建筑电气设计说明书.docx

2011届学生课程设计材料学 生 课程 设 计课题名称建筑电气课程设计姓 名学 号院 系专 业指导教师2011年 12 月 29 日湖南城市学院本科课程设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本课程设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本课程设计作者签名： 二一一年十二月二十七日 益阳市某商业住宅楼的电气设计摘 要：本设计是对益阳市某商业住宅楼的建筑电气的设计。总建筑面积5060.52m2，共三单元，分六层，建筑类别二类，屋面防水等级二级，建筑防火等级二级。本设计主要包括灯具、开关、插座的布置，系统图的连接，回路的编号，配电箱的布置等。本次设计主要是设计住宅楼的照明系统跟防雷系统，要求我们按照国家标，遵守设计规范。满足用户需要，安全可靠，经济实用。要求我们根据所给的原始资料，合理计算选择优先方案；根据选择优先方案情况，合理选择与布置灯具、开关、插座、导线和配电箱等。绘制电气照明平面图、配电系统图和屋顶防雷平面图。并且要求我们进行一定的额符合计算等，根据规范要求确定各个装置的型号。防雷接地的设计包括建筑物防雷等级的确定、避雷措施、避雷网的敷设、引线位置等。 关键词：照明、配电系统、防雷接地A Design of Elctrical building for a Residential in Yiyang (Hunan City University Building Environment and Equipment Engineering student of 2011 session) Abstract: This design is a commercial building construction yiyang electrical design. The total construction area of 5060.52 m2, a total of three units, six floors, building category type, waterproofing roof grade level 2, building fire grade level 2. This design includes lamps, switch, socket decorate, the system graph connection, loop of Numbers, the layout of distribution box, etc. This design is mainly residential building design of lighting system with lightning protection system, according to the national standard requires us, comply with the design standard. To meet user needs, safe and reliable, economic and practical. We request according to the original material, the reasonable computation select priority scheme; According to priority scheme selection, reasonable selection and arrangement of the lamps, switches, sockets, wires and distribution box and so on. Drawing electrical lighting distribution system plan, figure and roof lightning protection plan. And we must demand the forehead of accord with calculation, according to the code for each device to determine the model. The lightningproof grounding design including building lightningproof level determination, and lightning strikes measures, the laying, avoid nets lead position, etc. Key words: Lighting, power distribution system, lightningproof grounding 目 录第1章绪论11.1 设计题目11.2 工程概况11.2 设计任务11.3 设计依据1第2章方案论证22.1 照明系统方案论证22.2 防雷系统方案论证2第3章照明系统43.1照度计算5 库房照度计算.5 住宅照度计算.93.2照明平面图的布置133.3 设备选择13第4章 负荷等级及负荷计算.14 4.1负荷等级.14 4.2供电电源.15 4.3用电负荷计算书.17第5章 导线的选择及开关插座的具体安装.23 5.1电源、电缆进户方式. 