某派出所办公楼电气设计论文.docx
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某派出所办公楼电气设计论文
设计总说明
社会经济的发展促进了科学技术的不断创新,居民生活水平也在不断上升提高,人们开始追求高品质生活,与此同时用户对低压配电系统电、防雷接地系统、消防安全及通信系统等的要求也越来越严格,使建筑电气设计渐渐走向高质量、功能多样化,并逐步向综合应用方向发展。
合理的供电和配电系统设计,不仅节省了前期投入建设,而且能提供高质量的供电,节约电能,便于日常运行管理和维护。
本次办公楼电气设计是以甲方提出的设计要求、各专业的条件图及相关的国家标准和设计规范为依据,本次设计能够保障人身设备和建筑物安全,并且线路运行可靠,满足节约电能、技术先进和经济合理等要求。
此次电气设计是对大学四年专业知识进行的一次全面系统的复习和总结,设计过程中要运用到很多知识要点、专业基本理论及计算公式。
同时学习和掌握建筑电气工程设计的具体步骤、计算方法、施工安装及CAD绘图技能。
通过本次设计可以学会合理选择电气设备的类型,电线电缆的规格和型号,能够熟练的查找和使用相关设计手册、技术资料和安装图集,牢记电气设计中常用的图形和文字符号。
本次办公楼电气设计内容主要包括强电和弱电两大部分。
强电包括:
低压配电系统,照明插座系统及防雷接地系统;弱电包括:
网络系统和电话系统。
关键词:
供配电系统;照明系统;防雷接地系统;弱电系统
DesignDescription
Thecontinuousdevelopmentofscieneeandtechnologyandsocialeconomy,makepeoplelifelevelunceasingenhancement,begantopursuehighqualitylife,aswellasthelighting,powerdistribution,firecontrol,lightningprotectiongrounding,aswellascommunicationsystemrequirementsalsomoreandmorehigh,thebuildingelectricaldesigngraduallytowardshighquality,multi-function,andfurthertotheintegrateddirection.Reasonablepowersupplyanddistributionsystemdesignisnotonlysaveconstructioninvestment,andcanprovidehighqualitypowersupply,energysaving,convenientfordailyoperationmanagementandmaintenance.
Theofficebuildingelectricaldesigninaccordancewiththedesignrequirements,theconditionsofvariousprofessional,putforwardbythepartyadiagramandrelatednationalstandardsanddesignspecifications,designdrawingscanmeetguaranteepersonalsafetyandreliablepowersupplyequipmentandbuilding,managingelectricenergy,advaneedtechnologyandeconomicandreasonablerequirements.
Thedesignontheuniversityfouryearsprofessionalknowledgeforacomprehensivereviewandsummary,thedesignprocesstousetoalotofknowledgepoints,professionalbasictheoryandcalculationformula.Atthesametimetolearnandmastertheconcretestepsofbuildingelectricalengineeringdesign,calculationmethods,constructioninstallationandbasicCADskills.Throughthisdesigncanlearntorationalselectionofelectricalequipmentandwireandcabletype,equipmentspecifications,skilledtofindanduserelateddesignmanuals,technicaldataandinstallationofatlas,bearinmindthatelectricaldesigncommonlyusedgraphicsandtextsymbols.
Theofficebuildingelectricaldesigncontentmainlyincludestwomostheavycurrentandweakcurrent.Highvoltageinclude:
low-voltagedistributionsystem,
lightingsystemandlightningproofgroundingsystemsocket;Weakcurrentinelude:
networksystemandtelephonesystem.
