某企业办公楼地电气工程设计

1、I某企业办公楼的电气工程设计摘要：本文主要阐述了某办公楼的电气系统设计，包括设计思路、方法、过程、依据的规X、以及设计的结果。在分析办公楼的建筑结构、布局、功能等原始资料的基础上，完成了机械维修室、服装设计室及展示室等房间的照明系统、插座布置、应急照明设计； 完成整栋大楼的低压配电系统的设计； 通过对负荷的分级、计算确定了不同负荷的供电方式，完成了负荷计算，对电线、电缆等电气设备进行了选择与校验；完成了大楼的火灾自动报警、 消防控制系统设计以及有线电视、 、网络系统等弱电设计；并绘制了相应的电气图纸。关键词 ： 照明设计；低压配电；负荷计算；火灾自动报警；弱电设计IIElectrical En

2、gineering Design of An Enterprise OfficeBuildingAbstract：This paper mainly describes the electrical system design of an office building,including the design ideas, methods, processes,standards,and the results of the design.This thesis consists of five chapters. The first five chapters including stro

3、ng part of thedesign, the sixth chapter mainly includes the weak part of the design. The analysis basedon the raw data of the office of the building structure, layout, functions, completed themechanical maintenance room, clothing design studio and show room room lightingsystem, socket layout, emerge

4、ncy lighting design; complete the design of low voltagepower distribution system for the whole building; through the classification of load,calculate and determine the different load of the power supply, load calculation, of wires,cables and electrical equipment selection and validation; completed t

5、he building fireautomatic alarm and fire control design of weak current system design and cable TV,telephone, network system. Electrical design of the office building, its purpose is throughthe design practice, the integrated use of knowledge, theory with practice, exerciseindependent analysis and s

6、olve the problem of building electrical design ability, for futurework laid a solid foundation.Keywords: Lighting design; low voltage power distribution; load calculation; automaticfire alarm; weak current designIII目 录第 1 章 绪论 . 11.1 课题的来源和基本情况 . 11.2 选题背景及课题的发展现状 . 11.2.1 选题目的 . 11.2.2 选题意义 . 11.3

7、设计要求 . 2第 2 章 照明系统设计 . 32.1 引言 . 32.2 照明的基本概念 . 32.2.1 照明设计的概念 .3.2.2.2 照明方式 . 32.2.3 照明分类 . 42.3 照明系统的具体设计 . 42.3.1 照明总体设计 . 42.3.2 照明光源的选择 . 42.4 照度计算 . 52.4.1 照度概念 . 52.4.2 计算举例 . 72.5 应急照明 .112.5.1 应急照明分类 .112.5.2 应急照明灯具选择 . 122.5.3 应急照明灯具布置 . 122.5.4 设计结果 . 12IV2.6 插座的设计 . 13第 3 章 配电系统设计 . 153.

8、1 引言 . 153.2 负荷的分级和计算方法 . 153.2.1 负荷的分级及供电要求 . 153.2.2 负荷的计算方法 . 163.2.3 利用需要系数法确定计算负荷 . 173.3 负荷的统计与计算 . 183.3.1 照明负荷计算实例 . 183.3.2 动力负荷统计与计算实例 . 213.3.3 计算负荷汇总 . 223.3.4 带电导体与接地系统设计 . 233.4 低压供配电干线系统接线 . 243.4.1 供电电压选择 . 243.4.2 照明部分低压供电接线方案 . 243.5 线缆的选择与敷设 . 243.5.1 线缆材料的选择 . 243.5.2 导线截面积选择 . 2

9、53.5.3 断路器的选择 . 27第 4 章 火灾自动报警及消防联动控制系统 . 294.1 引言 . 294.2 火灾自动报警系统 . 294.3 手动火灾报警按钮 . 324.4 压力开关、水流指示器和信号检修阀 . 32V4.5 消防联动控制系统 . 324.6 线路的敷设 . 33第 5 章 弱电系统设计 . 355.1 总则 . 355.2 有线电视系统 . 355.2.1 有线电视系统 . 355.2.2 分配系统 . 355.3 闭路电视监控系统 . 365.3.1 一般规定 . 365.3.2 闭路电视监控系统的组成 . 365.3.3 闭路电视监控系统设计结果 . 365.

