住宅小区建筑电气工程设计与实践

毕业论文题目：住宅小区建筑电气工程设计与实践绪论1.1研究背景随着我国的经济发展，各地的住宅小区项目越来越多，在住宅建筑设计中，住宅建筑的便利性、实用性均离不开完善、科学的电气系统，因此住宅小区的电气设计是非常重要的。人类的历史很快过去，我们一直在不断探索中往前行，科学技术与其他各方面均有很大进步，广大人民对物质生活水平的追求更加高了，如衣、食、住、行等等各方面也都提高了，为了更好的满足大众对物质及文化的需要，建筑行业也面临着新的改革与发展，对其功能、安全性等的要求越来越高。在上世纪九十年代，住宅小区开始在我国初步出现，在以前的印象中，小区内的电力设施及其简单，户外仅有几盏路灯，户内也仅有一些灯具和插座，有些先进点的会有电视和电话插座，除此之外，没有任何机电设施了，翻阅之前的建筑电气设计图纸，设计内容及其简单，真正的是仅仅能满足基本居住功能，而慢慢随着经济的发展，城市中大量住宅小区开始建造，一座座高档住宅区、别墅区以及高楼大厦的拔地而起，而这些现代化的住宅小区，其基本功能必须满足，如建筑层高、绿化率、面积指标、车位配比等，同时也必须有更高的舒适度，比如高度智能化的系统，如更先进的智能化系统、电话网络、水电表远传、安防门禁、火灾自动报警、楼体立面照明、景观照明等，这些小区的功能越来越完善，舒适度也越来越高，更加宜居，使广大人民群众能更好的安居乐业。1.2研究意义现代技术的发达为建筑电气的发展提供了新的思路，建筑电气中加入了各种各样的新兴智能的元素。那么对于建筑电气的设计人员来说，将面对更为严峻的挑战，需要掌握更多更精深的知识和技术。虽然住宅小区的兴起也有了不断的历史，但是它在中国这个古老的国家的发展才刚刚进入初级发展阶段，其住宅小区的历史却不够长远，每座城市的规划、开发和建筑设计人员的思路各不相同，没有相对统一的风格及建筑理念，这就需要我们不断总结之前项目中的经验与教训，避免今后的项目实施过程中的不足，从而认真研究并优化小区设计方案以及各种便利措施，使建筑真正的去服务于人民。1.3国内外研究现状我国住宅建筑发展的这些年中，住宅小区已经有了很明显的进步，不仅表现在宜居、舒适度等方面，也越来越多的注重安全设施、节能、环保等方面，建筑设计人员整体水平也有很大提高，国家出台了越来越多的规范、标准、细则、指导措施等，这些规范在结合相关国际标准与国内的建筑发展实际情况而制定，如美国标准、法国标准、欧洲标准等。对于住宅小区的电气设计来说，也是结合国内的实际情况做了更加细致的研究分析，来制定了相对细致的规定。如小区电力规划、用电指标、充电桩设置等。总之，我们的住宅设计越来越贴近百姓的生活了。1.4发展趋势近几年来，住宅小区的电气更多的向智能与舒适、绿色与节能的方向发展，如智能化配电、节能环保的建筑材料等，随着国家的大力发展环保事业，今后的住宅建筑电气系统必将更加安全可靠、节能环保。负荷等级2.1规范说明负荷等级划分主要依据国家相关规范、标准，如：民用建筑电气设计规范、住宅建筑电气设计规范、住宅设计规范、住宅建筑规范、供配电系统设计规范等。2.2一级负荷本工程属于建筑高度在50米~100米之间，且19层~34层，属于规范中规定的一类高层住宅建筑，其中住宅楼内的航空障碍照明、客梯、应急照明、走道照明、消防用电负荷、值班照明、排污泵、安防系统、生活水泵为一级负荷。注：[1]:。2.2.1消防用电负荷消火栓泵、消防喷淋泵、消防加压泵、消防排烟风机、消防补风风机、消防加压风机、防火卷帘等消防设备用电。