KeyWords:
powersupplyanddistributionsystem;Lightingsystem;Lightningprotectiongroundingsystem;Weakcurrentsystem
设计总说明i
DesignDescriptionii
目录1
1绪论1
1.1设计题目1
1.2工程概况1
1.3设计依据1
1.4设计要求2
1.5设计内容2
2配电系统设计4
2.1负荷等级及供电要求4
2.1.1负荷等级分类4
2.1.2供电要求5
2.1.3配电方式5
2.2负荷计算6
2.3电线、电缆选择9
2.3.1选择原则9
2.3.2选择步骤和结果9
3照明系统设计10
3.1照度设计标准10
3.2照明光源选择10
3.3照明灯具选择11
3.4照度计算12
3.5应急照明14
3.5.1应急照明分类14
3.5.2应急照明灯具选择14
3.5.3应急照明灯具布置15
3.5.4设计结果15
3.6照明负荷平面布置16
4防雷接地系统设计19
4.1雷电危害19
4.2建筑物的防雷措施19
4.2.1一般规定19
422第三类防雷建筑物的防雷措施20
4.3防雷接地系统设计21
4.3.1防直击雷21
4.3.2防雷电感应的措施22
4.3.3接地系统22
5弱电系统24
5.1有线电视系统24
5.1.1有线电视系统的产生和发展24
5.1.2有线电视系统的组成24
5.1.3设计结果25
5.2电话系统25
5.2.1一般规定25
5.2.2设计结果25
5.3网络系统26
5.3.1一般规定26
5.3.2设计结果26
总结27
参考文献28
致谢错误!
未定义书签。
附录29
1绪论
1.1设计题目
某派出所办公楼的电气设计。
1.2工程概况
本设计的设计对象为某派出所办公楼,设计主体为一五层办公楼,建筑物高度21.3m;设有办公室、会议室、档案室、健身房、标准间、餐厅及厨房等,为一综合性的办公楼。
由建筑物的性质和建筑高度可以得出该建筑物为三类建筑。
1.3设计依据
1)《建筑照明设计标准》GB50034-2013;
2)《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010;
3)《低压配电设计规范》GB50054-2011;
4)《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007;
5)《有线电视系统工程技术规范》GB50200-94;
6)《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-2011;
7)《等电位联结安装》15D502;
8)甲方提出的设计要求,各专业的条件图。
1.4设计要求
完成配电系统图、照明、插座、防雷、接地保护等系统平面图的设计;同时完成电话、有线电视、宽带网络等弱电系统的设计。
1.5设计内容
首先对该办公楼电气设计的主要依据和原则进行了描述,然后详细介绍了设计步骤和电气设备选型等。
本次设计共包括五章内容,前2章为绪论及总配
电系统设计,第3章为照明配电系统电气设计,第4章为防雷接地系统设计,第5章为弱电系统电气设计。
1)配电系统设计,介绍用电负荷分类及相应的供电要求,如何依据相关设计依据选择合适的负荷计算方法以及配电方式等。
本次负荷计算,选用利用系
数法计算照明配电箱工作电流,以此选出断路器、电缆和导线。
根据文献[8]对
负荷进行分类,不同级别的电力负荷采用不同的配电方式。
动力设备也用利用系数法进行负荷计算,完成配电箱设计。
2)照明配电系统设计,介绍灯具光源的种类,进行具体型号选择,如何进行照度计算和应急照明布置等内容。
依据文献⑹用利用系数法进行照度计算,通过天正计算软件得出各个房间合适的灯具数量,照明平面图按照供电半径不超过30米的原则进行设计,对供电回路负荷进行合理分配,得出需要的配电箱数量。
3)防雷接地系统,介绍了如何对雷电进行相应的防护;接地系统方式选择和具体要求等。
最后,结合建筑的特点,对各种雷电效应和接地系统进行设计。
4)弱电系统设计,包含二个部分:
电话系统和网络系统。
5)各章节关系如1-1图所示:
某派出所办公楼电气设计
图1-1派出所办公楼电气系统
2配电系统设计
2.1负荷等级及供电要求
2.1.1负荷等级分类
