某市医院电气设计计算书.doc

课程设计计算说明书

课程名称：
系：
专 业：
班 级：
学 号：
学生姓名：
指导教师：
职 称：

2008年 1 月 9 日

课程设计任务书

课程名称：
系：
专 业：
班 级：
学 号：
学生姓名：
指导教师：
职 称：

2008年 12 月 25 日
1、本课程设计课题应达到的目的：
1）掌握建筑电气低压系统图的设计
2）掌握建筑电气平面图的设计
3）掌握民用建筑电气设计规范的重点条文
4）掌握建筑电气产品样本的收集和应用
5）掌握建筑电气系统设计的思维方法

2、本课程设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：
1）教师提供的全套高层建筑图纸；
2）学生完成计算负荷的统计；
3）学生完成低压系统图的设计；
4）学生完成一张照明、干线平面图；
5）学生完成相关计算（负荷计算、设备选择整定、照度计算）；
6）学生提供相应选择的产品的样本；

3、对本课程设计（论文）课题成果的要求（包括图表、实物等硬件要求）：
1）低压系统图三张；
2）照明、干线、动力平面图各一张；
3）相关计算书；
4）相关产品样本；
5）运用的规范的主要条文；
目录
一、 工程概况 …………………………………………………1
二、 低压配电系统 ……………………………………………1
1、 负荷等级的划分 ……………………………………………1
2、 供电要求 …………………………………………………2
三、一般照明系统设计 ………………………………………3
1、照明光源的选用 ……………………………………………3
2、照明灯具的选择 ……………………………………………3
3、照明方式选择 ………………………………………………4
4、照度计算 …………………………………………………5
5、照明负荷的计算 ……………………………………………6
四、应急照明系统设计…………………………………………7
1、应急照明设计要求 …………………………………………7
2、应急照明灯具选择 …………………………………………8
3、应急照明灯具布置 …………………………………………8
4、应急灯具控制方式 …………………………………………9
参考文献

建筑电气系统设计、 照明工程计算书
一、 工程概况
本工程是对高层医院门诊楼内部进行的照明、动力的电气设计。
该门诊楼高61.6米 ,地下一层作为设备用房，地下二层作为设备用房第一层作为放射科、血液透析室、药房、出入院手续室、消防值班室，二到五层为内科室，六层为五官科，七层为妇科、儿科，八层为妇产科，九层为肿瘤科、中医科，十层至十三层为外科室，十四层为干部科，十五层为手术室，十六层为水箱机房、电梯机房、设备用房。按“高规”划分，属一类高层建筑。其内部消防水泵、消防电梯、防排烟风机、防火卷帘及疏散指示标志按一级负荷供电，有两回路一主一备式供电。低压配电屏设在地下室，两端分别有一根进线，电压为380/220V市电。地下室至顶层普通照明供电采用分区树干式，一至十五层风机盘管供电采用分区树干式，地下室应急照明采用双电源树干式供电方式，一至十五层应急照明采用双电源分区树干式供电，末端采用双电源互投箱，防火卷帘供电采用双电源分区树干式，末端采用双电源互投箱，顶层电梯机房、排烟风机采用放射式供电方式，设计需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。此次设计的目的是通过对该办公楼的各个系统的设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国建筑电气行业有关方针政策，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。
二、 低压配电系统
1、 负荷等级的划分
电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。
一级负荷
　（1）中断供电将造成人身伤亡者。
　（2）中断供电将造成重大政治影响者。
　（3）中断供电将造成重大经济损失者。
　（4）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。
对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。
二级负荷
（1）中断供电将造成较大政治影响者。
（2）中断供电将造成较大经济损失者。
（3）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。
三级负荷
不属于一级和二级的电力负荷。
该高层办公楼中，一级负荷有应急照明、排烟风机、消防中心、防火卷帘、消防水泵、消防电梯、应急广播等消防设备；二级负荷有地下照明、给水泵、排水泵、空调制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、普通电梯；三级负荷有普通办公照明、走廊照明、楼梯间照明。
2、 供电要求
（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时，另一个电源应不致同时受到损坏”。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电，可以采用两路高压供电，但当供电不能满足要求时，应设自备发电机，故可以采用一路高压电源加一路备用电源---应急柴油发电机组供电，当一级负荷容量较大时，应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供电，除了必须采用两路高压外，还必须设置应急电源（应急柴油发电机），并且该电源中严禁接入其他负荷。
（2）二级负荷的供电要求“宜由两回路供电”，即当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源（柴油发电机组），但当负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6KV及以上专用架空线供电。
（3）三级负荷对供电无特殊要求。
此外，对消防用电设备进行负荷等级划分，对于一类高层建筑的消防用电按一级负荷要求供电并且消防用电设备应采用专用的供电回路。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志。
本工程中的一级负荷，采用双电源供电，从附近两变电站引入两回路，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置；二级负荷采用一主一备双电源供电。

