电气工程及其自动化-番禺某商业建筑照明系统配电设计

番禺某商业建筑照明系统配电设计摘要：随着我国的改革开放的力度越来越大，市场经济活力越来越强，商业办公楼的需求也越来越多，人们对办公楼的要求也在不断的提高。因此研究与设计智能化商业楼宇的电气照明系统具有重要意义。本文以广州市番禺区某商业办公楼的实际工程为研究对象，其内容主要为以下：1.低压配电系统设计：首先对负荷分级，确定本商业办公楼的低压配电方式，然后计算负荷，最后根据计算负荷数据来选择电缆导线和低压电气设备。2.照明系统设计：照明系统设计分为常用照明和应急照明两部分。照明设计首先要根据办公楼各区域的不同功能，选取最合适光源，根据光源来选取相应的灯具。3.防雷及接地设计：依据防雷及接地设计规范来设计防雷系统，根据本工程所在地区及本楼情况，确定本工程防雷类别，然后设计防雷及接地系统。关键词：商业办公楼，低压配电系统，照明系统，防雷及接地PowerdistributiondesignofLightingsysteminaCommercialbuildinginPanyuAbstract:WiththedevelopmentofreformandopeningupinChina,themarketeconomyismoreandmorevigorous,thedemandforcommercialofficebuildingsismoreandmore,andpeople'sdemandforofficebuildingsisalsoincreasing.Therefore,itisofgreatsignificancetoresearchanddesigntheelectricallightingsystemofintelligentcommercialbuildings.Inthispaper,theactualprojectofacommercialofficebuildinginPanyuDistrictofGuangzhoucityistakenastheresearchobject1.Designoflow-voltagedistributionsystem:first,classifytheload,determinethelow-voltagedistributionmodeofthecommercialofficebuilding,thencalculatetheload,andfinallyselectcablewiresandlow-voltageelectricalequipmentaccordingtothecalculatedloaddata.2.Lightingsystemdesign:thelightingsystemdesignisdividedintotwoparts:commonlightingandemergencylighting.Thelightingdesignshouldfirstselectthemostappropriatelightsourceaccordingtothedifferentfunctionsofeachareaoftheofficebuilding,andselectthecorrespondinglampsaccordingtothelightsource.3.Lightningprotectionandgroundingdesign:designthelightningprotectionsystemaccordingtothelightningprotectionandgroundingdesignspecifications,determinethelightningprotectioncategoryoftheprojectaccordingtothesituationoftheprojectareaandthebuilding,andthendesignthelightningprotectionandgroundingsystem.KeyWords:Commercialofficebuilding,low-voltagepowerdistributionsystem,lightingsystem,lightningprotectionandgrounding目录TOC\o"1-3"\h\u第一章绪论 第一章绪论1.1本课题研究的目的及意义进入21世纪，电能已经广泛地渗透到了人们日常生活的各个领域，在没有发现更好的能源之前，电能是一种无论是工厂的生产还是家庭生活都不能缺少的重要组成部分。在国家体制的改革和市场越来越开放的双重作用下，加上我国的市场庞大、经济的活力表现得相当强劲，与世界各国的发展历程相比，其速度堪称奇迹，经济的增长在国民生活中的最直接体现就是我们的生活水平迈上了一个又一个新的台阶，古老的神州大地上正上演着翻天覆地的变化。城市不断地发展，全国各地的商业大楼应接不暇的从地上拔起，商业CBD圈更是一个接一个的出现。一旦供电没有得到保障，出现了中断供电这种情况，国民经济就会遭受相当大程度的损失，造成一系列的影响。