论文终稿2017毕业设计电气1304 201309733 吕鑫

兰州交通大学毕业设计（论文）摘 要此住宅楼建筑电气设计的性质为工程设计。本住宅楼共六层，附带地下室和阁楼。共三个单元，每单元每层两户。设计的内容主要分为强电设计和弱电设计两个部分。强电设计主要包括照明插座的布置、负荷计算、干线的选择。防雷接地及等电位联结。弱电设计主要包括电视、电话以及网络的布置。住宅小区是第三级负荷建筑物，其中户型用电负荷，用需要系数法进行负荷计算，在需要的位置设置应急照明。本建筑为第三类防雷建筑物，在地下室设置总等电位联结，并在卫生间处设置局部等电位联结。通过设置避雷带进行防雷，屋面用镀锌圆钢沿女儿墙顶敷设，接地保护形式为TN-C-S系统，在电源入口处做重复接地。电话干线采用型电话电缆穿钢管沿墙暗敷。本次设计一定要符合国家的各项设计要求，最重要的是保障安全，然后再考虑成本等问题。关键词：照明；负荷计算；防雷；有线电视AbstractThis residential building electrical design for the graduation design, the nature of engineering design. The residential building consists of six floors, with basement and attic. A total of three units, each unit two per layer. The design content is divided into two parts: strong electric design and weak design. Power design includes lighting socket system design, load calculation, trunk selection. Lightning protection grounding and equipotential bonding. Weak design mainly includes network, telephone and cable TV layout.Residential area is the third type of load buildings, of which larger units of electricity load, smaller household electricity load. Use the required coefficient method for load calculation, in the required location to set the emergency lighting. The building for the third type of mine building, to the overall set of equipotential bonding, and set up in the bathroom local equipotential bonding. Through the provision of lightning protection for lightning protection, roof with galvanized round bar along the roof of the laying of children, ground protection in the form of TN-C-S system, repeated at the power entrance to ground. Telephone trunk line type telephone cable wear pipe along the wall.This design must meet the countrys design requirements, the most important thing is to protect the security, and then consider the economic rationality.Key Words: Lighting; load calculation; lightning protection; cable TV.