商业办公楼电气设计

西安建筑科技大学本科毕业设计〔论文〕题目万科青青家园9#楼BIM电气设计学生姓名学号院〔系〕信息与控制工程学院专业建筑电气与智能化指导教师时间2023年6月15日万科青青家园9#楼BIM电气设计设计总说明本工程为万科青青家园9#楼，主体为商业办公楼，占地面积1418.32㎡。地上共13层，一、二层为商铺，3层-13层为办公室。设计内容主要包括：低压配电系统，照明插座系统，防雷接地系统以及BIM电气设计综合管线碰撞检查。低压配电系统包含内容为设计出各个供电回路相应的配电箱及走线方式，计算出各回路的计算负荷，最后选择好各个回路所需的线缆型号和保护器件型号，满足正常生活和平安的需要。照明系统主要说明一般照明灯具及插座的选择，照度及照明负荷计算，应急照明的选择及安装等。采用利用系数法进行计算，计算出各个房间适宜的灯具数量。防雷接地方面，通过计算，本工程按第三类防雷建筑做防雷设计，接地系统采用TN-S接地，局部位置做局部等电位连接。BIM电气设计方面包括了解BIM技术的开展及特点，利用REVIT软件进行建筑三维建模，管线三维建模以及三维管线碰撞检查。关键词：供配电系统；照明系统；防雷接地；BIMVankeGreenHomes9#BIMElectricalDesignDesignDescriptionThisprojectisVankegreenhomebuilding#9,themaincommercialofficebuilding,coversanarea1418.32㎡.13onthegroundfloor,firstandsecondfloorsofshops,3layers-13layeroffice.Designelementsinclude:low-voltagedistributionsystems,lightingsocketsystems,lightningprotectionandgroundingsystemsandelectricaldesignBIMintegratedpipelinecollisionchecking.Low-voltagedistributionsystemincludescontentdesignedeachpowersupplycircuitcorrespondingdistributionboxesandcablingmode,thecalculationloadiscalculatedforeachloop,eachloopandfinallychoosingthedesiredcabletypeandmodelprotectiondevicestomeetthenormallifeandsecurityneeds.Lightingsystemsmainlyexplainedselectgenerallightingfixturesandsockets,illuminationandlightingloadcalculation,emergencylighting,etc.Selectionandinstallation.Calculation,eachroomiscalculatedusingtheappropriatenumberoflampsutilizationfactormethod.Lightningprotectionandgrounding,throughcalculationoftheprojectaccordingtothethirdclassofminebuildingsdominedesign,groundingsystemusingTN-Sground,somelocationsdolocalequipotentialconnection.BIMelectricaldesignaspectsincludeunderstandingofBIMtechnologydevelopmentandcharacteristics,theuseofthree-dimensionalmodelingsoftwareREVITconstruction,pipelinethree-dimensionalmodelingandthree-dimensionalcollisiondetectionpipeline.KeyWords:Powersupplyanddistributionsystem;Lightingsystem;Lightningprotectionandgrounding;BIM目录TOC\o"1-3"\h\u1绪论11.1建筑电气系统概述111.3设计内容 11.4设计原那么和依据 21.4.1设计原那么 21.4.2设计依据 22供配电系统设计 332.1.1负荷等级 342.2低压配电系统简述 42.2.1一级负荷 42.2.2三级负荷 52.3负荷计算 5562.4断路器的选择 82.4.1断路器的概念 82.4.2断路器的选择原那么 8992.5.2选择结果: 103照明系统设计 11123.2照明光源选择 123.3照明灯具选择 123.4照度和照明方式选择 123.5正常照明设计 13133.5.2照度标准值7航空障碍灯的布置 15153.9设计结果 173.9.1照明及插座设计原那么 173.9.2平面布置图 174防雷与接地系统设计 204.1雷电的危害 214.2确定防雷等级 21224.4接地措施 225BIM电气设计 235.1BIM概述 245.2BIM的特点 245.3REVITMEP管线综合 255.4三维建模 26282829306总结 31致谢 32参考文献 33附录Ⅰ图纸目录 34附录Ⅱ机电与建筑冲突报告 35附录Ⅲ机电与机电冲突报告 361绪论1.1建筑电气系统概述建筑电气系统由供配电系统、建筑照明系统、建筑防雷及接地系统等组成。随着科学的开展和人民生活水平的提高，建筑内部各类电气设备的自动化、数字化、网络化程度不断提高，智能建筑获得了广泛的应用和开展，并成为建筑电气系统的一个重要组成局部。