由此可见，电力的分配和供应是国民生产生活的重中之重。建筑物也如雨后春笋般飞速增长，建筑耗能也随之快速增加。根据调查显示，我国的建筑总能耗达到了百分之三十五，占全国能耗总量的三分之一，建筑耗能非常高。但是，建筑又是我们人类生活中必不可少的一部分，我国每年的新增房屋建筑面积约为20亿平方米。因此，发展绿色节能环保建筑刻不容缓。好的配电系统设计也能节省大量的电能，降低成本，减少碳排放，为减缓全球气候变暖做贡献。当然同时还需要一个好的照明系统设计，节能环保的电气产品也能减少大量的能耗。建筑供配电设计是建筑工程不可或缺的部分，现在正处于“互联网＋”的时代，伴随着科技的进步，人们对更先进、更方便的智能电器的使用需求越来越大，对商业办公楼提出的要求也越来越多，因此，楼宇的供配电要求显然要得到相当程度的提高。在执行符合国家制定的相关标准规范的大框架下，以供配电技术为基础，研究设计一个供配电设计及照明系统配电设计方案，对楼宇的电气部分进行相关设计，合理的电气布局，使其在经济、节能等方面符合要求，同时让人员安全、设备安全和建筑安全得到保障，并确保达到供电的可靠性，电气设备的敷设、安装要有理有序，这样不仅能在电气设备出现故障时可以方便维修人员检修，还可以使得楼宇更加美观，让生产、生活以及学习得到保障，还可以美化城市，具有一定现实意义。对供配电系统进行设计时首先应该从全局出发，考虑问题要全面周到，不能顾此失彼，对方案的基本要求就是要达到安全、可靠、优质、经济。设计人员在提出供配电设计方案时必须需要按照国家供配电设计规范中提出的要求进行。在供配电设计中，对方案进行设计时应该同时考虑到施工要求方想要达到的需求目标和提及的特殊需求。一个设计合理完备的供配电系必须可以应对多种情况，并且在以上前提下都可对目标进行持续的供电以保障供电的可靠性，同时还应保证电能的相关性能参数符合要求，例如电能传输的质量、使用是否灵活、方便。除此之外，若经济条件允许，在对供配电系统进行设计时还要把潜在的扩展需求加入到考虑中，即在保证当前用电容量供应的情况下，考虑以后出现出现新增的用电设备的用量，这样可以不用再次进行第二次供配电系统设计，减少不必要的经济损失。设计方案中提到的相关电气设备，应当达到质量性能良好、节能、耗能低等基本要求，并且符合国家电气产品使用的标准和相关规范。1.2建筑电气设计研究现状1.2.1国内现状我国经济高速发展的背后是伴随着大量能源的消耗而产生的，我们在源源不断的创造财富的同时也带来了较为严重的问题——环境污染。目前，随着全民素质的提升，环保观念日渐深入人心，国家政府也愈发重视，如雨后春笋般出现的各种节能技术正蓬勃发展并吸引着社会各界的目光。当下我国正属地产产业火热之际，大量的商业大楼和住宅拔地而起，因此建筑领域内产生的耗能不断增加，而其中建筑电气设备耗能占据一大半，造成这种现象的主要归咎于建筑物内部安装采用的用电设备能量转换效率低，节能效果并不理想，导致了大量的资源以及能源没有得到高效的利用，造成了浪费。根据目前的情况分析，按照一般商业用途的办公楼来看，在建筑电气总能耗中，通风、照明、空调等常用的电气设备消耗的电能所占据的比值高达50%，若想要这个比例下降，只有通过采用更先进的节能技术以及使用节能的电气设备这类途径，才有可能使其产生的耗能有所减少，这种现状也将会得到有效的控制和改善。当前，我国也在大力的推行实施绿色环保经济，建筑耗能这方面也被重视起来，尤其是建筑电气这块，大量的节能灯具，节能设备研发出来，应用于建筑电气里，如最常使用的LED灯，楼梯间里使用的感应灯等。国内建筑电气技术在成长过程中，慢慢的同节能技术有机的结合起来，在经济成本可行内，将先进的节能控制设备以及控制的技术运用到实际中，可弥补传统的建筑电气设备能耗大的不足，对浪费的产生进行有效的控制。现如今，随着4G、5G技术的发展，智能家居，智能生活正在成为我们的日常。智能温控面板，把空调、灯具使用数字化控制起来，可以根据房间的温度智能控制空调开关，最大限度的减少能耗。节能环保生活越来越深入人心，越来越多的节能设备、控制技术应用到建筑电气供配电系统和照明系统设计中。现在我国的建筑电气节能技术也在慢慢的与世界先进的节能技术缩小差距，这也得益于我国互联网技术的蓬勃发展。1.2.2国外现状从世界各国来看，目前有关环保的问题以及可持续发现是整个人类社会都在讨论的要点之一，其根本原因在于，发展和环境两者的关系相当微妙，在享受着发展带来的经济利益的同时，环境方面往往会付出一定的代价，面对这种两难的抉择，各国在都总结有各自的一套方法。作为把环保型建筑的先例首先执行的国家，英国在上世纪九十年代就提出并使用了世界上首个绿色建筑评估方法——BREEAM，截至目前，BREEAM已经成为全球使用最广泛的绿色建筑评估方法，包括部分欧盟加盟国、俄罗斯、阿联酋和联合国环境规划署等在内的许多的国家以及组织都在英国建筑研究院的帮助下，通过BREEAM体系建立了适用于本国的绿色建筑评估标准，说明国外在较早之前已经有了此类环保意识。美国由于受英国BREEAM的影响，随后在1998年由美国绿色建筑协会（USGBC）提出了的LEED标准，LEED是以英国的BREEAM为蓝本，对其进行开发完善得到的产物。