10、4 网络系统 . 365.4.1 网络系统设计规X . 365.4.2 网络系统组成 . 375.4.3 网络系统的设计结果 . 385.4.4 线路敷设 . 38结 论 . 39致 谢 . 40参考文献 . 41附 录 . 42第 1 章 绪论1.1 课题的来源和基本情况本课题设计来源于某企业办公楼电气工程工程。某企业办公楼为生产辅助用房，2,包括办 地上 4 层，建筑高度 19.05m，结构形式采用全框架结构，建筑面积为 3365m公室、维修室、产品展示和设计室等功能区。 该办公楼的建筑结构划分：地上一层涵盖机械维修室、洽谈室、大厅、厕所、消防值班室等；地上二层涵盖机修维修室、洽谈室、通信

11、机房等，地上三层与四层建筑结构相同，涵盖服装展示室与设计室等。本次设计主要应用基于 AutoCAD2014 软件进行电气工程图纸设计。1.2 选题背景及课题的发展现状1.2.1 选题目的随着人民生活水平的日益改善和办公水平的不断提高， 涌现出了许多新的办公楼建筑，人们对办公建筑设备的现代化要求也与日剧增。 办公楼建筑电气设计一直是国内电气设计行业相对薄弱的一个领域。 办公楼的电气设备具有电设备种类多、 用电量大且负荷密度高、供电可靠性要求高、电气系统复杂、电气线路多、电气用房多等特点，设计的复杂性也增加很多。 AutoCAD 是目前国内外使用最广泛的计算机辅助绘图和设计软件之一， 是电气工程设

12、计人员需要的基本工具， 熟练的掌握本软件的使用对电气工程设计者有重要的意义。 为了提高办公楼建设电气设计水平， 培养学生严谨的科学态度和扎实的实践技能、 良好的工程意识， 并能在设计中学会如何发现、 分析和解决工程实践问题的技能和方法， 将所学知识综合应用于工程实践中。 让学生得到一次进行独立设计的工程实践锻炼， 同时熟练一种绘图的基本工具， 为今后踏上工作岗位打下基础。1.2.2 选题意义随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高， 人们对有关供照明、 配电、消防、防雷接地、 通信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，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。 而

13、合理的供配电系统设计不仅节省一次性的投资，而且对提高供电质量、节约大量的电气材料、节约运行中的电能、便于日常运行管理和维修等都具有较大的现实意义。 利用建筑电气及自动化相关知识1从而使建筑电气的安全性， 可靠性达到更高的标准， 体现当代办公环境的智能化， 为人们提供了一个快捷、 舒适的办公和生活环境。 本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X的前提下， 进行民用建筑电气设计， 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，具有较大的现实意义。作为衡量城市建筑现代化标准， 建筑的设计和智能化是两个主要方面， 弱电系统作为其中重要组成部分， 是目前

14、现代建筑不可缺少的部分； 智能建筑弱电设计以建筑为平台，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，可以为人们提供一个安全、高效、舒适、便利的的生活和办公平台。 因此， 作为将来建筑发展的整体趋势， 重视对建筑弱电系统的研究和发展是非常必要而且意义深远的。 就目前国内而言， 建筑弱电系统的发展越来越快， 但国内自身有限的技术和管理水平制约其正常的发展。 因此，重视研究建筑弱电系统将对我国城市实现现代化和智能化起着重要的促进作用。通过对办公楼的弱电设计， 加深自己理论知识的理解， 也是对之前课程设计的深化；通过对建筑弱电一般的设计方法和步骤的了解， 自

15、己对自己即将从事的工作增加很多的认识，为即将走上工作岗位的自己奠定基础。1.3 设计要求1. 熟悉 AutoCAD 软件，绘制相关设计图纸，编写设计说明。2. 设计内容符合民用建筑电气设计规X JGJ-16-2008、低压配电设计规XGB50054-2011、建筑物防雷设计规X GB50057-2010、综合布线系统工程设计规XGB50311-2007等国家规X的相关规定。在本次设计中，需要完成对该栋办公楼的电气工程设计，设计X围包括：1. 完成照明和动力配电系统设计。包括主要场所照度计算、光源和灯具的选择；应急照明设计；插座等动力设备的配电设计等。2. 完成整栋大楼的低压配电系统的设计。3.

16、 进行负荷计算，选择校验相关电气设备。4. 完成大楼弱电设计， 包括有线电视、 、网络系统以及火灾自动报警、 消防控制系统。2第 2 章 照明系统设计2.1 引言电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、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。2.2 照明的基本概念2.2.1 照明设计的概念电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观。环境条件对照设施有很大影响。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、

17、灯具数量、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。2.2.2 照明方式照明装置按照其分布特点分为三种照明方式。1. 一般照明 为照亮整个场所而设置的均匀照明。即在整个房间的被照面上产生同样照度。 一般照明的照明器在被照空间均匀布置， 适用于除旅馆客房外的对光照方向无特殊要求的场所。2. 分区一般照明 对某一特定区域、如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮该一区域的一般照明。3. 局部照明 特定视觉工作用的、为照亮某个局部而设置的照明。局限于工作部分的固定的或移动的照明， 是为了提高房间内某一工作地点的照度而装设的照明系统。4. 混合照明 一般照明与局部照明组成的