电力负荷分为一级负荷、二级负荷和三级负荷,依据文献[9]对民用建筑负
荷进行了分级,见表2-10
表2—1具体民用建筑负荷分级
负荷等级
用户(中断供电后果)
用电设备(或场所)名称
一级负荷
造成人身伤亡
(1)消防用电设备,例如消防水泵、消防电梯、消防中心(控制室)电源
(2)应急照明、疏散标志灯(3)走道照明、值班室照明、警卫照明、障碍标志灯(4)其他重要场所
造成重大政治、经济损失
影响有重大政治、经济意义的用电单
位正常工作的负荷
二级负荷
会在政治、经济上造成较大损失
(1)消防用电设备,例如消防水泵、消防电梯、消防控制室电源
(2)生活水泵、主要通道及楼梯间照明
影响重要用电单位正常工作的负荷
三级负荷
不属于一级和二级的负荷
2.1.2供电要求
根据《民用建筑电气规范》
1)一级负荷必须有两路进线电源,确保一个电源故障时,另一个可以正常运行。
有高压设备的时候,选择双回路高压电源进线。
总负荷容量不大时,两路电源可都从电力系统获得,或者其中一路电源采用柴油发电机组发电。
一级负荷中的特重要负荷,除了上述2电源供应,还要设置应急电源。
2)二级负荷应由两个电源供电,电力变压器也需设置两台。
为确保电源线故障或变压器的故障不会中断供电或中断后迅速恢复。
电源从电网引来时,供电线路每个回路均需满足100%的负荷。
当线路和配电设备检修和突然停电时,要保证安全关机,这时可根据负荷容量设置合适大小的柴油发电机组。
3)三级负荷供电无特殊要求。
这三种类型的高层建筑,电力配电和照明三类负载,应急照明和应急疏散标志与电池备份电源,消防电气设备由专用电源电路,电源来自配电室。
派出所办公楼为三类高层建筑,所有负荷均为三级负荷,应急照明和应急疏散标志设置备份电源,消防电气设备供电单独设置,电源来自配电室。
2.1.3配电方式
《住宅设计规范》规定,住宅供电接地方式有三种,分别为TN-S,TT和
TN-C-S。
高层电梯住宅设有低压变电所时一般选用TN-S系统;电源由城市
公用低压配电线路引来的民用建筑通常选用TT系统;每幢建筑物电源均由小
区变电所引来时选用TN-C-S系统。
此次设计选用TN-C-S三相四线制供电方式。
低压配电系统的设计,必须按照负荷的性质、用电设备容量、供电条件合理的进行设计;同时满足计量、维护、管理方便,供电安全可靠等要求。
照明负荷与动力负荷配电系统宜分开设计;消防用电设备及其他防灾用电设备的配电宜单独设置。
常用低压配电系统接线有4种,放射式配电、树干式配电、变压器干线式配电和链式配电。
设备容量较大,或负荷性质重要的建筑物宜采用放射式配电;楼层较高的建筑物,通常采用分区树干式配电向各楼层配电点供电;用电设备负荷较小,距配电箱距离较远,负荷等级不高,设备与设备间距不大时,一般采用链式配电。
常用配电方式优缺点介绍:
1)放射式配电优点:
供电可靠性高,配电设备比较集中,检修时方便;缺点是有色金属消耗多,灵活性差。
2)树干式配电优点:
配电设备和有色金属消耗少,系统灵活性好;缺点是干线故障时,对整个系统影响大。
本次办公楼电气设计配电系统采用放射式和分区树干式相结合的供电方式(详见附录DS-02、DS-03配电系统图)。
2.2负荷计算
常用负荷计算方法有3种,需要系数法、利用系数法和单位指标法。
单位指标法多用于设计前期预测,利用系数法和需要系数法多在初步设计和施工图设计中使用。
电力负荷计算必须无误,并且尽量精确,准确的计算功率对选择合适变压器型号至关重要。
通过计算电流值选择合适的开关、断路器和对应的电线电缆型号。
本次办公楼电气设计采用利用系数法来计算负荷。
用电设备组计算负荷:
Pjs二kxPe(2-1)
QnPjstg(2-2)
S二PjSQ2
(2-3)
S
3803
(2-4)
式中Pe用电设备工作容量(kW)
kx
需要系数
Q用电设备组无功功率(kVar)
Pjs用电设备组有功功率(kW)
cos①有功功率因数
tg①正切角(用来求无功功率)
1)1AL1照明配电箱
工作容量Pe=46.4kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cos©=0.85,有功功率Pjs=PeKx=37.12kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcos©=66.35A。
