办公楼的各系统电气设计.doc

某公司办公楼的各系统电气设计编辑：admin 来源：毕业设计论文网 浏览指数：459 收藏本页： 录入时间：2010-05-17 00:13:39 摘 要本论文主要阐述了*公司办公楼的各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计的结论资料来源:毕业设计论文网 内容分别为：配电系统设计、照明系统设计、防雷接地系统设计和工程概预算。配电系统设计部分包括：供配电方案确定，电气设备选择，线管选择与布置，负荷计算等；照明系统设计部分包括：光源选择、灯具选择、照明方式选择以及照度计算等；防雷接地系统设计部分包括：建筑物防雷措施，原则，方案。在满足办公楼改扩建部分日用电负荷及照明的要求基础上，围绕节能、环保、美观、舒适等因素进行综合建筑电气设计。供配电系统设计采用TNCS系统，由380/220V电源供电，电源由室外变电所直埋地引来。照明光源主要选用荧光灯，普通吸顶灯通过单位容量法进行照度计算来确定房间所需要的灯具数量，并且对灯具进行合理地选择与布置。主要采用需要系数法对办公楼进行负荷计算，根据负荷计算所得值选择电缆导线型号及用电设备。选取避雷带作为本建筑的防雷系统。并且对整个电气工程进行概预算。关键词 ：照度；配电；光源；负荷； AbstractThis paper described the office building electrical systems design based on the design, design principles and methods and conclusions, which were: distribution system design, lighting design, mine grounding system design and engineering over the budget. Distribution system design include: distribution programme for the identification, electrical equipment selection, selection and arrangement of lines, load calculation; design of the lighting system include: source selection, choice of lamps, lighting and illumination choose calculation; Lightning Protection System design include: mine-building measures, in principle, the programme.On the foundation of satisfies the electricity load which the extension part of the office building daily uses and the illumination condition, the synthesis construction and electricity design is based on some factors, such as energy conservation, environmental protection, artistic and so on. The pattern of power supplying system is TNCS and the power source which is buried straightly and is bring in by outdoor transformer substation. The choice of the primary illumination photo-source is the fluorescent lamp and the incandescent lamp. The quantity of the lamps is determined by the degree of illumination computation by the way of unit capacity and then carries on the reasonable arrangement to the lamps and lanterns. Computation is carried on the load by using needs the method of correlates to test the extension part of the office building. Lightning protection networks are used as the buildings anti-radar protection during the design of anti-radar. And then budgets of the entire projects are carried on at the end of the design.Key words：illumination; distribution; light source; load;本次设计是对*公司办公楼的电气工程设计。本工程概况：*公司办公楼共有三层，第一、二层作为办公区，三层作为宿舍区。设计需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。