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建筑电气 课程设计说明书设 计 题 目： 民用小高层住宅建筑 学 院 名 称： 建筑工程学院 专 业： 建筑环境与能源应用工程 班 级： 121 姓 名： 刘成扬 学 号 12404110126指 导 教 师： 吴宏伟 2014年 12月 20 日目录目录1 设计任务31.1 设计题目31.2 设计目的31.3 设计内容31.4 设计成果41.5 设计要求42 系统负荷52.1照度计算52.2 照明平面图布置72.2.1 室内灯具布置的要求72.2.2 室内插座布置72.2.3 配电箱布置82.3 负荷计算92.3.1额定功率的选择92.3.2住户配电箱的负荷计算102.3.3总配电箱负荷计算113 防雷系统123.1 防雷系统概述123.2 三级防雷建筑物的防雷措施123.3 防雷设计123.4 接地设计13参考文献114宁波工程学院课程设计说明书1 设计任务照明系统，防雷系统是建筑电气的重要组成部分。本次设计本着对安全性、可靠性、先进性和经济性的追求，着重对慈溪一住宅楼雅仕小区8#楼的这三部分内容展开了设计。1.1 设计题目民用住宅建筑本设计为一栋地下有一层（自行车库），地上有六层（一至五层为住宅楼，第六层为阁楼）的电气设计，一至五层每层有八户，层高2.24m，包含供配电、照明系统、防雷接地系统三部分。1.2 设计目的通过课程设计的实践环节，明确电气设计的流程和步骤，了解相关规范要求，掌握建筑电气工程设计方法，熟悉电气制图及图形符号国家标准的应用和电气工程图纸的绘制方法。训练专业设计思维，培养综合应用理论知识进行实际电气工程设计的能力。1.3 设计内容1、熟悉建筑图纸、设计规范。并根据建筑物的特点，确定供电等级。2、绘制电气照明平面图（包括楼梯间照明）内容包括：布置计量箱和用户配电箱；布置灯具、开关、插座；回路连线、标注。（1）根据建筑平面图，拟定计量箱和各用户配电箱的具体位置。（2）根据房间的用途确定光源，确定灯具的型式及安装高度。（3）查出各房间的照度标准，进行照度计算，确定各房间灯具数量及位置。（4）根据灯具选择开关，并确定开关的位置。（5）根据房间的用电性质，选择插座，并确定插座的位置及安装高度。（6）依据照明回路、插座回路进行回路连线。并确定导线的敷设方式。（7）标注配电箱、回路编号、导线数。3、负荷计算（1）依据照度标准和插座回路的供电负荷要求，按照各回路负荷、用户负荷、计量箱负荷和整幢住宅的负荷，分类进行负荷计算。（2）根据负荷计算结果，选择导线的型号、规格。（3）确定计量电度表及断路器的型号、规格。4、绘制电气系统图（1）根据所绘制出的电气照明平面图布线绘制电气系统图（2）标注导线型号、规格及敷设方式（3）标注计量电度表及断路器的型号、规格。5、绘制局部等电位联结系统图6、整理图纸并写出设计说明、图例及图纸目录。（1）设计说明书。内容包括：工程概况、设计内容、设计依据、负荷等级、计量方式和线路敷设等。（2）图例。内容包括：符号、名称、规格、单位、数量、安装高度。（3）图纸目录。内容包括：图别、名称。7、整理计算书。内容包括：照度计算、负荷计算、导线的选择。1.4 设计成果1、计算书（照度计算、负荷计算、导线的选择）2、图纸（1）设计说明、图纸目录、图例（2）电气照明平面图（比例随建筑）（3）电气系统图（比例随建筑）（4）等电位联结系统图（比例随建筑）1.5 设计要求1、设计原则（1）设计应贯彻实用、经济、运行安全可靠、维护方便等原则，供电照明灯具的布置、选型、色彩的配合要适当。（2）设计中，在降低工程造价的前提下，应尽量采用新工艺、新技术、新设备和新产品，达到实用、经济、美观的要求。（3）设计规程、参考资料、设计手册、标准图集由设计者到图书馆查阅。设计时从规程、手册上取用的数据、定额、计算公式应注明出处。2、设计要求（1）设计应遵守各项规范、定额和规定，综合运用所学理论知识和技能独立完成工程设计，充分发挥主观能动性，严格要求，一丝不苟，做到计算准确、说明清楚，图纸清晰美观，要能经受实践的检验；（2）设计成果格式：设计说明书按照封面，任务书，摘要，目录，正文，参考文献，封底的顺序装订。图纸需遵循绘图规范绘制，图纸幅面不得小于A3。（3）设计时间：2周。