23 5.2线路的计算电流.24 5.3导线和电缆类型的选择.25 5.4导线的选择.26 5.5电缆的选择. .27 5.6绝缘保护层的选择.27 5.7中性线、保护线截面积的选择.27 5.8本工程导线、电缆的选择.28 5.9灯具安装高度.30 5.10断路器型号及安装高度.30第6章防雷接地系统314.1 建筑防雷等级确定314.2 年预计雷击次数计算314.3 防雷措施32 4.4 接地及等电位.33 参考文献34致谢35第1章 绪论1.1 设计题目辉腾-商店住宅楼1.2 工程概况该住宅楼总共为6层，建筑面积5060.52m2，共三单元，建筑类别二类，屋面防水等级二级，建筑防火等级二级。一层设有配电室；底层为车库，其他楼层为住宅楼。1.3 设计任务本次设计任务为根据所给的原始资料，合理计算选择优先方案；根据选择优先方案情况，合理选择与布置灯具、开关、插座、导线和配电箱等。绘制电气照明平面图、配电系统图和屋顶防雷平面图。1.4设计依据 1建筑物的设计任务书；2建筑物的建筑、结构、设备设计图纸；3国家现行有关规范和标准主要包括：住宅设计规范GB50096-1999；民用建筑照明设计标准GBJ133-90；系统接地的型式及安全技术要求GB14050-93；低压配电设计规范GB50054-95；建筑物防雷设计规范GB50057-94；建筑电气安装工程图集。4拟建设单位介绍并经过实际考察；距离住宅120m处有一间变配电所，内设一台S9-625/10型变压器，住宅楼的电源从该配电所引入。第2章 方案论证2.1照明系统的方案论证 1设计范围包括一般照明、插座电气设计。2依据国家标准，及规范设计要求，照明配电箱设在底层，各层照明不能超过照度要求。3卫生间插座、厨房插座、空调插座必须单独设为一个回路，且各插座回路30mA漏电保护。其中卫生间插座跟厨房插座不宜设在同一回路，客厅空调插座不能同其他卧室空调插座公用一个回路。4卫生间和厨房标明选防潮防尘灯。楼梯间的照灯选用天棚灯。主要场所的照度如下：库房 30lx 卧室 75lx起居室 100lx 餐厅 150lx厨房 100lx 卫生间 100lx2.2防雷接地系统的方案论证2.21依据建筑物防雷设计规范，本工程属于第三类防雷建筑物；2.2.2 按建筑物防雷设计规范中一般规定，本工程为第三类防雷，接地利用独立桩基础接地电阻；2.2.3 可以在屋面做避雷网，低压侧装设浪涌保护器。2.2.4 电气设备的任何部分与土壤间作良好的电气连接，称为接地。接地按其作用分为功能性接地和保护性接地。功能性接地是为了保证系统或设备的正常运行，火为了实现电气装置的固有功能、提高其可靠性。保护性接地是为了保证人身安全而进行的接地，等点位可以防止雷电波侵入。第3章 照明系统照明系统是电气工程中的一个重要组成部分，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、合理使用建设资金与采用节能高光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，限制炫光减少烦躁和不安；4） 处理好光源色温和与显色性的关系、一般显色指数与特殊显色指数的色差关系，避免产生心理上的不平衡、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。照明以白炽灯和荧光灯为主，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。照明质量1、 设计中照度的取值依照建筑照明的照度标准群植选取如下所示：库房 30lx 卧室 75lx起居室 100lx 餐厅 150lx厨房 100lx 卫生间 100lx2、 照明要求要求各地的照度都能满足基本的照度要求，厨房工作台的照度要大于150lx，书房照度要大于150lx。3.1 照度计算（举例说明）库房照度计算书工程名:库房照度计算参考标准：建筑照明设计标准/ GB50034-2004参考手册：照明设计手册第二版:计算方法：利用系数平均照度法1.房间参数房间类别：,照度要求值:30.00LX,功率密度不超过11.00W/m2房间名称：库房1房间长度L: 4.68 m房间宽度B: 3.13 m计算高度H: 2.30 m顶棚反射比(%)：70墙反射比(%)：50地面反射比(%)：10室形系数RI: 0.822.灯具参数:型号: 飞利浦TLD18W/29 单灯具光源数:1个灯具光通量: 1250lm灯具光源功率:16.00W镇流器类型:TLD标准型镇流器功率:4.003.其它参数:利用系数: 0.49维护系数: 0.80照度要求: 30.00LX功率密度要求: 11.00W/m24.