18、照明。对于工作位置需要较高照度并对照射方向有特殊要求的场所， 宜采用混合照明。 此时， 一般照明照度宜按不低于混合照明总照度的 5%-10%选取，且不低于 20lx。32.2.3 照明分类因为本建筑为办公楼，所涉及的照明种类大致可分为两类：1. 正常照明 在正常情况下使用的室内外照明。是能顺利完成工作、保证安全通行和能看清周围的物体而永久安装的照明。所有居住房间、工作场所、公共场所、运输场地、道路以及楼梯和公众走廊灯，都应设置正常照明。2. 应急照明 因为正常照明的电源失效而启动的照明。是指当正常工作照明因故障熄灭后，为了避免人身伤亡、继续维持重要工作而设置的照明。应急照明。包括疏散照明、安全

19、照明和备用照明。应急照明一般在下列场所设置：1. 封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室、消防电梯间及其前室、合用前室和避难间2. 配电室、消防控制室、消防水泵室、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、总机房以及发生火灾时任需坚持工作的其他房间。3. 观众厅，每层面积超过 400 平方米的展览厅、多功能厅，建筑面积超过 200平方米的演播室。4. 公共建筑的疏散走道和高层居住建筑内走道长度超过 20 米的内走道。2.3 照明系统的具体设计2.3.1 照明总体设计1. 照明、插座须分别由不同的支路供电，其中普通照明为单相二线、插座为单相三线，住宅内的普通照明、插座回路均是采用 PVC 管暗敷

20、；应急照明的配电箱出线侧采用暗敷，所有的插座回路、室外照明回路均需设剩余电流断路器保护。2. 应急照明：大楼的楼梯间、电梯、走道、大厅、人员密集的出入口等场所需设置应急照明和疏散指示照明。2.3.2 照明光源的选择灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量， 满足环境和作业的配光要求， 并且不产生眩光和严重的光幕反射。 选择灯具时， 除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。4在各类灯具中， 荧光灯主要用于室内照明， 汞灯和钠灯用于室外照明， 也可将二者装在一起作混光照明，这样做光效高、耗电少、协调、视觉舒适。灯具选择一般原则1. 使用安全：防触电和防火、防爆以及其

21、他环境条件引起的危险；2. 提高能效：选用灯具效率高、灯具配光和超所条件适应，以及光通维持率高的灯具；3. 合理考虑功能性（良好的照明效果）、装饰性（美观）、经济性；4. 限制眩光。办公楼的主要房间照明通常采用荧光灯，因为荧光灯的显色性好、发光效率高、色温也高，适宜办公或者学习。应能单灯单控，人少时可以少开灯，距离窗户较远处可以较长时间用灯，这样有利于节能。本 设 计 中 拟 选 用 的 光 源 和 灯 具 是 飞 利 浦 的 TLD36W/840/3350 型 和TES100-236-1C-E2型双管荧光灯，光源光通量 =3350lm/只。2.4 照度计算2.4.1 照度概念照度是照明的光学

22、概念之一 ,它通常用来表示物体被光源照亮的程度，照度是衡量照明情况最的重要标志。计算公式Edds(2-1)式中：E 照度（lx）； 光通量（lm）。依据文献13，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。办公建筑照明功率密度值如表 2-1，建筑照明照度标准值如表 2-2。表 2-1 办公建筑照明功率密度值照明功率密度（ W/ ）场所名称对应照度值（ lx）先行值 目标值5普通办公室 11 9 300高档办公室、设计室 18 15 300会议室 11 9 300营业厅 13 11 300文件整理、复印、发行室

23、 11 9 300档案室 8 7 300表 2-2 办公楼建筑照明照度标准值房间及场所 参考平面及其高度 照度标准值 /lx UGR Ra普通办公室 0.75m 水平面 300 19 80高档办公室 0.75m 水平面 500 19 80会议室 0.75m 水平面 300 19 80接待室、前台 0.75m 水平面 300 - 80营业厅 0.75m 水平面 300 22 80设计室 实际工作面 500 19 80文件整理室 0.75m 水平面 300 - 80资料、档案室 0.75m 水平面 300 - 80参 考上 表 可知 ：需 要 考虑 规X对二装 要求每户一般 照明功 率密 度值LP

24、D 18W/2m ，在满足照度的条件下还需要校验功率密度值是否超标，不能一味的追求亮度而忽视了节能要求。充分利用自然光 ,正确选择自然采光 ,也能改善工作环境 ,使人感到舒适 ,有利于健康，达到良好的照明质量。充分利用室内受光面的反射性 ,也能有效地提高光的利用率。依据文献2规定的办公建筑照明标准。反射比，长时间工作的房间，其表面反射比宜按表 2-3 选取。表 2-3 工作房间表面反射比表面名称 反射比（ %）顶棚 60906墙面 3080地面 1050作业面 2060参考上表，本设计中，取办公楼中各个屋室：顶棚反射比 c =0.7 ；墙面反射比 t =0.5；桌面反射比 f =0.1。2.4