2.2.2应急照明如楼梯间、地下室、公共走道、首层大堂等场所的安全出口指示灯、疏散指示灯及应急照明灯。2.2.3备用照明屋顶上的航空障碍照明、公共区走道照明地下车库运营场所的值班照明等。2.2.4安防系统消火栓泵、消防喷淋泵、消防加压泵、消防排烟风机、消防补风风机、消防加压风机、防火卷帘等消防设备用电。2.2.5重要的生产生活设备用电如客梯、排污泵、给水泵等重要的生产生活用电。2.3三级负荷三级负荷主要为以下负荷：1.住户户内用电2.景观照明用电3.充电桩用电4.外立面照明2.4二级负荷根据规范要求，本工程用电设备分为一级负荷和三级负荷，无二级负荷。设计范围3.1住宅电气设计一般包括以下范围:1.供配电系统和照明系统2.防雷和接地系统3.弱电系统（监控、综合布线、电视、门禁对讲)4.火灾自动报警系统。3.2住宅电气设计不包括以下范围:1.景观照明系统（包括室外景观照明和建筑物立面照明等）由承包商负责深化设计，住宅施工图设计阶段仅在低压配电柜预留相应出线回路；2.各弱电及智能化系统机房内的设备配电，仅预留总开关，其后设备及线路由承包方深化设计；3.精装修场所的电气设计，如门厅、电梯前室、公共走道等场所，一般由装修单位进行二次设计。4.电动汽车充电设施的电力配电设计和其相关高低压配电设计均由业主另行委托专业厂家深化设计。供电系统4.1电源引入由地下车库内的小区变配电室引来380v电源，经桥架引入楼各总配电箱中，再接入电表箱分配给各户用电。4.2消防负荷供电消防水泵、应急照明、消防用的电梯、送排风风机等消防负荷用电按照一级负荷，采用双重电源供电，并使用专用的供电回路。消防配电干线按照防火分区划分，在最末一级配电箱处设置自动切换装置。4.3住宅供电住宅用电一般根据当地地方标准及供电部门要求确定，如本工程执行当地规定：不大于90平米的户型按6KW设置，90~120平米按8KW设置。4.4设备的选择和安装4.4.1设备的选择配电设备必须保证配电系统和用电设备运转正常且可靠，故障时迅速切断电源(消防电源除外)，保证人身及设备安全，箱体选型按当地供电部门要求选定。4.4.2消防设备保护消防相关风机、水泵其配电回路中的热继电器，发生过载情况时只能用于报警信号，而不能作用于切断电路。4.4.3住宅户箱根据规范要求住宅用户箱的进线端总断路器应有短路、过负荷和过压、欠压保护功能。4.4.4消防配电箱、柜消防用电设备配电箱及配电柜应设置明显标志，用于辨认消防与非消防配电线路。4.5照明系统4.5.1照度标准均按《建筑照明设计标准》及《民用建筑电气设计规范》的规定进行设计。注：[3]:4.5.2照明节能照明灯具的选择必须严格按照国家标准规范进行选择，LPD值必须在规范限值之内，禁止选用国家禁止使用的白炽灯泡。4.5.3户内照明根据规范要求设置灯具与相应控制开关，待后期业主二次精装阶段自行完善。4.5.4室内外公共照明室内外公共照明必须考虑节能，应选用发光效率高，光源显色性好，灯具使用寿命长且色温相宜，又符合环保要求的光源。4.5.5普通照明普通的照明以一路电源配电，住宅部分应急照明采用双电源配电箱配电。4.5.6应急照明照度标准应急照明灯在走廊中的地面水平照度不应低于1LX；应急照明灯在楼梯间的地面水平照度不应低于5LX；应急照明灯在人员密集的地面水平照度不应低于3LX。4.6设备选型及安装4.6.1住宅配电箱住宅配电箱为暗装，底边距地1.8米。各设备房内为明装。4.6.2住宅照明灯具、插座住宅照明灯具、插座等电器具体位置可由装修设计一并解决。4.6.3机房、设备用房照明灯具照明，在机房、设备用房内采用带控光罩普通荧光灯楼梯间、电梯厅必须采用高效节能的荧光灯，功率因数不小于0.9。