某宿舍楼电气设计.doc

四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目: 某宿舍楼电气设计 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 二一五年十一月三十日四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学 生姓 名学号班级专业设计（或论文）题目某宿舍楼电气设计指导教师姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式备 注 设计（论文）内容： 1.照明系统设计；2.插座动力平面设计；3.防雷接地系统设计；4.弱电系统设计进度安排：2015.6.112015.6.20 学生选题 2015.6.212015.6.30 学生消化题目，撰写设计大纲（思路、框架）2015.7.102015.8.31 学生收集资料，整理文档，撰写毕业设计初稿2015.9.12015.10.31 方案实现、确定终稿 2015.11.12015.11.30 组织答辩工作主要参考文献、资料：1 戴瑜兴.民用建筑电气设计手册M.北京:中国建筑工业出版社,20002 中国建筑东北设计研究院编.民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92M.中国计划出版社,19933 吴成东.怎样阅读建筑电气工程图M.北京:中国建材工业出版社,20004 中元国际工程设计研究院.电气设计50M.北京:机械工业出版社,2005审批意见教研室负责人：年 月 日备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。 目 录摘 要1第1章 绪 论21.1 设计背景21.2 设计范围21.3 设计原则2第2章 配电系统设计32.1 照明供电和设计的一般要求32.2 照明供电方式32.3 本工程负荷计算42.4 配电箱的选取7第3章 照明系统设计83.1 照明系统设计概述83.2 照明设计的原则及要求83.3 本工程照明计算8第4章 插座动力平面布置设计124.1 插座选择原则124.2 插座的接线12第5章 防雷接地系统的设计145.1 建筑的防雷设计分类145.2宿舍楼的防雷设计145.3 建筑物接地15第6章 弱电系统设计166.1 综合布线系统概述166.2 网络综合布线设计166.3弱电系统设计17结 论19参考文献20附 录21摘 要 本次设计主要根据电气设计的原则、方法以及国家的各种规范对某一学校宿舍楼进行电气设计，使设计的宿舍楼安全可靠、技术先进、经济合理、维护管理方便，为学生营造了一个良好的休息环境和学习环境。设计主要包括强电设计和弱电设计两部分：通过光源选择的原则、灯具选择的原则，来设计光源与灯具；通过照度系数法和单位容量法，进行照度计算；通过负荷计算，进行空气开关、电线及电缆的整定计算；然后进行低压配电及强电布线设计，完成强电设计。通过包括电话系统、网络系统、电视系统在内的信息系统的设计以及包括安全防盗系统、应急照明、及消防系统在内的消防安全设计，完成弱电设计。以学生宿舍楼电气设计为毕业设计，其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。关键词 照明系统设计；强电设计；防雷接地系统设计；弱电设计 第1章 绪 论1.1 设计背景随着建筑电气技术、计算机技术和通信技术的发展，建筑电气工程的内容也越来越多，使建筑电气的概念超出了传统的范围，向智能建筑方向发展。建筑电气工程包含了建筑变配电工程、动力和照明电气工程、建筑防雷与接地电气工程、建筑设备电气控制工程、建筑弱电系统电气工程等。它以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。智能建筑的智能化功能主要由智能建筑弱电技术应用于建筑环境而实现。现代建筑物的电气发展是经历电气化阶段，自动化阶段和当今的智能化阶段。而智能建筑电气技术发展非常迅速，走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合方向发展。各种电气新技术，新产品对建筑电气提出了更高的要求。 1.2 设计范围1.本工程设计的电气系统。2.220V/380V配电照明系统。3.插座动力平面系统。4.防雷接地系统。5.弱电系统。