目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 工程背景11.2 设计范围11.3 设计依据11.4 本设计的主要任务12 照明系统设计22.1 照明设计22.1.1 照度确定22.1.2 光源和灯具的选择22.1.3需要系数法计算室内负荷22.2 应急照明42.2.1 概述42.2.2 分类42.2.3本工程的应急照明设计42.3 插座平面图设计52.3.1 插座配置52.3.2 插座的选择53 照明配电系统设计73.1 照明负荷计算73.1.1 需用系数法计算负荷73.1.2 负荷计算83.2 导线电缆及低压电器的设计93.2.1 导线及电缆的选择93.2.2 低压断路器的选择103.2.3 本工程的导线选择103.3 箱体的选择与布置104 防雷接地系统与等电位联结安装12 4.1 防雷接地系统设计124.2 等电位联结125 有线电视系统设计135.1 有线电视系统概述135.2 一般规定135.3 本设计的电视系统136 电话及网络系统设计146.1电话系统146.1.1 电话系统概述146.1.2本工程电话系统设计146.2网络系统146.2.1 系统概述146.2.2本工程网络系统设计14致 谢17参考文献18附录A 照明功率密度值19附录B 负荷计算参数20附录C 设备选型参数21附录D 电气施工图24- III -兰州交通大学毕业设计（论文）1 绪论1.1 工程背景本次设计的工程名称为和润佳园住宅小区的电气设计，由于本小区较特殊，无电梯但有地下室和阁楼，其中地下室中的视听室属于一楼用户，另一部分储藏室是公用部分。每个单元每层2户。1.2 设计范围设计的内容主要分为强电设计和弱电设计两部分。强电设计主要包括照明插座的布置、负荷计算、干线的选择。防雷接地以及等电位联结。弱电设计主要包括网络、电话以及电视的布置。1.3 设计依据 住宅建筑电气设计规范（JGJ242-2011） 民用建筑电气设计规范（JGJ16-2008） 供配电系统设计规范（GB50052-2009） 低压配电设计规范（GB50054-2011） 建筑照明设计标准（GB50034-2013） 建筑物防雷设计规范（GB50057-2010） 综合布线系统工程设计规范（GB50311-2007） 有线电视工程技术规范（GB50200-94） 智能建筑设计标准（GB/T50314-2006）1.4 本设计的主要任务照明系统设计通多照度计算选择灯具，在合适的位置布置灯具，做到节能和方便住户，并对灯具进行接线。插座系统设计确定不同功能区插座的类型及数量，记录不同用电设备的插座距离地面的高度，并对插座进行接线。配电系统设计根据布置的灯具及插座进行负荷计算，由负荷计算的结果进行线型选择，确定断路器的型号。防雷系统设计本建筑物为第三类防雷建筑物，需要在电源进线处设置总的等电位联结，在卫生间设置局部等电位联结，在屋脊设置避雷带通过引下线将接闪器和接地装置连接在一起。弱电系统设计弱电系统设计包括有线电视系统设计以及电话网络系统设计。网络干线采用光纤，有线电视系统用户分配系统为分配分支方式。2 照明系统设计电气照明设计最重要的是实用安全然后考虑经济美观。保障人身安全是首先要考虑的。主要内容包括选择照明方式、光源种类、照明需求，照明设计的目的是根据不同的需求选择合适的灯具，创造一个适宜学习生活的舒适环境。2.1 照明设计2.1.1 照度确定根据建筑照明设计标准，住宅建筑各房间照度设计标准值如图所示1。表2.1 居住建筑照明标准值房间或场所参考平面照度标准值(lx)客厅水平面卧室水平面餐厅水平面卫生间、厨房水平面楼梯间地面2.1.2 光源和灯具的选取灯具的作用是提供光亮，把电亮分配到需要的地方，同时也要注意一些细节之处，灯具是不能受潮的，灯具的选取就是为灯具选择一个最优的位置。灯具的布置是非常重要的，合理的布置灯具影响到能耗、经济、安全等方方面面。布置方式一般分为均匀布置和选择性布置两种。2.1.3需要系数法计算室内负荷注意：需要系数值是一个范围值，他会因为设备使用量而改变，设备越多，同时使用的概率越小。由于用户还要对住宅楼进行二次装修，所以此工程设计采用预留等位的方法。