办公楼的电气设计毕业设计

1、本论文主要阐述了某小型体育交流中心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。本论文共包括四章内容，可分为六个部分：绪论、配电系统设计、照明系 统设计、防雷接地系统设计、火灾自动报警及消防联动控制系统、弱点系统设计绪论部分包括：建筑电气概况，本设计的内容及设计原则等。配电系统设计部分包括：配电方案，电力系统相关内容，负荷计算等。照明系统设计部分包括：光源选择、灯具选择、照度选择、照明方式选择，一般照明 与应急照明，相关计算等。防雷接地系统设计部分包括：建筑物防雷措施火灾自动报警及消防联动控制系统部分包括：火灾自动报警系统、消防联动控制系统 等弱点系统设计部分包括：有线电视系统、综合

2、布线系统等本体育交流中心电气工程设计为毕业设计，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电气设计问题的能力，为以后的工作奠定坚实的 基础。关键词电气负荷计算报警系统1 绪论建筑电气概况现代民用建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改 善人民居住或工作的生活环境的电、 光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。 它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对对有关供配电、照明、消防、 防雷接地、 通信、有线电视等系统的要求越来越高， 使得建筑开始走向高品质、 多功能领域， 并进一步向多功

3、能的纵深方向和综合应用方向发展。建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下， 进行工 业与民用建筑建筑电气的设计， 并满足保障人身、 设备及建筑物安全、 供电可靠、 电能节约、 技术先进和经济合理。设计原则本次设计是对某小型体育交流中心的电气工程设计。本工程概况：体育交流中心，高米 ,地上五层，第一层作为商场，二到十三层作为办公 用，顶层为电梯层。按“高规”划分，属一类高层建筑。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

4、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。论文共包括六大章内容，前四章主要包括绪论及强电部分设计，第五、六章主要包括弱 电部分及消防设计。(1) 第二章为低压配电系统，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，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。并依据文献 11 对负荷 进行了分类，针对不同级别负荷及负荷大小

5、采取了不同的配电方式， 同时对动力设备进行了 负荷计算，配电箱设计，本部分设计出图8幅，包括配电系统图，配电平面图。(2) 第三章为照明系统，主要说明光源、灯具选择，照度计算，一般照明及应急照明 等内容，并依据文献1、2等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， 同时依据文献3、7、8、9 进行应急照明设计，按照供电半径不超过3 0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7幅，为各层 照明平面图及照明负荷配电箱平面图。(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，并依据文献4

6、、5结合本建筑特点，做了防直击雷、侧击雷、感应雷设计及接地系统设计，本部分设计出图2幅，为防雷平面图和接地平面图。(4) 第五章为火灾自动报警与联动控制系统，它又可分为两大部分，第一部分为火灾 报警系统，主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的 选择原则、方法、布置位置等内容，并通过计算结合利用保护半径作辅助线的方法确定出各 场所所需的探测器数量，确保保护无死区，同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作； 第二部分为联动控制部分，主要说明对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电 源、电梯等的控制等内容，并对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、

7、电 梯的控制做出了具体设计，确保发生火灾后相关水泵能启动，风机能按要求投入或退出，非 消防电源能自动切断，电梯实现回归地层，对重要设备能在控制室手动控制。本章设计出图 7幅，为火灾报警及消防联动控制系统图，各楼层消防平面图。(5) 第六章为弱电系统，它又可分五大部分，第一部分为有线电视系统，主要说明系 统组成及线路敷设等内容，本次设计仅设计了分配系统及线路敷设等内容， 前端信号直接从 市区有线电视网引入；第二部分为公共广播系统，主要说明系统组成，主要功能，功放选择等，本部分设计与第四章消防广播相结合， 按层分区，实现分区广播，并依据文献8、9 计算选择功率放大器的台数和功率； 第三部分为闭路电

8、视监控系统，主要对闭路电视监控系 统的组成、要求等作了简要的说明，本次设计考虑本工程特点仅采用定点监控，并带硬盘录像，控制室设置有电视墙进行监视； 第四部分为综合布线系统， 简要阐述了综合布线的概念， 设计目标以及本次设计的原则等，本次设计按10 m2 个双点考虑，依据各个房间面积确 定各工作区点数，最终确定该楼信息点共16 4 6点，语音点共5 5 1点，水平子系统采用 超5类UTP和普通语音线，垂直子系统采用多模光纤和大对数电缆；第五部分为弱电系统 线路的敷设，本次设计弱电系统电井内走桥架，各楼层内穿线槽或钢管敷设。本章设计出图 共9幅，3幅弱电系统图，6幅弱电平面图。2 配电系统设计负荷

