建筑电气设计说明书.docx
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建筑电气设计说明书
湖南城市学院
建筑环境与设备工程专业
《建筑电气》
课程设计说明书
设计任务:
2#住宅楼的电气设计
学院:
市政与测绘工程学院
指导老师:
孙良蒯大秋段娇娇
专业班级:
建环1202302班
小组成员:
刘虎成1202302-26组长
刘乔1202302-22副组长
黎达宏1202302-17组员
侯周伟1202302-12组员
第1章绪论·····································1
1.1设计题目··································1
1.2建筑概况··································1
1.3设计范围···································1
第2章确定方案································1
2.1照明系统·····································1
2.2供配电系统···································2
2.3防雷接地系统···································2
第3章照明系统设计····························2
3.1照明设计内容···································2
3.2照度计算·······································3
3.3插座系统设计·································6
第4章低压配电系统设计·························8
4.1负荷分级与供电要求··························8
4.2负荷计算·······································8
4.3导线选择与敷设·································11
第5章防雷接地系统设计·······················11
5.1年预计雷击次数计算及防雷等级确定···············12
5.2防雷设计与接地设计·····························13
参考文献............................................15
第1章绪论
1.1设计题目
本建筑电气课程设计为2#住宅楼。
1.2建筑概况
该住宅楼一共是十层,包括2栋建筑物,一楼及以上为住宅楼。
其中一栋建筑面积为另一栋的1/2,建筑面积为3181.32平方米,总套内面积为2647.16平方米,分摊面积为534.16平方米,单元户为三室两厅型,四室两厅型。
1.3设计范围及设计任务
1.3.1设计范围主要是:
供配电系统设计、照明配电系统设计、防雷接地系统设计
1.3.2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。
第2章确定方案
2.1照明配电系统
1、根据《照明设计规范》可以查到主要场所的照度值
2、
表2-1照度值[1]
室内场所
客厅
卧室
餐厅
卫生间
厨房
标准照度
100
75
150
100
100
室内场所
楼梯
社区用房
门厅
合用前室
商铺
照度照度
30
300
100
75
300
2、依据国家标准,及规范设计要求,各层照明不能超过照度要求。
3、客厅空调插座不能同其他卧室空调插座公用一个回路,普通电源插座与照明分设回路,且各插座回路30mA漏电保护。
4、卫生间和厨房标明选防潮防尘灯。
楼梯间及合用前室等公共照明的照灯选用声光控感应灯。
2.2供配电系统
1、本工程的普通照明用电属于三级负荷,生活水泵电力、客梯、楼梯照明、应急照明都属于二级负荷,参见[2]。
2、电源:
本工程中从社区变电所引来一路380V/220V线路电源供电,由于二级负荷要求双回路供电,所以第二回路可来自地区电力网或邻近单位,也可以用自备柴油组。
3、配电系统:
在电源进户设置配电总箱,再以放射式系统至单元配电总箱。
由单元配电箱至楼层电度表箱采用树干式系统,再以放射式系统至用户配电箱。
各层楼梯间和合用前室的照明计量表设在一层单元配电总箱内,楼梯和合用前室的照明采用声光控感应灯开关。
