【實驗樓電氣系統(tǒng)設計8200字（論文）】

-PAGEVII--PAGEVIII-實驗樓電氣系統(tǒng)設計21120一、緒論 524901（一）課題背景 522890（二）工程概述 519406（三）設計依據 519353（四）設計內容 620741二、照明系統(tǒng)設計 621835（一）設計要求 625093（二）照度標準 610659（三）光源、燈具選擇 76677（四）照明設計計算 8206（五）光源安裝方式 1015012（六）線路敷設方式 1016529（七）控制方式 1023600三、應急照明 1027154（一）疏散明照度標準 109053（二）電源形式 1132535（三）疏散照明燈具選擇 11967（四）疏散照明燈具安裝方式 1125106（五）線路敷設方式 119806（六）控制方式 114017（七）持續(xù)時間 1230453四、插座動力系統(tǒng)設計 1217869（一）插座的選擇 1216013（二）插座的布置與安裝 122792（三）插座線路敷設方式 133765（四）插座控制方式 1325252五、供配電系統(tǒng)設計 1315108（一）負荷等級和各級容量 137889（二）供電電源 1312371（三）配電箱及回路設置 1331235（四）功率因數補償 1417279（五）系統(tǒng)接地形式 1420438（六）導線、電纜選型計算 146944（七）導線、電纜敷設方式 1510307（八）低壓斷路器選型 1513315（九）配電箱選型 1514008六、防雷及接地設計 1615978（一）防雷類別 1613007（二）防雷措施 1616994（三）接地裝置 1624533（四）等電位箱的設置 1611179（五）安全接地措施 16390結論 178716參考文獻 18一、緒論（一）課題背景與住宅、體育館、車間、圖書館等民用建筑不同，實驗辦公樓是人們工作試驗的重要場所。在設計實驗樓的電氣部分時，應考慮許多因素。結合實際需要，它主要包括以下幾個方面和能量，使用自己的能量。良好的人工環(huán)境設計必須遵循實驗樓所有設備應用的原則，以節(jié)約必要的資源和能源。為了保證用戶的工作效率，辦公樓和主要活動空間對員工的照明要求嚴格。為確?；馂摹⒌卣鸬染o急情況下的人身安全，必須安裝相應的應急設備。考慮到不同地方的實際用電需求，不同房間的不同插頭可以滿足不同用戶的需求。此外，設計還應考慮經濟效益，遵循節(jié)能原則，合理選擇電氣設備。（二）工程概述本工程中的試驗辦公樓，位于一所211大學校園內。建筑面積499.63m2，建筑層數為四層，建筑高度16.5m，室內外高差為0.6m。一至三層主要由研究室、模擬室、電算室、模擬實訓室、等應用于研究及辦公的房間組成，各層設有衛(wèi)生間以及開水間功能性區(qū)域；四層設置等級測試站、對培訓中心、政治教育研究所、大型報告廳等各類模擬室；除一樓門廳外，各層雙跑樓梯對面的區(qū)域均設計為休息廳，各層設有電氣豎井。本次試驗辦公樓電氣設計需完成的內容包括：照明系統(tǒng)設計、插座動力系統(tǒng)設計、供配電系統(tǒng)設計以及防雷接地及等電位聯結設計。（三）設計依據實驗樓的電氣設計必須有明確的操作要求，以自然和人為約束為客觀依據。辦公樓電氣系統(tǒng)設計如下：本工程建筑概況：長72.6m，寬16.6m，高16.5m，建筑面積499.63m2。本工程供電負荷中，走廊、樓梯、大堂、車間的照明能耗按二級負荷考慮，其余按三級負荷考慮。上傳辦公樓主要工作時間為7:00-19:00，負荷變化規(guī)律明顯。項目所在地具有明顯的大陸性季風氣候，夏季高溫，冬季寒冷，氣候干燥，晝夜溫差大，日照充足，每年6-9月為雨季。該項目位于兩個地震帶之間，地震頻繁，地震活動強烈。秦淮線位于北方，冬季供暖和空調需求較小。