2026年建研院建筑电气工程师案例分析题集含答案

2026年建研院建筑电气工程师案例分析题集含答案一、综合案例分析（共3题，每题20分）案例1（2020年真题改编，某超高层建筑电气设计）背景：某项目为位于上海的超高层建筑，建筑高度580m，共120层，包含办公、酒店、商业及避难层等功能区。电气设计需满足《上海市超高层建筑消防安全管理规定》及《民用建筑电气设计标准》（GB51348-2019）要求。请结合项目特点，分析以下问题：1.供配电系统：说明该建筑应采用何种供电方式，并阐述主变压器选择的原则及容量计算依据。2.应急照明系统：针对疏散通道、安全出口等区域，设计应急照明回路，计算所需照度标准及备用电源切换时间。3.消防电气系统：分析火灾自动报警系统应如何与疏散指示系统联动，并说明避难层电气设备配置的注意事项。答案与解析：1.供配电系统：-供电方式：应采用双路10kV市电+自备发电机（或UPS）供电，符合超高层建筑供电可靠性要求。-主变压器选择：总负荷约150MW，采用2台400MVA干式变压器，N+1冗余配置。依据《GB51348-2019》第3.3.3条，变压器效率≥98%，冷却方式为强迫油循环水冷。2.应急照明系统：-照度标准：疏散通道≥5lx，安全出口≥10lx（《GB51348-2019》第10.2.2条）。-备用电源切换：消防负荷切换时间≤5s，采用双路切换柜，UPS后备时间≥30分钟。3.消防电气系统：-联动设计：火灾报警信号触发后，疏散指示系统应点亮疏散方向指示灯（《GB51309-2019》第4.3.2条）。-避难层配置：设置独立应急电源，消防电梯迫降至首层，灯具采用防爆型，备用电源持续供电时间≥180分钟。案例2（2021年真题改编，某医院医疗电气设计）背景：某三甲医院项目位于深圳，总建筑面积15万平方米，包含门诊、住院、手术室等功能区。电气设计需满足《综合医院建筑设计规范》（GB51039-2014）及《深圳经济特区医疗废物管理条例》要求。请分析以下问题：1.手术室电气系统：说明手术室配电系统应如何划分，并阐述抗干扰措施。2.医疗气体系统：设计手术室氧气、氮气管道的电气保护措施，并说明气体泄漏报警系统的配置要求。3.数据中心供电：医院数据中心负荷密度达80W/平方米，设计UPS容量及电池后备时间，并说明热备份策略。答案与解析：1.手术室电气系统：-配电划分：采用专用回路，手术室照明、插座分离，插座回路加装浪涌保护器（SPD）。-抗干扰措施：采用屏蔽电缆，设备接地电阻≤1Ω，强弱电线路间距≥1米。2.医疗气体系统：-电气保护：氧气管道加装防爆型电气设备，氮气管道采用IP65防护等级，气体泄漏时自动切断气源并报警。-报警系统配置：采用总线制气体检测仪，实时监测浓度，报警器覆盖所有气体间。3.数据中心供电：-UPS容量：总负荷1200kW，UPS选型1200kVA，后备时间≥30分钟。-热备份策略：双机热备，电池组按N+1配置，每年检测内阻及容量。案例3（2022年真题改编，某数据中心供配电设计）背景：某数据中心位于北京，采用模块化UPS系统，总功率3000kW。电气设计需满足《数据中心基础设施设计规范》（GB50174-2017）及《北京市绿色建筑评价标准》要求。请分析以下问题：1.变配电系统：说明该数据中心应采用何种变压器类型，并计算应急发电机容量。2.PUE值优化：设计冷水机组与冷水机组之间的余热回收方案，并说明如何降低PUE值。3.防雷接地：分析数据中心直击雷防护措施，并说明等电位联结要求。答案与解析：1.变配电系统：-变压器类型：采用干式变压器，效率≥98%，容量3000kVA。-发电机容量：按总负荷的120%计算，选型3600kW柴油发电机，切换时间≤10s。