4.6.4插座插座必须选用安全型，插座暗装，如安装于卫生间内则必须设于2区外。4.6.5插座接地所有连接单相三孔插座接地端子的PE线，须从配电箱直接引来，严禁与N线并接。4.6.6插座管线安装于户内中间隔断墙上的插座应根据土建施工情况确定,如间隔墙不施工,则在相应位置的楼板或顶板上暗装接线盒,以便穿线.照明开关的处理同此。4.6.7照明开关在门边安装的照明开关，一般装高1.3m，距门框边150mm，有多个开关时依次排列。4.6.8电表箱电表箱前端加分励脱扣器，接入附近消防模块。4.6.9防火的措施所有插座、开关以及照明灯具如果靠近可燃物时，必须采取隔热和散热等防火措施。4.7导线及其敷设4.7.1住宅供电方式采用放射式供电方式.配线采用WDZ-YJY-50穿SC管在地板、顶棚、墙内暗敷。4.7.2消防管线所有与消防有关的分支线路均穿钢管暗敷（除注明外）于结构楼板或墙内，局部明敷管外应刷防火涂料。消防电缆应采用由外刷防火涂料的金属管或外刷防火涂料的封闭式金属线槽敷设。暗敷时必须穿管并敷设在不燃烧结构体内，同时保护层厚度应大于30毫米。4.7.3普通导线选型普通导线型号除注明外，均为WDZ-BYJ-50-0.45/0.75KV型铜芯线，穿PC管敷设。4.7.4管路施工管路长度超过30米时，中间加接线盒。4.7.5桥架防火封堵措施桥架穿越防火墙及楼板处应作防火封堵。4.7.6车库及楼梯内照明线路车库内和楼梯内照明线路为穿管暗敷。4.7.7电缆井防火措施电缆井内后浇楼板，应进行防火封堵。4.7.8桥架、金属线槽安装各桥架、金属线槽上部距梁不宜小于300mm，在保证层高的前提下，可适当减小。4.7.9导线根数单联开关连接导线根数为两根。4.7.10电缆使用年限本工程电缆选用与建筑同寿命电线电缆，不小于50年。WDZN-YJY-50,BTTZ-50,WDZN-BYJ-50,"-50"代表电线电缆寿命不小于50年。接地及安全措施5.1接地形式本楼接地形式采用TN-S，防雷接地、安全接地及弱电接地共用接地体，利用基础内钢筋做自然接地体。5.2等电位联结在地下一层配电间设总等电位接线箱,所有进出建筑物的金属管线,配电箱外壳均与MEB箱连接.进线电源在此做重复接地。各路电源进线的PE线应用-40x4热镀锌扁钢与等电位箱连接。在电气竖井，电梯井道垂直敷设-40X4镀锌扁钢接地线与总等电位端子板相联,本工程带淋浴设施的卫生间作局部等电位联结，LEB端子箱设在洗脸盆下或门后处距地0.5m处。5.3总等电位联结电表箱进线处设总等电位端子箱，进出建筑物的金属管线、电缆铠装、煤气管等均应做总等电位连接，做法参见15D502~15D504。总等电位联结端子箱做法见15D502相关内容。5.4接地装置做法接地电阻不大于0.5欧，不满足要求时增加人工接地极。建筑物防雷系统6.1接闪带屋顶构架或女儿墙上外（垂直）表面上利用直径10mm圆钢作接闪带，突出外（垂直）表面150mm，架高（超过构架或女儿墙）150mm，屋面用∅10圆钢作避雷网，明敷于屋面，间距小于24米x16米或20米x20米。6.2引下线引下线尽量利用垂直柱内的上下通长主筋进行电气连通作为引下线，突出的金属管道、铁梯、冷却塔、金属水箱等均与引下线焊接。引下线距室外地面上0.5m设测试卡子。引下线上与避雷带焊接，下与基础内钢筋(3-6根主筋)焊接，引下线3米范围内的地表层的电阻率大于50kΩm，或敷设5厘米厚沥青层或15厘米厚的砾石层。