本試驗辦公樓設計使用年限為50年，設計時，滿足近期需求為主，同時考慮遠期發(fā)展的可能性。滿足適用性、節(jié)能性的原則，充分考慮實際運行的經濟效益，要使電能合理利用不致浪費。符合國家現行的行業(yè)標準、規(guī)范，本設計中主要使用的規(guī)范有：《低壓配電設計規(guī)范》GB50054-2011；《教育建筑電氣設計規(guī)范》JGJ310-2013；《民用建筑電氣設計標準》GB51348-2019；《綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》GB50311-2007；《建筑電氣制圖標準》GB/T50786-2012；《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010；以及其他有關國家及地方的現行規(guī)程、規(guī)范及標準。（四）設計內容建筑電氣包含強電與弱電兩部分，涵蓋的系統(tǒng)、分項有數十個之多。本文只論述該實驗室辦公樓工程中強電部分，即照明系統(tǒng)、應急照明系統(tǒng)、插座動力系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、接地防雷系統(tǒng)的設計。二、照明系統(tǒng)設計照明系統(tǒng)旨在為用戶提供滿足用戶需求的光能，營造舒適光亮的辦公環(huán)境。作為建筑電氣系統(tǒng)重要的子項，其具有嚴格的的行業(yè)規(guī)范、標準，本工程照明設計嚴格遵守國家標準。（一）設計要求為了適應不同場所的不同功能特點，選擇合適的光源、燈具及附件，并設置線路控制模式。本項目是用戶長期從事視覺工作的場所，對光源的亮度比、眩光值和色溫指數有嚴格要求。在設計中，確?？梢娦浴⑾幱昂捅苊庋９飧蓴_非常重要。通過實際與經濟分析相結合，既能滿足照明標準，又能節(jié)約能源，滿足節(jié)能要求及其他相關標準。（二）照度標準在本工程中，房間大致可分為以下幾類：研究室、電算模擬等多功能模擬室；走道、樓梯間；值班室、門廳；休息區(qū)；儲藏間；衛(wèi)生間、開水處。對照GB50034，設計各區(qū)域照明標準值如REF_Ref71710684\h表2.1所示。表STYLEREF1\s2.SEQ表\*ARABIC\s11照明標準值房間或場所參考平面及其高度照度標準值(Lx)統(tǒng)一眩光值UGR照度均勻度U0顯色指數Ra研究室、電算模擬等多功能模擬室0.75m水平面300190.680走道樓梯間地面50250.460值班室門廳地面200190.460儲藏間1m水平面100—0.660休息區(qū)地面100220.480衛(wèi)生間開水處地面75—0.460（三）光源、燈具選擇光源的選擇應符合現行行業(yè)標準。在顏色、耗電量、啟動時間等滿足條件下，根據光源燈具及附件的效率、使用壽命和價格，經綜合經濟分析比較后確定。為滿足節(jié)能要求，在每層3M高的潔凈室和辦公桌上設置模擬機房功能，以滿足節(jié)能要求。本實用新型采用市場上常用的長度為1.2米的T8三原色節(jié)能熒光燈，并配有節(jié)能鎮(zhèn)流器和感應器。對于大堂、走廊、樓梯等區(qū)域，照明要求較低，作為火災應急的主通道，在選擇光源時，除使用日常照明外，還可以滿足緊急情況下正常照明的要求。如果出現故障，LED燈可以短時間啟動，并在幾秒鐘內達到照明水平。LED光源安裝在大堂和樓梯上，因此對應急光源有一定的要求。一層工作間燈具的選擇原則與其他潔凈室和功能模擬室相同。如果有應急要求，也可以使用普通和應急T8彩色節(jié)能熒光燈，長1.2米，帶節(jié)能電感鎮(zhèn)流器。本實用新型的優(yōu)點是自然采光好，功能要求低，在人員疏散過程中不需要應急照明的功能范圍。對于儲藏室天花板的正常照明，選擇滿足正常照明的LED平面燈。