25、.2 计算举例建筑主要照度标准及光源、灯型选择如下 :走廊、厕所为 0 米工作面照度 ,其它为0.75m工作面照度。至此，可以对房间的灯具数量和布置进行设计。 在这里， 灯具数量的计算方法依据文献13中的查曲线法进行计算。计算公式如下：工作面上的平均照度（ lx）：N UKEav (2-2) A式中： N 灯具数量（套）； 光源的光通量（ lm）； U 利用系数； K 维护系数； A 工作面面积（2m ）。室空间比 RCR:RCR5h（r l b） 5lb RI(2-3)式中： hr 室内灯具计算高度（ m）；l 房间长度（ m）；b 房间宽度（ m）；RI 室形指数。灯具数量：NE Aav

26、(2-4)UK根据以上的公式及指导老师给的办公楼的建筑平面图 （此处先拿一层楼平面图机械维修室举例计算），各个房间的灯具数量计算的具体步奏如下：1. 根据原始数据： 光源光通量 =3350lm/只，灯具类型 TBS100E2，室长 l=19.2m,室宽 b=6m，灯具的计算高度 hr=4.2m-0.75m=3.45m。顶棚反射比 c =0.7，墙面反射7比 t =0.5,桌面反射比 f =0.1,工作面的平均照度 Eav 300lx 。2. 计算室空间比：（按式 2-2）RCR5h（l b） 5 3.45 （19. 2 6）rlb 19.2 63.77RI5RCR1.333. 取灯具维护系数：

27、 本办公楼采用荧光灯， 其维护系数按照表 2-4 中所规定， 取K =0.80。表 2-4 维护系数环境污染特征 工作房间或场所 维护系数 灯具擦洗次数 /a清洁住宅卧室、办公室、餐厅、阅览室、绘图室等0.80 2一般商店营业厅、候车候船室、影剧院观众厅等0.75 2污染严重 厨房 0.60 34. 确定利用系数：参照文献13飞利浦样本（表 2-4）。表 2-5 利用系数表 (飞利浦灯具 )放射系数70 50 30 室形指数50 50 30 10 50 30 10 10 1030 10 10 10 30 10 10 10 100.60 0.39 0.38 0.33 - - - - - -0.8

28、0 0.48 0.45 0.40 - - - - - -1.00 0.54 0.51 - - - - - - -1.20 0.59 0.56 - - - - - - -在 c =0.7， t =0.5， f =0.1 时，其时空间比 RCR=3.77，RI=1.33 时；利用系数 U=0.56。85. 灯具安装数量：按式（ 2-4）计算灯具实际安装值。NEAavUK2300335019.20.860 .5611.5灯具计算数量为 11.5 个，但实际的灯具数量应该是整数，并且大于计算数量。根据房间的几何形状及考虑灯具布置的美观性，布置 3 排 4 列共计 12 个灯具。实际布置数大于计算数 (

29、1211.5)，故满足要求。6. 计算照度值：按式子（ 2-5）；N K U 2 3350 0.8 0.56 12Eav 312lxS 19.2 6.0与标准照度值 300lx 接近，符合照明要求。7. 功率密度校验LPD1219.23663 .75因此，3.75W/2m 18W/2m ，满足要求。所以，办公楼各楼层的主要房间的灯具数量均采用相同的计算方式， 可求出每个房间的灯具计算数量， 其具体数量需根据房间的几何形状进行具体选择， 以达到规X和美观的要求。 再对其进行几何的规则的布置， 便完成了对办公楼各层主要房间的照明荧光灯的设计。每层办公楼各主要房间的荧光灯灯具数量及各参数列于下表 2

30、-6 中。表 2-6 办公楼各楼层主要房间灯具数量维护 需要 平均 计算 灯具 楼层 房间 长（m） 宽（m） 面积系数 系数 照度 照度 数量维修19.2 6.0 115.2 0.8 0.56 300 312 12 室 1一层 维修18.0 6.0 108.0 0.8 0.56 300 334 12 室 2洽谈室 19.2 6.0 115.2 0.8 0.62 300 312 1297.5 4.0 30.0 0.8 0.62 300 312 4厕所 6.0 6.0 36.0 0.8 0.62 300 298 4楼梯 - - - - - 200 - 2走廊 - - 148.1 0.8 0.62