9、等级及配电要求2.1.1 负荷等级分类电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、 经济上所造成的损失或影响的程度， 分 为一级负荷、二级负荷及三级负荷。一级负荷（1）中断供电将造成人身伤亡者。（2）中断供电将造成重大政治影响者。（3）中断供电将造成重大经济损失者。（4）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大 国事活动的会堂、 国家级大型体育中心， 以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共 场所等的一级负荷， 为特别重要负荷。 中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工 作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒

10、的一级负荷亦为特别重要负荷。二极负荷1）中断供电将造成较大政治影响者。(2) 中断供电将造成较大经济损失者。(3) 中断供电将造成公共场所秩序混乱者。三级负荷不属于一级和二级的电力负荷。供电要求根据文献1(1) 一级负荷的供电“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 致同时受到损坏” 。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电，可以采用两路高压供电，但 当供电不能满足要求时， 应设自备发电机， 故可以采用一路高压电源加一路备用电源 -应急 柴油发电机组供电，当一级负荷容量较大时，应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供 电，除了必须采用两路高压外，还必须设置应急电源(应急柴油发电机

11、) ，并且该电源中严 禁接入其他负荷。(2) 二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电” ，即当发生电力变压器故障或线路常 见故障时不致中断供电(或中断后能迅速恢复)。设计中常采用一用一备两路高压电源供电 或一路高压，另一路备用电源(柴油发电机组)，但当负荷较小或地区供电条件困难时，可 由一回 6KV 及以上专用架空线供电。(3) 三级负荷对供电无特殊要求。此外，根据文献7、8对消防用电设备进行负荷等级划分，对于一类高层建筑的消 防用电按一级负荷要求供电并且消防用电设备应采用专用的供电回路。 火灾事故照明和疏散 指示标志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志。本工程为一类高层建筑，消防控制室

12、、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明 等消防设备及普通电梯、消防电梯、生活水泵按一级负荷，采用双电源供电，从附近两变电 站引入两回路，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。其它动力设备、照明用电为三级 负荷。负荷计算负荷计算一般采用需要系数法照明负荷计算：采用单位面积功率法（）（）每层配电箱有功Pe WS计算电流：ij kxPe380 J 3 cos用电设备组计算负荷：PkxPe（）QPtg（）S P2 Q2（）配电干线计算负荷巳ktP（）QcktQ（）ScPc2Qc2（）1Sc（）1 j3803式中 w-单位面积功率（W/m2）2S供电面积（m）kt同时系数kx需要系数Q用电设备组无

13、功功率（KVA）例如对配电箱AL0-1负荷计算，地下层 W=30W/m2 ,供电面积S=m2,k 1,x则总有功功率 P kxPe=kxWS=1*30*=10179W考虑到实际配电箱容量多是三的倍数，故P取12KW，有较大余量，计算电流31kxPe= 12*10=23Aj 380、3 cos380.3* 0.8断路器整定值选32A，导线选取与断路器相配合，可选 YJV5*10,其载流量大于32 Ao又如对配电箱ALO负荷计算，有功功率为分配电箱之和，P=27KW,则无功功率Q Ptg =视在功率S , P2 Q2 =计算电流kxPeljx e=51A380 珂 3 cos断路器整定值选63A,

14、导线选YJV5*16,其载流量大于63A又如，对照明负荷干线3负荷计算有功功率Pc ktP=1*(78+69*3)=228KW无功功率Qc kt Q=1* (+*3) *=171KVA视在功率Sc 、Pc2 Qc2 =285KVA计算电流ScI j 1= =433A380 J3断路器整定值选为450A选线YJV4*240+1*120本工程应急照明负荷主要是一些灯具，蓄电池，负荷计算依据具体所带负荷情况P=40 n+350,n为所带灯数量，每盏白炽灯40W,动力部分计算负荷:Q Ptg()()S ,P2 Q2Ij()P设备有功功率例如，对电梯进行负荷计算，P=36KW, cos =则无功功率视在