本實用新型結構簡單，使用方便，對照明功能要求低。從安全和能耗的角度選擇防水防潮LED平面燈，這樣在衛(wèi)生間一樓還設置了殘疾人手電筒。（四）照明設計計算常規(guī)照度計算方法有單位容量法、流明法。單位容量法計算過程簡便，但如果未采用正確的修正系數，會導致誤差過大，之前曾存在設計人員在計算照明時直接用照明功率密度限值進行計算的現象，這種行為在國標中已被禁止，單位容量法更多用來進行校驗。本工程主要采用流明法計算每個房間的燈具數量，用單位容量法校驗照明功率密度限值。具體計算方法如下。流明法EN=為工作面平均照度；Φ為總光通量；N為燈具數；U為利用系數，可查表得；K為維護系數；A為工作面面積。單位容量法Σω=為工作場所的建筑面積；ω為照明功率密度。以一樓的電算室為例，房間相關信息如下：房間長5.5m，寬3.55m，面積19.52m2，燈安裝高度3m，辦公桌面高0.75m，設計照度300Lx。查表可得，利用系數取0.58。布置燈具時，每個燈具內設2個TLD36W/865光源，單個光源光通量3250lm，熒光燈為提高功率因數采取鎮(zhèn)流器補償，每個燈具鎮(zhèn)流器功率8W；維護系數取0.8。計算出該電算室房間內燈具套數為N=取2，即該房間內選取2套燈具。計算出燈具數量以后，使用單位容量法校驗是否達到節(jié)能標準，本工程各區(qū)域照明功率密度值如REF_Ref3186\h表2.2所示。表STYLEREF1\s2.SEQ表\*ARABIC\s12主要工作場所設計照度、照明功率密度值一覽表工作場所設計照度(Lx)照明功率密度(W/m2)工作場所設計照度(Lx)照明功率密度(W/m2)研究室、電算模擬等多功能模擬室3009走道、樓梯間502.5值班室、門廳2007休息區(qū)1004儲藏間100100衛(wèi)生間開水處753.5已確定該房間燈具光通量、維護系數、利用系數同上所述，兩套燈具實際安裝總功率為144W，校驗過程如下：照度校驗：E校驗的結果規(guī)范值的上下10%誤差內均可。此處即介于270lx~330lx之間，滿足照度標準。照明功率密度(LPD)校驗：LPD小于規(guī)范限值9W/m2，符合節(jié)能標準。同理，計算得一樓其他房間燈具數量如所示。表STYLEREF1\s2.SEQ表\*ARABIC\s13一樓房間燈具一覽表工作場所選用燈具燈具數量財務管理模擬室（15人）2×36WT8三基色節(jié)能雙管熒光燈9財務管理模擬室（10人）2×36WT8三基色節(jié)能雙管熒光燈6財務管理模擬室（5人）2×36WT8三基色節(jié)能雙管熒光燈4手工模擬實訓室（小）2×36WT8三基色節(jié)能雙管熒光燈4值班室2×36WT8三基色節(jié)能單管熒光燈2開水房30W防水防潮LED平面燈1衛(wèi)生間30W防水防潮LED平面燈4門廳30WLED平面燈6次門廳30WLED平面燈4走道30WLED平面燈17注1)：面積一樣、照明需求一致的房間省略不寫因篇幅有限，本工程燈具布置數量詳見設計圖紙設備材料表。（五）光源安裝方式與老師溝通得知本工程研究室、電算室等多功能模擬室、值班室、走道、衛(wèi)生間等區(qū)域做了吊頂，采用吊頂內嵌入式安裝，燈具方向與側窗平行。樓梯間、儲藏間不做吊頂，所以使用的LED平面燈吸頂安裝；為殘障人士設計的殘衛(wèi)燈，安裝在廁所門上方。（六）線路敷設方式辦公建筑照明線路多采用直敷布線，這種敷設方式下，導線容易被石灰腐蝕加速老化，所以本工程用作正常照明的線路，均穿過塑料管，埋入墻體或者樓板內敷設，由配電箱引出至各燈具。（七）控制方式本工程燈具為單相負載，LED電源由各樓層環(huán)形照明電源箱集中控制。在辦公樓中，研究并模擬房間的功能，采用多開關單燈控制模式。