LEED可谓是后起之秀，比BREEAM晚出现，却成为绿色建筑的最高标杆。LEED是能源与环境设计先锋的绿色建筑评估体系，在节省能源消耗和环境保护方面的定义更加的完善，使能源高效的使用。德国提出的“被动式建筑”，也是一种被誉为节能环保的标杆建筑，由屋顶的太阳能发电设备供电，加强围护结构对温度的控制，提高空调、电视、冰箱、灯具等设备的利用率，对能量的综合使用达到了前所未有的高度，真正的实现“零能耗”，不需要耗费石油资源，实现环保。这些标准的出现，代表了节能环保是建筑电气设计应用的最高核心。也是我国建筑及电气设计追求的目标。第二章本工程设计方案2.1工程概况本研究项目以广州市番禺区某商业办公楼建筑实际工程为对象，进行建筑电气照明系统设计。本工程建筑高度为56.1m，按照标准规范划为一类高层建筑。其中负1层高5.7m，负2层高3.9m，1层层高6.7m，2至12层层高4.5m。本工程建筑面积一共为46799.4m，建设用地面积7247m，1至12层建筑面积32611m，负一层和负二层建筑面积13062.3m。地上为办公区及其配套的功能设备房，地下为汽车库和设备用房。本工程在地下一层设一个低压变配电室、一个高压室，一个柴油发电机房和其他功能设备房。消防控制室按照通常做法设置在一层。因为本工程为毛坯交楼，即办公室不进行照明设计，将电源引至办公区内的配电箱即可，照明设计只设计公共区域，即走廊、卫生间、茶水间、设备房等功能区域。2.2设计内容本课题主要以商业办公楼为研究对象，分别对其低压配电系统、照明系统、防雷接地系统进行设计与应用。本文共五章，章节安排如下：第一章绪论。本论文开头交代了研究本课题的目的和意义，介绍了建筑电气在我国的影响和发展的重要性，还介绍了建筑电气的国内外发展现状。第二章本工程设计方案。本章是介绍本工程的基本信息及总体设计方案。了解了本工程的基本信息，可以方便对接下来的章节进行展开，特别是低压配电系统设计和照明设计，是本论文的主要研究内容。第三章低压配电系统设计。本工程的主要设计之一，有了电源，才有照明。本章主要根据供电规范要求，对本工程电力负荷进行等级分类。根据负荷等级来确定经济合理的配电方式。确定了本办公楼相应的负荷等级，对照明系统设计进行数据的计算，还介绍了低压配电的选择方式，由相应的计算数据来选择合适的电缆导线。第四章照明系统设计。本章节介绍了如何选取合适的光源灯具，根据功能区域照明选择相应的功能灯具，选择合理的灯具和控制方式能减少电能损耗，降低运行成本。在满足照明质量和节能的情况下，进行照明照度的定量计算。其中，照明系统分常用照明和应急照明。第五章防雷及接地系统设计。本章介绍了防雷及接地设计规范，根据本工程的实际概况，与相应的防雷分类相对应，根据该防雷规定设计本工程防雷，计算雷暴天数。根据实际情况从低压配电系统提供的接地方案中选用相应的接地保护措施，其目的是为人员和设备提供安全保障。低压配电系统设计3.1本工程负荷等级分类按照GB50052-2009《供配电系统设计规范》,电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成的影响程度进行分级，分别为：一级负荷、二级负荷、三级负荷[4]。1.一级负荷：一级负荷是属于非常重要的负荷，是不允许停电的负荷。[10]当一级负荷出现故障中断供电时，轻则会对我们的人身安全造成伤害，造成经济损失；重则对国家经济和政治造成重大影响，此为特别重要负荷。根据本工程概况，本建筑为一类高层建筑，按照分类条件，以下为一级负荷：消防用电设备（消防泵、喷淋泵、消防电梯）、防排烟机、潜污泵、消防控制室；应急照明、低压变配电室、电动防火门（窗、卷帘、阀门）；弱电机房、安防用电、普通客梯、生活泵、潜污泵、走道照明。其中消防控制室、安防用电、电话机房、计算机网络中心等设备及其照明用电（要求电力中断时间小于0.5s）属于本工程中的特别重要的一级负荷。二级负荷：二级负荷也是重要的负荷，[10]虽然没一级负荷重要，但也是需要保障正常供电的，否则在电力线路发生故障时，也会造成人身伤害事故，应该及时地恢复供电，保障人们的人身财产安全。在本工程中，地下车库照明用电为二级负荷。3.三级负荷：三级负荷为一般负荷，即是我们平常家庭用电负荷，对供电要求不高，可以允许短时的停电，但是在一般情况下都要求保障正常供电。本工程中，办公除上述一、二级负荷外的其它负荷都为三级负荷。本工程的低压配电房和柴油发电机房均在地下室负一层，从地下室负一层低压配电房引出一部分低压电源，经电缆桥架引至地下室负一层强电井。另一部分用于地下室的低压电源则是由地下室一层的配电房经由电缆桥架引至地下室负一、二层的各个位置。