31、 300 305 16消防 6.0 3.0 18.0 0.8 0.62 300 295 2维修19.2 6.0 115.2 0.8 0.56 300 312 12 室 1维修14.0 6.0 84.0 0.8 0.56 300 334 9 室 2通信6.0 4.0 24.0 0.8 0.56 200 194 4 机房二层19.2 6.0 115.2 0.8 0.62 300 312 12洽谈室7.5 4.0 30.0 0.8 0.62 300 312 4楼梯 - - - - - 200 - 2走廊 - - 148.1 0.8 0.62 300 305 16厕所 6.0 6.0 36.0 0.8

32、 0.62 300 298 4休息室 6.0 3.0 18.0 0.8 0.62 300 295 2维护 需要 平均 计算 灯具 楼层 房间 长（m） 宽（m） 面积系数 系数 照度 照度 数量服装19.2 6.0 115.2 0.8 0.56 300 312 12 展示 1服装19.2 6.0 115.2 0.8 0.56 300 334 12 展示 2三层服装设计 118.0 6.0 108.0 0.8 0.62 300 312 12服24.0 6.0 144.0 0.8 0.62 300 312 24 装设计102厕所 6.0 6.0 36.0 0.8 0.62 300 298 4楼梯

33、- - - - - 200 - 2走廊 - - 148.1 0.8 0.62 300 305 16休息室 6.0 3.0 18.0 0.8 0.62 300 295 2服装19.2 6.0 115.2 0.8 0.56 300 312 12 展示 1服装19.2 6.0 115.2 0.8 0.56 300 334 12 展示 2服装18.0 6.0 108.0 0.8 0.62 300 312 12 展示 3四层T 台走秀室24.0 6.0 144.0 0.8 0.62 300 312 24厕所 6.0 6.0 36.0 0.8 0.62 300 298 4楼梯 - - - - - 200

34、- 2走廊 - - 148.1 0.8 0.62 300 305 16休息室 6.0 3.0 18.0 0.8 0.62 300 295 22.5 应急照明2.5.1 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 0.2lx。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

35、统提供照度的 5，并且应在正常照明电源消失后 0.5s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11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。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 20min；高度超过 100 m 的

36、高层建筑连续供电时间不应少于30min。2.5.2 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。2.5.3 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、总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间。

37、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。2.5.4 设计结果本建筑采用应急照明与正常照明相结合， 疏散照明指示灯， 选用能瞬时启动的光源，选择可控制方式的应急灯具控制方式。 走廊、厕所、楼梯等场所按三级负荷供电，采用双电源，已满足应急照明要求。维修室、设计室、洽谈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X。 比如一层楼维修室照明布置图图 2-1 所示，整个楼层布置见照明平面图。 一层应急灯数量 23 个，

38、二层应急灯数量 23 个，三层应急灯数量 25 个，四层应急灯数量 25个。12图 2-1 应急照明布置2.6 插座的设计电源插座的设置必须满足相关规定， 电源插座的位置和数量决定了电器使用的便利程度；室内装修的美观和整洁起着至关重要的作用， 电源插座的布置和安放应该根据室内电器布置位置进一步设计。为适应多种电器所需电源的需要， 插座面板的种类繁多。 办公楼室内一般安装一个双孔和一个三孔结合在一起的单项插座， 最好暗装在室内的承重墙上， 距离地面的安装高度为 0.3m。插座的具体安装位置如图 2-2 所示。图 2-2 插座布置图每层楼层需要的插座数量如表中所列，每个插座功率拟定为 300W。1

39、3表 2-7 各楼层所需插座数量总数如下表所示楼层 所需插座数量一层 35二层 37三层 44四层 44至此，便是对整栋办公楼的照明系统进行了整体的设计，完成了照明系统设计。包括主要场所照度计算、光源和灯具的选择；应急照明设计；插座等设计。14第 3 章 配电系统设计3.1 引言随着有限的土地资源不断开发利用以及人们生活水平的提高， 人们对于高层建筑物的要求也越来越高， 不同用途的高层建筑已经成为建筑业发展的主流， 当然办公楼也不例外。而科学合理、安全可靠的供配电系统是保证办公楼正常运行的基础和关键。在进行办公楼供配电系统设计的过程中无论是强电部分还是弱电部分， 其设计都应以安全、可靠、经济、

40、便利为标准。3.2 负荷的分级和计算方法3.2.1 负荷的分级及供电要求负荷的分级：不同的电力负荷，其对国家的重要程度不同。重要的负荷对供电可靠性要求高，不重要的负荷供电可靠性相对来说可以要求得低一些， 特别是在紧急时刻， 我们应该先满足重要负荷的供电，再满足不那么重要的负荷的供电。人们因此根据电力负荷对供电可靠性的要求和电力负荷如果中断供电将会在政治、经济上造成的损失和影响程度进行等级划分， 并根据负荷等级的划分， 对不同等级的负荷确定对它供电电源的要求。分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。一级负荷为中断供电将可能造成重大人员伤亡； 与此同时中断供电将极可能产生不良政治影响以及重大的财产损失