1.3 设计原则该宿舍楼为智能型建筑面积2400平米，楼高为6层，包括强电、弱电的设计,电源进线为两路，由中心配电房电缆引来三相四线制，电压等级为380V/220V。低压配电系统采用TN-S接地型式。凡电气设备外露可导电部分均保护接地。电源引入干线和支线均采用镀锌钢管敷设,办公室设计有电话、网络等弱电系统。弱电系统均采用薄皮镀锌钢管敷设,空调插座采用单元三孔，其它均采用单相五孔。第2章 配电系统设计2.1 照明供电和设计的一般要求在正常情况下，照明灯具处电压偏差允许：在一般工作场所为5%；在视觉要求较高的屋内场所为5%、-2.5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为5%、-10%；应急照明、道路照明和警卫照明为5%、-10%。照明负荷应根据其中断供电可能造成的影响及损失，合理地确定负荷等级，并应正确地选择供电方案，照明负荷计算功率因数由查表可见，荧光灯为电子整流器时可取0.85，在公共建筑内宜使用带无功功率补偿装置或电子整流器的荧光灯。三相照明线路各相负荷的分配应尽可能保持平衡，在每个分配电盘中的最大和最小相的负荷电流不宜超过30%。备用照明作为正常照明的一部分同时使用时，其配电线路及控制开关应分开装设。备用电源仅在事故情况下使用时，则当正常照明因故断电时，备用电源自动投入。一般情况下，插座应为单独的回路配电，并且一个房间内的插座宜由同一回路配电。在潮湿房间内，不允许装设一般插座，但设置有安全隔离变压器的插座可例外。备用照明、疏散照明的回路上不应设置插座。2.2 照明供电方式照明供电网是指从低压配电屏到用户照明配电箱之间的接线方式，主要由馈电线、干线、分支线及配电箱组成。馈电线是将电能从变电所低压配电屏送到区域（或用户）总配电箱的线路；干线是将电能从总配电箱送至各个分照明配电箱的线路；支线是将电能从各个分配电箱送至各户配电箱（灯具）的线路。照明配电基本接线方式有放射式、树干式、混合式三种。放射式：放射式接线就是各分配箱与总配电箱之间为独立的干线连接，各干线互不干扰，当某干线出现故障或需要检修时，不会影响到其他干线的正常工作，故供电可靠性高。但该接线方式所用的导线和控制设备较多，总配电箱所需的电气回路多，投资增加,多用于较重要的固定的负荷。树干式：树干式是从总配电箱引出一条干线，各分配箱都从这条干线上直接接线。这种方式结构简单，投资和有色金属用量较少，且灵活性较好，但在供电可靠性方面不如放射式，因为干线任一处出现故障，都有可能影响到整个干线，一般适用于不重要场所。混合式：即为放射式和树干式之综合接线方式，这种方式可根据负荷的重要程度、负荷位置、容量等因素合理考虑。本设计采用放射式供电方式，供电系统图如图2-1所示。图2-1 供电系统配电图2.3 本工程负荷计算在本设计方案中，因为此宿舍楼，主体六层，二到六层结构完全相同。因此为了方便负荷计算，同时也方便施工布线，在选用回路和配电箱时，多采用对称和相同的情况。一楼管理室安装了四个低压配电柜，分别为四条回路。1P01主要是一层和二层的宿舍照明回路；1P02是三层和四层的宿舍照明回路；1P03是五层到六层的宿舍照明回路；1P04是备用回路。宿舍照明选用的是XRM301-0703H（MX）配电箱。一层引出26条回路，分别连接到每个宿舍门口的照明配电箱，二到六层分别引出30条回路。公共照明选用的是XRM301-05-2H（MX一层至六层）的配电箱。二到六层配电箱引出4条回路，分别用于走廊及应急照明，楼梯间和卫生间照明。一层配电箱多出1条回路用于管理室照明。下面就以配电箱的回路为基本单位分别进行负荷计算。1.宿舍照明支路负荷计算：照明回路负荷计算：宿舍采用TLD136W/827直管节能荧光灯，一到六层每层都分别有26,30条照明回路。其中一层每条负责一个宿舍。根据公式计算得：一个宿舍的回路总容量：=236（10.2）=0.086一层宿舍的回路总容量：=5236（10.2）=2.246二层至六层的回路总容量：=6036（10.2）=2.592插座回路负荷计算：一层总共26个插座回路，二到六层分别有30个插座回路。设每组插座，每组1。则计算过程如下：插座总功率：=21.0=2有功功率：=1.02.0=2.0计算电流：=9.09宿舍照明配电箱总容量计算：MX1-2总容量：=（0.4253+0.5952）+26=14.47有功功率：=1.014.47=14.47计算电流：=21.93MX2-2MX4-2各配电箱总容量：=（0.425+0.512+0.595+0.68）+27=14有功功率：=1.014=14计算电流：=21.3由上面各式计算可得：一层宿舍照明（WL2）总容量：=（0.4253+0.5952）+26=14.47二到四层宿舍照明（WL3）总容量：=3（0.425+0.512+0.595+0.68+27）=422.