某宾馆建筑电气设计Word格式.docx
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但民间说法但人们通常将2层以上的建筑都笼统地概括为多层建筑。
本设计采用《民用建筑设计通则》中定义,将本次设计宾馆定为低层建筑。
1.2本次设计目的与意义
本次毕业设计着重综合应用所学的<
<
建筑弱电技术>
>
和<
电气照明>
等课程的理论知识及对自己的一次实战性的检验。
学会调查研究,收集设计资料,根据工程要求和设计规范,选择、确定设计方案,并利用标准图集和手册,完成设计任务。
进一步提高设计计算、绘图和使用计算机技能,综合运用已经具备的理论知识和实践知识解决一般工程设计问题的能力。
并对建筑电气行业现状和发展方向进行深入了解熟悉和学习相关新产品新技术的应用。
通过本次设计要掌握毕业设计的操作方法及论文撰写格式,通过具体实践,进一步提高自己的工作能力。
在完成理论课学习的基础上,培养综合利用多门课程知识解决实际问题的能力,同时培养和提高自己分析问题、解决问题的能力,理论和实践相结合,不断开发创新。
做好建筑电气设计工作,对于节约能源、支援国家经济建设,有着重大的作用。
1.3工程概况
本设计总建筑面积6846.8m2,结构为框架结构,长88.8米,宽25.7米,层高3米,共3层(屋顶局部为夹层)建筑层数为3层,建筑高度9m,结构为框架结构,建筑等级为二级。
本工程为二类高层建筑,耐火等级为二级,建筑采用自动喷水灭火系统,凡设备用房门均采用甲级防火门,楼梯间为封闭楼梯间,采用乙级防火门。
防火分区:
一、二、三层一个防火分区,在本建筑中一层设有餐厅包间,卫生间,多功能厅,KTV包间,总服务台,厨房等;
二层主楼为标准客房和自主餐厅间,多功能厅卫生间等;
三层主楼为标准客房和存放库,以及理发美容室,休闲吧,公共卫生间等。
1.31低层民用建筑的特点
1)在建设投资上,低层民用建筑不需要像中高层和高层住宅那样增加电梯、高压水泵、公共走道等,方面投资。
2)在户型设计上,低层民用建筑设计空间比较大,居住舒适度较高。
3)在结构施工上,低层民用建筑北方地区大多数采用砖混结构,因而低层民用建筑造价一般较低。
1.32建筑电气设计的组成
建筑电气设计是现代高层建筑的重要组成部分,一般来讲,建筑电气设计大致分为强电部分和弱电部分。
强电部分的设计包括低压配电系统,动力照明干线系统,配电箱系统和导线电缆的敷设。
强电部分是建筑电气设计的基础和主干部分,建筑电气的重要性和可靠性都取决于强电部分设计的好坏。
而弱电部分包括有线电视及卫星电视系统,通信系统,广播扩声系统,火灾自动报警与消防联动系统还有综合布线系统,目前设计中比较深化的是火灾报警及消防联动系统与综合布线系统两部分。
随着建筑智能化水平的提高,弱电部分的系统增加很多,弱电系统占基建投资的比率也越来越高,因此设计好弱电的各个子系统,对节约投资、提高智能化水平是有重要意义的。
2供配电系统的设计
2.1负荷分级及各级负荷的供电措施
2.1.1负荷分级
用电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。
a.符合下列情况之一时,应为一级负荷:
1)中断供电将造成人身伤亡时。
2)中断供电将在政治、经济上造成重大影响或损失时。
3)中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作,或造成公共场所秩序严重混乱时。
例如:
重要通信枢纽、重要交通枢纽、重要的经济信息中心、特级或甲级体育建筑、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂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用电单位中的重要电力负荷。
在一级负荷中,当中断供电后将影响实时处理重要的计算机及计算机网络正常工作以及特别重要场所中不允许中断供电的负荷,为特别重要的负荷。