3.2配电方式在进行配电系统设计时，要考虑多种因数，且要用发展的眼观来看待低压配电设计。对于办公建筑低压配电设计要满足一些必要的规范要求：如供电的可靠性、安全性、经济性以及对供电系统的管理和维护。低压配电方式有四种，分别是树干式、放射式、混合式、链式。1.树干式配电：树干式配电是一条干线对几个负荷供电，且同类负荷得分几条干线供电，以保证供电可靠，但经济成本高。（如图3.1）2.放射式配电：放射式配电是一条干线直接给一台负荷供电。这种供电方式是在给重要负荷供电时才使用，但线路和高压开关柜数量多，经济成本高。（如图3.2）3.混合式配电：混合式配电是由上面的两种方式组合成的配电方式，这种方式可靠性高，且相对经济。（如图3.3）4.链式配电：链式配电是这一条链上只有一个总开关（断路器或熔断器）保护，且用电设备彼此距离较近，容量不超过10kW，连接的设备数量不超过5台。（如图3.4）图3.2放射式图3.2放射式图3.1树干式图3.1树干式图3.4链式图3.3混合式图3.4链式图3.3混合式根据负荷等级，结合经济预算，本工程低压配电系统采用的配电方式是混合配电方式，本工程对于容量比较大的用电设备以及重要负荷采用放射式供电，如空调、电梯、消防用电设备；采用树干式供电则有办公用电，如本工程中的2~12AW楼层办公用电，以及一般负荷如2、5、8、11AL公共照明。电缆干线从低压配电室经电缆桥架和线槽至电气竖井（强电井），经各层电气竖井再到各配电箱，在强电井里电缆是采用T接箱（T接端子）引至各个配电箱。本工程中消防负荷是特别重要的负荷，要采用双电源供电，且在供电故障时，能在末端配电箱处自动切换，保证供电的可靠性。本工程供电系统干线图如（图3.7）所示。3.3负荷计算3.3.1负荷计算的意义在对本工程进行建筑电气工程设计时，要想有一个经济高效的配电系统，则要有一个精确的负荷数据，要得到负荷数据则要通过负荷计算。负荷计算是确定各种电气设备的重要方式，如低压柜、变压器、断路器及导线。通过负荷计算，可以使这些电气设备运行安全可靠，降低能耗，提高运行效率，让配电系统成本更加经济。3.3.2负荷计算的方法负荷计算的方法有很多种，本课题设计将介绍两种负荷计算方法。1.需要系数法需要系数法求单设备时只需要一个需要系数乘以用电设备功率就可以直接求出计算负荷。求多种设备的总负荷则需要用电设备的需要系数，以及一个同时系数相乘。其计算公式如下：(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)——有功同时系数——无功同时系数——有功计算负荷（W）——无功计算负荷（kvar）——是在计算负荷（VA）——计算电流（A）——某类设备需要系数——某类设备容量（W）——COSφ对应的正切值2.二项式法用于当低压系统中包含的的电设备数量较少并且设备相互之间的容量存在较大差异的时候，该系统的计算负荷采用二项式法确定。计算公式如下：(3-5)(3-6)(3-7)(3-8)b、c——某类设备的二项式系数Px——x台负荷最大的设备总负荷(cPx)max ——各组设备cPx中最大值3.3.3本工程部分负荷计算（1）地下一层预留景观照明，设备容量15KW,设备1台，设备总容量Ps=15KW,查表，Kp=0.6,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根据需要系数法公式得：Pjs=KpPs=0.6x15=9KWQjs=Pjstgφ=9x0.62=5.58KWSjs=10.59kVAIjs=16.09A（2）地下室普通照明，设备容量33KW,设备1台，设备总容量Ps=33KW,查表，Kp=0.6,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根据需要系数法公式得：Pjs=KpPs=0.6x33=19.8KWQjs=Pjstgφ=19.8x0.62=5.58KWSjs=21.18kVAIjs=32.17A（3）一层大堂用电，如（图3.6）设备容量30KW,设备1台，设备总容量Ps=30KW,查表，Kp=0.6,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根据需要系数法公式得：Pjs=KpPs=0.6x30=18KWQjs=Pjstgφ=18x0.62=11.16KWSjs=23.29kVAIjs=35.39A（4）2层办公用电如（图3.5），设备容量130KW,设备1台，设备总容量Ps=130KW,查表，Kp=0.8,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根据需要系数法公式得：Pjs=KpPs=0.8x130=104KWQjs=Pjstgφ=104x0.62=64.48KWSjs=122.37kVAIjs=185.98A（5）3层办公用电，设备容量160KW,设备1台，设备总容量Ps=160KW,查表，Kp=0.8,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根据需要系数法公式得：Pjs=KpPs=0.8x160=128KWQjs=Pjstgφ=128x0.62=79.36KWSjs=150.61kVAIjs=228.89A（6）2层普通照明，设备容量30KW,设备1台，设备总容量Ps=30KW,查表，Kp=1,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