公共照明负荷支路计算大厅：选用三管式荧光灯，照明功率为13W，数量为2盏；LED DS-YJ201安全出口指示灯8W,2盏。走廊：吸顶式荧光灯13W，一层13盏，每层分别13盏；安全出口指示灯8W。楼梯间：采用应急吸顶灯40W，2盏。卫生间：采用球型吸顶式荧光灯22W，一层26盏，二至六层每层30盏。一层公共照明回路（MX1-1）负荷计算：设备总容量：=（1413+38+78+740+822+3236）（10.2）=1.12有功功率：=1.01.12=1.12无功功率：=1.120.486=0.54视在功率：=1.0计算电流：=4.55二到四层公共照明回路（MX2-1MX4-1）负荷计算：设备总容量：=（413+38+78+740+822）（10.2）=1.3有功功率：=1.01.3=1.3无功功率：=1.30.486=0.63视在功率：=1.1计算电流：=5.9公共照明总容量计算：由上面各计算结果可得：公共照明（WL1）总容量：=（1.33+1.12）+2=10.5有功功率：=1.010.5.0=10.5计算电流：=15.9干线照明总负荷计算需要系数：=0.8 =0.9负荷总容量：=10.5+14.47+42=66.97有功功率：=0.866.97=53.57无功功率：=53.370.486=26.03视在功率：=59.6计算电流：=93.622.4 配电箱的选取配电箱是按照供电线路负荷要求，将各种低压电器设备构成一个整体装置，并且具有一定功能的小型成套设备。配电箱主要用来接受电能和分配电能，以及对建筑物内的负荷进行直接控制。合理的配置配电箱，可以提高用电的灵活性。本次设计配电箱的选取为照明配电箱。照明配电箱内主要有各支路的空气断路器，熔断器，有的还有度表，漏电保护开关等。1. 常用配电箱的分类按功能分：电力配电箱、照明配电箱，计量箱和控制箱。按结构分：板式，箱式和落地式。按使用场所分：户内式和户外式。而户内式又分为明装在墙壁上和暗装嵌入墙内的不同形式。2. 配电箱的选择本设计配电箱根据系统图定做，总配电箱及各层配电箱设在楼梯间,嵌入式安装，安装高度为1.5。总配电柜设在一楼管理室，尺寸大小为：7001800400；各层宿舍照明配电箱（MX）尺寸大小为：560770160；一层公共照明配电箱1ZMX尺寸大小为：470470160。二到六层宿舍照明配电箱（MX）尺寸大小为：560770160。WL为照明线路；CC为沿天棚或顶板暗敷设；WC为沿墙面暗敷设；FC为沿地板或埋地暗敷；RPE为半硬质塑料阻燃管,配电图如图2-2所示。图2-2 照明总配电图第3章 照明系统设计3.1 照明系统设计概述建筑照明是现代人工照明的极其重要的手段，是现代建筑中不可缺少的部分。照明的目的就是给周围各种对象以适宜的光分布。通过照明，使人们的明视觉功能发挥效力，同时还可造成舒适、高兴、心情舒畅的气氛。照明设计质量的好坏，直接关系到人们的生活、学习和工作。3.2 照明设计的原则及要求1.照度要求不同的建筑物，不同的场合，照度要求也不同；即使在同一场所，由于不同部位的功能不同，照度计算也不同。照度要去也不同。因此，确定照度标准是照明设计的基础。2.设计步骤及原则明确照明设施的用途与目的，本建筑物为宿舍楼，以宿舍为主，室内照明一般采用同一种类型的光源，且优先采用高光效光源和高效灯具。由于荧光灯的光效高、节能、显色性好且表面的亮度低、眩光少、可获得扩散光，不易产生物体阴影，适合于一般房间及办公室的一般照明。故本照明设计选择菲利普TLD与TLE系列高效节能荧光灯。3.3 本工程照明计算采用利用系数法，该方法考虑了由光源直接投射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。利用系数法适用于灯具均匀布置、墙和天棚反射系数较高、空间无大型设备遮挡的室内一般照明，但也适用于灯具均匀布置的室外照明，该方法计算比较准确。1.应用利用系数法计算平均照度的基本公式： (3-1)式中 工作面上的平均照度，；光源的光通量，；光源数量；利用系数；工作面面积；灯具的维护系数，见表3-1。