15、功率计算电流Ptg =S . P2 Q2 =72KVA打 一S_ =109A380 J3断路器整定值选160A选线NH-YJV4*70+1*35，其载流量大于160A详细计算见附录表，计算所得本建筑总负荷为1692KVA,其中有功功率为1354KW,无功功率为1014KVA导线选择电缆选择原则(1) 根据计算负荷电流选断路器整定值；(2) 根据断路器整定值选电缆(3) 导线及断路器选择时要前后级之间相互配合 ，前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级 ;(4) 动力设备考虑自启动影响，断路器整定时要选高一级数值。选择结果(1) 照明回路统一选用 BV2*，插座回路统一选用BV3*4;(

16、2) 其它设备导线选择见附录表，。配电方式高层建筑低压配电系统的确定，应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。应 将照明与电力负荷分成不同的配电系统；消防及其他防灾用电设施的配电宜自成体系。对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电； 对各层配电间的配电宜 采用下列方式之一( 1 )工作电源采用分区树干式， 备用电源也采用分区树干式或由首层到顶层垂直干线 的方式。(2) 工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。(3) 工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。本工程配电采用分区树干式3 照明系统设计总则电气照明设计的基本原则主要是安全、 适用、经济、

17、美观。环境条件对照明设施有很大影响。 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、灯泡功率、照明器数 量、形式与光色、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥积极的作用。照明光源选择照明光源选择一般原则：(1) 发光效率高；(2) 显色性好，即显色指数高；(3) 使用寿命长；(4) 启点可靠、方便、快捷；(5) 性能价格比高。照度和照明方式选择(依据文献 1 )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

18、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。应急照明3.4.1 应急照明分类应急照明按照用途可分为三类：疏散照明、安全照明、备用照明设计要求( 1 )疏散应急照明： 为保证人员在发生事故时能快速而安全地离开建筑物所设立的照 明。在疏散通道地面上提供的照度应达到 1lx，最低不得小于。此外，在安全出口和疏散通 道的明显位置还要设有标志指示灯；(2)安全应急照明：在正常照明突然熄灭时，为保证潜在危险场所(如医院手术间)的人员人身安全而设置的照明。安全照明在工作面上提供的照度不应小于正常照明系统 提供照度的 5，并且应在正常照明电源

19、消失后以内提供安全照明电源；(3) 备用应急照明：正常照明发生事故时，能保证室内活动继续进行的照明，备 用照明往往由一部分或全部由正常照明灯具提供，其应急电源主要应来自两个级别的电源： 电网电源和自备电源 (发电机或集中蓄电池 )，照度一般为正常照度的 10。此外，消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房 以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间的应急照明， 仍应保证正常照明的照度。 疏散应急 照明灯宜设在墙面上或顶棚上。 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 在疏散走道及其转角处距地面1m以下的墙面上。走道疏散标志灯的间距不应大于 20m。应 急照

20、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20mi n；高度超过100 m的高层建筑连续供电时间不应少于 30mi n。3.4.2 应急照明灯具选择应急照明必须选用能瞬时启动的光源， 只有应急照明作为正常照明的一部分， 并且应急 照明和正常照明不出现同时断电时， 应急照明才可选用其它光源， 因为若选用不瞬时启动的 光源(如气体放电灯 )时，当其不在正常照明运作中一同使用，一旦发生事故，因其启动时间 长而不能起到事故照明的作用。3.4.3 应急照明灯具布置高层建筑的下列部位应设置应急照明：(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

21、电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自 备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间。(3) 观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密集的场所。(4) 公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道。344应急灯具控制方式(1) 非持续式(常备式)。正常状态下，无交直流输出；强切状态下，交流输出；转 入应急状态下，直流输出。(2) 持续式(常亮式)。正常状态下，交流输出；强切状态下，交流输出；转入应急 状态下，直流输出。(3) 可控制方式。正常状态下，输出交流，灯开关自由控制开断；强切状态下，交流 输出，开关失控；应急状态下，直

22、流输出，开关失控。设计结果本建筑采用应急照明与正常照明相结合，走廊、厕所、楼梯等场所按一级负荷供电，采 用双电源，已满足应急照明要求，办公室等场所应急照明采用蓄电池作备用电源，且连续供 电时间不少于20min,走道疏散标志灯的间距在20m内，安装高度及其它要求均满足相关规 范。如图所示，详细布置见照明平面图。T4 防雷接地系统设计建筑物的防雷措施一般规定第 条 各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵人的措施。第一类防雷建筑物和本规范第 条四、五、六款所规定的第二类防雷建筑物尚应采 取防雷电感应的措施。第 条装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其它设施和建筑物内人员无法隔离的 情况下，应采取等电

