建筑电气专业毕业设计：12层办公楼电气设计

.*大学毕业设计(论文)题 目： 12层办公楼电气设计 The Electrical Design of 12-layer-power Building学 院：* 专 业：建筑电气 班级： *班 学生姓名： * 学号： * 指导教师： * 完成日期：2015年6月 精选文档毕业设计（论文）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。就我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得*大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。如在文中涉及抄袭或剽窃行为，本人愿承担由此而造成的一切后果及责任。本人签名 导师签名_ 年 月 日12层办公楼电气设计摘要本设计为一省部级电力办公楼电气设计，主要包括电气照明设计、供配电系统设计、火灾自动报警系统设计、综合布线系统设计、有线电视系统设计以及防雷接地系统设计，并依据现行相关国标对各系统进行电气设计。通过电气照明设计在尽量节能的前提下，合理的选择照明器及光源，并选择最优布置方案，使各功能房间能达到合适的照度，并营造一种舒适工作空间，提高工作效率；合理的供配电设计不仅能满足供电的可靠性，还能保障人和设备安全；当火灾发生时，报警系统能通过探测器发出警报，或者通过人出发手动报警按钮将信号传到消防控制室，并联动其他设备进行灭火；通过综合布线系统设计能满足数据、语音及图像的传输；通过防雷接地系统的设计，能进一步减少直击雷、侧击雷、来电侵入波等对电子设备以及人身安全提供保护。 关键词：建筑；电气设计；The Electrical Design of 12-layer-power BuildingABSTRACTThis design is a provincial electric power building electrical design, mainly including electric lighting design, supply and distribution system design, automatic fire alarm system design, integrated wiring system design, cable television system design and lightning proof grounding system design, according to the current relevant national standard electrical design on all systems. Through the electric lighting design in energy saving as far as possible under the premise of reasonable choice illuminator and the light source, and select the optimal arrangement scheme, make each function room can reach appropriate intensity of illumination, and create a comfortable working space, improve the work efficiency; Reasonable power supply design can not only meet the reliability of power supply, can also to ensure the safety of people and equipment; When fire occurs, the alarm system can pass the detector alarm, manual alarm button or by people start signal to the fire control room, fire and other equipment; Through the integrated wiring system design can meet the transmission of data, voice and image; Through the lightning proof grounding system design, which can