此次设计的目的是通过对该办公楼的各个系统的设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国建筑电气行业有关方针政策，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。设计内容本论文主要阐述了该办公楼各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论等。论文共包括五大章内容:（1）第二章为照明系统，主要说明电光源选择、灯具选择，照度计算灯具的布置等内容，用单位容量法进行照度计算，选择出各个房间合适的灯具数量。按照供电半径不超过米的原则进行了照明平面设计，设计出各个供电回路及相对应的配电箱，本部分设计出图3幅，为各层照明平面图及照明负荷配电箱平面图。（2）第三章为低压配电系统，主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求，负荷计算以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等以及电气设备选择和线管选择与布置，并用单位容量法进行了负荷计算，确定各个系统照明负荷的容量、计算电流,以此选择出了断路器，导线、开关和插座。（3）第四章为防雷接地系统，主要说明对直击雷、侧击雷、雷电感应等的防护以及接地系统的方式及具体要求等内容。（4）第五章为工程概预算，主要说明本办公楼电气部分所需要的费用。*公司办公楼锦州改扩建部分是直接从电力学校内变电所引入220/380V的三相四线制低压电源，再经过配电箱分配至各用电设备使用。首先根据国家对办公楼建筑照明的照度标准采用单位容量法对每个房间照度进行估算来确定所需的灯具数量及房间的照度，确定电光源的容量及数量。其次依据照度计算值对电光源及灯具类型进行选择，采取的电光源主要以荧光灯和普通吸顶灯为主。光源和灯具类型确定后，计算各房间和整个办公楼的负荷，负荷计算采用需要系数法。依据负荷计算得到的计算电流选取电缆导线及其用电设备，并进行热稳校验和机械强度校验。通过对所在地区实际情况的调查选取了雷暴日等参数，计算建筑物年预计雷击次数及确定办公楼的防雷等级来进行防雷及接地设计。最后进行办公楼的工程概预算，本设计分别对锦兴公司办公楼扩建电气部分一至三层进行综合单价统计，估计工程电气部分总造价为10万元左右。目 录摘 要 I第1章 绪 论 11.1 建筑电气概况 11.2 设计原则 11.3 设计内容 1第2章 照明系统设计 32.1 总则 32.2 照明光源选择 31.2常用照明光源和灯具照明光源和灯具是照明器的两个主要部件，照明光源提供发光源，灯具起固定光源的作用。1.2.1照明光源电光源就是将电能转换成光学辐射能的器件。照明工程中常用的电光源按发光原理可分为两大类：热辐射光源和气体放电光源。1.热辐射光源（1）白炽灯 白炽灯是根据电流的热效应制成的发光器件，它是将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源，至500时开始发出可见光，随温度增加，从红-橙黄-白逐步变化。性能特点及应用：辐射光谱连续；显色性好，近似Ra=100；色温低，约在2500K-3200K（普通型号在2700K-2900K）；光效低，约在9-34lm/W；散热量大；寿命短，约在1000h。从以上性能可以看出，白炽灯发光效率极低，能耗极大，但由于它的显性好，在特定的要求下还在采用。（2）卤钨灯卤钨灯是在白炽灯的基础上，进行技术改进而产生的新型照明电光源。它有体积小、寿命长、光效高、亮度强、使用方便、价格；便等一系列优点，在宾馆、商场、医院、电影院等场所得到广泛应用。卤钨灯的发光原理和白炽灯完全相同。其性能的提高在于玻壳内不但被抽成真空，充入了适量的惰性气体，如氩气、氮气，而且还充人了化学卤族元素及其卤化物，如碘、溴、溴化氢等。灯泡点燃后，灯内温度上升，达到2501200时钨便会蒸发，扩散到玻壳内壁，灯内的卤族元素分子电同样受高温而分解充满灯体内。由于灯管壁壳温度较低(约250)，于是卤素分子和钨便发生化学反应生成卤化物，而卤化物是一种极不稳定的化合物，易挥发。当它靠近1200以上的灯丝，又被高温分解为卤素分子和钨。这样大部分的钨可重新回到灯丝上。而卤素分子又扩散到离灯丝较远温度较低的玻壁附近，再度与蒸发出的钨发生反应生成卤化物。这样不但提高了发光效率和维持更好的光通，而且延长了灯泡的使用寿命。 卤钨灯按灯内所充卤元素的不同分为两种：碘钨灯(灯内充碘)和溴钨灯(灯内充溴)。碘钨灯的特点：碘钨灯的优点是体积小、效率高、功率大、寿命长、安装简单、使用方便。缺点是耐震性差。溴钨灯的特点：体积小、亮度高、彩色还原好，一般在要求强光的场合下使用，寿命较短。2.气体放电光源（1）荧光灯 荧光灯即低压汞灯，它是利用低气压的汞蒸气在放电过程中辐射紫外线，从而使荧光粉发出可见光的原理发光，因此它属于低气压弧光放电光源。荧光灯内装有两个灯丝。灯丝上涂有电子发射材料三元碳酸盐（碳酸钡、碳酸锶和碳酸钙），俗称电子粉。在交流电压作用下，灯丝交替地作为阴极和阳极。灯管内壁涂有荧光粉。管内充有400Pa-500Pa压力的氩气和少量的汞。通电后，液态汞蒸发成压力为0.8 Pa的汞蒸气。在电场作用下，汞原子不断从原始状态被激发成激发态，继而自发跃迁到基态，并辐射出波长253.7nm和185nm的紫外线(主峰值波长是 253.7nm，约占全部辐射能的70-80；次峰值波长是185nm，约占全部辐射能的10)，以释放多余的能量。荧光粉吸收紫外线的辐射能后发出可见光。