b.符合下列情况之一时,应为二级负荷:
1)中断供电将造成较大政治影响时。
2)中断供电将造成较大经济损失时。
3)中断供电将影响重要用电单位的正常工作,或造成公共场所秩序混乱时。
c.不属于一级负荷和二级负荷的用电负荷应为三级负荷。
2.1.2各级负荷的供电措施
a.一级负荷的供电电源应符合下列要求:
一级负荷应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致同时受到破坏。
而且当一个电源中断供电时,另一个电源应能承担本用户的全部一级负荷设备的供电。
一级负荷容量较大或有10KV用电设备时,应采用两路10KV或35KV电源。
如一级负荷容量不大时,应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源,亦可采用应急发电机组。
如一级负荷仅为电信或照明负荷时,宜采用不间断电源UPS或EPS作为备用电源。
一级负荷用户的变配电室内的高低压配电系统,均应采用单母线分段系统。
分列运行互为备用。
一级负荷设备应采用双电源供电,并在最末一级配电装置处自动切换。
一级负荷中的特别重要负荷,尚应增设应急电源,并严禁将其他负荷接入应急供电系统。
b.二级负荷对供电电源的要求
二级负荷的供电系统,宜由两回线路供电。
供电变压器也应有两台。
在其中一回路或一台变压器发生常见故障时,二级负荷应不致中断供电,或中断后能迅速恢复供电。
在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。
当采用架空线时,可为一回路架空线供电;
当采用电缆线路时,应采用两根电缆组成的线路供电,其每根电缆应能承受100%的二级负荷。
c.三级负荷对供电电源的要求
三级负荷对供电无特殊要求。
d.本工程除均属于三级负荷;
电源由室外电缆埋深0.8米引入。
2.2低压配电系统的接地型式
低压配电系统的接地型式分为TN系统(系统中性点直接接地,所有设备的外漏可导电部分均接公共的保护线或公共的保护中性线)、TT系统(系统中性点直接接地,而其中设备的外漏可导电部分均各自经PE线单独接地)和IT系统(系统中性点不接地,或经高阻抗接地)。
而TN系统又可分为TN-C系统、TN-S系统、和TN-C-S系统。
a.TN-C系统
N线和PE线全部合为一根PEN线。
PEN线中可有电流通过,因此对某接PEN线的设备产生电磁干扰。
如果PEN线断线,可使接PEN线的外漏可导电部分带电而造成人身触电危险。
该系统由于PE线和N线合为一根,因而节约了有色金属和投资,较为经济。
TN-C系统在我国低压配电系统中应用最为普遍,但不适于对安全和抗电磁干扰要求高的场所。
b.TN-S系统
其中的N线与PE线全部分开,设备的外露可导电部分均接PE线。
由于PE线中无电流通过,因此设备之间不会产生电磁干扰。
PE线断线时,正常情况下不会使接PE线的设备外露可导电部分带电。
该系统较之TN-C系统在有色金属消耗量和投资方面有所增加。
TN-S系统主要用于对安全要求较高(如潮湿易触电的浴室和居民住宅等)的场所及对抗电磁干扰要求高的场所。
c.TN-C-S系统
该系统的前一部分全部为TN-C系统,而后面有一部分为TN-C系统,有一部分则为TN-S系统,其中设备的外漏可导电部分接PEN线或PE线。
该系统综合了TN-C系统和TN-S系统的特点,因此比较灵活。
d.本工程为TN-C-S系统。
2.3配电系统的一般原则
配电系统设计应满足供电可靠性和电压质量的要求。
配电系统以三级保护为宜。
系统结构不宜复杂,在操作安全、检修方便的前提下,应有一定的灵活性。
配电线路或配电室及配电箱应设置在负荷中心,以最大限度地减小导线截面,降低电能损耗。
同一线路上的用电设备性质应相同或接近;
不同性质的用电设备应由不同的分支线路供电。
在供电线路中,如果安装有冲击负荷大的用电设备或设备容量较大(10KW以上),
应由单独支路供电。