further reduce the direct ray, side stroke lightning invasion wave, calls such as provide protection for electronic equipment and personal safety. Keywords: Architecture; Electrical design; 目录1概述11.1工程概述11.2设计依据11.3设计范围12电气照明设计22.1照明设计22.2照明光照设计22.2.1光照设计基本要求22.2.2光照设计步骤22.2.3方式、种类及照度选择22.2.4照明器、光源的选择与布置原则32. 2.5正常照明计算42.3应急照明82.3.1应急照明设计及控制方式92.4障碍照明设置92.5照明控制设计92.5.1照明控制策略92.5.2照明控制方式103供配电系统113.1概述113.1.2工程概述113.1.2设计依据113.2负荷分级113.3供电要求113.4照明电气设计113.4.1照明电气设计注意事项123.4.2插座与开关的布置123.5负荷计算123.5.1照明负荷计算123.5.2各层配电箱及动力配电箱负荷计算143.6无功补偿183.7变压器、柴油发电机的选择193.7.1变压器的选择193.7.2柴油发电机的选择203.8高低压电气设备选择213.8.1短路电流计算213.8.2高压设备选择233.8.3低压设备选择243.9导线选择244火灾自动报警系统264.1系统概述264.1.1工程概述264.1.2设计依据264.2保护等级及探测器设置位置264.2.1保护等级确定264.2.2探测器位置264.3报警区域和探测区域划分264.3.1报警区域划分274.3.2探测区域划分274.4火灾探测器274.4.1探测器的设计与选择274.4.2手动报警按钮与声光报警器294.5火灾自动报警控制器294.6消防电话304.6.1电话分机或电话插孔的设置304.6.2设计方法304.7消防应急广播304.8消防电梯304.9消防系统供电与布线314.9.1消防供电的基本要求314.9.2布线要求315综合布线系统325.1系统概述325.2设计原则325.3工作区325.3.1工作区面积的划分325.3.2工作区配置设计335.4配线子系统335.4.1设计要点335.4.2配线方案345.4.3线缆选用及箱数计算355.4.4布线方式365.4.5电信间设备选择365.5干线子系统365.5.1设计原则365.5.2设备选择375.6设备间375.6.1设计原则375.6.2设备间位置375.6.3UPS的选择375.7管理386有线电视系统406.1系统概述406.2产品选择与用户电平计算406.2.1倒算法416.2.2顺算法验算426.3设备安装与保护437防雷与接地447.1雷电危害447.2防雷等级确定447.3防雷保护457.3.1建筑外部防雷457.3.2建筑内部防雷467.4接地系统47谢辞48参考文献49附录A外文翻译-原文部分50附录B外文翻译-译文部分53附录C附表55附录D设计图纸（见图纸册）651概述1.1工程概述本设计名称为12层单位电气设计，该建筑工程为13层，地上12层，地下1层，建筑总面积为10733.49m2，其中地上部分面积9331.50m2，地下层划分为2个防火分区；建筑高度57.2m，为高层建筑，是省级电力调度楼，建筑由两路市电10kV供电，并且设柴油发电机组，以保证部分设备的持续供电，及发生事故时保障人和设备的安全。本建筑四层较重要，有电网应急指挥中心、防汛调度中心、信息通讯中心、水上应急救援装备室、EPS电源室，都为一级负荷。1.2设计依据1民用建筑电气设计规范JGJ162008；210kV及以下变电所设计规范GB5005319943低压配电设计规范GB5005420114供配电系统设计规范GB5005219955建筑照明设计标准GB5003420046建筑物防雷设计规范GB5005720107综合布线系统工程设计规范GB5031120078综合布线工程验收规范GB5031220079火灾自动报警系统设计规范GB50116200710高层民用建筑设计防火规范GB500459511建筑设计防火规范GB5001620061.3设计范围1照明系统及节能设计：照明设计包括三方面：照明光照设计、照明控制设计和照明电气设计。主要是选择照明器、光源，确定合理的照明方式和布线方案，导线及断路器选择，画出平面图及系统图。2高低压配电系统设计：各用电设备组的负荷计算，变压器的选择，低压设备选择，缆线选择，短路计算，以及EPS、UPS和柴油发电机型，确定供电系统方案，画出系统图等。