2 系统负荷 照明系统是电气工程中一个重要组成部分，一般规定在进行照明设计时，应根据视觉要求，作业性质和环境条件，使工作区或空间获得良好的视觉功效，合理的照度和显色性，适宜的亮度分布，以及舒适的视觉环境。在确定照明方案时，应考虑不同类型建筑对照明的特殊要求，处理好电气照明与天然采光的关系、合理使用建筑资金与采光节能高效灯具等技术经济效益的关系。 设计要求：1）有利于对人的活动安全、舒适和正确识别周围环境，防止人与环境之间失去协调。2）重视空间的清晰度，消除不必要的阴影，控制光热和紫外线辐射对人和物产生的不利影响。3）创造适宜的亮度分布和照度水平，限制眩光减少烦躁和不安。4）处理好光源色温和显色性的关系、一般显色指数和特殊显色指数的色差关系，避免产生心理的不平衡、不和谐感。5）有效利用天然光，合理的选择照明方式和控制照明区域，降低电能消耗指标。照明灯具不宜选用悬挂灯具。照明以白炽灯和荧光灯为主，卫生间的灯具位置应避免安装在便器和浴缸上面及背后。开关如翘板式时宜设于卫生间门外。照明与插座宜分开配线，并且在分支回路上应装有过载、短路保护并应在回路中装设漏电保护和过、欠电压保护功能的保护装置。1、设计中照度的取值依照建筑照明的照度标准值选取如下所示: 客厅 100lx 卧室 75lx 厨房 75lx 餐厅 75lx 卫生间 30lx 阳台 30lx 储藏间 25lx2、照度均匀度 为了使房间具有同等条件的照度水平，在一般照明情况下，照度均匀度不应小于0.7。3、色温和显色性 照明光源的颜色特征与室内表面的颜色宜互相协调，以形成相应于房间功能要求的色彩环境。4、眩光限制 室内一般照明受眩光的限制，应从光源亮度、光源和灯具的表观面积、背景亮度以及灯具位置等因素综合进行考虑。2.1照度计算照度公式： （2-1） 其中：- 光通量lm， S - 工作面面积m2 N灯具数量（套）;K维护系数，办公室取0.8，室外取0.7，营业厅取0.75；以自行车库1为例：照度要求值:30.00LX，面积12.45m2选择灯具型号: 白炽灯PZ220-60，单灯具光源数:1个，灯具光通量: 630lm，灯具光源功率:60W。维护系数: 0.80。计算结果:建议灯具数: 1，计算照度: 40.4LX，实际安装功率 = 灯具数 总光源功率= 60.00W。其余房间的计算结果列于下表：表1各房间的照度计算标准间房间号面积灯具型号光通量功率维护系数灯具数实际照度厨房7.05白炽灯PZ220-10012501000.81141.8阳台4.95白炽灯PZ220-25220250.8135.2餐厅、客厅22.6白炽灯PZ220-15020901500.82147.9卫生间45.4浴霸16600.810.00 卧室115.12白炽灯PZ220-15020901500.81110.5卧室213.86白炽灯PZ220-15020901500.81120.6 两户间走廊17.5白炽灯PZ220-10012501000.821142底层自行车库房间号面积灯具型号光通量功率维护系数灯具数实际照度112.45白炽灯PZ220-40350400.8122.527.59白炽灯PZ220-40350400.8136.839.03白炽灯PZ220-40350400.8131.0 49.03白炽灯PZ220-40350400.8131.059.03白炽灯PZ220-40350400.8131.069.03白炽灯PZ220-40350400.8131.079.03白炽灯PZ220-40350400.8131.0 89.03白炽灯PZ220-40350400.8131.097.59白炽灯PZ220-40350400.8136.8 1012.45白炽灯PZ220-40350400.8122.5阁楼层房间号面积灯具型号光通量功率维护系数灯具数实际照度阁楼22.6白炽灯PZ220-15020901500.8174.0以上所装的灯具都为白炽灯类，此外卧室、阁楼还可以用台灯辅助照明。2.2 照明平面图布置2.2.1 室内灯具布置的要求室内灯具布置的应满足的要求：（1）规定的照度；（2）工作面上照度均匀；（3）光线的射向适当，无眩光、无阴影；（4）灯泡安装容量减至最小；（5）维护方便；（6）布置整齐美观、并与建筑空间相协调。室内灯具作一般照明用时，大部分采用均匀布置方式，常采用同类型灯具按等分面积来配置，排列形式应以眼睛看到灯具时最小为原则。线光源多为按房间长的方向成直线布置。选择合理的距高比。实际采用的距离比值不大于每个灯具的最大允许距离比。