荧光粉不同，发出的光线也不同，这就是荧光灯可做成白色和各种彩色的缘由。由于荧光灯所消耗的电能大部分用于产生紫外线，因此，荧光灯的发光效率远比白炽灯和卤钨灯高，是目前最节能的电光源。（2）高压汞灯高压汞灯是由石英电弧管，外泡壳（通常内涂荧光粉），金属支架，电阻件和灯头组成。电弧管为核心元件，内充汞与惰性气体。放电时，内部汞蒸气压为2-15个大气压，因此称为高压汞灯。高压汞灯，应用了先进的制灯工艺，使高压汞灯的光效更高，寿命更长。发白光，色温4100K左右，而且经济实惠，被广泛应用于室内外的工业照明，道路照明灯领域。自镇流高压汞灯，由于该产品不需要外接镇流器，所以使用非常方便。其光效是白炽灯的2倍，寿命是白炽得灯的10倍，而且经济实惠，被广泛应用于室内外的工业照明，庭院照明，街区照明等领域。高压汞灯通常采用并联补偿电容的电感镇流器。另一种自镇流高压汞灯，由于在外泡壳内安装了一根钨丝作为镇流器，因此不必再外接镇流器而方便使用。（3）高压钠灯高压钠灯的基本结构，主要由灯丝，双金属片热继电器，放电管，玻璃外壳，等组成，放电器由半透明的多晶氧化铝陶瓷制成，充有汞和汞钠剂，能产生很高压力的汞蒸气，灯丝由钨丝制成螺旋形或编织成能储存一定数量的碱土金属氧化物的形状，当灯丝发热时，碱土金属氧化物发射电子。双金属的作用是：当灯接入电源后，电流经过镇流器，热电阻，双金属片而形成通路，热电阻发热后，双金属片断开，由镇流器产生的瞬间自感电动势使管内的惰性气体电离击穿放电，温度升高后，汞也随着气化放电，使钠成为气态放电而产生强光。 高压钠灯使用时发出金白色光，它具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点。广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。高显色高压钠灯主要应用于体育馆、展览厅、娱乐场、百货商店和宾馆等场所照明。（4）金属卤化物灯金属卤化物灯主要依靠金属卤化物作为发光材料，金属卤化物以固体形态存在灯内。因此，灯内必须充有少量的引燃气体氢或氙，以便点燃灯泡。灯点燃后，首先工作在低气压弧光放电状态，此时灯两极电压很低，约1820V，光输出也很少，这时主要产生热能，使整个灯体加热，引入灯中的金属卤化物随温度升高不断蒸发，成为金属卤化物蒸气，在热对流的作用下，不断向电弧中心流动，一部分金属卤化物被电弧55006000K高温分解，成为金属原子和卤素原子，在电场的作用下，金属原子被激发发光；另一部分金属卤化物不被电弧高温所分解，在高温和电场双重作用下，直接激发形成分子发光。金属卤化物灯的最大优点是发光效率特别高，光效高达8090Lm/W，正常发光时发热少，因此是一种冷光源。由于金属卤化物灯的光谱是在连续光谱的基础上迭加了密集的线状光谱，故显色指数特别高，即彩色还原性特别好，可达90%。另外，金属卤化物灯的色温高，可达50006000K，专用投影机灯可达70008000K。在同等亮度条件下，色温越高，人眼感觉越亮。（5）氙灯填充氙气的光电管或闪光电灯。氙气化学性质不活泼，不能燃烧，也不助燃。是天然的稀有气体中分子量最大、密度最高的。氙气高压灯辐射发出很强的紫外线，可用于医疗，制作光谱仪光谱。氙灯是一种发光功率大，接近日光的灯，分为长弧氙灯、短弧氙灯和脉冲氙灯三类。2.2.1照明光源选择一般原则： 2.2.2照明灯具选择 灯具选择的基本原则有以下几点：（1）功能原则：合乎要求的配光曲线、保护角、灯具效率、款式符合环境的使用条件。（2）安全原则：符合防触电安全保护规定要求。（3）经济原则：初投资和运行费用最小化。（4）高效原则：在满足眩光限制和配光要求条件下，应选择效率高的灯具。 工业厂房的照明可采用荧光灯光带（槽式灯）或气体放电灯具，一般是普通照明结合局部照明。有些厂房工艺设备上有专门的局部照明，我们设计时只要考虑普通照明就可以了。工艺设备用电属动力用电，另外单独引入电源并预留。在工业厂房中，照明灯具的悬挂高度在4米左右时，可以选择荧光灯，悬挂高度在5米左右及以上时，一般选择适用的高压气体放电灯。工业建筑灯具安装状态按建筑层高划分一般划分为高顶棚、中顶棚、低顶棚三类。高顶棚类安装高度一般10米以上，采用2501000W的高压气体放电灯，狭形房间要求高照度时灯具为狭照型配光，对于面积大的宽型房间灯具用中照型配光；中顶棚类安装高度一般510米，采用小功率高压气体放电灯，灯具为中照型配光；低顶棚类安装高度一般小于5米，这时主要采用荧光灯或白炽灯。高压气体放电灯主要有高压钠灯、金属卤化物灯、高压汞灯。高压钠灯光效高，金属卤化物灯显色性好，高压汞灯显色性差。光效高的灯具一般用于室外场地，显色性好的灯具一般用于显色性要求高的场所。32.2.3办公照明一般设计原则 42.2.4本设计的光源与灯具的选择 42.3 应急照明设计 42.3.1 应急照明设计要求 42.3.2 本工程的应急照明灯具的选择与布置 52.4 灯具的布置 52.4.1 悬挂高度 52.4.2 布置方案 52.4.3 距高比s/h的确定 62.5 照度计算 62.5.1一层照度计算照明配电常用的导线主要是绝缘电线和电缆。绝缘电线大致分为塑料绝缘电线与橡皮绝缘电线两大类。常用的BLV、BV、BVV、BVR、RV聚氯乙烯绝缘线等塑料绝缘电线；BLX、BX、BBX、BXF等橡皮绝缘电线。照明配电用的低压电力电缆由导电芯线、绝缘层、保护层组成。电力电缆按其芯数有单芯、双芯、三芯、四芯、五芯线之分。照明配电线路应按负荷计算电流（即允许载流量或发热条件）和灯端允许电压值选择导体截面积。选择导体截面积还应考虑必要的短路和机械强度校验。照明配电干线和分支线,应采用铜芯绝缘电线或电缆，分支线截面不应小于1