智能建筑包括楼宇自动化系统、通信自动化、办公自动化和综合布线。建筑电气系统设计是一项复杂而又牵扯广泛的工作，那么在建筑电气工程设计及施工的时候就要将建筑工程与电气、控制及综合布线等各项技术科学地统一起来，合理的规划每个系统的布局，利用BIM技术，可使建筑电气工程设计和建造管理高效完成。本工程为万科青青家园9#楼BIM电气设计，该建筑占地面积1418.32㎡，建筑面积约12565.6㎡，东西长26m，南北长57.85m，建筑高度52.8m。地下共一层，为停车库，水泵机房，排风机房，配电间等。地上共13层，一、二层为商铺，层高为4.5m。3层-13层为办公室，3层-11层层高为3.9m，12层层高4.3m，13层层高4.4m。顶层为机房层。根据GB50016-2023?建筑设计防火标准?表5.1.1，该建筑类别属于一类高层建筑。1.3设计内容本次设计的内容主要包括以下四个方面：〔1〕供配电系统设计，主要包括负荷等级的划分和对应的供电要求，针对不同级别的负荷选择不同的配电方式，并对配电方式进行说明。进行负荷计算，确定系统照明负荷容量、计算电流，并以此选择断路器、导线等。同时，还包括配电箱设计以及配电系统图绘制。〔2〕照明系统设计，包括照明平面的布置，照明方式，光源，灯具的选择，进行照度计算，选择各个房间适宜的灯具数量。绘制系统图，包括照明配电箱的设计和供电回路设计。〔3〕防雷接地系统，主要包括确定防雷等级，结合本建筑特点，做防止直击雷、侧击雷、感应雷设计和接地系统设计，并对卫生间等部位做局部等电位连接。〔4〕BIM电气设计，主要内容是对本工程标准层做三维建模并针对标准层内部的管线做三维管线碰撞检查。1.4设计原那么和依据1.4.1设计原那么设计需要做到平安可靠，经济合理，符合相关设计标准，表达以人为本的设计理念。办公室是人们日常办公和信息交流的重要场所，其照明设计的合理与直接影响着人们的视觉成效和主观感受。办公楼的照明设计重点是要创造舒适明亮的光环境。人性化的设计能给员工一种平安感和舒适感，促进员工更加专注地工作，提高工作效率，有效地保护眼睛，减少员工的疲惫感，藉此可减少错误和事故的发生比率，从而满足办公的多方面需求。商场照明设计的重点是保证人眼舒适度并尽量减少光源对商品的损害程度。1.4.2设计依据〔1〕设计任务书及设计要求；〔2〕给水、暖通专业所提供资料；〔3〕国家电气设计相关标准?民用建筑电气设计标准?JGJ16-2023?建筑设计防火标准?GB50016-2023?低压配电设计标准?GB50054-2023?建筑物防雷设计标准?GB50057-2023?建筑照明设计标准?GB50034-2023?建筑电气常用数据04DX101-1??建筑物电子信息系统防雷技术标准?GB50343-2023?民用建筑设计统一标准?GB50352-20232供配电系统设计2.1.1负荷等级“负荷〞的概念是指用电设备，“负荷的大小〞是指用电设备功率的大小。不同的电力负荷，其重要程度是不同的。重要的负荷对供电可靠性的要求高，反之那么低。因此电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响的程度进行分级，并针对不同负荷等级确定其对供电电源的要求。可分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。1.一级负荷1)中断供电将造成人身伤亡时。2)中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。3)中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常供电。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。1)中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱。不属于一级和二级负荷的负荷者为三级负荷。根据?建筑设计防火标准?表5.1.1，本次设计建筑属于一类高层建筑，由?民用建筑电气设计标准?第3.2.2条确定其负荷等级划分为：一级负荷：走道照明、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明等消防设备及普通电梯、生活水泵。三级负荷：包括其他动力用电和照明用电。不同级别负荷的供电要求和措施也不相同。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而中断供电时，另一个电源应不致同时受到损坏，而应能承当本用户的全部一级负荷设备的供电。当一级负荷设备容量在200KW以上或有高压用电设备时，应采用两个电压等级相同的高压电源供电。当需双电源供电的用电设备容量在100KW及以下，又难于从地区电力网取得第二电源时，宜从邻近单位取得第二低压电源或用柴油发电机组作为备用电源。对于特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源〔如应急柴油发电机〕，并且该电源严禁接入其他负荷。2.二级负荷的供电宜由两个回路供电，其第二回路可来自地区电力网或邻近单位，可用自备柴油发电机组，且供电系统应做到当电力变压器或线路发生故障时，不致中断供电或中断供电能够及时恢复。当负荷较小或地区变电条件困难时，可由一路6KV及以上专用的架空线路供电，或采用两根电缆供电，其每根电缆应能承当全部二级负荷。3.三级负荷对供电无特殊要求，采用单回路供电，但应使配电系统简洁可靠，尽量减少配电级数，低压配电级数一般不宜超过四级。2.2低压配电系统简述高层建筑低压配电系统确实定应满足计量、维护管理、供电平安及可靠行的要求。本建筑的低压配电室选址于地下一层，低压配电干线采用放射式与树干式结合的配电方式。