三、 一般照明系统设计
电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观，环境条件对照明设施有很大影响。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、灯泡功率、灯具数量、形式与光色、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。
1、照明光源的选用
选用电光源首先要满足照明设施的使用要求（照度、显色性、色温、启动、再启动时间等），其次要按环境条件选用，最后综合考虑初投资与年运行费用。
2、照明灯具的选择
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。
灯具选择的一般原则：
（1）使用安全：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。
该门诊楼内照明所用电光源、灯具有吊链安装的荧光灯、普通白炽灯、平盘吸顶灯、防潮壁灯、防尘防潮灯、紫外线灯、无影灯、疏散指示灯。

3、 照度和照明方式选择
我国《民用建筑照明设计标准》规定了民用建筑的照度标准，见表1。
表1 建筑照明的照度标准值
类别
参考平面及其高度
照度标准值
办公室、报告厅、会议室、接待室、陈列室、营业厅
0.75m水平面
100-150-200
有视觉显示屏的作业
文本面上
150-200-300
设计室、绘图室、打印室
实际工作面
200-300-500
装订、复印、晒图、档案室
0.75m水平面
75-100-150
值班室
0.75m水平面
50-75-100
门厅
地面
30-50-75
照明方式可分为：一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明。
（1） 当仅需要提高房间内某些特定工作区的照度时，宜采用分区一般照明。
（2） 局部照明宜在下列情况中采用：
1）局部需有较高的照度；
2）由于遮挡而使一般照明照射不到的某些范围；
3）视觉功能降低的人需要有较高的照度；
4）需要减少工作区的反射眩光；
5）为加强某方向光照以增强质感时。
（3） 当一般照明或分区一般照明不能满足要求时，可采用混合照明。
选择照度是照明设计的重要问题，照度太低会损害工作人员的视力，不合理的高照度则会浪费电力。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。
医院照明一般设计原则
（1）医院照明设计应合理选择光源和光色，对于诊室、检查和病房等场所宜采用高显色光源。
（2）诊室、护理单元通道和病房的照明设计，宜避免卧床病人视野内产生直射眩光。
（3）护理单元的通道照明宜在深夜可以关掉其中一部分或采用可调光方式。
（4）护理单元的疏散通道和疏散门应设置灯光疏散标志。
（5）病房的照明设计宜与居室的照明设计近似，在有可能时，宜以病床床头照明为主，另设置一般照明（灯具亮度不宜大于2000cd/m2），当采用荧光灯时宜采用高显色性光源，但精神病房不宜选用荧光灯。
（6）在病房的床头上如设有多功能控制板时，其上宜设置床头照明开关、电源插座、呼叫信号、对讲电话、对讲插座以及接地端子等。单间病房的卫生间内宜设有紧急呼叫信号装置。
（7）病房内宜设有夜间照明。在床头部位的照度不宜大于0.1lx；儿科病房可为1.01lx。
（8）手术室内除设有专用手术无影灯以外，宜另设一般照明，其色温应与无影灯相适应。手术室的一般照明宜采用调光方式。
（9）手术专用无影灯，其照度应在20*103~100*103lx（胸外科为60*103~100*103lx）。口腔科无影灯可为10*103lx。
（10）进行神经外科手术时，应减少光谱区在800~1000nm的辐射照射在病人身上。
（11）候诊室、传染病院的诊室和厕所、呼吸器科、血库、穿刺、妇科冲洗、手术室等场所应设置紫外线杀菌灯。如为固定安装时应避免直接照射到病人的视野范围之内。
（12）X线诊断室、加速器治疗室、核医学科扫描室和γ照相机室等的外门上宜设有工作标志灯和防误入室内的安全装置并可切断机组电源。
4、照度计算(计算所需灯具数量)
（1）方案设计时采用单位容量法计算灯具数量
计算公式：
2.1
式中： N——规定照度下所需灯具套数，套；
W——照明功率密度（LPD）,w/m2；
S——房间面积，m2；
Z——最小照度系数；
P——一套灯具安装容量即功率，不包括镇流器损耗，w。
例如：对于医院普通的房间S=7.9×7.6=60.04,照度要求300 lx,安装高度2.8m吊链安装，则查得0.8米工作面上W=11w/，Z=1
则： ==9套
（2）设计及施工时计算灯具数量用利用系数法
计算公式： 2.2
式中： N——规定照度下所需灯具套数，套；
Eav——工作面平均照度，lx；
A——工作面面积，；
Φs——每个灯具中光源的额定光通量，lm；
U——利用系数；
K——维护系数。