(1) 起居室照明计算已知房间面积为：(m2)房间总安装功率为：(W)(2) 主卧室照明计算已知房间面积为：(m2)房间总安装功率为：(W)(3) 次卧室照明计算已知房间面积为：(m2)房间总安装功率为：(W)(4) 餐厅照明计算已知房间面积为：(m2)房间总安装功率为：(W)(5) 厨房照明计算已知房间面积为：(m2)房间总安装功率为：(W)(6) 卫生间照明计算已知房间面积为：(m2)房间总安装功率为：(W)(7) 主卧室卫生间照明计算已知房间面积为：(m2)房间总安装功率为：(W)(8) 其他阁楼层照度计算方法与上文相同，原理一致。2.2 应急照明2.2.1 概述由于当今的建筑物越来越高，占地面积却越来越小，所以存在很多安全隐患。如果因为自然灾害或人为因素导致正常照明中断，此时为了保障人身安全及正常的工作需要及时投入应急照明。2.2.2 分类备用照明：一般在断电会造成重大经济损失或者政治影响的地方设置备用照明。疏散照明：用于在正常照明故障时，能够让被困人员准确无误地找到建筑物出口的应急照明为疏散照明。安全照明：为存在潜在危险的人员而设置的照明。一般设置在容易造成人类损伤或者可能延误患者治疗的地方。2.2.3本工程的应急照明设计应急照明必须有两路独立电源供电，本工程的楼梯间采用疏散照明，应急灯为自带光源的荧光灯或者自带光源的事故照明灯，尽量降低应急照明在没有故障发生时的能耗。2.3 插座平面图设计2.3.1 插座配置电能在现代社会中十分重要，没有电，人们会特别不适应。插座作为电能传播的媒介，在室内随处可见。在正确的地点设置插座是电气设计中一个十分重要的步骤。对于不同用途的用电设备要设置合适的插座满足安全可靠的供电环境。表2.5 电源插座的设置及要求序号名称设置要求1卧室五孔插座三组2起居室五孔插座二组3厨房防溅水型一个单相三线和一个单相二线的插座一组4卫生间防溅水型一个单相三线和一个单相二线的插座一组5洗衣机、冰箱、排油机、空调器、电热水器专用单相三线插座各一个2.3.2 插座的选择(1) 客厅主要墙面都要安装一个五孔插座，一般在没用特殊要求的情况下插座应该距地安装。墙面长度不超过时，可以只安装一个插座在墙面的正中间。墙面长度如果超过，此时就应该根据实际情况增加插座数量。在安装电视的墙面上应该设置至少两个五孔插座，可以保证给电视和其他影音设备供电。空调一般安放在窗户旁边的墙体上，空调插座有特殊的要求，当空调启动后，空调插座才开始工作，这样可以有效的节约能源。分体空调插座宜根据出线管预留洞位置距地1.8m处设置。(2) 卧室主要在床头两侧都要设置一个五孔插座这样可以方便住户充电及照明。如卧室面积较大，当然要根据实际情况，可适当增加插座的数量。 (3) 厨房厨房内的插座是有特殊要求的防溅插座，厨房插座和卫生间插座都要做为单独回路。参考厨房的总体布局，根据炊具的位置来布置插座，抽油烟机插座应设置在距地处，电炊插座应设置在距地处，具体要根据厨房操作的台高度决定。电冰箱插座，一般设置高度为距地。(4) 卫生间根据民用建筑电气设计规范中的相关规定，由于卫生间内有洗手池、水龙头的设施，所以经常处于潮湿状态，而且水会使人体的电阻降低，那么人体发生触电的可能性就会增加，所以应在卫生间的适当位置设置专用的防溅型插座来保障人身安全。卫生间插座为单独回路。3 照明配电系统设计由于在政治、经济上造成的损失或影响不同，我国有一级、二级和三级负荷。住宅小区是第三类负荷建筑物，所以我们主要了解第三类负荷。对于一些中小型企业，停电只是影响收益，不会存在政治影响及重大的经济损失，一般民用建筑物的用电负荷也是三级负荷。3.1 照明负荷计算三级负荷的供电要求三级负荷采用单回路供电方式，对供电的可靠性没有硬性要求，在设计时尽量做到配电系统简单，配电级数较少，低压配电级数不宜超过四级。且在条件合理的情况下，尽量减少电压波动和电压差。3.1.1 需用系数法计算负荷用电负荷的计算方法主要有“需要系数法”、“二项式法”和“利用系数法”这三种方法。由于需要系数法简单且运用广泛，本工程将采用需用系数法进行负荷验算。需用系数法计算负荷公式如下：(3.1)(3.2)(3.3)单相负荷的计算电流：(3.4)三相负荷的计算电流：(3.5)其中，为有功计算功率(kW)；为无功计算功率(kvar)；为视在计算功率(kVA)；为用电设备组的设备功率(kW)；为需要系数；为用电设备的功率因数。