消防负荷、普通电梯、生活水泵等一级负荷及容量大的设备采用放射式供电。照明用电等三级负荷及容量较小的分散设备采用树干式供电。个别楼层设有楼层配电箱，主干电缆通过主干桥架引至楼层配电箱，经电缆桥架引至各户配电箱。具体低压配电干线系统图详见附录配电干线系统图。2.2.1一级负荷由低压配电柜引出两路电源供电，并在末端配电箱处互投。一级负荷中特别重要负荷，除采用两路电源供电外，还分别设置柴油发电机组作为应急电源及备用电源，一级负荷中特别重要负荷采用双电源供电并在末端配电箱处互投，为消防负荷供电的电源中的一路引自应急电源。为非消防负荷供电的电源中一路引自备用电源。2.2.2三级负荷由低压配电柜引出一路电源供电，公共照明由应急配电箱引出，办公室照明，商铺照明由层配电箱经电度表箱引出。2.3负荷计算电力负荷是供电设计的依据参数。负荷计算的目的是掌握用电情况，合理的选择配电系统的设备和元件，如：导线、断路器等，计算的准确性对合理选择设备、平安可靠与经济运行，有着决定性的作用。负荷计算的根本方法：利用系数法，单位负荷法等，?民用建筑电气设计标准?〔JGJ/T16--2023〕中提出：在初步设计及施工图设计阶段，照明负荷宜采用需要系数法计算。运用负荷密度法进行负荷估算。根据?建筑电气常用数据?，办公类建筑用电指标可取30~70W/㎡，商业建筑用电指标可取40~80W/㎡，本次设计单位面积计算负荷均取70W/㎡。计算方法为：〔2-1〕式中——单间办公室或商铺负荷，kw。——单位面积计算负荷，w/㎡。——单间办公室面积，㎡。结果如下表2-1所示：表2-1预留容量估算楼层房间/面积㎡负荷值kw楼层房间/面积㎡负荷值kw一层10二层101212101015151010101010121012总计8791三层10四层至十层151212121212121919总计6570十一十二层10十三层4010121219总计6340利用需用系数法计算。计算公式如下：〔2-2〕〔2-3〕〔2-4〕〔三相〕〔2-5〕〔单相〕〔2-6〕式中，——为预留容量，kw——为需要系数——为有功功率，kw——为与运行功率因数角相对应的正切值——为无功功率，kvar——为视在功率，kVA——为计算电流，A——为额定电压，V以四层办公室五照明回路计算为例：取=2.02kW=0.9=0.9×0.9=1.818kw×0.48=0.873kvar===2.017kVA===9.18A×选择导线要满足断路器的脱扣电流导线允许载流量，通过查表可²的BV聚氯乙烯绝缘铜导线。具体选型原那么下面会有介绍。选择结果：照明回路断路器：CH1-63C16A/1P2.本工程各配电箱的负荷计算以电度表箱AW2为例：取=70kW=0.8=0.9=185×0.9=56kW=56×0.48=26.88kvar===62.12kVA===94.6A断路器选择：CM5G-125/3P电缆选择：WDZ-BYJ-4x35+1x162.4断路器的选择2.4.1断路器的概念断路器是控制电流通断的设备，主要用于对线路及设备的保护，当电路中出现过载、短路、欠压等故障时，能迅速切断电源，保护线路、负载及相关设备的平安。断路器被广泛用于低压电网中作过载、短路保护。如果选择不当，可能会发生误动作或不动作，失去保护作用，甚至产生平安隐患。因此，应根据具体使用条件，与相邻电器的配合以及断路器的结构特点等因素，选择最适宜的断路器类型。2.4.2断路器的选择原那么根据用途选择断路器的型式及极数；根据最大工作电流选择断路器的额定电流；根据需要选择脱扣器的类型、附件的种类和规格。具体要求是：①断路器的额定工作电压≥线路额定电压；②断路器的额定短路通断能力≥线路计算负载电流；③断路器的额定短路通断能力≥线路中可能出现的最大短路电流〔一般按有效值计算〕；④线路末端单相对地短路电流≥1.25倍断路器瞬时〔或短延时〕脱扣整定电流；⑤断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压；⑥断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压；⑦断路器用于照明电路时，电磁脱扣器的瞬时整定电流一般取负载电流的6倍。依据断路器的选择原那么，本设计的全部低压断路器均选用常熟断路器。现以一层电度表箱AW1加以说明：图2-1电度表箱AW1系统图CM1-10080A/2P表示是使用常熟开关公司的断路器，2P表示两极开关控制火线，80A表示该断路器的额定电流。如上图2-1，回路HX1：容量=10KW，取需要系数=1，功率因数=0.9，=0.48,由公式2-2得=10kw，由公式2-3得=4.8kvar,由公式2-4得Sc=11.09kVA，由公式2-6得=A，选用CM1系列中的CM1-10080A/2P断路器，其额定电流I=80A＞A，合格。该配电箱总的计算电流为=A，选用CM5G-125/3P，其额定电流I=125A＞A，前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级，综合考虑，配电箱的进线开关的额定电流应选125A,HX1回路断路器选择CM1-10080A。1.一般导线截面的选择为了保证供电系统平安、可靠、优质、经济地运行，导线和电缆截面的选择必满足以下条件：〔1〕发热条件导线和电缆〔含母线〕在通过计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。〔2〕电压损耗导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗，不应超过正常运行时允许的电压损耗值。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。〔3〕经济电流密度高压线路及特大电流的低压线路，一般应按规定的经济电流密度选择导线和电缆的截面，以使线路的年运行费用〔包括电能的损消耗〕接近于最小，节约电能和有色金属。所选截面，称为“经济截面〞。此种选择原那么，称为“年费用支出最小〞原那么。但对建筑园区内较短的10KV及以下的高压线路和母线，可不按经济电流密度选择。