在三相供电线路中,单相负荷应均衡分配到三相上,当单相负荷的总计算容量小于计算范围内三相对称负荷总计算容量的15%时,全部按三相对称负荷计算;
当超过15%时,应将单相负荷换算为等效三相负荷,再与三相负荷相加。
在配电系统中的配电屏、箱应留有适当的备用回路。
选择导线截面也应适当留有余量。
2.4本设计的供配电系统
根据2.1、2.2、2.3的规定,在本宾馆楼的设计中,根据负荷等级的分类将本次设计中的低压配电系统归为三级负荷,但可以有选择性的归为二级负荷。
配电室配电系统采用单母线分段制并互相联络,同时设置应急母线,应急母线与柴油发电机连接。
三级负荷平均分配分别接在两路电源上。
两段母线互相联络,当一路电源停止供电时,可用中间联络有选择的接通部分三级负荷。
低压配电系统的接地型式采用TN-C-S系统。
低压进线采用TN-C系统,即三相四线入户,低压配电系统采用TN-S系统,即三相五线制人三相配电箱。
每个客房采用单独的单相配电箱,三线入户即一根相线、一根N线和一根PE线。
本工程供电根据实际情况采用放射式供电,每个楼层设置若干配电箱,供各层照明,空调等用电,再根据深入负荷中心的要求设置分配电箱。
其中客房层为每个客房一个终端箱,采用单相引入,在客房层的楼层配电箱平均分配使三相平衡,其它层终端箱三相引入,在终端箱三相平衡。
2.5负荷计算
2.5.1负荷计算的方法
负荷计算的方法主要有:
需要系数法、利用系数法和二项式法。
需要系数法就是用设备功率乘以需要系数或同时系数,直接求出计算负荷,这种方法最为简便,应用最广。
利用系数法是以概率论为理论基础提出的,计算结果比较接近实际,但因利用系数实测与统计较难,在民用建筑电气中一般不用。
二项式法的应用局限性较大,但在确定设备台数较少而容量差别较大的分支干线的计算负荷时较为合理。
另外负荷计算在设计初步时还会用到单位面积功率密度法,单位面积功率密度法就是查表确定建筑物单位面积上的用电负荷,各类建筑物的用电指标如表2-1所示:
表2-1各类建筑物的用电指标
建筑类别
用电指标(W/㎡)
用电指标(W/㎡)
公寓
30~50
医院
40~70
旅馆
高等学校
20~40
办公
40~80
中小学
12~20
商业
一般:
展览馆
50~80
大中型:
70~130
体育
演播室
250~500
剧场
汽车库
8~15
在本设计中,由于需要系数法的简便性和广泛性,因此在负荷计算的过程中采用需要系数法。
需要系数法计算计算三相负荷公式如下:
Pjs=KxPe
式中Pjs—用电设备总的有功计算负荷;
Pe—用电设备总的设备容量;
Kx—用电设备的需要系数;
Qjs—用电设备的无功计算负荷;
tanφ—对应于设备的cosφ的正切值;
cosφ—用电设备的功率因数;
Sjs—用电设备的视在计算负荷;
Ijs—用电设备的计算电流;
UN—用电设备的额定电压。
如果设备为单相负荷,则等效三相设备容量Pe应按最大负荷相所接单相设备容量Pe的3倍计算。
2.5.2本宾馆负荷计算
标准层照明负荷计算
已知标准层每个终端配电箱均为单相负荷,其中每个标准客房设备容量2.4KW,布草间用房为2.32KW。
标准层有22个标准客房,1个布草间用房,1个多功能厅等。
取所有房间用电设备的需要系数为1,即房间用电设备的计算负荷等于设备容量。
由标准层的系统图可知最大单相负荷为L1相,为23.33KW,所以楼层等效三相负荷
Pe=3Pemax=3x23.33KW=70KW
楼层配电箱需要系数Kx取0.8,所以
Pjs=KxPe=0.8x70KW=56KW
其它各层的负荷计算方法均与此相同。
2.6电气设备的选择
2.6.1导线的选择
A:
导线型号的选择
1)导体材料的选择
从节能角度看,为了减少电能传输时在线路上的电能损耗,则要减少导体的阻抗,所以使用铜比使用铝要好。
2)导线绝缘及护套的选择
⑴电力电缆
交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套(YJV)的电力电缆:
允许温升高,载流量大,其制造工艺简单,没有敷设高差的限制。