3.1.2 负荷计算根据式3.1到3.5进行负荷计算。每户照明线路负荷计算：荧光灯要考虑无功补偿，功率因数，照明回路需要系数，所以：(W)(A)每户插座负荷计算：每个插座按400W估算，插座取0.75（电冰箱功率400W）普通插座14个，每个插座按400W估算，查附附表B-2得，所以：(W)(A)厨房备用插座2个，每个插座按1000W估算（排烟机插座100W，电磁炉插座1000W），查附表B-2得0.85，所以：(W)(A)卫生间插座5个，并且本设计有两个卫生间。查附表B-2得，所以：(W)(A)空调插座回路包含2个空调插座，空调功率为2000W，功率因数，查附表B-2得，所以：(W)(A)每户的负荷计算：根据住宅建筑电气设计规范，此住宅楼每户进线功率取8kW。需要系数为0.75，所以：(A)因为此此户型面积最大，设备也是最多的，所以按此户型的标准进行设计，因此每户按的负荷进行供电。每单元的负荷计算：本小区有三个单元，每个单元包括地上六层和阁楼，地下室。功率因数，查附表B-2得，所以：整栋楼的负荷计算：依据前两步的计算,取同时系数为0.63.2 导线电缆及低压电器的设计根据查阅的资料以及计算电流，普通照明用线，插座用线，厨房插座箱回路及卫生间热水器回路选用线，空调回路选用线。照明用断路器（空开）选用，插座用断路器（空开）选用带漏电的开关，厨房插座箱选用带漏电的开关，柜式空调选用带漏电的开关，壁挂式空调选用不带漏电的开关。对于本工程而言，一般采用一户一表，特殊之处在于六楼与阁楼虽为一户，但为了方便设置两个电表，收取电费时归为一户。公用地下室部分为三点表，每单元一个。3.2.1 导线及电缆的选择导线的选择是电气设计的关键步骤，导线的选择主要就是通过负荷计算选择导线的截面积，要考虑导线发热、导线机械强度、电压损失、导线允许温升这四个因素。由于民用建筑电压较低，所以先采用发热条件进行计算其中表示导线长期允许载流量（A），为负荷计算求出的计算电流（A）。导线长期允许的载流量大于负荷计算求得的数值，可以通过这个方法来选择导线截面积。3.2.2 低压断路器的选择低压断路器按照以下式子确定其中，为断路器的额定电压；为被保护线路的额定电压；为线路的计算电流(A)；为照明用长延时时脱扣器计算系数，一般取1.0；为长延时脱扣器的整定电流(A)。3.2.3 本工程的导线选择干线导线及断路器的选择由单元负荷计算得：考虑发热和机械强度等因素，查表可得干线导线为断路器选择型馈线导线及断路器的选择选择方法与干线相同，查表可得干线导线为断路器选择型支线导线及断路器的选择选择方法与干线相同，查表得支线导线为断路器的选择按线路的计算电流应小于等于长延时过流脱扣器的整定电流，即故单元进线回路断路器选择S202-C50型，穿钢管管径沿墙内或地板内暗敷。以2（1） 照明回路导线截面积及开关选择按照明回路的负荷计算得按发热条件选择导线截面并考虑导线的机械强度，查表可得导线为：。断路器的选择按线路的计算电流应小于等于长延时过流脱扣器的整定电流，即故照明回路断路器选择型，的聚氯乙烯绝缘铜芯导线，穿管管径沿顶棚暗敷。（2） 插座回路导线截面积及开关选择查表可得导线为：，断路器选择型，的聚氯乙烯绝缘铜芯导线，穿PVC管管径沿墙内及地板内暗敷。厨房、卫生间插座回路负荷计算得：查表可得导线为：。断路器的选择型，的聚氯乙烯绝缘铜芯导线，穿PVC管管径沿顶棚暗敷。空调插座回路负荷计算得：查表可得导线为：。空调回路断路器选择型，的聚氯乙烯绝缘铜芯导线，穿PVC管管径沿墙内或地板内暗敷。3.3 箱体的选择与布置箱体选择主要是指总的配电箱，层配电箱和户配电箱的选择，是用来接收和分配电能的装置。本次工程设计中总配电箱安装在一单元一楼门口的侧墙上，距地1.4m暗装；层配电箱一般安装在竖井内，包括六个用户电表箱，距地1m；户配电箱一般安装在住户内，暗装，距地。4 防雷接地系统与等电位联结安装4.1 防雷接地系统设计雷电过电压是由大气中雷云对地面放电引起的，而且放电通常不止一次，还会有后续的放电过程。雷击会对建筑物或者设备造成损坏，最重要的是要避免造成人身伤亡。所以做有效的防雷措施，对于工作人员和建筑都是有益的。建筑物的防雷一般有接闪器、引下线和接地装置3个主要组成部分：(1) 接闪器采用避雷带，避雷带装设在屋脊、女儿墙等建筑物易受雷击的部位，避雷网采用的镀锌圆钢。