2.PUE值优化：-余热回收方案：利用冷水机组废热加热办公区空调热水系统，采用闭式冷却塔。-PUE降低措施：采用自然冷却（冬季），冷通道遏制技术。3.防雷接地：-直击雷防护：设置接闪器，引下线间距≤15米，接地电阻≤10Ω。-等电位联结：机柜、地板、金属管道等需联合接地，跨接电阻≤0.01Ω。二、专项案例分析（共5题，每题15分）案例4（照明设计，某博物馆展馆应急照明）背景：某博物馆展馆面积800平方米，需设计应急照明系统。请回答：1.应急照明灯具选型需满足哪些标准？2.计算疏散通道照度标准，并说明备用电源切换时间要求。3.分析展柜内应急照明与普通照明如何实现独立控制。答案与解析：1.灯具选型：采用LED应急灯具，显色指数（CRI）≥90，防护等级IP65。2.照度标准：疏散通道≥3lx，切换时间≤5s，备用电源持续供电时间≥90分钟。3.独立控制：展柜应急照明采用专用回路，普通照明与应急照明通过双电源开关隔离。案例5（防雷接地，某商业综合体防雷设计）背景：某商业综合体高度60米，需设计防雷系统。请回答：1.该建筑应采用何种防雷等级？并说明防雷措施。2.计算引下线间距，并说明接地电阻要求。3.分析防雷接地与工作接地的关系。答案与解析：1.防雷等级：按II级防雷设计，设置接闪器、引下线、接地网。2.引下线间距：≤18米，接地电阻≤10Ω（土壤电阻率＜100Ω·m时）。3.接地关系：防雷接地与工作接地共用接地网，但需加装绝缘隔断。案例6（弱电系统，某酒店火灾自动报警）背景：某五星级酒店需设计火灾自动报警系统。请回答：1.火灾探测器应如何分区？并说明探测器选型依据。2.分析手动报警按钮与火灾报警控制器的连接方式。3.说明消防广播与应急照明系统的联动逻辑。答案与解析：1.探测器分区：按楼层划分，走廊采用感烟探测器，厨房采用感温探测器。2.连接方式：采用总线制，手动按钮直接连接控制器，信号传输距离≤100米。3.联动逻辑：火灾报警触发后，消防广播切换至火灾频道，应急照明点亮疏散指示灯。案例7（供配电，某工厂变配电系统）背景：某工厂总负荷8000kW，需设计变配电系统。请回答：1.变压器容量应如何计算？并说明高压侧供电方式。2.分析低压侧无功补偿方案，并计算补偿率。3.说明备用电源切换方式及切换时间要求。答案与解析：1.变压器容量：按总负荷的110%计算，选型2台4000kVA变压器，高压侧采用10kV双路供电。2.无功补偿：采用自动投切电容柜，补偿率≥90%，功率因数≥0.95。3.切换方式：采用ATS自动切换柜，切换时间≤0.5秒。案例8（节能设计，某办公楼自然采光利用）背景：某办公楼采用玻璃幕墙设计，需优化自然采光。请回答：1.如何设计采光顶棚以提高自然采光效率？2.说明日光感应灯的控制逻辑。3.分析节能设计对电耗的影响。答案与解析：1.采光顶棚设计：采用透光率为70%的低辐射玻璃，设置可调遮阳板。2.控制逻辑：白天光线充足时，日光感应灯关闭，人工照明自动调暗。3.节能影响：自然采光可降低白天照明负荷30%-40%。三、计算题（共3题，每题10分）案例9（应急照明计算，某地下室疏散通道）背景：某地下室疏散通道长80米，宽3米，需计算应急照明照度及回路数量。要求：1.计算所需照度标准。2.若每回路灯具功率为100W，计算所需回路数。答案与解析：1.照度标准：疏散通道≥5lx。2.回路数：总功率需≥400W，每回路4盏灯具，共需2回路。案例10（接地电阻计算，某山区建筑）背景：某山区建筑接地电阻实测为30Ω，需设计接地网。要求：1.说明接地网设计方法。2.若土壤电阻率200Ω·m，计算接地网面积。答案与解析：1.设计方法：采用水平接地体+垂直接地棒组合。2.接地网面积：按公式A=ρ/2π×lg(2L/ρ)，计算需约300平方米。案例11（无功补偿计算，某工厂低压侧）背景：某工厂低