表3-1 维护系数环境污染特征工作房间或场所维护系数清洁住宅、办公室、餐厅，阅览室等0.75一般商业营业厅、候车室、影剧院，观众厅等0.70污染严重厨房0.602.室空间表达式灯具的利用系数与房间形状直接有关，而房间的相对尺寸可用室空间比来表示。由于灯的布置有吸顶安装、吊下安装等多种形式。计算时将室内分成三个空间，室内空间的划分如图3-1所示。即：室空间比，顶棚空间比和地板空间比。这三个空间比的定义公式为：室空间比: (3-2)顶棚空间比: (3-3)地板空间比: (3-4)以（3-4）式中：室长，；室宽，；顶棚空间高，；室空间高，；地板空间高，。图3-1 室内空间的分布3.宿舍照明设计相关数据如下：采用TLD136W/827直管节能荧光灯，=3350,=88%,采用吸顶安装。室长=6.3,=3.4，高=3.6。顶棚空间高=0.7,顶棚反射比=0.7，地板空间=0.75,室空间高=1.85，墙反射比=0.5，地面反射比=0.2,玻璃反射比=0.9，=0.75。墙面总面积：=2(6.4+3.4)3.6=70.56玻璃窗户总面积：=2.11.8=3.78计算空间比：依照式(3.3)、(3.4)、(3.5)，计算室空间比得：墙面有效反射比：取=0.5、，查万能固有利用系数表得万能固有利用系数=0.57。利用系数=0.570.88=0.48灯数计算：灯具取整，结合灯具布置的均匀对称性，取=2盏。照度计算：在选用光源功率时，允许采取较计算光通量不超过10幅度的偏差。故上述计算结果均符合设计要求。第 4 章 插座动力平面布置设计4.1 插座选择原则当插座为单独回路时，数量不宜超过10（组），与灯具和插座混为一路过，其中插座数量不宜超过5个（组），对于不同电压等级，应采用与其相应电压等级的插座，该电压等级的插座不应被其他电压等级的插头插入，插座宜由单独的回路配电，并且一个房间内的插座宜由同一回路配电，备用照明，疏散照明的回路上不宜设置插座，在潮湿房间（住宅中的厨房除外）内，不允许装设一般插座。儿童活动场所的建筑物内安装插座时应采用安全型插座，住宅内插座，若安装高度距地1.8及以上时，可采用一般型插座；当安装高度低于1.8时，应采用安全型插座。在潮湿场所，应采用密闭型并带保护地线触头的保护型插座，安装高度不低于1.5需要连接带接地线的日用电器的插座，必须带接地孔，对于插拔插头时触电危险性大的日用电器，宜采用带开关能切断电源的插座，暗装的插座应采用专用盒，专用盒的四周不应有空隙，且盖板应端正，并紧贴墙面。4.2 插座的接线暗装插座接线时，应仔细地辨认识别盒内分色导线，红、绿、黄为火线,白色为零线，黄绿线为PE（保护接地）线。插座接线时应面对插座：1.单相两孔插座，面对插座的右孔或上孔与相线连接，左孔或下孔与零线连接。2.单相三孔插座，面对插座的右孔与相线连接，左孔与零线连接。3.单相三孔，三相四孔及三相五孔插座的接地（PE）或接零（PEN）线接在上孔。4.插座的接地端子不与零线端子连接，接地（PE）或接零（PEN）线在插座间不串联连接。同一场所的三相插座，接线的相序应一致。本设计中的插座、开关采用86系列；照明开关、插座安装高度分别为1.4、0.4。具体布线图见图4-1所示： 图4-1室内配电平面图第5章 防雷接地系统的设计5.1 建筑的防雷设计分类按照建筑物防雷设计规范GB50057-1994的标准规定，建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为一类、二类和三类。学校宿舍楼人员密集，属于一般型民用建筑，应属于第三类防雷建筑物，第三类防雷建筑物防直击雷的措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。平屋面的建筑物，当其宽度不大于20m 时，可仅沿网边敷设一圈避雷带。每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30，其接地装置宜与电气设备等接地装置共用。防雷的接地装置宜与埋地金属管道相连。当不共用、不相连时，两者间在地中的距离不应小于2m。在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。5.2宿舍楼的防雷设计1.本宿舍楼设有防雷装置，其做法为在屋顶设防雷网。防雷网水平敷设时，支架间距为1米，转弯处0.5米，具体做法详见全国通用电气装置标准图集中有关各项，凸出屋顶的风管通过10圆钢与避雷网焊成电气通路。2.利用土建主钢筋（至少两根）焊成电气通路（作为下引线在距地面1.8米处设断接卡，一边设接地电阻）。