41、；符合以上条件的一级负荷应该由两路独立电源分别供电， 当第一电源停止工作时， 另一个备用电源不会同时损坏； 如果有特别重要的一级负荷， 除以上两个独立的电源外， 还需要增设额外的应急电源 （如柴油发电机组）。二级负荷为中断供电将可能在政治上、 经济方面造成巨大损失的情况； 中断供电将影响一些重要用电单位正常工作的负荷者； 二级负荷应由两回路供电， 即应有两回线路供电，供电变压器亦应有两台做到当某一个变压器故障或电力线缆发生意外故障时，不会使电力供应中断或者中断后能迅速恢复供电；三级负荷为不属于一级、二级负荷者，三级负荷一般由单回路供电。15本工程办公楼内的主要用电负荷属于三级负荷。表 3-1

42、民用建筑常用重要电力负荷级别建筑规模 电力负荷名称 负荷级别办公建筑办公室、会议室、总值班室、主要通道照明三级计算中心主要业务用电子计算机系统电源一级大型博物馆、展览馆 展览用电 二级大型百货商店 自动扶梯 二级所以本工程办公楼内的主要用电负荷属于三级负荷。 从上表分析可知设计建筑按二类高层建筑处理具体的供电负荷等级如下：1. 消防值班室、机械维修室、洽谈室、通信机房、服装设计室、 T 台走秀室等负荷用电应为三级负荷 ;服装展示室、楼梯照明等负荷用电应为三级负荷；其他如厕所，过道照明，休息室照明等负荷用电应均为三级负荷。2. 供电电源：本工程办公楼用电由地面总变配电箱，引至各楼层的分配电箱，再

43、由各楼层分配电箱给各回路提供。 一层变配电箱引单回路电源供电， 通过专线引至各配电箱。3. 应急电源：本工程由各楼层分配电箱组作为应急备用电源。3.2.2 负荷的计算方法常见的负荷计算方法有： 需要系数法、 利用系数法等。 需要系数法和利用系数法较多的应用于初步设计和施工图的设计，所以这里着重对其说明。需要系数法：用设备功率乘以设备的需要系数以及同时系数， 直接得出计算负荷，方法简单应用广泛，尤其适用变配电所的负荷计算。单位面积功率法： 用建筑面积乘上不同的建筑用途给定的单位面积指标得到计算负荷，适用于在设计前期用电设备功率和台数无法确定的时候。在本设计中采用需要系数法来得到计算负荷。163.

44、2.3 利用需要系数法确定计算负荷在所计算的配电系统X围内， 所有用电设备的计算负荷并不简单的等同于设备的所有总容量之和， 两者之间存在一个比值关系， 因此工程上引入了需要系数法这个概念，即PcKx (3-1)Pe式中的 P（C PMAX ) 为用电设备组在负荷曲线上的最大有功负荷（ kW）；需要系数可从规X提供的常用设备需要系数表中查得， 一般情况当设备的台数较多时需要系数取较小值；反之，当设备台数较少时可以取较大的值。如果进行计算的负荷种类较多， 则可将用电设备按其设备性质不同分为几组， 对每一组选择一个合适的需要系数， 算出每组用电设备的计算负荷， 然后再由各组的计算负荷求出总的计算负荷

45、， 包括有功、 无功和视在功率， 方便后文的负荷计算和容量的选择，电缆以及断路器的选择和校验等项目。1. 单组配电设备的负荷计算：Pc K P (3-2)d eQc P tan (3-3)cP 2 2 cS P Q (3-4)c c ccosIcSc (3-5)3UN式中: Kd 负荷的需要系数；Pc 设备的有功计算负荷值； Pe 设备的容量； Qc 用电设备的无功功率计算负荷； tan 表示单相用电设备功率因数角正切值； cos 用电设备组的功率因数角的余弦值； Sc 计算负荷、 Ic 设备的计算电流、 U N 设备额定电压。172. 通用多相用电设备组负荷计算方法：结合实际情况来分析各用电

46、设备组的最大负荷一起出现的可能性较小， 因此有必要考虑乘上用电设备负荷的同时系数，其计算方法如下 :nPc K PciPi 1(3-6)nQc K Q (3-7)ci qi 12 2Sc P Q (3-8)c cIcPc3Un(3-9)式中:n 用电设备组的组数；K 、K q 有功功率和无功功率的同时系数； Pc 各p有功功率计算负荷； Pci 、Qci 各用电设备组的计算负荷值； Qc 无功功率计算负荷；S 计算负荷； I c 计算电流； Un 额定电压。c3.3 负荷的统计与计算3.3.1 照明负荷计算实例依据文献11中需要系数及自然功率因素表：表 3-2 需要系数及自然功率因素表负荷名称