2)1AL2照明配电箱
工作容量Pe=27.5kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cos©=0.85,有功功率Pjs=PeKx=22kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcos©=39.32A。
3)2AL1照明配电箱
工作容量Pe=47.1kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cos©=0.85,有功功率Pjs=PeKx=37.68kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcos©=67.32A。
4)2AL2照明配电箱
工作容量Pe=34.4kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cos©=0.85,有功功率Pjs=PeKx=27.52kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcos©=49.19A。
5)3AL1照明配电箱
工作容量Pe=49kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cos©=0.85,有功功率Pjs=PeKx=39.2kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcos©=70.07A。
6)4AL1照明配电箱
工作容量Pe=49kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cos©=0.85,有功功率Pjs=PeKx=39.2kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcos©=70.07A。
7)5AL1照明配电箱
工作容量Pe=31.7kW,需要系数Kx=0.80,功率因数cos©=0.85,有功功率Pjs=PeKx=25.36kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcos©=45.33A。
8)ATI电梯配电箱
工作容量Pe=12kW,需要系数Kx=1.0,功率因数cos©=0.60,有功功率
Pjs=PeKx=12kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcos©=30.4A
9)AT2消防配电箱
工作容量Pe=7.5kW,需要系数Kx=1.0,功率因数cos©=0.80,有功功率
Pjs=PeKx=7.5kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcos©=14.2A。
10)AP动力配电箱
工作容量Pe=289.4kW,需要系数Kx=0.70,功率因数cos©=0.80,有功功率Pjs=PeKx=202.58kW,Ijs=Pjs/1.732x380xcos©=384.75A。
刀开关选择400A框架,整定电流400A,经查工业与民用配电设计手册
[9]95mm2在25C时埋地载流量为203A,选择两根95mm2载流量为406A大于
400A。
故电缆型号选择2(YJV2“kV-4x95),
2.3电线、电缆选择
2.3.1选择原则
1)通过负载电流时,线芯温度不超过电线、电缆绝缘所允许的长期工作温度,简称按温升选择截面。
2)经济寿命期内的总费用最少,即初始投资和经济寿命期内线路损耗费用之和最少,简称按经济电流选择。
3)通过短路电流时,不超过所允许的短路强度。
4)电压损失在允许范围内。
5)满足机械强度的要求。
6)低压电线、电缆应符合过负载保护的要求;TN系统中还应保证在接地故障时保护电器能断开电路。
2.3.2选择步骤和结果
1)根据计算电流选取断路器框架和整定电流值;
2)根据断路器框架电流选择合适的电缆型号;
3)导线及断路器选择,上级断路器框架电流至少要比下级断路器大一个型号;
4)动力设备需要考虑瞬时启动电流,断路器整定值要比工作电流大一个型号。
5)照明回路选用BV—2x2.5,插座回路选用BV—3x4。