2.2.2 室内插座布置 插座在住宅中起着非常重要的作用，通常布置插座是参照建筑专业提供的家具布置图。但是，将来的住户并不一定按照建筑师的方案来布置家具，因此，有些家具设计时是合理的，而使用时却很不方便。因此设计师多布置一些插座，以确保住户所有家用电器都能够用而不再布线。同时住宅的插座应全部设置为安全型二孔三孔插座，在比较潮湿的地方加防潮盖。1、插座的布置：（1） 厅、室的插座数目：由1个单相三线和1个单相二线的组合插座，客厅应有3组，其它室内应在不同位置有23组。（2） 插座应有质量监督管理部门认定的质量检测标志，壳体应使用阻燃的工程塑料，不能使用普通塑料和金属材料。（3） 插头、插座的额定电流应大于被控负荷电流，以免接入过大负载因发热而烧坏或引起短路事故。（4） 电源引线与插头的连接入口处，应用压板压住导线，切忌直接进入插头内接线柱（螺丝）。（5） 插座宜固定安装，切忌吊挂使用。插座吊挂会使电线受摆动，造成压板螺丝松动，并使插头和插座接触不良。（6） 安装在居室的插座离地面的高度应不低于0.3m。（7） 对于单相双线或三线的插座，接线时必须按照左中性线、右相（火）线，上接地的方法进行，与所有家用电器的三线插座配合。（8） 电冰箱、洗衣机、电饭煲、饮水机等功率较大和需要接地的家用电器，应使用单独安装的专用插座，不能与其他电器公用一个多联插座。具体房间的布置：（1） 卧室。卧室要考虑设置电视插座，插座距地0.3m。在靠近窗的墙上距地2.3米设置空调插座。（2） 客厅。客厅是电器布置较多的地方，并且也是人们活动较多的地方，有时电气设置的插座往往被沙发和其他家具挡住，故起居室中应尽量在每一墙上均设置插座，在面积较大的墙上应设置两组插座。（3） 厨房。厨房内插座应根据建筑设计的布置、电器设备的摆放位置进行设置，以供电炊具、抽油烟机、冰箱用电之需。应设置冰箱插座（距地1.8m）、抽油烟机（距地2.0m），燃气热水器排气扇插座（带开关，距地1.8m），其中燃气热水器排气扇插座为以前未作考虑到的加装防潮盖。（4） 卫生间。卫生间内应设供电浴热水器、排气扇、洗衣机用的插座。插座均为防溅型，其中电浴热水器、洗衣机用的插座应带开关，卫生间排气扇开关宜采用带指示灯型。电浴热水器（带开关，距地1.8m），均加盖防潮盖。（5） 走廊。在外走廊装洗衣机用的插座（带开关，距地1.8m），带加盖防潮盖。2.2.3 配电箱布置1、 箱体安装（1） 向内开关电气应按规定紧固在安装板上，不得歪斜和松动，箱内应保持干净，不得堆放杂物。（2） 箱内的工作零线应通过接线端子板连接，并应与保护零线接线端子板分设。（3） 箱内连接线应采用绝缘导线，接头不得松动，不得外漏带电部分，箱体、箱内电器安装板、外壳必须做保护接零。保护接零应通过界线端子板连接。要求：箱内导线绝缘良好、排列整齐、固定牢固，导线端头应采用螺栓连接或压接。（4） 箱内安装的接触器、刀闸、开关等电气设备应动作灵活，接触良好可靠，触头没有严重烧蚀现象。（5） 总配电箱应装设总隔离开关、总熔断器和分路熔断器（或总自动开关和分路隔离开关）、漏电保护器。若漏电保护器同时具备过负荷和短路保护功能，则可不设分路熔断器或分路自动开关。总开关电器的额定值、动作整定值应与分路开关电器的整定值、动作整定值相适应。（6） 总配电箱应装设电压表、电流表、总电度表及其它仪表。（7） 分配电箱应装设总隔离开关和分路隔离开关以及总熔断器和分路熔断器（或总自动开关和分路隔离开关）。总开关电器的额定值、动作整定值应与分路开关电器的额定值、动作整定值相适应。（8） 每台用电设备应有各自专用的开关箱，必须实行“一机一闸”。开关箱内的开关电器必须能在任何情况下都可以使用电设备实行电源隔离。（9） 施工现场中的所有用电设备必须在设备负荷线的首端处设置漏电保护器，开关箱内的漏电保护器额定动作电流应不大于30mA，额定漏电动作时间应小于0.1S。（10） 配电箱、开关箱中导线的进线口和出线口应设置在箱体的下面，进出线应加护套分路成束并做防水弯，导线束不得与箱体的进、出线口直接接触，移动式配电箱和开关箱的进出线必须采用橡皮绝缘电缆。进入开关箱的电源线，严禁用插销连接。