47、 规模（台数） 需要系数 Kd 功率因（ cos ） 备注 2 10.9 0.9 1面积 15000m商场照明 0.9 0.7 - -以办公楼一层照明回路和插座回路为例进行负荷计算， 其中办公楼一层楼主要房间内采用的是飞利浦公司的的 TLD36W/840/3350 型双管荧光灯，每个灯功率 36W；18普通家用白炽灯，每个灯功率 60W。再依据一层楼回路中负荷的数量统计出各回路的负荷数量，总负荷容量，将结果记录下表 3-3 中。表 3-3 一层楼负荷统计表照明回路名称 灯具数量 负荷容量（ kW ） 照明回路名称 灯具数量 负荷容量（ kW ）AL101-1 6 0.432 AL101-2 6

48、 0.432AL101-3 6 0.432 AL101-4 7 0.482AL101-5 4 0.288 AL101-6 18 1.296AL101-7 4 0.432 AL101-8 6 0.432AL101-9 5 0.338 AL101-10 23 0.690插座回路名称 插座数量 负荷容量（ kW ） 插座回路名称 插座数量 负荷容量（ kW ）AL101-11 5 1.50 AL101-12 5 1.50AL101-13 7 2.10 AL101-14 6 1.80AL101-15 5 1.50 AL101-16 5 1.50AL101-17 2 0.60 - - -配电箱 AL10

49、1 1 15.754 - - -对各楼层的照明平面图做分析统计，得到其他三层的负荷统计表如下：表 3-4 二层楼照明回路负荷统计表照明回路名称 灯具数量 负荷容量（ kW ） 照明回路名称 灯具数量 负荷容量（ kW ）AL201-1 6 0.432 AL201-2 6 0.432AL201-3 6 0.432 AL201-4 7 0.482AL201-5 4 0.288 AL201-6 18 1.296AL201-7 4 0.288 AL201-8 3 0.216AL201-9 6 0.432 AL201-10 5 0.482AL201-11 23 0.690 - - -插座回路名称 插座数

50、量 负荷容量（ kW ） 插座回路名称 插座数量 负荷容量（ kW ）AL201-12 5 1.50 AL201-13 5 1.5019AL201-14 6 1.80 AL201-15 7 2.10AL201-16 4 1.20 AL201-17 4 1.20AL201-18 4 1.20 AL201-19 2 0.60配电箱 AL201 1 15.88 - - -表 3-5 三层楼照明回路负荷统计表照明回路名称 灯具数量 负荷容量（ kW ） 照明回路名称 灯具数量 负荷容量（ kW ）AL301-1 6 0.432 AL301-2 6 0.432AL301-3 6 0.432 AL301-

51、4 7 0.482AL301-5 6 0.432 AL301-6 6 0.432AL301-7 18 1.296 AL301-8 5 0.482AL301-9 6 0.432 AL301-10 9 0.648AL301-11 9 0.648 AL301-12 25 0.75插座回路名称 插座数量 负荷容量（ kW ） 插座回路名称 插座数量 负荷容量（ kW ）AL301-13 5 1.5 AL301-14 5 1.5AL301-15 5 1.5 AL301-16 5 1.5AL301-17 5 1.5 AL301-18 5 1.5AL301-19 7 1.2 AL301-20 7 1.2配电

52、箱 AL301 20.098 - - - -表 3-6 四层楼照明回路负荷统计表照明回路名称 灯具数量 负荷容量（ kW ） 照明回路名称 灯具数量 负荷容量（ kW ）AL401-1 6 0.432 AL401-2 6 0.432AL401-3 6 0.432 AL401-4 7 0.482AL401-5 6 0.432 AL401-6 6 0.432AL401-7 18 1.296 AL401-8 5 0.482AL401-9 6 0.432 AL401-10 9 0.648AL401-11 9 0.648 AL401-12 25 0.7520插座回路名称 插座数量 负荷容量（ kW ）

53、插座回路名称 插座数量 负荷容量（ kW ）AL401-13 5 1.5 AL401-14 5 1.5AL401-15 5 1.5 AL401-16 5 1.5AL401-17 5 1.5 AL401-18 5 1.5AL401-19 7 1.2 AL401-20 7 1.2配电箱 AL401 20.098 - - - -以机械维修室 1 内的照明插座回路为例计算，包含回路 AL101-1、AL101-2、AL101-11、AL101-12。一层楼机械维修室 1 面积2S ，根据表 9 可取 Kd 1；115.2m有Pe （0.432 0.432 1.5 1 .5）kW 3.864 kW ，c