〔4〕机械强度导线的截面应不小于最小允许截面。由于电缆的机械强度很好，因此电缆不校验机械强度，但需要校验短路热稳定度。此外，对于绝缘导线和电缆，还需要满足工作电压的要求。三相系统相线截面的选择电流通过导线，要产生能耗，使导线发热。裸导线的温度过高时，会使接头处的氧化加剧，增大接触电阻，使之进一步氧化，如此恶性循环，最后可开展到断线。而绝缘导线和电缆的温度过高时，可使绝缘加速老化甚至烧毁，或引起火灾。因此，导线正常发热温度不得超过导线额定负荷时的最高允许温度〔如常用的BV塑料绝缘导线最高允许温度为65℃〕。3.中性线和保护线截面的选择(1)中性线〔N线〕截面的选择三相四线制系统中的中性线，要通过系统的不平衡电流和零序电流，因此中性线的允许载流量，不应小于三相系统的最大不平衡电流，同时应考虑谐波电流的影响。

(2)保护线〔PE线〕截面的选择保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短路热稳定度。N、PE线截面选择总结如下表2-2所示：表2-2N、PE线截面选择相导体Smm²mm²mm²2.5.2选择结果:〔１〕照明回路统一选用聚氯乙烯绝缘铜导线BV3×mm²,普通插座回路统一选用BV3×mm²，柜式空调插座统一选用BV3×4mm²。〔２〕其它设备导线选择详见附录配电箱系统图。3照明系统设计电气照明是建筑物的重要组成局部，照明设计的优劣除了影响建筑物的功能外，还影响其艺术效果。照明装置的电气局部主要包括照明开关、照明线路及照明配电。电气照明设计的根本原那么主要是平安、适用、经济、美观。本次设计，主要是商铺和办公室。商铺的照明设计重点是创造良好的商品展示光环境，同时能够吸引顾客；办公室的照明设计重点是要创造舒适明亮的光环境，提高工作效率，减少视觉疲劳。要打造舒适的照明环境，应根据建筑需要的光环境特点并结合周围环境进行设计。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、灯具功率、数量，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。3.2照明光源选择照明光源选择一般原那么：〔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。3.3照明灯具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。灯具选择一般原那么〔１〕使用平安：防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险；〔２〕提高能效：选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应，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、协调〕、经济性〔性价比高〕和能源效益的结合；〔４〕限制眩光。3.4照度和照明方式选择照度的正确选择与计算是电气照明设计的重要任务，照度太低会损害工作人员的视力，不合理的高照度那么会浪费电力。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。另外，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。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，如白色墙面的反射系数可达70－80％，同样能起到节电的作用。3.5正常照明设计办公照明设计原那么〔1〕办公时间几乎都是白天，因此人工照明应与天然采光结合设计而形成舒适的照明环境。办公室照明灯具宜采用荧光灯。〔2〕办公室的一般照明宜设计在工作区的两侧，采用荧光灯时宜使灯具纵轴与水平视线平行。不宜将灯具布置在工作位置的正前方。在难于确定工作位置时，可选用发光面积大，亮度低的双向蝙蝠翼式配光灯具。〔3〕在有计算机终端设备的办公用房，应防止在屏幕上出现人和什么物〔如灯具、家具、窗等〕的映像。〔1〕照明由一般照明、专业照明和重点照明组合而成，不宜把装饰商品照明兼做一般照明。〔2〕对于立体商品〔如服装模特等〕，灯具的位置应使光线方向和照度分布有利于加强产品的立体感。〔3〕在自选商场中，可采用固定安装的一般照明，其光源应以荧光灯为主。3.5.2照度标准值根据?建筑照明设计标准?GB50034—2023，本次设计各照度标准值应符合下表3-1规定。表3-1照度标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值〔〕普通办公室300一般商铺300配电室300机房、库房50走廊地面50卫生间地面75楼梯地面30电梯前厅地面75应急照明可分为疏散照明和备用照明疏散应急照明：为保证人员在发生事故时能快速而平安的离开建筑物所设立的照明。在疏散通道的地面上提供的照度应到达1，最低不低于0.2。在平安门和疏散通道的明显位置还要设置标志指示灯。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，备用照明往往由一局部或全部正常照明灯具提供，应急电源主要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%。防烟排烟风机房、配电室和自备发电机房、电梯机房以及发生火灾时仍需工作的其他房间的应急照明，仍应保证正常的照明照度。以下部位布置应急照明灯具：楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟风机房、配电室和自备发电机房、电梯机房以及发生火灾时仍需工作的其他房间。