3.本建筑利用土建基础作为接地电阻，焊成电气通路，接地电阻要求不大于20，现场实测不满足要求时，延长方向补打接地装置。4.防雷装置施工完毕后一律刷红丹一度，防腐漆二度。5.防雷装置的施工与土建施工密切结合。具体布线图如图5-2所示：图5-2 防雷平面布线图5.3 建筑物接地电气设备和地之间组成电气连接并使电荷通地的部分叫做接地体。供配电系统用变压器的中性点直接接地；以及电气设备在正常的工作情况下不带电的金属部分与接地体之间的良好的金属连接都叫做接地。按接地装置来区分，主要有自然接地和人工接地。自然接地就是利用自然接地体作为接地装置，人工接地，就是专为降低接地电阻而埋设于地下的接地体。按照电气设备的作用区分，可将接地类型分为工作接地、保护接地、重复接地、接零、静电接地、隔离接地。第6章 弱电系统设计6.1 综合布线系统概述建筑物综合布线系统是计算机和通信技术以及社会信息化和经济国际化的需要，也是办公自动化进一步发展的结果，是建筑物内部的通信连接系统，是一种符合工业标准的布线系统，是一种模块化系统。它既使语音、数据、图像、通信设备和交换设备与其他信息管理系统彼此相连，也使这些设备与外部通信网络相连接。综合布线系统采用开放式的结构，并支持当前普遍采用的各种计算机网络系统。结构化综合布线系统得特点：具有卓越的兼容性，可连接多种设备；通过方便灵活的跳线，方便用户移动、增加和变更设备连接，易于扩展；支持建筑自动控制、语音通信、数据通信和多媒体通信。综合布线系统的设计必须全面考虑业主的需求以及未来技术发展的需要。根据需求按照国家设计规范选用不同的电缆、电缆组合、信息插座、适配器及布线路由，对每一个子系统进行综合的考虑及独立的设计，既不能产生瓶颈，又不能有过多的冗余。整个系统设计既需要考虑性能价格比，又要充分考虑未来的需求，综合布线不同于目前的电话通讯线路与计算机线路的简单相加，它是将整个大厦的通讯线路融为一体，以便用户能更方便地利用通讯线路享受到现在与未来的多种服务。6.2 网络综合布线设计综合布线系统可划分为六个子系统：1.工作区子系统。2.配线(水平)子系统。3.干线(垂直)子系统。4.设备间子系统。5.管理子系统。6.建筑群子系统。综合布线系统使用的电缆线有二类：光缆和铜缆。铜缆主要采用100欧姆的非屏蔽双绞线（UTP），100欧姆的同轴电缆。光缆主要采用62.5125多模光纤和62.5125单模光纤。铜缆和光缆分为两个基本部分：室内电缆和室外电缆，为室内使用设计的电缆，有阻燃型和非阻燃型的，阻燃型电缆内部有一个空气芯，外面有一层阻燃套，这种电缆可以在有害气体环境中使用。设计一个布线系统要考虑以下几个方面的因素：高速化：如100Mbps、155Mbps、622Mbps、100BASE-T、100BASE-VG、ATM、千兆位以太网、FDDI、CDDI等。可靠性：随着网络的规模越来越大，及人们对网络的依赖越来越高，要求布线系统有更高的可靠性。布线系统环境：电磁场干扰环境日益恶化电台、电视台、各种移动电话、工业用电等的日益增多而使电磁干扰日益恶化，布线系统应具有较长的生命周期15年20年或更长的生命周期，更换布线系统的困难大、投资大、影响大。因此，我们认为选择屏蔽布线系统或非屏蔽布线系统的依据是：当用户目前及今后网络应用为低速应用时（10BASE-T，TOKEN RING）,且布线环境无严重电磁干扰时，采用非屏蔽布线系统，用户目前及今后网络应用为30以上高速应用时，如100BASE-T、100BASE-VG、FDDI、CDDI、ATM、千兆位以太网等，或者布线环境有较严重的电磁干扰时，宜采用屏蔽布线系统,但造价昂贵，布线环境有大于等于30以上的电磁干扰时，宜采用屏蔽布线系统，在本建筑物综合布线系统设计中，网络布线系统按照乙级标准设计，网络主机设于一层走廊，布线在走廊内敷于CSP合金塑料电缆桥架内。6.3弱电系统设计本工程布线方式具体如下：1.电话系统进线配线架设在一层。2.本工程电话通信系统总进线采用HYA电话电缆，埋地穿焊接钢管敷设进入内分线箱，埋地深度0.8，规格为10对线20.5电缆。3.室内各电话电缆均为穿半硬塑料阻燃管，沿墙暗敷。4.用户线均使用RVS型20.5双绞线，电话插座安装高度为0.4。综合布线平面图如图6-1、6-2所示。 图6-1 弱电网络室内平面图图6-2 弱电配电干线平面图结 论本次毕业设计完成了对某高校宿舍楼的电气设计，通过对该宿舍楼根据被照对象和场所对光源特性的要求，通过光源选择、灯具选择的原则，来选择光