54、os 0.9；所以 Pc K P 1 3 .864 3.864kW ；d eP 3.864c则 AI c 19.52U cos 0.22 0.9n其它回路负荷计算与机械维修室 1 负荷的计算一致。3.3.2 动力负荷统计与计算实例本工程动力配电的电源由地面一层变配电箱引来三路三相电源， 由专线分别送至办公楼各层配电箱，动力配电主要采用放射式配电，以动力提高配电系统的可靠性，并对相关负荷进行负荷计算。比如一层动力配电箱的负荷计算如下：需要系数 Kd 根据具体台数可定， cos 0 .78 ，那么 tan 0.81，额定电压取U 0.38kv；n配电箱 AL101：K =0.65dPc1 K P

55、0. 65 15. 754 10.24d ekWQc P1 c1tan 10.24 0.81 8. 30k v a r2 2 2 2Sc Pc Qc 10.24 8.30 13.18k VA1 1 121IS 13 .18c1c 20.0213U 3 0 .38nA3.3.3 计算负荷汇总通过前文的照明、 插座以及动力设备的负荷计算， 统计有功和无功功率汇总全楼的计算负荷，得到负荷计算表如表 3-7 所示：表 3-7 办公楼负荷计算表楼层 房间 负荷容量（ kW） Kd cos Pc（kW ） 计算电流（ A）机械维修室 1 3.864 1 0.9 3.864 19.52机械维修室 2 3.8

56、64 1 0.9 3.864 19.52洽谈室 5.102 1 0.9 5.102 25.77一层走廊、值班室 1.296 1 0.9 1.296 6.55厕所、楼梯 0.338 1 0.9 0.338 1.71应急 0.600 1 0.9 0.600 3.03机械维修室 1 3.864 1 0.9 3.864 19.52机械维修室 2 3.048 1 0.9 3.048 15.40通信机房 1.488 1 0.9 1.488 7.51二层洽谈室 5.102 1 0.9 5.102 25.77厕所、楼梯 0.338 1 0.9 0.338 1.71应急 0.600 1 0.9 0.600 3.

57、03走廊、值班室 1.296 1 0.9 1.296 6.55服装展示室 1 3.864 1 0.9 3.864 19.52服装展示室 2 3.914 1 0.9 3.914 19.77服装设计室 1 3.864 1 0.9 3.864 19.52三层服装设计室 2 5.928 1 0.9 5.928 29.94厕所、楼梯 0.338 1 0.9 0.338 1.71应急 0.750 1 0.9 0.750 3.7922走廊、值班室 1.296 1 0.9 1.296 6.55服装展示室 1 3.864 1 0.9 3.864 19.52服装展示室 2 3.914 1 0.9 3.914 19

58、.77服装展示室 3 3.864 1 0.9 3.864 19.52四层 T 台走秀室 5.928 1 0.9 5.928 29.94厕所、楼梯 0.338 1 0.9 0.338 1.71应急 0.750 1 0.9 0.750 3.79走廊、值班室 1.296 1 0.9 1.296 6.55同样，根据上文中对一层楼 AL101 配电箱负荷的统计，负荷的计算，用相同的方法，可以统计并且计算出其他三层楼配电箱负荷。各楼层配电箱的负荷计算如下表所以：表 3-8 办公楼各层配电箱负荷计算表配电箱 负荷容量 Kd cos Pc（kW） Qc (kvar) Sc (kV A) 计算电流（ A）AL1

59、01 15.754 0.65 0.78 10.24 8.30 13.18 20.02AL201 15.880 0.65 0.78 10.32 8.36 13.28 20.18AL301 20.098 0.65 0.78 13.10 10.61 16.86 25.62AL401 20.098 0.65 0.78 13.10 10.61 16.86 25.623.3.4 带电导体与接地系统设计本建筑采用总等电位联结的联合接地系统，在进线处设有总等电位联结端子箱。所有引入本建筑的弱电电缆金属外皮、 金属水管和其它引入本建筑的金属管道均应在进入本建筑的入口处与总等电位端子箱内端子可靠连接。本建筑为 T

60、N-C-S 接地系统，引至本建筑的供电电缆中的 PEN 线在进入配电总箱并与 MEB 接地端子可靠电气联结后，分出 N 线和 PE 线，此后从总箱引出的 N 线和PE 线不得再有任何电气连接。本建筑所有照明配电箱内均分别装设中性线 (N 线)端子排及保护线 (PE 线)端子排，PE 线接插座的保护极、配电箱金属外壳。233.4 低压供配电干线系统接线3.4.1 供电电压选择参考一般民用建筑的设计原则， 综合前文对该建筑用电负荷等级的划分 （三级负荷），所以供电电压采用 50Hz 交流 380/220V 低压配电；电力接线方式考虑采用放射式或树干与放射式相结合的配电方式。3.4.2 照明部分低压