6.3太阳能防雷支撑太阳能的金属构件必须与建筑物防雷系统可靠连接，具体做法见《高层建筑太阳能热水系统建筑一体化设计》。6.4外墙金属窗框及构架接地位于外墙上的所有金属窗框及金属构架均应与防雷装置做等电位连接。6.5接地电阻值要求实测接地电阻要求不大于1欧，防雷测试点处，用40*4的镀锌扁钢引出，以备不满足要求时增加人工接地极。6.6雷电波及雷电感应为防雷电波及雷电感应入侵，所有进或出建筑物的全部金属管、桥架，在出、进建筑处必须与接地装置焊接。6.7构件内的钢筋连接构件内的所有钢筋必须就近与结构或板内主筋焊接，形成电气通路。6.8设备管线接地系统建筑物屋面外墙上的航空障碍信号灯、外立面彩灯和其他的用电设备，必须穿钢管敷设，管路一端与用电设备外壳、保护罩相连，另一端与配电箱和PE线相连，，并就近与屋顶防雷装置相连。钢管如中间断开时需设跨接线。6.9等电位环由建筑物的第三层开始，每三层(垂直间距不大于12m)应设置等电位连接环，所有的引下线和建筑物的金属结构、突出外墙的金属栏杆等金属构建均应连到环上（等电位连接环可利用电气设备的等电位连接干线环路）。6.10幕墙接地措施、石材外墙挂石材、幕墙时，从第三层起，每三层在有引下线的柱内预埋接地端子板，暗敷于柱内，并与柱面相平。接地端子板内与引下线焊接，外与石材、幕墙的金属框架焊接。6.11防侧击雷所有高于60米的建筑物，其上部占高度百分之二十且超过60米的部分需设置防侧击雷措施，应满足以下要求：1)在建筑物上部占高度百分之二十并超过60米的部位，所有墙角、尖物、设备边缘以及显著突出的物体，应按屋顶的保护措施处理。2)外墙内敷设的金属管道和金属物的顶部与底部，都应与防雷装置的等电位相连接。3)在建筑物上部占高度百分之二十并超过60米的部位，布置接闪器必须符合防雷建筑物规范要求，接闪器布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。建筑电子系统防雷及浪涌保护器7.1电涌保护器建筑物上的立面照明灯具、航空灯和其它用电设备配电的相关配电箱，必须在开关的电源侧设置电涌保护器，电涌保护器电压保护水平小于2.5kV。7.2标称电流线路浪涌保护器标称放电电流参数值应按GB50343-2012表5.4.3-3选择。7.3SPD选择当上级浪涌保护器为开关型SPD，次级SPD采用限压型SPD时，两者之间的线路长度应小于等于十米。当上级与次级浪涌保护器均采用限压型SPD时，两者之间的线路长度应小于等于五米。7.4弱电系统弱电系统的浪涌保护器选用成套产品，由厂家配套提供，但必须满足GB50057-2010和GB50343-2012的要求。火灾自动报警及消防联动系统8.1火灾自动报警系统形式根据规范要求，本工程住宅小区需采用集中报警系统。8.2消防控制室设置消控室设在地下车库，与监控中心合用，方便后期运维人员值班人员集中统一管理安防及消防设备。8.3系统组成本小区系统由应急照明系统、防火门监控系统、消防联动控制系统、火灾应急广播系统、火灾自动报警系统、火灾警报装置及消防通信、电梯运行监视控制系统。8.4消防线路设计消防报警总线、DC24V电源线、火灾应急广播线、消防对讲电话线及消防设备专用联动控制线等均由该消防控制室引出。模块不应设置在配电柜内部，应设置在专用的模块箱内。模块不应跨报警区域控制设备。8.5火灾自动报警探测器设置原则火灾自动报警系统为总线系统，可实现当任一点断线都不应影响系统报警。地下车库、走道、电梯前室、强弱电井、楼梯间、大堂内均设烟感探测器，变配电房等设置感温及感烟探测器。