5、 照明负荷的计算
根据照明平面图，统计并计算出该高层办公楼每层各个终端照明配电箱的各个回路的负荷，进而计算终端箱、楼层配电箱的负荷，根据各级负荷计算出配电线路所用导线、电缆、断路器的型号。
例如，该门诊楼的首层普通照明总配电箱，各个终端箱的负荷分别为:
AL1-1: 10.12kw AL1-2: 1.56kw AL1-3: 7.4kw
楼层配电箱的负荷为其所连各个终端箱的负荷之和，AL1-0 为19.08 kw。
设备容量（）在前面已经计算出，分别计算每个回路的计算电流，计算步骤如下：
（1）有功计算负荷（单位kw）的计算公式：

式中：——有功计算负荷，kw
——用电设备组的需要系数，查得该门诊楼的 为0.8-1，在这里取0.9；
——设备的容量，kw。
（2）视在计算负荷的计算公式：

式中：——设备的功率因数，查得该办公楼的功率因数为1.0；
——视在功率，kVA。
（3）计算电流的计算公式：

式中：——计算电流，A；
——用电设备组的额定电压，kv.

四、应急照明系统设计
应急照明按照用途可分为三类：疏散照明、安全照明、备用照明（供继续和暂时继续工作的照明）。
1、应急照明设计要求
（1）疏散应急照明：为保证人员在发生事故时能快速而安全地离开建筑物所设立的照明。在疏散通道地面上提供的照度应达到1lx，最低不得小于0.2lx。此外，在安全出口和疏散通道的明显位置还要设有标志指示灯；
（2）安全应急照明：在正常照明突然熄灭时，为保证潜在危险场所(如医院手术间)的人员人身安全而设置的照明。安全照明在工作面上提供的照度不应小于正常照明系统提供照度的5％，并且应在正常照明电源消失后0.5s以内提供安全照明电源；
（3）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，备用照明往往由一部分或全部由正常照明灯具提供，其应急电源主要应来自两个级别的电源：电网电源和自备电源(柴油发电机或集中蓄电池)，照度一般为正常照度的10％。
此外，消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间的应急照明，仍应保证正常照明的照度。疏散应急照明灯宜设在墙面上或顶棚上。安全出口标志宜设在出口的顶部；疏散走道的指示标志宜设在疏散走道及其转角处距地面1m以下的墙面上，走道疏散标志灯的间距不应大于20m。应急照明和疏散指示标志，可采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不应少于20min；高度超过100 m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。
2、应急照明灯具选择
应急照明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部分，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，应急照明才可选用其它光源，因为若选用不瞬时启动的光源(如气体放电灯)时，当其不在正常照明运作中一同使用，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、应急照明灯具布置
高层建筑的下列部位应设置应急照明：
（1）楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前室和避难层（间）。
（2）配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房。
（3）观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密集的场所。
（4）公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道。

4、应急灯具控制方式
（1）非持续式（常备式）。正常状态下，无交直流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。
（2）持续式（常亮式）。正常状态下，交流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。
（3）可控制方式。正常状态下，输出交流，灯开关自由控制开断；强切状态下，交流输出，开关失控；应急状态下，直流输出，开关失控。

参考文献
[1] 刘宝林. 现代建筑电气设计图粹. 机械工业出版社. 北京. 2003. 01
[2] 俞丽华. 电气照明. 同济大学出版社. 上海. 2001. 09
[3] 刘介才. 工厂供电设计指导. 机械工业出版社. 北京. 2008. 04
[4] 孙成群. 建筑电气设计图册. 中国建筑工业出版社. 北京.2003
[5]民用建筑设计规范