走廊灯具接双回路，平时正常供电，发生紧急情况时自动切换应急供电。疏散应急照明灯宜设置在墙面上；平安出口标志灯设在楼梯间出口的顶部；疏散走道的标志设在疏散走道及其转角处距地面1米以下的墙面上。走道疏散标志灯的间距不大于20米。应急照明和疏散指示标志采用蓄电池作为备用电源，且持续供电时间不应少于20min。设计结果见附录照明平面图。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局部，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，应急照明才可以选择其他光源，因为假设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时，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。3.7航空障碍灯的布置根据民航标准规定，高度超过45m的建筑物应设置航空障碍灯，所以本次设计的建筑物应设置航空障碍灯。设置遵循以下原那么：〔1〕必须在物体的顶部设一个或几个障碍灯，如烟囱或其他类似性质的构筑物，顶部障碍灯必须位于顶端下1.5米至3米之间。〔2〕如物体的顶部高于周围地面45米以上，必须在中间层加设障碍灯。这些加设的中间层障碍灯的间距必须在顶部灯与地面间的每层灯距尽可能相等。采用低、中光强障碍灯，灯间距必须不超过45米。设置障碍灯层数N=H〔物体高度〕米/45米〔灯的间距〕〔3〕外形广阔的建筑物，设置的障碍灯应能从各个方面看出物体的轮廓，水平方向也可参考以45米左右的间距设置障碍灯。本建筑顶部最高突出局部为58.6m，且为突出局部，据此，在距其顶两米的下端部位布置2个航空障碍灯。建筑物的八层和顶层处在四个转角分别设置四个航空障碍灯。根据民航标准，建筑高度大于45米小于105米时，采用中光强B型ZHT-202Z/B障碍灯配合低光强使用。同时，设置的障碍灯应做防雷保护，并满足以下要求：〔1〕顶端设置的航空障碍灯，应安装避雷器，避雷器局部应与避雷带等设施紧密连接。〔2〕建筑物中间部位安装的航空障碍灯，需采用金属网罩加以保护，并与灯具的金属局部均作接地处理。照度计算的方法通常有利用系数法、单位功率法和逐点计算法三种。本次设计采用的计算方法是利用系数法，它是计算工作面上平均照度的一种计算方法。是根据光源的光通量、房间的几何形状、灯具的数量和类型确定工作面平均照度的计算方法。计算平均照度的根本计算公式〔3-1〕其中：E——工作面上的平均照度〔〕——光通量〔〕N——光源数量〔套〕U--利用系数A--工作面面积㎡,K--灯具维护系数下面取两例进行照度计算：〔1〕以商铺2-7为例室内计算取0.75m水平面为参考平面，灯具安装高度取3.5m。L=16.15m，B=8.35m，S=134.70㎡顶棚反射率=50%,墙壁反射率=50%，地面反射率=20%,照度要求：照度取300，选用36W双管荧光灯〔总光通量为5950〕计算数目：=300×134.7/(5950××0.8)===13，实配灯具数目：14套照度校验：=14×5950××，能到达300的照度要求。〔2〕以办公层女卫为例室内计算取地面为参考平面，灯具安装高度取3.2m。L=3.60m、B=2.73m，S=9.84㎡顶棚反射率=80%,墙壁反射率=70%，地面反射率=20%,照度要求：照度取75，选用40W防水防尘灯〔光通量为2900〕计算数目：=75×9.84/(2900××0.8)===1，实配灯具数目：1套照度校验：=1×2900××，满足照度要求。3.9设计结果3.9.1照明及插座设计原那么〔1〕三相照明配电干线各项负荷宜分配平衡，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%，最小相负荷不宜小于三相负荷平均值的85%，以使各相电压偏差不大。〔2〕室内每一分支回路的长度，对于三相380/220V，一般不宜超过100m；对于单相220V线路，一般不宜超过35m。〔3〕为了使分支回路或灯具内发生短路或过负荷等故障时，断开电路影响的范围不致太大，故障发生后检查维修较方便，室内每一条分支回路的电流不宜超过16A，所接光源数不宜超过25个。〔4〕为了防止由保护器动作而照成的不必要的停电，插座与照明宜接于不同的分支回路，且每一单相分支回路的插座数量不宜超过10个〔组〕，同一房间的同类插座宜由同一分支回路配电。〔5〕备用照明和疏散照明的回路上不应设置插座。〔6〕每个插座由1个单相三线和1个单相二线的插孔组合。〔7〕插座尽量选择墙插，以减少施工本钱。特殊情况考虑地插。〔8〕办公室插座数量可按4～5㎡一个插座，最低离地300MM，每条回路插座数最多10套。必须有接地线。有电脑的，每条回路中最好不超过5套电脑电源。3.9.2平面布置图依据上述设计原那么、照度标准以及负荷计算结果，对办公室和商铺做照明平面设计。〔1〕照明设计：照明方式选择一般照明，可使整个场地都能获得均匀的照度，适用于办公室、教室、营业厅等。采用集中控制方式，在户配电箱处采用断路器控制灯具。灯具选择以荧光灯为主〔因其光效高，扩散广，色温、显色性的种类多，寿命长〕，采用与外窗平行的布灯方式，以规那么的直线状排列或网状布置，这两种照明方式的照明方向性不强，能保证所有的工作位置得到适宜的照度。对于商场来说荧光灯光源引起商品褪色程度低。卫生间选用防水防尘灯，走廊阳台等公共场所选用吸顶灯。电梯井道照明用单联双控开关控制，电梯机房、基坑各安装一只，距地1.5m。〔2〕插座设计：插座5个一回路，因考虑到可能会有计算机终端。空调插座单设回路，每回路不超过两个。所有插座均沿墙设置。电井内检修插座每层一个。电梯井道内距井道最高点0.5m和井道坑底向上0.5m各设1个插座，共2个。设计结果如以下图所示。图3-1办公室照明平面布置图3-2卫生间照明平面布置图3-3应急疏散照明平面布置图3-4商铺照明平面布置图3-5商铺插座平面布置 图3-6办公室插座平面布置具体平面图详见附录插座平面图。