4、楼房各单元采用BV—0.5KV导线以树干式向各层电表箱配电。
2.3防雷接地系统
1、防雷系统:
按规范规定,通常需要防雷的住宅建筑物划分为第二或第三类防雷建筑物,无第一类防雷建筑物。
依据《建筑物防雷设计规范》,本工程属于第三类防雷建筑物,接地利用独立桩基础接地电阻。
2、保护接地的形式有以下两种:
⑴设备的外露可导电部分经各自的PE线(保护线)分别直接接地,我国过去称之为保护接地。
⑵设备的外露可导部分经过公共的PE线或PEN线(三相四线制系统中的中性线与保护线共用一根导线)接地,我国过去称之为保护接零。
3、本工程供电系统的电器设备接地方式为TN-C-S系统。
第3章照明系统设计
3.1照明设计内容
3.1.1照明设计的主要内容:
⑴确定照明的方式、种类、照度值,并选择灯光源类型,确定如何布置。
⑵进行照度计算、确定光源的安装工具,选择供电电压(220V)及电源(给定)。
⑶选择照明配电网络的形式、多少根线及选择导线的型号、截面和敷设方式(钢管预埋方式)。
⑷选择和布置照明配电箱(型号、装什么开关)。
⑸绘制照明平面图并确定安装容量,开列主要器材设备清单。
⑹照度计算:
照度计算的方法有:
利用系数法、单位容量法、逐点计算法。
本设计中将采用单位容量法,具体计算方法在后面会有详细地介绍。
3.1.2照明设计的一般规定
室内照明应优先采用高光效光源。
在有连续调光防止电磁波干扰、频繁开闭或室内装修设计需要的场所,可选用白纸灯或卤钨灯光源。
当电气照明需要同天然采光结合时,应选用光源色温在4500~6500k的荧光灯或其他气体放电光源。
室内一般照明宜采用同一种类型的光源。
当有装饰性或功能性要求时,亦可采用不同种类的光源。
当用一种光源不能满足显色性要求时,可采用混光措施,并宜将两种光源组装在同一盏灯具内。
在进行电气照明设计时,除符合上述规定外,还应符合现行的国家标准《建筑照明设计标准》GB2008以及其他各类相关规范的规定。
3.2照明设计计算
3.2.1选择照度值
在民用建筑照明设计中,应根据建筑性质、建筑规模、等级标准、功能要求和使用条件等依据下表。
表3-1住宅建筑照明的标准值
类别
参考平面及其高度
照度标准值(lx)
Ra
卧室
一般活动区
0.75m水平面
75
80
床头、阅读
150*
80
起居室
一般活动区
0.75m水平面
100
80
书写、阅读
300*
80
餐厅
0.75m水平面
150
80
厨房
一般活动
0.75m水平面
100
80
操作台
台面
150*
卫生间
0.75m水平面
100
80
注:
*宜用混合照明
3.2.2照度计算
本设计中采用的照度计算方法为单位容量法。
单位容量法的依据也是利用系数法,只是进一步被简化了,数据为估算。
它适用于在方案设计或初步设计时的近似计算和一般的照明计算,这对于估算照明负载或进行简单的照明计算是非常适用的。
单位容量法的基本公式:
3-1
3-2
式中ΣP—总安装容量(不包括镇流器的功率损耗),W;
S—房间面积(一般指建筑面积),m²;
—满足某最低照度时的单位面积安装功率(查表得到),W/m²;
Pt—一套灯具的安装容量(不包括镇流器的功率损耗),W;
N—在规定照度下所需灯具数,套。
若房间的照度标准为推荐的平均照度时,则应将平均照度换算成最低照度后,再进行查表和计算。
表3-2节能灯单位面积安装功率
计算高度
(m)
房间面积
(m2)
节能灯照度(lx)
30
50
75
100
150
200
2~3
10~15
15~25
25~50
50~150
150~300
300以上
2.5
2.1
1.8
1.7
1.6
1.5
4.2
3.6
3.1
2.8
2.6
2.4
6.2
5.4
4.8
4.3
3.9
3.2
8.3
7.2
6.4
5.7
5.2
4.9
12.5
10.9
9.5
8.6
7.8
7.3
16.7
14.5
12.7
11.5
10.4
9.7
表3-3各型号节能灯功率
灯管规格
主要功率W
Φ92U
3
5
7
9
11
13
Φ122U
5
7
9
11
13
18
Φ93U
7
9
11
13
15
Φ123U
13
15
18
20
22
25
26
Φ94U
11
15
18
Φ124U
15
20
26
32
40
Φ9螺旋管
5
7
9
11
13
15
Φ12螺旋管
9
11
18
20
22
23
26
Φ14Φ17大功率
32
45
50
65
85
100
120
3.2.3本工程的照度计算