根据需要系数法公式得：Pjs=KpPs=1x30=30KWQjs=Pjstgφ=30x0.62=18.6KWSjs=35.3kVAIjs=53.6A（7）5层普通照明，设备容量15KW,设备1台，设备总容量Ps=15KW,查表，Kp=0.85,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根据需要系数法公式得：Pjs=KpPs=0.85x15=12.8KWQjs=Pjstgφ=12.8x0.62=7.9KWSjs=15kVAIjs=22.8A（8）2层应急照明，设备容量5.5KW,设备1台，设备总容量Ps=5.5KW,查表，Kp=0.8,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根据需要系数法公式得：Pjs=KpPs=0.8x5.5=4.4KWQjs=Pjstgφ=4.4x0.62=2.73KWSjs=2.7kVAIjs=7.9A3.4电气设备的选择3.4.1低压电器的选择条件（1）在低压系统中一般按照以下条件对低压电器进行选择：1应选用额定电压高于或等于保护线路的额定电压的电气设备；2.应选用额定电流大于或等于设备所在回路的计算电流的电气设备；[9]3.当电路出现短路故障的情况时，用作断开短路电流的电气设备应迅速做出反应，及时的将切除故障；4.用于保护电气设备的装置应同时满足选择性、速动性、可靠性和灵敏度这四点最基本的要求。[10]（2）低压熔断器低压熔断器是一种在配电系统以及对电气设备的短路保护中得到广泛应用的一种设备，在电气线路的过载保护、照明系统还有其他的电气设备中也经常能见到它的身影，若将它用作保护线路，要求其熔体的额定电流必须大于线路的计算电流；用在配电系统干线的低压熔断器还要满足熔体额定电流不得小于干线尖峰电流的要求。（3）低压断路器低压断路器是一种可以接通和分断正常负荷、过负荷和短路电流的设备，它在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。[9]低压断路器选择应该满足下列要求：低压断路器的额定电流应不小于它的热脱扣器的额定电流，而热脱扣器的额定电流不小于线路计算电流。[9](3-9)——断路器额定电流——热脱扣器额定电流——线路计算电流低压断路器热脱扣器动作电流整定：(3-10)(3-11)本工程设计中，照明电箱中的断路器选用的是施耐德品牌中的NSX系列的塑壳式断路器，具体断路器的功能型号会在下面计算中详细描述。3.5电缆导线的选择3.5.1导体的选择和校验原则为了保证供电系统的运行安全，电力线路的电缆导线载流体应该选取合适的截面积，并且满足：按发热条件：由于电流会产生一定的热效应，当计算电流在电缆、导线中流过时会导致导体出现温度升高的情况，要将其发热温度控制在能保证正常工作情况下允许的最高温度下。(3-12)(3-13)——温度校正系数——导体正常工作允许的最高温度——导体实际温度——采用环境温度——导体允许载流量按电压损耗：电压损耗一般使用于低压绝缘导线和电缆、架空线路，用下列公式来计算：(3-14)(3-15)(3-16)—系统负荷矩；—线路长度；—系统计算电流；—导线单位负荷矩电压损失百分值。按经济电流密度(3-17)—导线截面积；—系统计算电流；—经济电流密度。3.5.2本工程电缆导线的选型在本工程中，电缆主要采用的是WDZB-YJY，即低烟无卤B级阻燃--交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套电力电缆。下面是本工程的部分配电线路进行导线选择；预留景观照明按电流密度由前面可知预留景观照明的计算电流为Ijs=16.09A，查表初选电缆截面积为S=16,查电气手册，可得其载流量Iz=96A>Ijs=16.09A，满足要求。按电压损耗计算预留景观照明配电长度：l=11.2+5.7+6.6=23.5mJ=Ijs*l=16.09x0.0235=0.378(AKm)查《建筑电气常用数据》04DX101-1，当S=16，cosφ=0.85时，可得交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套电力电缆的电压损失为=0.53%/(AKm),线路电压损失：=0.53%x0.378=0.2%<5%满足要求。故预留景观照明选用电缆WDZB-YJY-5x16。地下室普通照明（1）按电流密度由前面可知，地下室普通照明的计算电流为Ijs=32.17A，查表初选电缆截面积为S=35,查电气手册，得其载流量Iz=151A>Ijs=32.17A，满足要求。（2）按电压损耗由电力平面图，计算出地下室普通照明配电线长度为：l=17.2+5.7+6.6+5=34.5mJ=Ijs*l=32.17x0.034=1.09(AKm)查《建筑电气常用数据》04DX101-1，当S=35，cosφ=0.85时，可得交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套电力电缆的电压损失为=0.25%/(AKm),线路电压损失：=0.25%x1.09=0.27%<5%满足要求。