其它电力设备具体电缆、导线选择详见图纸DS—02和DS—03。
3照明系统设计
3.1照度设计标准
根据《建筑照明设计标准》表5.2.2办公建筑照明标准值和表5.4.1公共场
所照明标准值,本次设计的照度计算标准如下:
表3—1建筑照度标准值
房间或场所
参考平面及其高度
照度标准值(lx)
普通办公室
0.75m水平面
300
会议室
0.75m水平面
300
接待室、前台
0.75m水平面
300
营业厅
0.75m水平面
300
资料、档案室
0.75m水平面
200
配电室
0.75m水平面
200
门厅
地面
100
健身房
地面
100
走廊、流动区域
地面
50
楼梯、平台
地面
30
厕所、盥洗室、浴室
地面
75
3.2照明光源选择
照明光源选择一般原则:
1)发光效率高;
2)显色性越高越好;
3)使用寿命长;
4)启点可靠、方便、快捷;
5)性价比高。
3.3照明灯具选择
灯具选择应遵循安全、简单、节能、耐用、方便、环保等原则。
选择合适的光源,合理分配光源的发光量,以满足工作环境的要求和照明的需要,无眩光,避免严重的反射幕。
同时还要考虑环境光分布情况,达到限制眩目的要求,选择高效率、高光效灯。
荧光灯、电子节能灯一般用于室内照明(常用三基色荧光灯),汞灯和钠灯用于室外照明,用于混光照明时往往需要两者相结合,这么设计有利于节省电耗,尽量还原本色,光色协调、视觉舒适。
灯具选择一般原则:
1)安全:
灯具选择正规厂家,劣质灯可能发生爆炸或烧毁线;
2)节能:
选择效率高、光通维持率高的灯具;
3)功能性、装饰性(美观、协调)、经济性(性价比高);
4)限制眩光。
根据各房间的不同功能和规范要求选择不同的灯具类型。
走廊每隔4-5米
安装一盏吸顶节能灯,在浴室镜子上方装设一盏向下照射的灯,减少面部阴影,提供充足的光亮。
本建筑主要灯具选择如下表:
表2—2灯具选择表
灯具类型
安装场所
荧光灯
办公室、会议室、餐厅、健身房
防水防尘灯
厨房、卫生间等
荧光花吊灯
大厅
吸顶灯
走廊、楼梯
3.4照度计算
《工程名:
某派出所办公楼的电气设计》
计算者:
鄢汉勇
计算时间:
2016.04
参考标准:
《建筑照明设计标准》/GB50034-2013
参考手册:
《照明设计手册》第三版:
本次设计采用利用系数法进行照度计算,公式如下:
E=N①UK/A
N=EA/(①UK)
其中:
①--光通量Im,N--光源数量,U--利用系数,A--工作面面积m2,K--灯具维护系数
1)办公室灯具数量计算,长度L=7.1m,房间宽度B=4m,计算高度H=2.75m,工作面高度0.75m,光源为双管飞利浦T8直管荧光灯。
光通量为2500lm,利用系数U=0.75,维护系数K=0.8,照度要求为300LX,功率密度要求为
2
11W/m2。
由此可根据公式得:
N=EA/(①UK)=300x7.1x4/(2x2500x0.75x0.8)=2.84
计算结果:
选择灯具数3盏,要求平均照度:
300.00LX,实际计算平均照度:
316.90LX
符合规范照度要求!
要求功率密度:
11.00W/m2,实际功率密度:
7.82W/m2
符合规范节能要求!
2)办证大厅灯具数量计算,长度L=13.3m,房间宽度B=8m,计算高度H=2.75m=,工作面高度0.75m,光源为双管飞利浦T8直管荧光灯。
光通量为25001m,禾【J用系数U=0.75,维护系数K=0.8,照度要求为300LX,功率密度要求为13W/m2。
由此可根据公式得:
N=EA/(①UK)=300x13.3x8/(2x2500x0.75x0.8)=10.6
计算结果:
选择灯具数11盏,要求平均照度:
300.00LX,实际计算平均照度:
310.15LX
符合规范照度要求!
22
要求功率密度:
13.00W/m,实际功率密度:
7.65W/m
符合规范节能要求!
3)其他房间照度均用以上方法进行计算。
3.5应急照明
3.5.1应急照明分类
应急照明按用途可分为3种,疏散照明(保证在发生事故时人员能快速安全地离开)、安全照明(保证发生停电事故时,潜在危险场所人员人身安全不受威胁)和备用照明(能保证发生照
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