.8 300 以上 2.3 3.8 5.7 7.5 11.2 14.9 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 16 - 表 3-2 广照型防水防尘灯单位面积安装功率 计算高度（ m） 房间面积（ m2） 白炽灯照度（ lx） 5 10 15 20 30 2 3 10 15 4.8 8 11 13.7 19.6 15 25 3.9 6.7 9.1 11.6 16.2 25 50 3.2 5.9 7.8 10.3 13.6 50 150 2.8 4.9 6.6 8.6 10.8 150 300 2.3 4.0 5.6 7.0 9.0 300 以上 2.2 3.6 5.0 6.0 8.0 3 4 10 15 6.5 11.5 15.3 20 27 15 20 5.0 9.3 12.4 16 20.5 20 30 4.0 7.8 10.1 12.6 16.5 30 50 50 120 3.2 2.8 6.2 5.1 8.0 6.8 10.4 8.5 14.1 12.1 120 300 2.4 4.2 5.4 7.0 10.2 300 以上 2.0 3.6 4.3 6.0 8.5 3.3 照明设计要求 3.3.1 一般照明设计 3.3.1.1 一般照明设计要求 1、室内 一般照明的照度均匀度应不低于 0.7。 2、灯具安装的均匀度不应大于灯具样本给出的均匀度。 3、上人吊顶内维修灯具及灯具安装高度低于 2.4m 时，应加 一 根接地线（ PE），将灯具外壳接地。 4、在有固定座位或地面有斜坡或层高在 10m 以上的厅、堂、体育馆、舞台等应考虑灯具的检修措施。 3.3.1.2 灯具布置 照明灯具的布置方式分为均匀布置和选择布置两种。 灯具的布置就是确定灯在房间内的空间位置。它对照明质量有及其重要的影响。灯具的布置合理与否还影响到照明装置的安装功率和照明设施的耗费，以及照明装置维护检修的方便与 安全。 在本设计中，灯具的布置均采用均匀布置。 3.3.1.3 本设计的一般照明灯具的布置 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 17 - 以教室为例，每间教室的面积为 62.64，根据单位密度法，取 14W/，得出此间教室的总灯具功率为 877W，选用双管荧光灯，每根灯的功率为 36W，则此教室需要的灯具数约为 12，并均匀布置 。 开关采用一个三联开关， 平均控制这 12盏灯。 具体布置 见 设计图 照明平面图 。 3.3.2 应急照明设计 3.3.2.1 应急照明设计要求 1、应急照明作为正常照明的一部分同时使用时，应 有 单独 的 控制开关，且控制开关面板宜与一般照 明开关面板相区别或选用带指示灯型。 2、应急照明不作为正常照明的一部分同时使用时，当正常照明因故停电，应急照明电源宜自动投入。 3、公共场所 的 安全出口、疏散出口应设指示灯。 4、疏散应急照明宜设在墙面或顶棚上，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拐角处距地面 1.00m以下的墙上，走道疏散标志灯的间距不应大于 20m。 5、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。 3.3.2.2本工程的 应急照明灯具 的选择与 布置 本 高层 教学楼 的下列部位设置应 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 以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间。 3、 教学楼内的疏散走道和走道长度超过 20m的内走道。 此外， 应急照明必须选用能瞬时启动的光源， 并有单独的控制开关。 nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 18 - 第 4 章 火灾自动报警及消防联动控制系统 4.1 总则 本建筑为二级保护对象，采用集中报警系统。 本高层教学楼的消防报警总体设置如下： 1、 在首层设消防控制中心，负责对 整座教学楼进行 火灾监测及消防联动控制 。 2、 消防报警 及联动 系统采用 广州云龙 公司设备。 3、 报警 回路为二总线制 ，线路 沿耐火桥架经过电井引至各层 ,各层 联动控制线 、消防广播线均穿钢管暗敷。 4、 探测器部分采用感烟探测器或感温探测器，吸顶安装，手动报警按钮暗装，下 皮 距地 1.5米 ， 按“步行距离不大于 30 米”的原则设置， 消防模块 现场定位 。 