故地下室普通照明选用电缆WDZB-YJY-4x35+1x16-CT。2层办公用电（1）按电流密度由前面章节可知，地下室普通照明的计算电流为Ijs=185.98A，查表初选电缆截面积为S=150,查电气手册，得其载流量Iz=383A>Ijs=185.98A,满足要求。（2）按电压损耗计算2层办公用电配电长度：l=55.04+6.7+6.6+4.5=72.84mJ=Ijs*l=383x0.073=28(AKm)查《建筑电气常用数据》04DX101-1，当S=150，cosφ=0.85时，可得交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套电力电缆的电压损失为=0.069%/(AKm),线路电压损失：=0.069%x28=1.93%<5%满足要求。故2层办公用电选用电缆WDZB-YJY-4x150+1x70-CT。在本工程中，需要注意的是所有的回路线，电源线等要独立的穿管或者共线槽敷设，在线槽中强弱电用隔板隔开。下表是本工程选用的部分电缆导线型号。表3-1本工程选用的部分电缆、电线型号名称型号规格电缆3(WDZB-YJY-4x120+1x70）电缆WDZB-YJY-4x150+1x70电缆WDZB-YJY-4x185+1x95电缆WDZB-YJY-4x70+1x35电缆WDZB-YJY-5x10电缆BTTRZ-5x10电线WDZC-BYJ-3x2.5电线WDZC-BYJ-3x43.6本工程部分配电箱设计以2层办公用电配电箱2AW为例，2AW配电箱总进线电缆选WDZB-YJY-4x150+1x70。2AW二层办公用电配电箱系统图如（图3.5）。2AW总配电箱引出四个回路分别是AL-6:40KW、AL-5:35KW、AL-4:30KW、AL-3:25KW。AL-6回路出现选择：1）负荷计算：Ps=40KW，Kp=1，cosΦ=0.8Pjs=PsxKp=40x1=40KWIjs==76A2）按电流密度Ijs=76A，查表初选电缆截面积为S=50，查电气手册，得其载流量Iz=143A>Ijs=76A,满足要求。电压损耗免校与空开配合原则Iz=143A>1.2I=1.2x100=120A满足空开配合原则。故选用断路器：NSX160NTM100。（2）AL-5回路出现选择：1）负荷计算：Ps=35KW，Kp=1，cosΦ=0.8Pjs=PsxKp=35x1=35KWIjs==66.5A2）按电流密度Ijs=76A，查表初选电缆截面积为S=50，查电气手册，得其载流量Iz=143A>Ijs=66.5A,满足要求。3）电压损耗免校4）与空开配合原则Iz=143A>1.2I=1.2x100=120A满足空开配合原则。故选用断路器：NSX160NTM100。（3）AL-4回路出现选择：1）负荷计算：Ps=30KW，Kp=1，cosΦ=0.8Pjs=PsxKp=30x1=30KWIjs==57A2）按电流密度Ijs=76A，查表初选电缆截面积为S=35，查电气手册，得其载流量Iz=143A>Ijs=66.5A,满足要求。3）电压损耗免校4）与空开配合原则Iz=118A>1.2I=1.2x80=96A满足空开配合原则。故选用断路器：NSX100NTM80。（4）AL-3回路出现选择：1）负荷计算：Ps=25KW，Kp=1，cosΦ=0.8Pjs=PsxKp=25x1=25KWIjs==47.5A2）按电流密度Ijs=47.5A，查表初选电缆截面积为S=25，查电气手册，得其载流量Iz=94A>Ijs=47.5A,满足要求。3）电压损耗免校4）与空开配合原则Iz=94A>1.2I=1.2x65=78A满足空开配合原则。故选用断路器：NSX100NTM63。

本工程部分配电系统图及干线图图3-5二层办公系统图图3-6一层大堂用电系统图图3-7供电系统干线图照明系统设计4.1照明光源的选择在进行照明设计时，我们应该要按照视觉感受要求，办公环境，设计出照明效果好，清晰度高，视觉感觉舒适温和。在一个好的办公环境中，人会感觉舒适，心情愉悦，办公效率也会更加高效。在保证照明质量及照明效率的前提下，则还要考虑绿色节能，推行绿色低碳生活，减少碳排放，保护环境，也是全球在推行的工程。1.常用电光源的类型电光源按其发光原理可分为两大类:（1）热辐射光源；（2）气体放电光源。下表4-1是部分常用电光源的参数数据。