4防雷与接地系统设计4.1雷电的危害随着现代社会的建筑、电力、通信、航空、航海、交通运输等各行业的高速开展，特别是近年来微电子技术的广泛应用渗透到各个生产和生活领域中，由于人们对雷电的机理认识缺乏和对防雷措施的使用不当导致人身和财产损失的事件仍时有发生。据统计，全球每年因雷电灾害而导致的经济损失约100亿美元，伤亡人数在30000人以上。雷电的危害一般分为四个方面：雷电波侵入，感应过电压，地电位还击〔这三种总称雷电电磁脉冲，占85%左右〕，直击雷〔15%左右〕。接地作为应用最为广泛的电气平安措施之一，对防雷而言至关重要，对各种电子电气设备的正常使用和保护更是不可或缺。同时，它也确保电力系统运行人员及其他人员的人身平安。防雷与接地的系统工程引起了人们的重视，它是保护人民生命财产的重要措施。4.2确定防雷等级?建筑物防雷设计标准?GB50057-2023，根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及后果，按防雷要求划分为三类，本次设计的建筑物属于第三类防雷建筑。防雷等级确定如下：预计雷击次数N〔次/a〕〔4-1〕其中K——校正系数，一般情况下取1。——建筑物所处地区雷击大地的年平均密度〔次/km²/a〕〔4-2〕—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(km²)(4-3)—当地平均雷暴日〔d/a〕L、W、H—分别为建筑物的长宽高计算结果如下表4-1。表4-1防雷级别确定建筑物数据建筑物的长〔m〕建筑物的宽〔m〕26建筑物的高〔m〕等效面积〔km²〕建筑物属性商业办公楼一般性民用建筑气象参数年平均雷暴日〔d/a〕年平均密度〔次/km²/a〕计算结果预计雷击次数N〔次/a〕防雷级别第三类防雷根据?建筑物防雷设计标准?GB50057-2023，条文3.0.4第三条：预计雷击次数大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物，应属于第三类防雷建筑。建筑物的防雷装置应满足防侧击雷、防直击雷、防雷电感应及雷电波的侵入，并设置总等电位联结。∅12镀锌圆钢接闪带作为接闪器，并在整个屋面上装设不大于20m×20m或24m×16m的接闪网格。∅16以上主筋通长焊接作为引下线〔间距不大于25米〕。3.引下线上端与避雷带焊接,下端与接地极焊接，建筑物四角的外墙引下线在室外地面上0.5m处设测试卡子。4.凡突出屋面的所有金属构件〔金属通风管、金属屋面、金属屋架〕均用∅12热镀锌圆钢与避雷带可靠焊接；各层主梁内钢筋相互焊通,并与防雷引下线焊通。5.接地极：利用桩根底钢筋，要求每一独立柱基底部的钢筋网焊通，并与引下线钢筋焊通。4.4接地措施1.本工程接地型式采用TN-S系统，所有配电回路设专用PE线，凡正常不带电而绝缘损坏时可能带电的电气设备的金属外壳，金属支架等物体均应与PE线可靠联接。2.电气竖井内，从底部至顶端垂直明敷两条，每层水平明敷一圈热镀锌接地扁钢〔40×4〕，水平与垂直接地扁钢之间可靠焊接。垂直接地扁钢上、下端均与接地装置可靠连接。3.卫生间均做局部等电位联结，等电位端子箱下端距地0.3米，将卫生间内金属管道及联接件、PE线、地板内钢筋与端子板连接。4.电梯机房设局部等电位端子板，电气设备的金属外壳、平安保护接地等以最短的距离与局部等电位端子板连接。5BIM电气设计5.1BIM概述自1975年，“BIM之父〞——乔治亚理工大学的ChunkEastman教授创立了BIM理念至今，BIM技术凭借其强大的功能在建筑行业得到越来越多的青睐，BIM技术引入我国，在建筑行业内得到迅速开展。BIM即“BuildingInformationModeling〞的缩写，中文“建筑信息模型〞，是以三维数字技术为根底，集成了建筑工程工程各种相关信息的工程数据模型。美国国家BIM标准对BIM的定义是“BIM是一个设施〔建设工程〕物理和功能特性的数字表达；BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到撤除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在工程的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。〞在一个建设工程的生命周期内，我们不缺少信息，却缺少对信息的结构化组织管理和信息交换，在这种大的环境背景下，BIM应运而生，它的行业使命就是：解决工程不同阶段、不同参与方、不同应用软件之间的信息结构化组织管理和信息交换共享，使得适宜的人在适宜的时候得到适宜的信息，这个信息要求准确、及时、够用。5.2BIM的特点〔1〕可视化，所见即所得在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化，所以，可视化的效果不仅可以用作效果图的展示和报表的生成，更重要的是工程设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行，模拟三维的立体事物可以更方便的进行沟通，讨论和决策。〔2〕协调性解决各专业之间出现的信息不兼容现象，如管道与结构发生冲突，各个房间出现冷热不均，预留洞口没留或尺寸不对的情况等现象，使用BIM协调流程进行协调综合，减少不合理变更方案或者问题变更方案。这也是本次设计主要应用的特点。〔3〕模拟性利用四维施工模拟相关软件，根据施工组织安排进度方案安排，在已经搭建好的模拟的根底上加上时间维度，分专业制作可视化进度方案，即四维施工模拟。一方面可以知道现场施工，另一方面为建筑、管理单位提供分厂可观的可视化进度控制管理依据。〔4〕优化性现代建筑的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂工程进行优化的可能。