计算结果:E = NUK / AN = EA / (UK)其中：- 光通量lmN - 光源数量U - 利用系数A - 工作面面积m2K - 灯具维护系数计算结果:建议灯具数: 1计算照度: 33.22LX实际安装功率 = 灯具数 (总光源功率 + 镇流器功率) = 20.00W实际功率密度: 1.37W/m2折算功率密度: 1.23W/m25.校验结果:要求平均照度:30.00LX实际计算平均照度:33.22LX符合规范照度要求!要求功率密度:11.00W/m2实际功率密度:1.23W/m2符合规范节能要求!1.房间参数房间类别：,照度要求值:30.00LX,功率密度不超过11.00W/m2房间名称：库房5房间长度L: 4.67 m房间宽度B: 3.26 m计算高度H: 2.30 m顶棚反射比(%)：70墙反射比(%)：50地面反射比(%)：10室形系数RI: 0.832.灯具参数:型号: 飞利浦TLD30W/54 单灯具光源数:1个灯具光通量: 1825lm灯具光源功率:30.00W镇流器类型:TLD标准型镇流器功率:0.003.其它参数:利用系数: 0.45维护系数: 0.80照度要求: 30.00LX功率密度要求: 11.00W/m24.计算结果:E = NUK / AN = EA / (UK)其中：- 光通量lmN - 光源数量U - 利用系数A - 工作面面积m2K - 灯具维护系数计算结果:建议灯具数: 1计算照度: 43.23LX实际安装功率 = 灯具数 (总光源功率 + 镇流器功率) = 30.00W实际功率密度: 1.97W/m2折算功率密度: 1.37W/m25.校验结果:要求平均照度:30.00LX实际计算平均照度:43.23LX符合规范照度要求!要求功率密度:11.00W/m2实际功率密度:1.37W/m2符合规范节能要求!照明计算表 房间名称灯具数单灯光源数光源功率镇流器功率总功率光通量利用系数维护系数要求照度值计算照度值功率密度规范值功率密度计算值库房1111842212500.490.803033.2211.001.37库房2111842212500.460.803038.8911.001.68库房3111842212500.460.803038.4411.001.66库房4111842212500.470.803037.9511.001.61库房5113003018250.450.803043.2311.001.97库房6111842212500.490.803032.7511.001.34库房7111842212500.400.803052.2211.002.61库房8111842212500.400.803071.0511.003.55库房9111842212500.400.803071.0511.003.55库房10111842212500.400.803052.2211.002.61库房11111842212500.480.803033.6811.001.39库房12111842212500.400.8030109.5911.005.48 住宅照度计算 1.房间参数房间类别：,照度要求值:150.00LX,功率密度不超过11.00W/m2房间名称：起居室房间长度L: 3.66 m房间宽度B: 3.64 m计算高度H: 1.95 m顶棚反射比(%)：70墙反射比(%)：50地面反射比(%)：10室形系数RI: 0.942.灯具参数:型号: 飞利浦TLE22W/33 单灯具光源数:4个灯具光通量: 1250lm灯具光源功率:88.00W镇流器类型:镇流器功率:0.003.其它参数:利用系数: 0.53维护系数: 0.80照度要求: 150.00LX功率密度要求: 11.00W/m24.计算结果:E = NUK / AN = EA / (UK)其中：- 光通量lmN - 光源数量U - 利用系数A - 工作面面积m2K - 灯具维护系数计算结果:建议灯具数: 1计算照度: 158.26LX实际安装功率 = 灯具数 (总光源功率 + 镇流器功率) = 88.00W符合规范照度要求!要求功率密度:11.00W/m2实际功率密度:6.26W/m2符合规范节能要求!实际功率密度: 6.61W/m2折算功率密度: 6.26W/m25.校验结果:要求平均照度:150.00LX实际计算平均照度:158.26LX1.房间参数房间类别：,照度要求值:75.00LX,功率密度不超过11.00W/m2房间名称：主卧室房间长度L: 3.72 m房间宽度B: 3.36 m计算高度H: 1.95 m顶棚反射比(%)：70墙反射比(%)：50地面反射比(%)：10室形系数RI: 0.912.灯具参数:型号: 飞利浦TLE40W/33 单灯具光源数:1个灯具光通量: 2900lm灯具光源功率:40.00W镇流器类型:镇流器功率:0.003.其它参数:利用系数: 0.55维护系数: 0.80照度要求: 75.00LX功率密度要求: 11.00W/m24.计算结果:E = NUK / AN = EA / (UK)其中：- 光通量lmN - 光源数量U - 利用系数A - 工作面面积m2K - 灯具维护系数计算结果:建议灯具数: 1计算照度: 102.08LX实际安装功率 = 灯具数 (总光源功率 + 镇流器功率) = 40.00W实际功率密度: 3.20W/m2折算功率密度: 2.35W/m25.