23、位连接。4.1.2 第二类防雷建筑物的防雷措施第 条 第二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) 或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网(带)应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击 的部位敷设，井应在整个屋面组成不大于 10mX 10m或12mx 8m的网格。所有避雷针应采 用避雷带相互连接。第 条 突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体，应按下列方式保护 .：(1) 排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道应符合文献5 第 条二款的要求。(2) 排放无爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、烟囱， 1区、11区和2区爆炸危险环境的自然通风管，装有阻火器的排放爆

24、炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风 管，本规范第 条三款所规定的管、阀及煤气放散管等，其防雷保护应符合下列要求.：1. 金属物体可不装接闪器，但应和屋面防雷装置相连；2. 在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器，并和屋面防雷装置相连第333条引下线不应少于两根， 并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大 于18m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下 线的平均间距不应大于18m。第334条 每根引下线的冲击接地电阻不应大于 10 Q。防直击雷接地宜和防雷电感应、 电气设备等接地共用同一接地装置，并宜与埋地金属管道相连；当不共用、不相连时

25、，两者 间在地中的距离应符合要求，但不应小于 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。第335条利用建筑物的钢筋作为防雷装置时应符合下列规定：(1) 建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。文献第条二、三、八、九款所规定的建筑物尚宜利用其作为接闪器。(2) 当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量地装置。(3) 敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时，宜利用基础内的钢筋作为接圆钢，当仅有一根时，其直径不应小于10mm。 被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋，其截面积总和

26、不应小于一根直径为10mm钢筋的截面积。(4) 利用基础内钢筋网作为接地体时，在周围地面以下距地面不小于，每根引下线所 连接的钢筋表面积总和应符合要求：表接地体规格尺寸闭合条形基础的周长(m)扁钢圆钢，根数*直径(mm) 604*252*010 40 或 604*504*010或 3*012 S/（K*A）, N 1（取整数（）式中：N :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）；K :修正系数，特级保护对象宜取，一级保护对象宜取,二级保护对象宜取表探测器保护范围及半径探测器种类店面面积s（m）房间 高度h（m）探测器保护面

27、积（A）及保护半径（R）屋顶坡度BE515 9309*30A(m2)R(m)A(m2)R(m)A(m2)R(m)感烟探测器s 80h 128080806h 80h 66080100感温探测器S 30h30h684)dB，图像 清晰度应在四级以上。线路敷设(1) 每层干线电缆选用 SYWV-75-7-CT,每层分支器支线电缆选用 SYWV-75-5,进楼 干线电缆选用 SYWV-75-9-CT；(2) 用户出线口暗装，底边距地m;(3) 竖井内电视分配器分支器箱底边距地m明装。竖井以外的分支器设200*200*100盒安装在吊顶上50m m,此处吊顶应预留检修口。无吊顶处距顶板300mm;(4)

28、 八层电井内设置放大器电源插座。综合布线系统概念(依据文献 14)综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信 息传输通道。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部相连接。 它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备 之间的所有线缆及相关的连接部件。综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括：传输介质、相关连接硬件 (如配线架、连接器、插座、插头、适配器 )以及电气保护设备等。这 些部件可用来构建各种子系统 ,它们都有各自的具体用途 ,不仅易于实施 ,而且能随需求的变化 而平稳升级。6.2.2 综合布线的特点综合布线同

29、传统的布线相比较 ,有着许多优越性 ,是传统布线所无法相比的。 其特点主要 表现在它具有兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性,而且在设计、施工和维 护方面也给人们带来了许多方便。6.2.3 综合布线系统组成(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。6.2.4 综合布线设计目标系统设计原则为“技术先进、经济合理、符合标准”，达到所有相关设备科学、经济、 有机地联为一体，从而形成一个安全高效、利于扩展的运行环境。6.2.5 综合布线系统总体设计结果1办公部分按 10m2 左右一个双点设计，数据点与语音点个数比为 3：1，本建筑信息点总数为1646个，统一使用具有防尘防潮功能的信息插座。信息点支持100Mbps传输速率，语音点总数 551 个。2线缆选择：根据应用需求，计算机水平布