〔5〕可出图性建筑设计图+经过碰撞检查和设计修改=综合施工图。如综合管线图，碰撞检查错误报告和建议改良方案等使用的施工图纸。〔6〕造价精确性利用REVIT等已经搭建完成的模型，直接统计生成主要材料的工程量，辅助工程管理和工程造价的概预算，有效的提高工作效率。BIM技术的运用可以提高施工预算的准确性，对预制加工提供支持，有效的提高设备参数的准确性和施工协调管理水平。〔7〕造价可控性通过BIM技术可以非常准确的深化钢筋、现浇混凝土，并且所有深化、优化后的图纸都可以从BIM模型中自动生成。5.3REVITMEP管线综合本次设计利用AUTODESK设计的REVITMEP软件进行。该软件是一款智能的设计和制图工具，它可以创立面向建筑设备及管道工程的建筑信息模型。RevitMEP软件借助真实管线进行准确建模，可以实现智能、直观的设计流程，从整座建筑物的角度来处理信息，将给排水、暖通和电气系统与建筑模型关联起来，优化建筑设备及管道系统的设计。同时最大限度的提高基于Revit的建筑工程设计和制图的效率，减少设备专业设计团队之间，以及建筑师和结构工程师之间的协作。自动交换工程设计数据，及早发现错误，防止让错误进入现场并造成代价高昂的现场设计返工。REVIT软件广泛应用在工程技术的各个方面，在电气设计中的应用和优势主要表现在以下方面：(1)碰撞检查RevitMEP包含一个简易的碰撞检查功能，它能够进行模型之间实体的碰撞检查，在检查完成后可以形成相应的检查报告，并可以将其导出、备用。首先，选择需要进行碰撞检查的其他专业文件，以原点对原点的定位方式链接到本专业模型中来，运行碰撞检查后会自动弹出一个冲突报告，列出检查后的各冲突项。随后，设计人员可以选择相关冲突项，点击显示，或利用报告中的ID号查看碰撞构件并进行修改碰撞、解决碰撞。(2)工程数量统计“族〞是Revit的根底，它使设计人员可以方便地管理和修改所构建的模型。每一个族，均可通过加“注释〞的方式进行赋值，点击注释命令就可以清楚地知道其材质、尺寸、标高、光源等信息，这样，设计中的每个设备、每条管线都具有了自己的参数属性。而RevitMEP提供了强大的明细表功能，可以根据需要创立各种类型的工程量清单。(3)施工图的生成使用传统的CAD出图，图纸只能局限于二维的平面、立面及剖面图，但RevitMEP那么可以通过三维视图特有的直观性、可视性，更清晰地向业主进行设计成果展示及表达设计人员的设计思路，同时减少施工人员对图纸的误读率，降低施工过程中的返工率。(4)协同设计协同主要表达在电气专业内部协同和专业之间协同合作两个方面。1)电气专业内部协同对于规模较大或较为复杂的工程，往往都是由多个电气设计人员一起协作完成，每个设计人员各自负责一局部。用传统CAD绘制时，由于沟通不便，互相之间难免出现产品选型不一致、桥架或设备位置相互碰撞或重叠等情况。而使用ＲevitMEP将使类似问题大幅减少，因为RevitMEP采用的是中心文件模式—-一种可有多人同时在同一模型平台一起工作的方式。中心文件永远保持在最新状态，设计人员在本专业权限内可及时读取所需的相关信息，并能上传自己所修改的信息，实现电气专业内部的实时协调整改，大大地提高了工作效率［2］。2)专业间的协同合作使用RevitMEP，可以在设计过程中随时链接其他专业的模型进行碰撞检查并实时协调。开启复制/监视功能，如果建筑专业的标高或者轴网信息更改，给排水、暖通的设备及管道位置有变化，模型中都会出现警告提醒，这样就到达了设计的同步性。(5)数据分析计算RevitMEP里面有个空间/分区功能。空间相当于房间，房间本体所具备的长、宽、高及面积体积数据均会在属性栏表达，电气设计人员那么可选择同类空间统一处理，用于计算照度、功率密度等，为设计提供方便。5.4三维建模本次BIM电气设计主要包含两个方面：建筑模型和机械模型。创立工程文件时，建筑选用建筑样板，水、暖、电局部选用机械样板。下面简单讲述创立过程。首先，处理CAD底图。在CAD图纸上选择需要创立的局部，以复制到原点的方式生成新的CAD底图。第二，在REVIT中新建工程文件，在“插入〞选项卡中选择“链接CAD〞，选择新创立的CAD底图，以“自动-原点到原点〞的方式进行链接。第三，创立标高和轴网。轴网在平面图中绘制，标高在立面图中绘制。最后，按照底图创立三维模型。管线的模型包括电气、暖通、给排水三个方面。电气管道主要是电缆主干桥架。暖通局部主要是防烟排风井道的排风系统。给排水局部包含管道较多，有：给排水系统，消火栓系统，自动喷淋系统，空调冷凝水系统，雨水立管系统等。水管与其他专业的碰撞修改必须依据一定的修改原那么，主要有如下原那么：〔1〕电线桥架等管线在最上面，风管在中间，水管在最下方。〔2〕满足所有管线、设备的净空高度要求，即管道高距离梁底部200mm。〔3〕在满足设计要求、美观要求的前提下尽可能节约空间。〔4〕当重力管道与其他类型的管道发生碰撞时，应修改、调整其他类型管道。即将管道偏移200mm。创立的三维模型如以下图：图5-1三维建筑模型图5-2三维管线模型图5-3标准层三维管线模型水暖电模型搭建好以后，进行管线综合，找出并调整有碰撞的管线。利用REVITMEP的“碰撞检查〞功能能快速准确的找出工程中图元之间或主体工程和链接模型的图元之间的碰撞并加以解决，操作步骤如下：〔1〕运行碰撞检查：单击“协作〞选项卡中“碰撞检查〞下拉列表“运行碰撞检查〞。〔2〕选择“类别来自〞：选择类别即选择检测碰撞的主体，本次碰撞检查分别为机电与机电之间的碰撞和机电与建筑之间的碰撞。〔3〕选择图元类别：在两次碰撞检查过程中，主体类别下的图元类别都是全选。〔4〕碰撞冲突报告：完成上述步骤后，即可生成“冲突报告〞。本次生成冲突报告共两份。一份是机电模型与机电模型之间的碰撞检查报告，一份是机电模型与建筑模型之间的碰撞检查报告。分别举例如下：图5-3机电模型与机电模型碰撞检查图5-4机电模型与建筑模型碰撞检查如上图5-3、5-4所示，根据工程元件后的ID即可查询到该碰撞元件。