并在整个屋面上装设不大于2020或2416的网格。(2) 引下线的作用相当于避雷针，是将接闪器与接地装置连接在一起，可以将雷电流引向大地。利用建筑物四周柱子中的主筋作为引下线，引下线沿建筑物四周均匀对称布置，理论上水平间距不大于，所以一般间隔设置一个引下线。(3) 接地体和接地线统称接地装置。接地线又称为水平接地体，接地装置则称为竖直接地极。水平接地体采用12mm的镀锌圆钢，埋地深度为1.0m；竖直接地体的长度为2.5m，竖直接地体采用20mm的镀锌圆钢，接地体的间距为5m。埋入地下深度顶端距地面为，接地体之间连接采用12mm的镀锌圆钢。接地装置距离建筑物不小于3。本系统采用TN-S系统，接地电阻不大于4，屋顶所有的突出物均安装避雷线，每隔1m设置一个支持卡。本设计为住宅小区的电气系统设计，此类建筑物通常为第二类或第三类防雷建筑物。4.2 等电位联结简单来讲就是将建筑物可以导电的部分，包括建筑物内的保护干线（线）、建筑物金属构件及设备进线总管等都用导体连接起来减少电位差。等电位联结分为总等电位联结和局部等电位联结。本建筑物需要做这两种等电位联结。总等电位联结是联结建筑物的可导电部分，一般设置在地下室，总等电位联结线采用，距地布置。局部等电位联结是按照总等电位联结的要求在特殊位置再做一遍等电位联结。局部等电位联结线采用，距地布置。采用等电位联结实际上也实现了接地，它只消耗一些导线，比较经济。由于卫生间有洗浴设备等所以要做局部等电位联结。局部等电位联结最重要和总等电位联结相连。5 有线电视系统设计5.1 有线电视系统概述随着时代的飞速发展，科学水平也有着质的飞跃，人民对于生活的品质与要求也越来越高，人民追求高品质多功能的频道来丰富业余生活。任何一个有线电视系统都是由前端、干线传输、用户分配这三个部分组成的。前端前端的主要作用：将天线中的电视信号经混合器混合送入干线，必要时也可将电视信号变成其他信号进行处理，将电平差不多相同的信号混合送入干线。干线传输系统这部分的作用是将前端输出的高品质信号传送到用户分配系统，有的系统还需要将信号反馈回前端。用户分配网络这部分的作用是将干线传输来的信号分配给用户，并且要保证信号的质量。5.2 一般规定一般需要预留几个频道尽量避免频率的互相干扰，对于无法避免的要采取变换频道等措施。产品的性能必须符合国家的相关规定，并由质检部门测试认定。5.3 本设计的电视系统本住宅楼共有三个单元，每个单元有六层以及一层阁楼，每层有两户，共36户。本设计每户设两个电视插座，分别设置在客厅和卧室。有线电视系统用户分配系统采用分配-分支的方式，前端电平为，用户电平为，有线电视信号通过同轴电缆由前端引来。经有线电视前端的三分配器将有线信号分别传送给三个单元。再通过每个单元的有线电视分支箱，分配箱中装有二分支器，它的二个分支分别将信号送给每层的两个住户。通过用户内的终端系统，终端中设有用户智能箱，再由用户智能箱向用户内客厅及卧室的有线电视插座分线。电缆选型为电缆穿管敷设，然后由弱电室各层分支箱通过电缆穿管引至各用户智能箱。共用天线电视系统工作电源采用、电源。6 电话及网络系统设计6.1电话系统6.1.1 电话系统概述我们已经步入了一个现代化社会，电话通信系统作为主要的通信工具是必不可少的。电话通信系统由三部分组成，分别是电话交换设备，传输设备和用户终端设备。传输方式按照传播媒介的不同分为有线传播和无线传播，一般住宅楼采用有线传输方式，电话通信已经成为人们生活必不可少的基本设施。6.1.2本工程电话系统设计电话进线一般采用型号的的电缆，干线一般采用型电缆穿钢管沿墙暗敷。分支线在住户内一般采用双绞线穿管沿墙或者地面暗敷。本施工设计在客厅及卧室分别安装一部电话，即每户两部，电话插座为墙内暗装，底边距地比较合理。6.2网络系统6.2.1 系统概述随着时代的发展，我们已经步入了一个信息化的时代，计算机普遍于千家万户，无论从事任何职业以及我们的日常生活都与信息交流密不可分。信息网络系统是以计算机为基础，以互联网为媒介实现资源共享，进行信息网络系统设计主要包括三个方面：需求分析，设计目标和设计原则。首先要掌握住宅楼的整体需求，才能确定设计目标，实现系统的正常运行，以符合时代、经济优化、资源分配合理为原则实现本次设计。6.2.2本工程网络系统设计本工程设计的对象是住宅小区