3防雷接地系统设计：根据*市的年平均雷暴日，计算年预计雷击次数，再根据规范确定防雷等级，设计避雷带、避雷网及引下线，确定接地保护等。4综合布线系统设计：合理地划分工作区，设置信息点，确定配戏子系统、干线子系统、设备间设备，确定管理方式，绘制综合布线系统图，列出设备清单等。5火灾自动报警系统：在房间、电梯、走道、门厅等处设置火灾探测器，手动报警按钮，消防广播，扬声器，消防电话等。6有线电视系统设计：合理的设置电视插座，计算各用户的电平值，验证是否符合规范等。2电气照明设计2.1照明设计照明设计的目的：是根据室内完成需要的照度，在尽可能节约照明用电前提下，正确选择光源品种和灯具，确定合理的照明形式和布置方案，以便在室内造出一个光亮环境，使我们能像白天一样工作、学习和生活。照明设计包括照明光照设计、照明控制设计、和照明电气设计三个部分内容。本章设计将从这三方面进行设计。2.2照明光照设计光照设计的目的在于正确地运用经济上的合理性、技术上的可能性，来创造满意的视觉条件。在量的方面，要解决合适的照度；在质的方面，要解决眩光、光的颜色、阴影等问题。无论是室内还是室外的建筑空间，都需要营造各种不同的光环境，以满足不同使用功能的要求。2.2.1光照设计基本要求光照设计需符合：1安全：包括人身安全和设备的安全。2经济：一方面尽量采用新颖、高效型灯具，另一方面在符合各项规程、标准的前提下节省投资。3适用：在提供一定数量与质量的照明的同时，适当考虑维护工作的方便、安全以及运行可靠。4美观：在满足以上三个条件是，适当注意美观。2.2.2光照设计步骤1收集原始资料；2确定照明方式和种类并选择合理的照度；3确定合适的光源；4选择灯具的形式，并确定型号；5合理布置灯具；6进行照度计算并确定光源的安装功率；7根据需要，计算室内各面亮度与眩光评价；8确定照明设计方案；9确定照明控制策略、方式和系统。2.2.3方式、种类及照度选择1照明方式有一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明四种方式，本建筑主要功能是办公为主，故根据要求采用一般照明、分区一般照明和混合照明这几种方式。采用几种照明组合的方式，其优点是可获得高照度、易于改善光色、减少装置功率和节约成本。2照明种类按照明的使用情况分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明五种，本建筑高度为57.2m，故根据要求本次照明设计包括正常照明、应急照明、障碍照明。正常照明（1）正常照明是指人们正常的工作、生活等所进行的电气照明，即在正常情况使用的照明，其可以与应急照明，值班照明同时使用，但控制线路必须分开设计敷设。（2）应急照明应急照明是指在非正常状况下才使用的照明设施，包括：备用照明、疏散照明、安全照明。在民用建筑物中突发灾难时，应急照明、疏散指示照明显得尤其重要。在外界电源中断时，建筑物内的人员迅速安全撤离灾难区，大楼内的应急照明系统起到了主要作用。安全可靠、技术先进、经济合理的应急照明设计就十分重要。（3）障碍照明是为了保障航空飞行安全，在高大建筑物和构筑物上安装的障碍标志灯。3.照度的选择合适的照度有利于保护人的视力，提高劳动生产率。本次设计建筑照明标准值的取值依据建筑照明设计标准1GB 50034-2004，汇总如表2-1：表2-1 照度标准值房间或场所参考平面及高度照度标准值（lx）UGRRa普通办公室0.75m3001980普通门厅地面10060走廊、流动区域地面10060楼梯、平台地面7560厕所、盥洗室地面7560电梯前厅地面7560休息室地面2002280设计室实际工作面3001980值班室0.75m3002280消防监控室0.75m5001980网络中心0.75m5001980文件整理、复印、发行室0.75m30080资料、档案室0.75m20080泵房地面10060并且个房间照明功率密度值不应大于表2-2的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减，以达到节能要求。表2-2 照度功率密度值房间或场所现行值（W/m2）目标值（W/m2）普通办公室119门厅87走廊、流动区域54楼梯、平台54厕所、盥洗室54电梯前厅542.2.4照明器、光源的选择与布置原则1照明器的选择在选择照明器时，应根据环境条件和使用特点，合理地选定照明器的光强分布、销量、遮光角、类型、造型尺寸等，同时还应考虑照明器的装饰效果和经济性。