8.6火灾自动报警探测器布置原则所有探测器周围半米内不应有遮挡物，探测器与灯具的间距应大于0.2m，与风口边水平净距应大于1.5m，与多孔送风顶棚孔口或条形送风口的水平净距不小于半米;与嵌入式扬声器的净距应大于0.1米，与自动喷淋头的净距应大于0.3米，与墙或其它遮挡物的距离应不小于0.5米。8.7手动报警按钮各防火分区设置自带消防电话插孔的手报按钮，并应有明显的标志。手动报警按钮底距地1.4m。消火栓内设消火栓报警按钮。8.8应急照明火灾时由报警系统控制模块接通应急照明箱的接触器点亮灯具，模块设于照明箱外面。8.9消火栓系统的联动的控制要求8.9.1联动控制形式联动控制由消火栓系统出水管上压力开关，消防水箱出水管上的流量开关或报警阀压力开关等信号作为触发信号，可直接控制消火栓泵的启停，联动控制不应受消防联动控制器状态的影响。8.9.2手动控制在手动控制时，消火栓泵控制柜的启停按钮用专用线路直接至设置在消防控制室内的手动控制盘，可直接控制水泵启停。8.9.3信号反馈所有消火栓泵的动作信号，应实时反馈到消防联动控制器上。8.9.4液位显示消防水池,及屋顶水箱内的液位信号在消防泵房和消防控制室均有液位显示。8.10喷淋系统的联动控制要求8.10.1联动控制方式联动控制由湿式报警阀的压力开关的动作信号作为触发信号，直接控制启动喷淋消防泵，联动控制不应受消防控制器处于自动或手动状态影响。8.11正压送风系统的联动控制要求应由加压送风口所在防火分区内的两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动火灾报警按钮的报警信号，作为送风口开启和加压风机启动的联动触发信号，并应由消防联动控制器联动控制相关层前室等需要加压送风场所的加压送风口开启和加压风机启动。8.12防火门的监视和控制各疏散通道上的常开防火门需带有电磁释放器在平时保持常开防火门的打开状态，如接收防火门监控器发出的启动信号则应能使常开防火门自动关闭，关闭后将反馈信号发送至监控器。常闭防火门应带有门磁开关，应能将相应防火门开启或者关闭的信息反馈到中控室的防火门监控器上。8.13电梯的联动控制要求普通电梯应在火灾发生期间强制停于首层。8.14火灾应急广播系统在火灾确认后必须启动建筑内所有火灾声光报警器。8.15消防专用电话系统消防控制室设置消防专用电话总机，主要出入口走道内设置带有电话插孔的手动报警按钮，重要的机房如消防水泵房、防排烟机房、电话总机房，变电所等场所设置电话分机。8.16手动火灾报警按钮的设置建筑所有防火分区的楼梯间、门厅主出入口等处设置手动报警按钮。各防火分区至少设置一个手动火灾报警按钮。8.17区域显示器的设置区域显示器在首层大堂或门厅处设置。8.18门禁系统及停车场出入口挡杆控制消防联动控制器在紧急状态下具有强制打开疏散通道上的门禁系统和出入口管理系统的功能。8.19线路选型及管线敷设火灾自动报警系统的传输线路必须采用穿金属管或封闭式线槽保护方式布线。8.20系统接地系统接地采用共用接地系统，接地电阻≤0.5Ω。8.21电气火灾报警系统电气火灾报警主机设置于消防控制室内，本系统作为监控系统，可检测线路故障并报警至报警主机，不影响正常工作。8.22总线短路隔离器系统总线上设置总线短路隔离器，各隔离模块保护的报警设备总数不应超过三十二个点位。8.23消防系统线路的选型及敷设方式火灾自动报警的供电线路和消防联动线路必须采用耐火铜芯电线。敷设消防管线的桥架、线槽及电管据需做防火处理。8.24燃气报警系统厨房、锅炉房等场所设置燃气报警及联动控制系统，住宅内的燃气报警及联动控制系统一般由燃气公司深化设计。