校验结果:要求平均照度:75.00LX实际计算平均照度:102.08LX符合规范照度要求!要求功率密度:11.00W/m2实际功率密度:2.35W/m2符合规范节能要求!照明计算表 序号房间名称灯具数单灯光源数光源功率镇流器功率总功率光通量利用系数维护系数要求照度值计算照度值功率密度规范值功率密度计算值1 卧室114004029000.520.807588.9711.002.982 卧室2114004029000.480.807584.7711.003.053起居室142208810500.560.80100138.1111.006.474主卧室114004025000.520.807582.5611.003.205主卫112202212500.400.80100109.5911.006.036厨房1114004025000.400.80100178.5711.008.937阳台3112202210500.470.80100136.6111.007.618餐厅1432012820500.590.80150217.8011.007.223.2 照明平面图布置1、 规定的照度；2、 工作面上的照度均匀；3、 光线的射向适当；4、 布置整齐美观，并与建筑空间相协调。5、 插座安装离地面安装高度应不低于0.3m。6、 对于单相双线或三线的插座，接线时按照左中性线、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。7、 厨房、洗手间及卫生间等功率较大和需接地的电器，应使用单独安装的专用插座，不能与其他设备公用一个多联插座。3.3 设备选型根据负荷计算，设备选型如下:1. 照明配电箱内断路器的选择（1） 照明回路断路器选C65N-63A/6/1P-C25（2） 插座回路断路器选C65N-63A/6/1P-C25.2. 照明总配电箱内断路器选C65N-63A/3P-C50.第4章 负荷计算及负荷等级4.1 负荷等级若供配电系统发生故障，必会给供电系统中的用户带来损失和影响，为考虑这种影响，需要按一定的原则对供配电系统的负荷的重要性加以区别，这就是负荷等级的概念。我国国家标准GB50052-1995供配电系统设计规范中规定:电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治经济上所造成的损失或影响的程度进行分级。按该规范的规定将电力负荷分为三级：（1）一级负荷：中断供电将造成人身事故或重大设备破坏，且难以修复，给国民经济带来重大损失。一级负荷要求有两个或两个以上独立电源供电，电源间应能自动切换，以便当一 个电源发生故障时，令一个电源可继续供电，对这类用户的供电不至中断。供给一级负荷的两个电源宜在最末一级配电箱处自投切换。一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。（2）二级负荷：中断供电将造成大量减产和废品，以致损坏生产设备，在经济上造成重要损失。二级负荷应有两个电源既应有两回路供电线路供电但当双回线路供电有困难时，允许由一回专用线路供电。应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时中断电源（或中断电源后能立即恢复）。（3）三级负荷：不属于一级、二级负荷的用户属于三级负荷。三级负荷对供电不特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电，但也不能随意停电。当以三级负荷为主，但有少量一级负荷供电时，其第二电源可采用自备应急发电机组或逆变器作为一级负荷的备用电源。建筑配电设计一般要求容量小于30A的分散住宅用户可采用单相供电，但应尽量使供电干线上的负荷三相平衡。 本工程为高级民用住宅，所以为三级负荷。4.2供电电源4.2.1总体要求（1）小区内设变电所，由变电所向相应组团采用电缆供电。（2）小区内所有电缆线路走电缆沟。（3）每栋每单元地下层设设备间或配电小室。（4）电表集中管理。（5）电表由设备间引入各层配电箱，由配电箱引到各户配电箱。（6）每户配电箱（配电系统）设5-6个回路、1个照明回路、5路插座回路（一路普通插座回路、两路空调回路、两路厨房浴厕插座回路）。5个回路除前面4个回路外，增加一个客厅空调插座回路。有的设计需要一路备用.4.2.2住宅用电水平 住户的主要用电负荷可分四类：（1） 全年经常性负荷。（2） 空调负荷。（3） 电热负荷。（4） 电饮负荷。根据地方住宅设计标准，每户住宅面积超过100 m，一般住宅为6kW/户，高级住宅为8-9 kW/户。本工程每户住宅用电标准设计为10kW。4.2.3负荷计算 （1）电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确标准与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。 （2）建筑的电力负荷计算，基本上采用分类综合用电指标法、户型计算法和需要系数法。1）分类综合用电指标 这种方法是属于负荷密度估算的范畴，按分类用电的单位建筑面积来估算用电负荷。P=dS式中 d-综合用电指标（W/ m）； S-建筑物的建筑面积（m）。目前，沿海发达地区住宅综合用电指标大体如表3.1所示。 表4.1 建筑物综合用电指标住宅类型单位面积用电指标（W/ m）配电容量（VA/m）普通住宅306060120中级住宅50100100120高级住宅、别墅601001202002）户型估算法 根据统计调查，一般住宅用电负荷的高峰期是夏天晚饭后的时间，这时用电负荷有：电视、电冰箱、电热开水器、消毒碗柜、电脑、空调，占住宅用电负荷的40%，查设计手册得需要系数为0.40.6，所以根据实际情况设计时系数取0.4便可。（1）普通住宅：面积在60 m以下，负荷按45kW/户估算。 （2）中级住宅：面积在60100 m，负荷按56kW/户估算。（3）高级住宅：面积在100 m以上，负荷按812kW/户估算。3）需要系数法需要系数kx定义为：配电范围内用电设备的计算负荷Pc与配电范围内用电设备的设备负荷Pe之比，即 kx=PcPe kx是一个小于1的数，需要指出的是，计算负荷是供配电系统中按发热条件选择的设备导线所需要的负荷，求计算负荷是求一定范围内多个用电设备在热效应条件下的等效负荷。因此，需要系数法也只有在求多个用电设备计算负荷时才适用。表4.2 需要系数法注意要点设备组设备数量33多个设备说明计算负荷Pc=PePc= kxPePc=(kxiPci)需要系数根据设备类型取值4.2.4 供电线路主要采用放射式、树干式、混合式。每个配电箱和线路上的负荷分配应尽量平衡。本工程主要选择放射式供电线路。4.3 用电负荷计算书（举例）工程名:户型A负荷计算民用建筑电气设计规范JGJ/T 16-2008:参考手册：工业与民用配电设计手册第三版:用电设备组名称总功率需要系数功率因数额定电压设备相序视在功率有功功率无功功率计算电流起居室空调20.90.9220单相2.001.800.879.09卧室空调4.50.90.9220单相4.504.051.9620.45卫生间插座0.20.90.9220单相0.200.180.090.91厨房插座0.20.90.9220单相0.200.180.090.91普通插座0.90.90.9220单相0.900.810.394.09照明0.420.90.9220单相0.420.380.181.91负荷:【计算公式】：Pjs = Kp * (Kx * Pe)Qjs = kq * (Kx * Pe * tg)Sjs = (Pjs * Pjs + Qjs * Qjs)Ijs = Sjs / (3 * Ur)【输出参数】：进线相序 : 单相有功功率Pjs: 6.66无功功率Qjs: 3.48视在功率Sjs: 7.51有功同时系数kp：0.90无功同时系数kp：0.97计算电流Ijs: 34.14总功率因数: 0.89【计算过程(不计入补偿容量)】：Pjs = Kp * (Kx * Pe)=8.28(kW)Qjs = kq * (Kx * Pe * tg)=3.48(kvar)Sjs = (Pjs * Pjs + Qjs * Qjs)=7.51(kVA)Ijs = Sjs / (3 * Ur)=34.14(A)工程名:户型B负荷计算民用建筑电气设计规范JGJ/T 16-2008:参考手册：工业与民用配电设计手册第三版:用电设备组名称总功率需要系数功率因数额定电压设备相序视在功率有功功率无功功率计算电流起居室空调20.90.9220单相2.001.800.879.09卧室空调30.90.9220单相3.002.701.3113.64卫生间插座0.10.90.9220单相0.100.090.040.45厨房插座0.20.90.9220单相0.200.180.090.91普通插座0.80.90.9220单相0.800.720.353.64照明0.380.90.9220单相0.380.340.171.73负荷:【计算公式】：Pjs = Kp * (Kx * Pe)Qjs = kq * (Kx * Pe * tg)Sjs = (Pjs * Pjs + Qjs * Qjs)Ijs = Sjs / (3 * Ur)【输出参数】：进线相序 : 单相有功功率Pjs: 5.25无功功率Qjs: 2.74视在功率Sjs: 5.92有功同时系数kp：0.90无功同时系数kp：0.97计算电流Ijs: 26.91总功率因数: 0.89【计算过程(不计入补偿容量)】：Pjs = Kp * (Kx * Pe)=6.87(kW)Qjs = kq * (Kx * Pe * tg)=2.74(kvar)Sjs = (Pjs * Pjs + Qjs * Qjs)=5.92(kVA)Ijs = Sjs / (3 * Ur)=26.91(A)工程名:户型C负荷计算民用建筑电气设计规范JGJ/T 16-2008:参考手册：工业与民用配电设计手册第三版:用电设备组名称总功率需要系数功率因数额定电压设