重量较轻,弯曲性能好,具有内铠装结构,使铠装不易腐蚀。
能耐油和酸碱性的腐蚀,而且还具有不延燃的特性,可适用于有火灾发生的环境。
同时,该电缆还具有不吸水的特性,适用用于潮湿、积水或水中敷设。
⑵导线
塑料绝缘导线:
其绝缘性能好,制造工艺简单,价格比较便宜。
B:
导线截面的选择
导体截面的选择,应符合下列要求:
1)按敷设方式、环境条件确定的导体截面其导体载流量不应小于计算电流;
2)线路电压损失不应超过允许值;
3)导体应满足动稳定与热稳定的要求;
4)导体最小截面应满足机械强度的要求。
电流通过导线时,要产生电能损耗,使导线发热。
当裸导线的温度过高时,会使其接头处的氧化加剧,增大接触电阻,使之进一步氧化,如此恶性循环,甚至可发展到断线。
若绝缘导线和电缆的温度过高时,可使绝缘损坏,甚至引起火灾。
因此规定了不同材料和绝缘导线的允许载流量。
在这个允许载流量范围内运行,导线的升温不会超过允许值。
按发热条件选择三相系统中的相线截面时,应使其允许载流量Ial不小于通过相线的计算电流Ijs。
a.中性线截面的选择
三相四线制系统中的中性线,要考虑不平衡电流和零序电流以及谐波电流的影响。
1)一般三相四线制系统中的中性线截面应不小于相线截面的一半。
2)有三相四线制引出的两相三线制和单相线路,因中性线电流和相线电流相等,故中性线截面和相线截面相同。
3)如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出,该谐波电流回流过中性线,此时中性线截面应不小于相线截面。
b.保护线截面的选择
保护线截面要满足短路热稳定的要求,按GB50054-95低压配电设计规范规定:
1)当相线截面小于16mm2时,保护线截面应不小于相线截面。
2)当相线截面不大于35mm2且大于16mm2时,保护线截面应不小于相线截面。
3)当相线截面大于35mm2时,保护线截面应不小于相线截面的一半。
C:
本设计中导线的选择
根据以上的规定,本设计中线路采用BV-500V导线穿钢管沿地坪暗敷;
或穿PVC管沿墙。
导线截面的选择按照允许载流量的原则选用且符合以上要求,当相线截面不大于35mm2时,各保护线截面和相线截面相同;
当相线截面大于35mm2时,各保护线截面至少为相线截面的一半。
从楼层配电箱到标准客房选用4mm2的导线,其它各设备的导线截面选择详见低压配电系统图。
2.6.2低压断路器的选择
选择低压断路器时满足下列条件:
1.低压断路器的额定电压不小于保护线路的额定电压。
2.断路器的额定电流不小于它所安装的脱扣器的额定电流。
3.过流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流。
同时,还应按照以下原则选择:
1.断路器的额定短路通断能力不小于线路中最大短路电流。
2.断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。
3.选择配电断路器需考虑短延时,短路通断能力和延时梯级的配合。
4.选择电动机保护用断路器需考虑电动机的起动电流并使其在起动时间内不动作。
笼型感应电动机的起动电流按8~15倍额定电流计算。
5.直流快速断路器需考虑过电流脱扣器的动作方向(极性)、短路电流上升率di/dt。
6.漏电保护断路器需选择合理的漏电动作电流和漏电不动作电流。
注意能否断开短路电流,如不能断开短路电流则需和适当的熔断器配合使用。
本设计根据以上选用要求及断路器的参数,终端配电箱中选用广州真善美公司的小型断路器,其中照明线路选用1P小型断路器,插座等回路选用带漏电保护的2P小型断路器。
1P小型断路器的型号
说明、适用范围及参数如下:
带漏电保护的2P小型断路器的型号说明、应用及技术参数如下:
宾馆楼2到3层楼层配电箱为单相出线,并且每路的负荷仅为2.4KW,所以2到3层的楼层配电箱中出线断路器也可选用小型断路器。
本设计选择正泰公司的NB1-63系列小型断路器,应用范围、型号说明及技术参数如下:
1应用范围
NB1-63小型断路器适用于交流50/60Hz交流400V及以下,额定电流至63A线路的过载及短路保护之用,也可以在正常情况下作为线路的不频繁操作转换之用。
宾馆楼一层的配电箱均为三相出线,并且后面所接终端配电箱负荷较大,所以宾馆楼一层的楼层配电箱中出线断路器选用塑壳式断路器。
本设计选择正泰公
司的NM8系列塑壳式断路器,适用范围、规格及技术参数如下所示:
型号及其含义:
例:
NB1-63/H:
N——企业特征代号
B——小型断路器代号
1——设计序号
63——壳架等级额定电流
H——表示分断能力10000A
适用范围:
NM8系列主要用于交流50/60Hz,额定电压690V及以下,额定工作电流1250A及以下的电路中作接通,分断及承载额定工作电流,能在线路和用电设备发生过载、短路、欠压的情况下对线路和用电设备进行可靠的保护,并能用作电动机的不频繁启动,可横装也可竖装。
壳架等级额定电代号。
壳架等级额定电流(A)
额定工作电流(A)
A
100
16、20、25、32、40、50、63、80、100
B
250(包含160壳架等级)
100、160、200、250
C
630(包含400壳架等级)
250、315、350、400、500、630
D
1250*
630*、800*、1000*、1250*
低压断路器整定电流的选择以大于线路的计算电流小于线路的载流量为原则,在本设计中客房的整定值以稍大于计算电流选择,办公室和其他地方的整定电流按小于载流量选择,断路器的整定电流见低压配电箱系统图。
2.6.3低压配电箱的选择
在本设计中,终端箱有两种:
单相终端箱和三相终端箱。
在客房使用单相终端箱,办公空间及其他的空间选用三相终端箱。
根据各配电箱中的回路数、额定电流、额定电压,并结合配电箱的特点,本设计中单相终端箱选用ABB公司的ACM系列单相配电箱,嵌墙式安装,产品特点、技术参数、型号说明及安装尺寸如下:
三相终端箱及楼层配电箱选用ABB公司的SDB系列三相配电箱,产品特点、技术参数、型号说明及安装尺寸如下:
产品特点:
ABB的SDB系列三相配电箱的设计特点在于具有宽阔的接线空间、易于识别的线路标记、箱可从箱侧、顶或底面做多方向的扩展,其设计概念在于为客户及设计人员提供可行之有效的方案。
ABB的ACM、ACP及ACF系列终端配电箱的设计符合GB7251.3及GB17466标准。
箱内配有中性端子排、接地端子排及DIN导轨,可配合ABBsystemproM终端保护装置。
箱内备有6中标准格式,分别为8位、10位、13位、16位20位及23位,每一单极开关各占一位。
ACM系列终端配电箱为金属外壳,表面采用RAL7035浅灰白色环氧数值静电喷涂,平盖式的设计及安装门盖螺丝,在不同的安装环境均能显得高雅大方。
箱体的安装分有挂墙式安装(明箱)及嵌墙式安装(暗箱)两种。
技术参数:
SDB系列的设计符合GB7251.3-1997及GB17466-1988标准,可以装置不同的进线开关,如负荷开关、塑壳断路器、剩余电流动作断路器及用于直接连接的组件等。
再配合ABBSystemproM保护装置,无论是新建项目,或是替代传统的配电开关箱都一样很合适。
SDB系列的安装分为挂墙式(明箱)和嵌墙式(暗箱)两种,并可以横排结构(最大100A)和直排结构(最大160)组合。
直排结构:
出现回路用电缆连接电源
横排结构:
出现回路从主母排直接连接电源
安装尺寸:
2.6.4双电源自动转换开关的选择
在本设计中,宾馆楼一层照明及消防配电箱等处负荷等级较高,供电采用双电源一备一用方式,在这些地方需要用双电源自动转换开关,在此选用正泰公司的NZ1B系列双电源自动转换开关。
NZ1B系列双电源自动转换开关的适用范围及型号说明如下:
a.适用范围:
NZ1B系列双电源自动转换开关电器适用于50/60Hz,额定电压690V及以下,额定电流从6A到8
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