8.25消防设备电源监控系统消防设备电源监控主机设置在消防控制室内，当消防设备电源发生故障时，将故障信息反馈至主机。8.26剩余电流式电气火灾监控系统在所有的非消防电源回路中设置剩余电流电气火灾监控系统，发生漏电故障情况下仅报警不动作。弱电系统9.1有线电视系统干线放大器电源用BYJ-3X2.5-PC20暗敷从就近的电井中专用插座回路引来。用户端出口电平应达到当地有线电视台要求。9.2电话网络系统本工程信息网络系统光纤到户型，可支持建筑物内数据传输。本设计提供布线。系统的深化设计由承包商负责。设计院负责审核。根据工程实际情况，对于端口已确定的场所，布线到位，对于端口位置不确定的部位仅预留端口数量。主干线：采用多模光缆。每户提供2根2芯光缆。注：[8]:配线区设置在地下一层弱电间内。管线：车库设弱电机房，外部通信联网光纤由市政通信井经护管引入机房主配线架，再经由桥架引入到各楼地下一层弱电间光配线设备总箱。配线区内所有光分配器设置在本楼的弱电间内，光分配器的支路侧端口数大于本配线区的用户数，配线区满足3家电信运营商配线设备、光分配器设置。导管穿越沉降缝或伸缩缝时，应做沉降或伸缩处理。根据《综合布线系统工程设计规范》GB50311的有关规定。插座距地坪面高0.3m，距强电插座水平间距不小于0.2m。引入套内的通信线缆应采用光纤。每户应设置3根入户暗管至户内家居配线箱套内应设置信息插座和电话插座。9.3访客可视对讲系统主机至竖井线路沿弱电桥架敷设，竖井内沿弱电桥架敷设。竖井至各户穿管暗敷。供控制主机的～220V电源从附近电井插座引接，且主机自带蓄电池作为备用电源。电源线采用BYJ-3X2.5-PC20暗敷。户内可视对讲机采用RVV-6x0.5-PC20+SYV-75-5-PC20接至弱电井层分配器箱。各楼宇对讲系统与监控中心主机联网，紧急求助信号能报到监控中心。9.4电话网络系统住宅小区的电话网络系统由运营商进行深化设计，一般一次设计阶段仅预留机房、管线路由。抗震设计10.1设备安装及管线敷设工程中所有设备安装及管线敷设需满足国家标准相关规定。绿色建筑与建筑节能设计11.1绿色环保材料采用耐用可靠、效率高、性能先进、能耗低、由绿色环保材料制成的电气装置。11.2配变电所设置配变电所设在地下车库内，避开住户正下方，不铁林主出入口。11.3夜景照明光污染的限制室外夜景照明光污染的限制符合现行行业标准《城市夜景照明设计规范》JGJ/T163的规定。11.4节能控制措施门厅、大空间、走廊、楼梯间、大堂、地下停车场等场所的照明系统采取分区、定时、感应等节能控制措施。公共区域如走廊、楼梯间照明按照区域特点采取相应的声光控制，灯具数量多的区域还采用集中分组控制。11.5照明功率密度值主要功能房间照明功率密度值达到现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50034中的目标值规定。11.6电梯节能住区内所有电梯采用电梯群控等节能控制方式，选用新型节能电梯。11.7配电变压器三相配电变压器必须满足现行国家标准《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》GB20052的节能评价值要求。11.8水泵、风机水泵、风机等设备，及其他电气装置满足相关现行国家标准的节能评价值要求。结论12.1疑难的问题及解决方案12.1.1小区低压电缆的供电半径问题对于低压电缆供电半径，各地供电部门都有较为细致的规定，一般为150~2