2.3 负荷计算2.3.1额定功率的选择依据住宅电气设计规范（GB 50096-1999），用电负荷标准及电度表规格按下表进行设计 表2 用电负荷标准及电度表规格 建筑面积（S）每户用电负荷标准（KW）电度表规格（A）65-90610（40）90-200815（60） 干线的需用系数可用接在同一相电源上的户数范围选取，见下表：表3 干线的需用系数户数3456789101214系数10.930.840.750.70.660.620.580.50.47户数161820222425100125200系数0.460.440.430.420.410.40.33本住宅一梯两户，无阁楼每户建筑面积为68.9m2，选额定功率为6KW。有阁楼每户面积91.58，选额定功率为8KW。2.3.2住户配电箱的负荷计算负荷计算公式：（2-2） （2-3）照明，冰箱插座(P=200W、)，抽烟机插座（200W、)，电饭煲插座（700W），普通防溅型插座（200W、），普通插座（P=200W、），电热水器插座（P=1000W、），柜式空调插座（P=2000W、），空调插座（P=1000W、)，洗衣机插座(P=300W、 ）取功率因数。断路器的选型： (2-4)照明回路负荷：Pjs=0.8（100+25+1504+100）=660W=0.66KWIjs=0.66/0.22/0.8=3.75A断路器的选择：I=1.2Ijs=1.23.75=4.50 A导线的选择：BV-24卫生间回路负荷：Pjs=0.8(20+16602)=2672W=2.672KW Ijs=2.672/0.22/0.8=15.2A导线的选择：BV-34 厨房插座回路负荷：Pjs=2000.7+2000.7+7000.85+7000.85+2000.7 =1015W=1.015KW Ijs=1.015/0.22/0.8=5.77A导线的选择：BV-34 热水器插座回路负荷：Pjs=10000.65=650W Ijs=0.65/0.22/0.8=3.70A导线的选择：BV-34洗衣机、吹风机插座回路负荷：Pjs=3000.72=420W=0.42KW Ijs=0.42/0.22/0.8=2.39A导线的选择：BV-34 普通插座回路负荷：Pjs=2000.96=1080W=1.08KWIjs=1.08/0.22/0.8=6.14A导线的选择：BV-34空调插座回路负荷：Pjs=20000.7+10000.72=2800W=2.8KWIjs=2.8/0.22/0.8=15.91A导线的选择：BV-34阁楼照明：Pjs=1500.8=120W=0.12KW Ijs=0.12/0.22/0.8=0.7A导线的选择：BV-34阁楼空调插座：Pjs=10000.7=700W=0.7KWIjs=0.7/0.22/0.8=4.0A导线的选择：BV-34阁楼普通插座：Pjs=2000.9=180W=0.18KWIjs=0.18/0.22/0.8=1.0A导线的选择：BV-34以上除空调外回路均选用16A空气开关，空调回路使用20A空气开关。4用户箱的负荷计算（以一户为例，其他的都相同）： 不带阁楼层用户：Pj=6KW Ij= 6/0.22/0.9=30.3A空气开关：I=1.2Ij=30.31.2=36.36A同理带阁楼层用户：Pj=8KW Ij=8/0.22/0.9=40.4A空气开关：I=1.2Ij=40.41.2=48.48A根据以上数值，为方便统一管理，所以不带阁楼层用户使用40A断路器，带阁楼层用户使用50A断路器。选导线：根据阁楼层数值，查得选导线BV-316，管径为PVC40 FC。2.3.3总配电箱负荷计算按楼梯两边分别安装一个总配电箱：64/0.22/0.8=363.63AI=1.2Ij=363.631.2=436.36A使用450A空气开关。根据以上数值。选导线为BV-(3X240+1X80)，管径为SC100-FC，WC。3 防雷系统3.1 防雷系统概述雷电是大气层中的一种自然放电现象。雷击的发生可能引起建筑物或设备的严重破坏。高层建筑高度很高，落雷容易，发生雷害危险性更大，故在设计高层建筑时，具备有效的避雷设施，从人员安全和建筑物保护来说都是极为重要的。查看建筑电气技术可知建筑物的防雷等级中，三级防雷的建筑物分为以下几种：(1)省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。(2)10至18层的普通住宅。建筑物高度不超过50米的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、图书馆、档案楼和省级以下的邮政楼等。