在本次照明设计中会议室、办公室等均选用三雄极光型号为PAK161121嵌入式格栅灯具，走廊、门厅、电梯前室选用型号为PAK248010吸顶式筒灯，卫生间选用型号为PAK190300防水防尘灯具，阳台和楼梯选用PAK190421吸顶灯具，地下室选用型号为PAK320612普通行支架。照明器具体参数见表2-3。表2-3照明器参数照明器名称型号镇流器适用光源反射罩材料安装方式尺寸三极雄光格栅灯PAK161121电子328W/T5磨砂嵌入式119859850普通型支架PAK320612电感35W2吸顶式93116690筒灯PAK24801024W节能灯磨砂吸顶式外径230高度218防水防尘灯PAK190300电子22W/T5环形管磨砂吸顶式外径245高度70吸顶灯PAK190421电子22W/T5环形管磨砂吸顶式外径305高度852光源的选择照明光源选择原则（1）光效较高；（2）显色性好，即显色指数高；（3）使用寿命长；（4）起动、再起动时间短；（5）性能价格比高。除以上5条原则外，光源的选择还用与照明器相匹配，具体型号选择在会议室、办公室等均选用三雄极光型号为PAK090671（28W）T5直管荧光灯，走廊、门厅、电梯前室选用型号为PAK082440（24W）紧凑型节能光源，卫生间选用型号为PAK102204(22W)环形荧光灯，阳台和楼梯选用PAK102204(22W)环形荧光灯，地下室选用型号为PAK090701（35W）标准型荧光灯。光源具体参数见表2-4：表2-4光源参数光源名称型号规格色温显色指数光通量（lm）光源尺寸T5高效节能荧光灯PAK09067128W6500K852500161163mm螺旋管电子节能灯PAK08244024W2700k8313009155mmT5三基色环形荧光灯PAK10220422W6500K82125016W188mmT5高效节能荧光灯PAK09070135W6500K853050161463mm3.布置原则室内照明器布置合理应遵循的原则是尽量满足以下6个方面：（1）规定的照度；（2）工作面上照度均匀。（3）光线的射向适当，无眩光，无阴影；（4）灯泡安装容易、减至最小；（5）维护方便；（6）布置整齐美观，并与建筑空间相协调。同时注意照明器布置的方法不同，给人的心理效果也不同。2. 2.5正常照明计算照明计算的目的是根据照明需要及其他已知条件(照明器型式及布置、房间各个面的反射条件及污染情况等)，决定照明器数量及电光源容量，确定照明器布置方案。在照明器型式、布置及光源的容量已确定情况下，计算照明系统在被照面上产生的照度，用于校验被照面上的照度能否达到设计标准的要求。本次正常照明计算使用两种方法一、利用系数法，用于会议室、办公室等需要准确计算的场所，二单位容量法，用于走廊、前室、地下停车场、卫生间等场所估算。1利用系数法（1）五层机组检修组照度计算照度标准值=300lx，照明器三雄极光型号为PAK161121嵌入式格栅灯具，内可安装3个光源，光源选用PAK090671（28W）T5直管荧光灯，功率：28W，光通量：，房间高度为3.8m，吊顶高度为0.8m，房间净高为3m，工作平面高度0.75m，计算高度h=3-0.75=2.25m，维护系数K=0.8，房间长为8.0m，宽5.3m，面积42.4m2，室空间高度hrc=2.25m，顶棚空间高度hcc=0m，地板空间高度hfc=0.75m；确定RI、RCR、CCR、FCR室形指数 室空间比 顶棚空间比 地板空间比 确定办公室顶棚反射比=0.7，墙面反射比=0.5，地面反射比=0.2，=0.5，=0.1（2-1）（2-2）取，查照明设计手册2得：确定灯具个数利用系数的修正值取1，平均照度=300lx。则该办公室的灯具个数为照明器的数量取5个，则实际照度值符合要求。照明功率密度值验算如表2.2.2所示，办公室照明功率密度值对应=300lx，目标值是9W/m2。=9W/m2符合节能要求！照明器布置如下图：图2-1照明器布置方式（2）七层周一全省视频例会室照度计算照度标准值=300lx，照明器三雄极光型号为PAK161121嵌入式格栅灯具，内可安装3个光源，光源选用PAK090671（28W）T5直管荧光灯，功率：28W，光通量：，房间高度为3.8m，吊顶高度为0.8m，房间净高为3m，工作平面高度0.75m，计算高度h=3 -0.75=2.25m，维护系数K=0.8，房间长为16.2m，宽5.3m，面积85.86m2，室空间高度hrc=2.25m，顶棚空间高度hcc=0m，地板空间高度hfc=0.75m；确定RI、RCR、CCR、FCR室形指数 RI=室空间比 顶棚空间比 地板空间比 确定办公室顶棚反射比=0.7，墙面反射比=0.5，地面反射比=0.2，=0.5，=0.1（2-3）（2-4）取，查照明设计手册2得：确定灯具个数利用系数的修正值取1，平均照度=300lx。