表4-1常用电光源的主要参数数据特性参数白炽灯卤钨灯荧光灯高压汞灯高压钠灯金属卤化物灯长弧氙灯额定功率/W15-1000500-20006-12550-100035-1000125-35001500-100000发光功率lm/W10-2020-2540-9040-7090-12060-9020-40使用寿命/h10001000-15003000-50003500-60006000-120001000-20001000显色指数（%）97-9995-9975-9930-5020-2565-9095-97色温/K2400-29003000-32003000-650055002000-40004500-70005000-6000启动稳定时间瞬时瞬时1-4s4-8min4-8min4-8min瞬时再启动时间瞬时瞬时1-4s5-10min10-15min10-15min瞬时功率因数110.33-0.70.41-0.670.440.4-0.60.4-0.9频闪效应无无有有有有有表面亮度大大小较大较大大大电压变化对光通的影响大大较大较大大较大较大环境温度对光通的影响小小大较小较小较小小耐震性能较差差较好好较好好好所需附件无无镇流器启辉器镇流器镇流器镇流器触发器镇流器触发器荧光灯镇流器和启辉器，镇流器是用来限制灯的电流大小并产生瞬时高压，启辉器则是产生辉光放电，使双金属片受热伸开造成两极短接，使电流通过灯丝。荧光灯中，直管型荧光灯中的T5管径具有较好的照明效果，寿命也长，被广泛应用于商场、超市、办公楼中。4.2照明灯具的选择照明灯具的选择，要考虑其目的性或者说其功能性，以及效率，经济，节能等功能。功能性：即选用该灯具的目的，保证选用的灯具在该场合达到其目的和功能。高效性：选用的灯具要保证其效率不能太低，否者达不到效果，还浪费电能和钱。要使灯具合理的布局，产生最佳的灯光效果，这样才不节能经济。经济性：目前正处国家大力提倡节能工程的大环境下，厂家也抓住机会生产符合市场趋势的产品，导致一批批类型各异的节能灯具不断地涌现在市场中，其中不乏照明效果很好但是价格定位较高的产品，因此，在对照明系统进行设计的过程中，设计者要结合实际情况，在追求节能效果方面不能过于固执，预算成本是不可忽略的重要部分，应同时把经济性和节能纳入考虑范围，只有将两者相结合，并做出适当的取舍，这样才能让效果达到最好。节能性：现阶段我国正把经济发展的重心向绿色节能的方向转移，在面对灯具方面的选择的时候，若能保证总体经济预算充足的情况下，应该优先选用在节能方面达到一定标准的灯具，同时要尽可能的对外界自然光进行有效的利用，以达到减少出现电能损耗这种情况的目的。4.3照明照度的计算照度计算的是根据使用场所所需要必须相应的照度值和其他已知条件，来计算出灯的光通量和数量。照度计算在现在是越来越重要，它是能够选择出合适光源的唯一衡量标准，是设计出合理的照明系统，节省大量的电能，减少经济成本的重要方法。照度计算的方法很多，本课题采用利用系数法计算。4.3.1利用系数法利用系数：灯具投射到工作面上的光通与全部光源发出的总光通量之比。即（4-1）——投射到工作面上的有效光通量（lm）;——每盏灯发出的光通量（lm）;n——灯的盏数；（2）光的反射分量和直射分量与房间的形状有关，根据灯具的安装方式，可将房间分成三个空间：顶棚空间、地板空间和室空间。室空间比RCR:（4-2）式中—室空间高度（m）;—室长（m）;b—室宽（m）；（3）维护系数：灯具使用一段时间后，表面通常都会被污染，减少光通量，使灯没用那么亮；灯具材料的老化，也会导致光通量降低，使工作面上照度的下降。因此维持一定的照度水平，要引入一个维护系数来补偿，如表4-2。表4-2维护系数K环境特征场所举例维护系数灯具擦洗次数（次/年）清洁卧室、办公室、教室、阅览室、餐厅等0.82一般候车厅、体育馆、机械加工车间等0.72污染严重锻工车间、水泥加工车间0.63室外道路、广场、站台0.652利用系数法公式（4-3）式中—工作面上的平均照度（lx）；—投射到工作面上的有效光通量（lm）;A—工作面面积（）其设计照度值与规范要求的照度值在10%内的偏差。表4-3荧光灯具的利用系数Pc（%）705030Pw（%）503010Pf（%）30101010RCR利用系数u（%）1535045402706359552.574666359377686561480716864582726965Pc——顶棚反射系数Pw——墙壁反射系数Pf——地面反射系数。4.3.2照明功率密度计算法照明功率密度是在同一空间内，该空间的照明照度达到国家规范要求时，每单位平方米上的照明平均安装功率。(4-4)W——单位面积所需要的安装容量（W/m）n——灯具数量（套）A——房间总面积（m）表4-4照明功率密度值房间或场所照明功率密度（W/m）对应照度值（LX）现行值目标值商业营业厅1210300办公室119300会议室119300高档办公走廊54100弱电机房1815500风机房54100一般库房、工具间541004.4本工程部分照度计算本工程因为是毛坯交楼给业主，办公室不进行装修设计，只装修公区，所以本部分照度计算选择办公走廊。办公走廊：走廊长度36m，走廊宽度2m，计算高度3.2m，光源采用LED天花射灯SFS-D001501功率：15W，光通量：1100lm。计算室空间比：RCR=5x3.2x(36+2)/36x2=8.44该走廊Pc=0.7，Pw=0.5，Pf=0.3。查表得：利用系数u=0.7，维护系数K=0.8,办公楼走廊照度要求Eav=100lx，计算灯具数量如下：n=Eav*A/φuK=100*72/1100*0.7*0.8=11.7采用本灯12盏，实际照度计算：E=12*1100*0.7*0.8/72=102.7x则设计照度值与实际照度值偏差率为：2.7%，在照度偏差10%内，因此符合照度要求。