(3)预计雷击次数大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。根据以上概述可知本建筑属三级防雷建筑物，下面就讨论一下三级防雷建筑物的保护措施。3.2 三级防雷建筑物的防雷措施各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵人的措施，其中第一类防雷建筑物和一些所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷电感应的措施。三级建筑物宜采取方舟子直击雷的措施，具体做法有： 1、一般在建筑物易受雷击部位装设避雷针或避雷带。其中建筑物易受雷击的部位是：（1）平面屋及坡度不大于1/10的屋面（屋角、女儿墙、屋檐）；（2）坡度大于1/10、小于1/2的屋面（屋角、檐角、屋脊、屋檐）；（3）坡度不大于1/2的屋面（屋角、屋脊、檐角）。2、采用避雷带时，屋面任何一点距避雷带应不大于10米。当有3条及以上平行避雷带时，每隔3040米处将平行的避雷带进行连接；3、当采用避雷针时，单针的保护范围可按60度计算。多支避雷针两针间的距离不宜大于30米，并应符合下列要求： D15h （4-1）式中 D两针间的距离（米）； h避雷针的有效高度，即避雷针突出建筑物的高度（米）。4、自30米以上，每3层沿建筑物四周设避雷带。5、自30米以上的金属栏杆、金属门窗等较大的金属物体，应与防雷装置连接。6、周长超过40米的建筑物，引下线一般不少于2根，其间距不大于24米，在技术上处理有困难时，允许放宽到34米。3.3 防雷设计 本工程防类等级为三级，避雷采用避雷带暗埋敷设的方式主要防直击雷。屋顶用-404镀锌扁钢作避雷带，利用柱内对角两根主筋通长焊接做防雷引下线。凡高出屋面的金属构件及金属物体应就近与避雷带焊接，竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。防雷平面示意图如下：3.4 接地设计本建筑利用建筑物基础地梁钢筋网作接地装置，重复接地与防雷接地共用接地装置。利用基础中的钢筋作为接地体，周边沿基础梁通长焊接成环路，中间沿柱网通长焊接成网格，接地钢筋网与柱内两根防雷引下线主筋焊接。建筑物内做等电位连接，采用TN-C-S系统保护接地方式。在建筑物四角处外侧柱上距地1.8m处预埋P-1板作为测试点用于测试接地电阻。接地电阻值不大于1欧姆, 基础完工后, 应实测接地电阻值,当接地电阻 满足不了要求时，在距离建筑物3M以外打人工接地体以满足接地要求。进出建筑物的各种管道及电气设备的各种接地保护，电缆的金属外皮，保护钢管等应在进出处与总等电位箱连接，与中性线绝缘，竖直敷设的金属管道及金属物体的顶端和底端应于接地装置可靠连接。位联结：各层结构梁，板，柱及剪力墙主筋可靠焊接，所有金属门窗，栏杆等，引入，引出建筑物的金属管道均与防雷接地系统焊接。淋浴间，卫生间内给排水金属管道，采暖管道散热器及所有金属构件均作局部等电位联结。电保护：所有用电电气设备的外漏可导电部分与装置外可导电部分作接地保护。相三孔插座的接地端均与保护接地线PE线可靠连接，并装设漏电开关保护，漏电动作电流为30mA。系统作等电位连接，在一楼的楼道内安装一总等电位端子箱，把所有进户线（如有线电视等）及建筑物的金属构件与总等电位连接端子箱连接。在卫生间内应设局部等电位端子箱，设在洗手盆侧墙上，底边距地0.5m，所有铁件、金属管线等应与等电位端子箱连接。总等电位端子箱与基础接地系统用404镀锌扁钢良好焊接；总等电位端子箱与总等电位端子箱之间用404镀锌扁钢良好焊接；局部等电位端子箱与基础接地系统用404镀锌扁钢良好焊接。宁波工程学院建筑工程学院建筑电气课程设计参考文献1JGJ162008，民用建筑电气设计规范S2GB 5005794(2000版)，建筑物防雷设计规范S3GB 500342004，建筑照明设计标准S4段春丽，黄仕元建筑电气M北京：机械工业出版社，20065戴瑜兴民用建筑电气设计手册M北京：中国建筑工业出版社，20006建筑电气设计手册编写组建筑电气设计手册M北京：中国建筑工业出版社，19917吕大光建筑电气安装工程图集M北京：中国电力出版社，19978戴瑜兴民用建筑电气设备手册M北京：中国建筑工业出版社，19989北京照明学会设计委员会建筑电气设计实例图册M北京：中国建筑工业出版社，19981