则该办公室的灯具个数为照明器的数量取8个，实际照度值符合要求。照明功率密度值如表2.2.2所示，办公室照明功率密度值对应=300lx，目标值是9W/m2。=0.9，配用电子镇流器。回路计算负荷（3-1）其中需用系数对于照明分支回路取1，镇流器功率损耗系数查电气照明技术4表7-1，得荧光灯的功率损耗系数为0.2，为灯管额定功率。根据上面公式得出回路计算负荷（2）插座回路插座需用系数如表3-4所示：表3-1插座回路的需用系数插座个数4567891010.90.80.70.650.60.6本工程一般电源插座按100W计算。回路计算负荷（3-2）根据上式得出回路计算负荷（3）空调回路该配电箱设置3个空调回路，每个两台，共6台室内空调机，每台为1.5P，1P=735W，每个回路1.1KW.（4）配电箱干线回路考虑到日后装修变更以及预留等因数，照明回路取2kW，插座每个回路取2kW，空调每个回路取3kW。配电箱安装容量 干线回路负荷 其中查电气照明技术4表7-4取0.8。2电流计算根据国家设计规范要求，三相照明电路中个负荷的分配应尽量保持平衡，每个分配盘中的最大与最小的相负荷电流不宜超过30%。单相负荷应尽量地均匀分配在三相线路上，当计算范围内单相用电设备容量之和小于总设备容量的15%时，可按三相平衡负荷计算。标准层五层分配电箱5AL1回路计算： （1）照明回路计算电流（3-3）查电气照明技术4表7-5，得荧光灯的功率因数取cos=0.95。根据上面公式得出计算电流。（2）插座回路查建筑电气常用数据5表3.24需用系数及自然功率因数表得插座功率因数cos=0.9根据上面公式得出计算电流。（3）空调回路查建筑电气常用数据5表3.27空调、除湿设备用电负荷、功率因数表得单相电热水器功率因数cos=0.8根据上面公式得出计算电流。（4）配电箱干线回路查建筑电气常用数据5表3.24需用系数及自然功率因数表得配电箱功率因数cos=0.8根据上面公式得出计算电流。其他照明配电箱，均按如上方法计算。计算电流用于后面导线的选择。3.5.2各层配电箱及动力配电箱负荷计算五层强电共有4个配电箱，3个分配电箱5AP-1，5AP-2,5AP-3，1个层配5AP。15AP-1、5 AP-3配电箱系统图相同如下图：图3-1分配电箱5AP-1、5AP-3如上图可知已经三相平衡，因此该配电箱容量计算如下：需用系数=0.8，功率因数=0.85，=0.62计算负荷 无功负荷 视在负荷 计算电流 25AP-2配电箱系统图如下图：图3-2配电箱5AP-2如上图可知A相4kW，B相5kW，C相3kW，因此该配电箱计算如下：需用系数=0.8，功率因数=0.85，=0.62计算负荷 无功负荷 视在负荷 计算电流 35AP配电箱系统图如下图：图3-3配电箱5AP如上图可知配电箱设备容量Pe=46.5kW，因此该配电箱计算如下：需用系数=0.8，功率因数=0.85，=0.62计算负荷 无功负荷 视在负荷 计算电流 本设计中需用系数、功率因数均参考建筑电气常用数据5所得。其余各层、各分配电箱负荷均参考如上方法计算，常用设备计算负荷统计如表3-2、重要设备计算负荷统计如表3-3，各层分配电箱计算负荷统计如表3-4所示：表3-2层配电箱负荷计算层配电箱Pe(kW)KxcostanPc(kW)Qc(kvar)Sc(kVA)Ic(A) -1AP490.80.850.6239.224.346.1701AP15.50.80.850.6212.47.714.6222AP31.50.80.850.6225.215.629.6453AP40.50.80.850.6232.420.138.1584AP49.50.80.850.6239.624.646.670.85AP46.50.80.850.6237.223.143.866.56AP52.50.80.850.62422649.475.17AP46.50.80.850.6237.223.143.866.58AP46.50.80.850.6237.223.143.866.59AP43.50.80.850.6234.821.640.962.210AP52.50.80.850.62422649.475续表3-2层配电箱Pe(kW)KxcostanPc(kW)Qc(kvar)Sc(kVA)Ic(A)11AP46.50.80.850.6237.223.143.866.512AP28.50.80.850.6222.814.126.840.8DTJFAT17.50.80.80.751410.517.526.6XFDT150.80.80.751291522.8-1SHSBAT100.80.80.75861015.2XKAT90.80.850.627.24.58.551ALE4.50.80.90.483.61.74182ALE1.50.80.90.481.20.61.363ALE1.50.80.90.481.20.61.364ALE1.50.80.90.481.20.61.365ALE10.80.90.480.80.50.94.1总容量488.4307.2577表3-3重要设备负荷计算配电箱Pe(kW)KxcostanPc(kW)Qc(kvar)Sc(kVA)Ic(A)XFFJ7.510.80.757.55.69.414.3-1XFSBAT510.80.7553.86.39.6 -1PLBAT510.80.7553.86.39.6XFDT1510.80.751511.318.822.8XKAT910.850.6295.610.654AP49.510.850.6249.530.758.270.81ALE4.510.90.484.52.2522.72ALE1.510.90.481.50.71.78.63ALE1.510.90.481.50.71.78.64ALE1.510.90.481.50.71.78.65ALE110.90.4810.51.15.56总容量10165.6120.8表3-4分配电箱负荷计算分配电箱Pe(kW)KxcostanPc(kW)Qc(kvar)Sc(kVA)Ic(A)2AP-1150.80.850.62127.414.121.52AP-2150.80.850.62127.414.121.53AP-1150.80.850.62127.414.121.53AP-2120.80.850.629.6611.317.23AP-3120.80.850.629.6611.317.24AP-1180.80.850.6214.48.916.925.74AP-2120.80.850.629.6611.317.24AP-3180.80.850.6214.48.916.925.75AP-1150.80.850.62127.414.121.55AP-2150.80.850.62127.414.121.55AP-3150.80.850.62127.414.121.56AP-1180.80.850.6214.48.916.925.76AP-2150.80.850.62127.414.121.56AP-3180.80.850.6214.48.916.925.77AP-1150.80.850.62127.414.121.5续表3-4层配电箱Pe(kW)KxcostanPc(kW)Qc(kvar)Sc(kVA)Ic(A)7AP-2150.80.850.62127.414.121.57AP-3150.80.850.62127.414.121.58AP-1180.80.850.6214.48.916.925.78AP-2120.80.850.629.6611.317.28AP-3180.80.850.6214.48.916.925.79AP-1150.80.850.62127.414.121.59AP-2120.80.850.629.6611.317.29AP-3150.80.850.62127.414.121.510AP-1180.80.850.6214.48.916.925.710AP-2150.80.850.62127.414.121.510AP-3180.80.850.6214.48.916.925.711AP-1150.80.850.62127.414.121.511AP-2150.80.850.62127.414.121.511AP-3150.80.850.62127.414.121.512AP-1120.80.850.629.6611.317.212AP-2150.80.850.62127.414.121.53.6无功补偿无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。现要求在高压侧功率因数不低于0.9，而补偿在低压侧进行，可设低压侧补偿后功率因数为0.92。消防水泵、喷淋泵、消防风机等不常用设备，本设计中不纳入变压器设备容量，则其余消防电梯、普通电梯、应急照明、正常照明、空调、插座等设备总容量统计如表3-1示： 无功补偿容量：1无功功率补偿装置台数和容量的确定考虑到无功自动补偿控制器电容器投切的回路数为4、6、8、10、12。故选择成套并联电容器屏，可选电容器组数8组，则需安装的电容器单组容量为查表得，选择BSMJ0.4