1、2#四-八层a户型:
主卧室:
光源选用荧光灯,照度需求75lx,房间面积A=12.65㎡
查表3-2得:
单位安装功率为6.2(W/m2)
P=W×A=6.2×12.65=78.43W,
选用吸顶安装(12×7W)的花灯。
卧室1:
光源选用荧光灯,照度需求75lx,房间面积A=10.80㎡
查表3-2得:
单位安装功率为6.2(W/m2)
P=W×A=6.2×10.80=66.96W,
选用吸顶安装85节能灯1盏。
卧室2:
光源选用荧光灯,照度需求75lx,房间面积A=11.04㎡
查表3-2得:
单位安装功率为6.2(W/m2)
P=W×A=6.2×11.04=68.448W,
选用吸顶安装85W带罩节能灯1盏。
餐厅:
光源选用荧光灯,照度需求为150lx,房间面积为A=13.17㎡查表3-2得:
单位安装功率为12.5(W/m2)
P=W×A=12.5×13.17=164.62W,
餐厅吸顶安装85W的节能灯两盏。
客厅:
光源用荧光灯,面积A=20.58㎡,照度需求E=100
查表3-2得:
W=6.4(W/m2)
房间总安装功率P=W×A=6.4×20.58=131.712W
选用吸顶安装65W的节能灯2盏。
卫生间1,2:
光源选用荧光灯,照度需求100lx,面积A=5.08㎡,
由表2-3可知单位安装功率8.3W/㎡,
P=W×A=8.3×5.08=42.16W,
分别选用吸顶安装45W防水型灯1盏。
生活阳台1:
光源选用荧光灯,照度需求30lx,面积A=6.08㎡,
由表2-3可知单位安装功率2.5W/㎡,
P=W×A=2.5×6.08=15.25W,
距地2.5m壁挂安装一20W防水型灯。
景观阳台2:
光源选用荧光灯,照度需求30lx,面积A=6.937㎡,
由表3-2可知单位安装功率2.5W/㎡,
P=W×A=2.5×6.937=17.34W,
距地2.5m壁挂安装一20W的荧光节能灯。
衣帽间:
光源选用荧光灯,照度需求30Lx,面积3.06㎡,由表3-2可知单位安装功率2.5W/㎡,P=W×A=2.5×3.06=7.65W,吸顶安装-10W的荧光节能灯。
楼梯间:
由于使用时点亮时间不长且频繁亮灭,所选光源为白炽灯。
照度需求15lx,面积A=8.82㎡,所以吸顶安装40W声光控感应灯2盏。
其他户型均参照此户型设计。
3.3插座系统设计
3.3.1具体要求
⑴起居室:
①应保证每个主要墙面均有一组一个单相三线和一个单相二线的插座。
厅室内插座无特殊要求时宜距地0.3m安装,通常电源插座宜靠近墙面尽端或灯开关垂直线下侧装设。
②如果墙面长度超过3.6m应适当增加插座数量。
③设置电视出线插座的墙面(此墙面为电器摆放集中之处)应至少设置两组一个单相三线和一个单相二线的插座,其中一组插座应与电视出线插座相靠近并与之保持0.5m以上距离。
④空调器插座应采用专用带开关插座。
空调器电源插座靠近外墙或采光窗附近的承重墙上,并应避免两室的空调器(分体空调器室内机)背靠同一墙体的两侧安装。
空调专用插座宜距地面2.0m左右安装。
在已知采用何种空调的情况下空调插座按以下位置布设:
如是分体空调插座宜根据出线管预留洞位置距地1.8m设置,如是窗式空调宜在窗旁距地1.4m设置,如是柜式空调宜在相应位置距地0.3m设置,否则按分体空调考虑预留空调插座。
⑵卧室
①应保证两个主要墙面至少各有一组一个单相三线和一个单相二线的插座,设置电视出线插座的墙面至少有一组一个单相三线和一个单相二线的插座与之相靠近。
②如卧室面积较大应适当增加插座数量。
⑶厨房
①厨房内插座应为防溅插座,宜组成一单独回路不与其它插座混联。
②参考厨房操作台、灶台、置物台、洗菜台布局,选取最佳位置设置抽油烟机插座、电热插座。
抽油烟机插座距地2.0m设置,并采用防溅型插座,电炊插座距地1.4m或根据操作台和吊柜具体位置设置。
④如厨房内设置冰箱应对其设置专用插座,设置高度为距地0.3m。
(4)生活阳台摆放洗衣机处,安装洗衣机专用插座,三孔面板上带指示灯和翘板开关,距地安装高度为1.8m。
卫生间内应安装防溅型插座。
除空调插座的额定电流为16A,其余插座的额定电流为10A,插座的标称电压为250V。
在平面图中,布置插座位置时,应避免安装在窗下和靠近墙角的位置。
插座安装在承重墙上时,有利于施工。
3.3.2本工程插座设计
以2#4-8层a户型为例插座的设计如下:
主卧室:
单相五孔插座三个,安装高度0.3m,空调插座一个,安装高度1.8m
卧室:
单相五孔插座三个,安装高度0.3m,空调插座一个,安装高度1.8m
客厅:
空调插座一个,安装高度1.8m;五孔插座三个,安装高度0.3m
餐厅:
五孔插座一个,安装高度0.3m
卫生间:
在盥洗台旁边安装一组带防溅盒插座,给热水器用,安装高度1.5m,通风道旁安装一个三孔插座,距地2.0m
生活阳台:
带防溅盒专用洗衣机插座一个,给洗衣机用,安装高度1.8m
厨房:
在排烟道旁安装一个带防溅盒油烟机用单相插座,安装高度1.8m;在操作台上安装一个防溅型距地1.1m的三孔插座,供电饭煲或微波炉使用;电冰箱插座为一个距地0.3m的三孔插座,位置由建筑专业确定。
补充:
所有插座回路导线选用BV-3×4mm²规格,并且墙上暗装,1.8米以下的插座均选用安全型插座。
第4章供配电系统设计
4.1负荷分级及供电要求
(1)负荷分级:
按对供电可靠性要求的负荷分类,我国将电力负荷按其对供电可靠性的要求及中断供电在政治上、经济上造成的损失或影响的程度划分为三级,分别为一级、二级、三级负荷。
(2)二级负荷的供电要求:
宜由两个回路供电,其第二回来可来自地区电力网或临近单位,也可用自备柴油发电机组;由同一座区域变电站的两段母线分别引来的两个回路供电;在负荷较少或地区变电条件困难时,可由一路6kV及以上专用的架空线路供电,或采用两根电缆供电,其每根电缆应能承担全部二级负荷。
(3)三级负荷对供电无特殊的要求,采用单回路供电,但应使配电系统简洁可靠,尽量减少配电级数。
(4)根据《民用建筑电气设计规范》可查到高层商住楼的客梯、生活水泵电力、楼梯照明和应急照明为二级负荷,普通照明为三级负荷。
在以三级负荷为主,有少量一二级负荷的用户,可设置仅满足一二级负荷的自备电源。
4.2负荷计算
(1)计算方法:
用电负荷的计算方法有“需要系数法”、“利用系数法”和“二项式法”等多种。
①需要系数法。
用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。
这种方法比较简单,应用广泛,尤其适用于配、变电所的负荷计算。
②利用系数法。
采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷,再考虑设备台数和功率差异的影响,乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。
这种方法的理论依据是概率论和数理统计,因而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。
③二项式法。
在设备组容量之和的基础上,考虑若干容量最大设备的影响,采用经验系数进行加权求和法计算负荷。
由于需要系数法比较简单,应用广泛,尤其适用于配、变电所的负荷计算。
所以本建筑采用需要系数法计算。
(2)需用系数公式
Pjs=KcPe4-1
Sjs=Pjs/cosφ4-2
Ijs=Sjs/Un4-3
Ijs=Sjs/
Un4-4
式中:
Pjs—有功计算负荷,kW
Kc—需用系数
Pe—用电设备的总容量,kW
Sjs—视在计算负荷,kVA
Ijs—计算电流,A
cosφ—用电设备功率因数正弦值
Un—用电设备额定电压,V
根据《民用建筑电气设计手册》可查得住宅用电负荷需要系数,按单相配电计算时所连接的基本户数,需要系数可取0.95。
住宅用电负荷的大小与地区经济水平和生活水平、能源结构、气象条件、消费观念等息息相关。
如建筑面积在80m2以下按4kW/户计算负荷,80~100m2则按6~8kW/户计算负荷;120m2以上时则按8~10kW计算负荷。
本工程每户住宅用电标准设计为6kW。
(3)本工程的负荷计算
以2#4-8层a户型为例,一共用7个回路:
2个照明回路、一般插座回路、厨卫插座回路、3个空调插座回路。
回路编号(1-7)
总功率
需要系数
功率因数
额定电压
有功功率
无功功率
计算电流
1
2600
0.50
1.00
380
1300
0
1.98
2
900
0.50
1.00
220
450
0
2.05
3
500
0.50
1.00
220
250
0
1.14
4
2600
0.50
1.00
380
1300
0
1.98
5
300
0.50
1.00
220
150
0
0.68
6
3100
0.50
1.00
380
1550
0
2.35
7
300
0.50
1.00
220
150
0
0.68
总=2600+900+500+2600+300+3100+300=10.30kW