图5-6机电与机电碰撞实例图5-7机电与建筑碰撞实例如上图5-6为一处机电之间的碰撞实例，发生这种碰撞的原因往往是设备摆放位置不当。图5-7为一处机电与建筑之间的碰撞实例，一处管道穿墙，一处管道连接时与墙壁碰撞。产生这种结果的原因是在建筑模型上事先没有预留孔洞。同样的还有雨水立管等立管与建筑模型之间的碰撞也是这种原因。修改的方法就是按照立管位置相应开洞，同时，在CAD图纸上也应预留孔洞。REVITMEP功能强大，在本次设计中仅仅重点使用了其碰撞检查的功能。在绘制各系统模型过程中遇到了各种各样的问题，如在绘制管道过程中会出现管道无法连接的问题，经过反复检查尝试并查阅资料之后发现，出现这个问题的原因往往是以下几点：〔1〕管道与附件或管道末端之间距离太短〔2〕在管件类型中没有设置适宜的连接件〔3〕官道之间标高出现错误等等。建模过程可以说是一个不断认识、不断学习的过程，发现问题并解决这些问题的过程。在这个过程中，不断加强对REVIT软件应用的认识，同时也发现自己现在所掌握的不过是九牛一毛。BIM技术包含的软件远不止REVITMEP，BIM技术的应用也远不止自己现在所了解的这些，要想真正掌握并熟练其应用，还用很长的路需要去探索和发现。6总结通过大学四年的学习，我较系统的学习了建筑电气与智能化的理论知识，对本专业有了一定的了解。本次毕业设计主要设计了商业办公楼的电气局部。结合建筑平面图对电气照明、供配电系统、防雷接地系统等做了较为完整的计算和设计，并绘制了工程施工图纸。使我的专业知识的综合应用能力有所提高。同时，本次设计也是我首次系统性的了解BIM相关知识，并且学习REVIT软件的应用。随着越来越多的人逐渐认识、了解和使用BIM技术，它将在包括电气领域在内的各个方面大放异彩。同时，我也认识到自己所学习的还是太少，软件运用也不成熟，无论从哪个方面来讲，自己都应多多学习。通过本次设计我对专业知识有了更深一步的学习和认识，将专业理论与工程实践做了一次初步的结合，为不久之后步入社会走上工作岗位作了必要的技术和心理准备。致谢通过这次毕业设计我收获良多，获得了许多珍贵的知识，除了书本上的知识之外，还有老师和各位同学的指导和帮助。在提高了我的自学能力及专业知识的根底上，也培养了我的独立分析和解决问题的能力。在本次设计中得到张老师的耐心指导，从毕业设计选题、总体设计到撰写毕业设计论文，无不倾注了老师的心血与汗水，同学们也为我提供了力所能及的帮助，为我提了不少珍贵意见，并创造了浓厚的学习气氛，在此也一并向他们表示感谢！再次感谢老师悉心的指导和同学们的热心帮助。此次设计是我初次设计，设计及论述过程中难免有错误和不妥之处，敬请各位老师和同学批评指正。参考文献[1]李云.建筑电气[M].北京：北京大学出版社，2023.[2]郭福雁，黄民德.建筑供配电与照明[M].北京：中国建筑工业出版社，2023.[3]唐志平.供配电技术[M].北京：电子工业出版社，2023.[4]刘刚，邓春林.防雷与接地技术概论[M].广州：华南理工大学出版社，2023.[5]邹炫.商业综合体电气的设计研究[J].电力工程，3，2023[6]孔嵩.建筑信息模型BIM研究[J].建筑电气，2023,(4):27-31．[7]柏慕进业.AutodeskRevitMEP2023管线综合设计应用[M].北京：电子工业出版社，2023.[8]何关培.BIM总论[M].北京：中国建筑工业出版社，2023.[9]国家标准.低压配电设计标准GB50054-2023，北京：中国方案出版社，2023.[10]国家标准.建筑照明设计标准GB50034-2023，北京：中国建筑工业出版社，2023.[11]国家标准.建筑设计防火标准GB50016-2023，北京：中国方案出版社，2023.[12]国家标准.建筑物防雷设计标准GB50057-2023，北京：中国方案出版社，2023.[13]国家标准.民用建筑电气设计标准JGJ16-2023，北京：中国建筑工业出版社，2023.[14]EdwardGoldbergH.Thebuildinginformationmodel:isBIMthefutureofAECdesign?[J].Cadalyst,2004,21(11):56-58.[15]NationalInstituteofBuildingSciences,UnitedStatesNationalBuildingInformationModelingStandard,Version1-Part1[R].[16]J.K.W.Wong,H.Li,S.W.Wang,Intelligentbuildingresearch:areview[J].AutomationinConstruction,2005,14:143-159.附录Ⅰ图纸目录工程名称万科青青家园9#楼BIM电气设计专业班级建筑电气与智能化1201序号图纸名称图号图幅备注1电气施工图设计说明一电施01A2+1/42电气施工图设计说明二电施02A2+1/43配电干线系统图电施03A24低压配电系统图电施04A2+1/25配电箱系统图一电施05A2+16配电箱系统图二电施06A2+17配电箱系统图三电施07A2+18配电箱系统图四电施08A2+1/49配电箱系统图五电施09A210一层插座平面图电施10A211二层插座平面图电施11A212三层插座平面图电施12A213四~十层、十一、十二层插座平面图电施13A214十三层、机房层插座平面图电施14A215一层照明平面图电施15A216二层照明平面图电施16A217三层照明平面图电施17A218四~十层、十一、十二层照明平面图电施18A219十三层、机房层照明平面图电施19A220屋顶层照明平面图电施20A221屋顶层防雷平面图电施21A222一层接地平面图电施22A2出图人贺成成出图日期2023年06月附录Ⅱ机电与建筑冲突报告冲突报告工程文件:G:\毕设\题目\BI