计算照明密度功率：W=nP/A=12*15/72=2.5W/m查表4-4规定功率密度值是5W/m，2.55，满足要求。负一层工具间：工具间长度8.3m，工具间宽度8m，计算高度4.5m，光源采用单管LED灯，功率：21W，光通量：1705lm。计算室空间比：RCR=5x4.5x(8.3+8)/8.3x8=5.5该工具间Pc=0.7，Pw=0.5，Pf=0.3。查表得：利用系数u=0.76，维护系数K=0.7,工具间照度要求Eav=100lx，计算灯具数量如下：n=Eav*A/φuK=100*66.4/1705*0.76*0.7=7.3采用本灯8盏，实际照度计算：E=8*1705*0.76*0.7/66.4=109.2lx则设计照度值与实际照度值偏差率为：9.2%<10%，符合照度要求。计算照明密度功率：W=nP/A=8*21/66.4=2.5W/m查表4-4规定功率密度值是5W/m，2.55，满足要求。负一层网络机房：网络机房长6m，网络机房宽3.8m，计算高度3.5m，光源采用嵌顶三管荧光灯(3x28W)，功率：28W，光通量：2600lm。计算室空间比：RCR=5x3.5x(6+3.8)/3.8x6=7.5该网络机房Pc=0.7，Pw=0.3，Pf=0.1。查表得：利用系数u=0.72，维护系数K=0.7,工具间照度要求Eav=500lx，计算灯具数量如下：n=Eav*A/φuK=500*22.8/2600*3*0.72*0.7=2.8采用本灯3盏，实际照度计算：E=3*2600*3*0.72*0.7/22.8=517.2lx则设计照度值与实际照度值偏差率为：3.4%<10%，因此符合照度要求。计算照明密度功率：W=nP/A=3*3*28/22.8=11.1W/m查表4-4规定功率密度值是18W/m，11.118，所以功率密度满足要求。4.5应急照明应急照明由以下部分组成：①备用照明，当供电发生故障导致照明工作不能正常进行时，可以通过手动/自动切换的方式利用应急电源对照明部分进行供电。②疏散标志照明，由疏散指示灯、出口标志灯两部分构成。为方便应对紧急状况，在走道及转角的位置通常要设置一定的疏散指示灯，一般要求在距楼层地面30cm~100cm的水平高度处安装，同时两两之间的最大间距不得大于20米，在通往室外的主出口、楼梯紧急出口以及安全出口的上方在满足距楼层地面水平高度不超过2.2米的位置设置安装出口标志灯，维持常亮是对疏散指示照明的基本要求。③安全照明，为了保障在发生故障或者火灾而造成的正常照明无法工作的情况下陷入危险中的人员能到达安全场所，应设置安全照明。安全照明自带的蓄电池应该保证能使用1个小时至1个半小时，有充分的时间使人们离开危险区域。本工程应急照明设计将疏散指示灯设置在各楼层的公共走廊、转角、楼梯间、电梯厅前室、大堂等场所，将出口标志、安全照明设置在主要出入口、楼层楼梯出口、楼层楼梯间等场所，同时为地下车库、变配电室、消防控制室、柴油发电机房等设备房设置备用照明。上述应急照明的供电方式均采用双回路供电，可通过末端配电箱快速自动的切换，确保能强行在火灾情况下点亮。防雷接地系统设计5.1年预计雷击次数计算年预计雷击次数是指在一年中某一个物体所遭受到的雷电袭击次数：（5-1）——年平均雷暴日数，按当地气象台、站资料确定；——建筑物截收雷击次数相同的等效面积（）K——校正系数，不同情况取不同数值，见表5-1表5-1校正系数K取值建筑物所处环境相应K值在一般情况下1位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、土山顶部、山谷风口等处以及特别潮湿的建筑物1.5金属屋面没有接地的砖木结构建筑物1.7位于山顶上或旷野的孤立建筑物2上式5-1中Ae的计算方法：1.建筑物面积高度H不超过100m，其等效面积计算式为（5-2）2.建筑物面积高度H超过100m，其等效面积计算式为（5-3）式中：——为建筑物每边的扩大宽度；——分别为该建筑物的长、宽、高，单位为m。5.2本工程的防雷系统设计5.2.1确定防雷等级根据本工程概况，本建筑物高56.1m,长66.8m,宽43.3m。查询广州市当地气象资料得：Ta=81.3天/年，校正系数查表5-1得：K=1.0计算：Ae=[66.8x43.3+2(66.8+43.3)√56.1(200-56.1)x3.14x56.1(200-56.1)]x10=0.048则：N=0.1KTaAe=0.39因为0.39>0.05所以根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》,本工程建筑被划分为第二类防雷建筑。5.2.2防雷设计根据本工程概况，由上节计算得出本工程建筑物划为第二类防雷建筑，根据国家相关第二类防雷设计规范要求，本工程做下面设计。防直击雷措施：首先在屋面沿着女儿墙装置φ12镀锌圆钢避雷带作为接闪器，屋面避雷网格尺寸不超过10x10m或者12x8m，相邻引下线间距不大于18m。利用剪力墙或结构内的2根φ16或4根φ12钢筋作为屋顶防雷装置的引下线。在负二层基础底板设