=10300÷1=10300VA
=10300÷220=46.81
因此每户按10000W的负荷进行供电。
(1)用户配电箱:
设备负荷
=10kW,
有功计算负荷:
=0.53×10=5.3kW
有功计算电流:
=24.09A
(2)一层配电箱:
设备负荷
=每层户数×每户容量=4×10=40kW有功计算负荷:
=1×40=40kW
有功计算电流:
=181.81A
(3)单元负荷计算
①AW1:
设备负荷
=2.6kW
有功计算负荷:
=0.53×2600=1.378kW
有功计算电流:
=3.6A
其他回路均参照此方法。
4.3导线选择及敷设
跟据计算电流,照明回路导线选BV-3×2.5SC15,一般插座的回路导线选BV-5x2.5SC20,厨卫插座、空调回路选BV-5×2.5SC20。
照明回路选用T1B1L-63C/16A/2PN型断路器,一般插座回路选用T1B1L-63C/20A/1PN加30mA漏电保护型断路器,厨卫插座选用T1B1L-63C/20A/2PN加30mA漏电保护型断路器,空调回路选用T1B1L-63D/20A/2PN加30mA漏电保护型断路器。
同理:
用户总配电箱供电导线选为BV-5×2.5SC20,所选断路器为T1B1L-63C/40A/2PN。
一层的总配电箱供电导线选为BV-5×2.5SC20,
根据国家设计规范要求,三相照明线路的各相负荷的分配应尽量保持平衡,在每个分配盘中的最大与最小相的负荷电流不宜超过30%。
本建筑灯具安装均需增加一根PE线,平面图中不再标注。
照明回路导线均为BV-3×2.5,其中2~3根导线穿PVC20管保护,4~7根导线穿PVC25管保护。
第5章防雷接地系统设计
5.1年预计雷击次数计算及防雷等级确定
建筑物的防雷设计,应认真调查地质、地貌、气象、环境等条件和雷电活动规律,以及被保护五的贴点等,因地制宜地采取防雷措施,做到安全可靠、技术先进、经济合理。
(1)已知条件:
建筑物的长度L=45.2m,筑物的宽度W=19.5m,根据《防雷设计规范》,该建筑应该属于第三类防雷建筑。
二类:
N>0.06省部级办公建筑和其他重要场所、人员密集场所;N>0.3住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
三类:
0.012<=N<=0.06省部级办公建筑和其他重要场所、人员密集场所;0.06<=N<=0.3住宅、办公楼等一般性民用建筑物;N>=0.06一般性工业建筑。
(2)防雷措施;依据《注册电气工程师设计手册》,第三类住宅防雷建筑物应有防直击雷和防雷电波侵入的措施。
当这些建筑物的防雷装置与其他设施和建筑物内人员无法隔离的情况下,应采取等电位连接。
防雷等电位连接是将分开的导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在他们之间产生的电位差。
5.2防雷设计与接地设计
5.2.1接闪器:
屋面接闪器采用明敷避雷带。
在屋顶采用Φ12热镀锌圆钢作避雷带,屋顶避雷带连接线网格不大于20mX20m或24mX16m。
此建筑的屋顶为平屋顶,且其宽度不大于20m,可仅沿周边敷设一圈避雷带。
所有的金属物件及出屋面金属体都应与避雷带用40mm*4mm的镀锌扁钢相连。
5.2.2引下线
避雷引下线利用剪力墙内主筋(两根Φ16主筋),利用建筑物混凝土承台梁及桩基内的钢筋作为接地装置,引下线钢筋与基础承台梁接地网钢筋应可靠焊接,并满足施工验收规范及质量检查部门的有关要求。
5.2.3接地装置
本工程属于民用建筑,建筑物之间的距离一般都不能满足各种接地装置的相互距离,因此常采用共用接地装置,电力设备与防雷设备共用接地,接地电阻按其中最小的要求值选,共用接地装置采用建筑物的基础钢筋作垂直接地体,利用地圈梁的主筋与基础钢筋相连,做成环状接地装置。
接地线连接处应该焊接,接地系统的所有连接都应采用焊接,如不宜焊接,可用螺钉连接。
因本工程采用共用接地装置,故不作严格计算,采用完成基础环形连接后实测接地电阻,并做好记录,不满足电阻要求时,补打人工接地极。
参考文献
[1]JGJ16-2008,民用建筑电气设计规范[S].北京:
中国计划出版社,2008.
[2]GB50057-2010,建筑物防雷设计规范[S].北京:
中国计划出版社,2010.
[3]GB50034—2004,建筑照明设计标准[S].北京:
中国计
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