5、 按规范设置消防广播系统，并与正常广播结合，火灾时强切至火灾广播。火灾发生时，按本层 及 上、 下层进行广播。 消防广播扬声器均为 3瓦 ，有吊顶处用嵌入式，无吊顶处 壁挂 ，下 皮 距地 2.5米 。 6、 设消防电话。 7、 凡是消防用电均 采用双路供电，末端切换，使用耐火或阻燃电缆，穿钢管暗敷设。 8、 设应急照明系统，包括疏散指示灯、出口指示灯和备用照明。均采用双路电源切换，末端自投或自带蓄电池 。 9、 联动控制：用手动或自动方式控制所有的消防联动设备，其中消火栓泵、喷淋泵、排烟机在控制中心设置多线制的直接手动控制。火灾时按要求启动各类消防设备，执行电梯迫降，并切断非消防负荷电源。 4.2 火灾自动报警系统设计 4.2.1 火灾探测器的选择 1、 点型火灾探测器的选择 ： 下 列场所宜选择点型感烟探测器 饭店、旅馆、教学楼、办公室的厅堂、卧室、办公 室等； 电子 计 算机房、通讯机房、电影或电视放映室等； 楼梯、走道、电梯机房等； 书库、档案库等； 有电气火灾危险的场所。 2、感温探测器的选择 符合下列条件之一的场所宜选择感温探测器 相对湿度经常大于 95%； nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 19 - 无烟火灾； 有大量粉尘； 在正常情况下有烟和 蒸汽 滞留； 厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等； 吸烟室等； 其他不宜安装感烟探测器 的 厅堂和公共场所。 在本设计中， 依据火灾探测器的选择原则， 教室、办公室、楼梯、走廊、电梯间等均采用点型感烟探测器，卫生间、地下车库、蓄水池、 水泵房等则采用感温探测器。 4.2.2 火灾探测器的设置 4.2.2.1火灾探测器的设置部位 1、敞开或封闭 的 楼梯间应单独划分探测区域，并每隔 2 3 层设置一个火灾探测器。 2、前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）和走道应分别单独划分探测区域，特别是前室与电梯竖井、疏散楼梯间及走道相通，发生火灾时的烟气更容易聚集或流过，是人员疏散和消防扑救的必经之地，故应装设火灾探测器。 3、电缆竖井配合竖井的防火分隔要求，每隔 2 3 层或每层安装一个。 4、电梯机房应装设火灾探测器，其一电 梯是重要的垂直交通工具；其二电梯机房有发生火灾的危险性；其三电梯竖井存在必要的开孔；其四在发生火灾时，电梯竖井往往成为火势蔓延的通道，容易威胁电梯机 房的设施。为此，电梯机房设置火灾探测器是必要的，电梯竖井的顶部 宜设置火灾探测器。 5、 高级办公室、会议室、陈列室、展览室、商场营业厅 ，走廊等。 4.2.2.2火灾探测器的设置数量与布局 火灾探测器的设置和布局要科学、合理、经济，做到既能有效探测火灾，又可节省火灾探测器的数量。设置火灾探测器时，应满足下述条件： 点型火灾探测器的设置数量和布局 探测区域内每个房间 至少设置一只火灾探测器； 感烟、感温火灾探测器的保护面积 A 和保护半径 R 以及安装间距应规定 见下表。 一个探测区域内所需设置的探测器数量应按下式计算； N S/(K A)， N 1(取整数 ) （ 4-1） 式中： N 一个探测区域内所有需要设置的探测器数量，单位：只； A 探测器的保护面积（平方米）； S 探测区域的面积（平方米）； nts高层建筑电气设计 高层教学楼电气设计 - 20 - K 修正系数，特级保护对象宜取 0.7 0.8,一级保护对象宜取 0.8 0.9,二级保护对象宜 取 0.9 1.0。 表 4-1 感烟、感温探测器的 保护面积和保护半径 火灾探测器的种类 地面 面积 S（ m2） 房间高度 h(m) 一只探测器的保护面积 A 和保护半径 R 屋顶坡度 15 15 30 30 A（ m2） R(m) A（ m2） R(m) A（ m2） R(m) 感烟探测器 S 80 H 12 80 6.7 80 7.2 80 8.0 S 80 6 h 12 80 6.7 100 8.0 120 9.9 H 6 60 5.8 80 7.2 100 9.0 感温探测器 S 30 H 6 30 4.4 30 4.9 30 5.5 S 30 H 6 20 3.6 30 4.9 40 6.3 例如， 本高层教学楼中，教室面积 S=62 2m ,根
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