采用1~3個單燈組和對照組；開關的數量取決于房間的大小，開關的數量取決于燈的數量、門和其他因素，如一樓的計算機室、研究室、財務管理室和模擬室，可以設置兩個控制開關，一個是燈的數量，另一個是模擬室（15），投資證模擬室（10人）、手動模擬培訓室三路單控開關控制燈光開關。走廊和樓梯僅用于一般照明，配備聲光控制開關，避免在黑暗中尋找開關的麻煩。為確?？煽啃裕筇谜彰鞑捎脝斡|點開關。廁所和沸水室屬于潮濕環(huán)境。出于安全原因，選擇了控制水開關。本實用新型涉及一種安裝在馬桶旁邊的殘疾人用閃光開關。殘疾人此外，剩余手電筒的額定工作電壓為12V，因此需要單獨的12V電源。三、應急照明應急照明大致分為安全照明、備用照明以及疏散照明。本設計中應急照明主要指疏散照明，作為消防負荷考慮。在走道、樓梯間、值班門廳設置疏散照明燈具。（一）疏散明照度標準查閱相關規(guī)范，本工程中設置疏散照明照度標準時，走道地面最低照度不低于3lx，樓梯間地面最低不低于5lx。（二）電源形式應急備用電源大致分柴油發(fā)電機、EPS、UPS三種，本工程中疏散照明負荷功率小，用柴油發(fā)電機當電源不經濟，不予考慮，UPS適用于應對允許斷電時間為毫秒級別的重要用戶，本工程疏散照明選擇用單相EPS供電，EPS裝置設在一樓值班室內，此外，在應急燈具內部裝有蓄電池組。（三）疏散照明燈具選擇本工程在正常照明中走道、樓梯間內選取的部分燈具為應急、正常兩用型LED平面燈，功率大小如前所述。此外，入口、次入口、門廳、次門廳設置安全出口標志燈，在樓梯間、走道設置安全疏散指示燈以引導、疏散人群，安全出口標志燈、安全疏散指示燈功率選擇5W。（四）疏散照明燈具安裝方式車間、走廊、樓梯間應急燈均為普通燈，其安裝方法如上所述。緊急出口標志燈的安裝高度應在人群的正常視線范圍內[5]。本工程室內高度為3M，標志燈底邊與門框的距離不超過0.2m，安全標志燈的安裝方式為在0.1M預埋墻的入口、二次入口、大堂門框處安裝安全標志燈。為避免火災時信號燈的煙霧遮擋，走廊和樓梯間的安全疏散信號燈應高出地面0.6m，并嵌入墻內。在大堂和休息區(qū)，樓梯兩側沒有維護結構，安全疏散指示燈安裝在走廊上方，天花板安裝管道安裝在0.5m處。（五）線路敷設方式本工程中疏散照明的線路為保證工作時的可靠性，選擇穿鋼管的方式暗敷于墻內、樓板內。（六）控制方式本工程疏散照明系統(tǒng)設置單獨的配電回路，由EPS裝置供給專門的應急照明配電箱；當出現緊急情況下，由EPS集中控制供電，當EPS出現故障后，由燈內蓄電池組各自供電控制。應急照明使用的燈具，為保證可靠性，用單聯單控開關手動控制，走道、樓梯間的開關嵌入墻體安裝，門廳用作疏散照明燈具的開關與值班室燈具開關同設置在值班房內。（七）持續(xù)時間由EPS供電時，EPS供電時間不小于90min，采用蓄電池工作的應急狀態(tài)下，持續(xù)時間不小于30min。四、插座動力系統(tǒng)設計（一）插座的選擇普通民用建筑的插頭分為三類：普通插頭、空調插頭和弱電插頭。該方案只針對強電部分，不需要弱電插座。普通插座與空調插座的區(qū)別在于，普通插座采用帶電和零線連接，電壓等級為220V。除三根帶電電線外，空調插座也接地，額定電壓為380V。本工程計算機、打印機、繪圖儀、點鈔機、繪圖儀等均采用小功率單相負載，額定電壓220V，額定電流10V，單相插座，小功率單相負載，220V，16a單相插座，夏季和冬季寒冷，需要使用空調。選擇額定電壓220V、額定電流16A的三相插座，在沸水中設置防濺單相插座。書房、電腦房、金融模擬室等?？臻g小。預計有多個工作室，一個單相，兩個或三個插座，可同時防止兒童用金屬棒刺傷插座造成觸電，插座還必須有防護門。大空間、大數量人員模擬實訓室、財務管理模擬實訓室（10人）、國際貿易實務模擬實訓室（10人）等空調安裝；三相四路插座設計；客廳選用單相二極和三極插座。（二）插座的布置與安裝布置插座要綜合考慮房間內的辦公設備的擺置，同時考慮為暖通、給排水專業(yè)的設備留有余地，為避免對弱電插座產生干擾，插座布置時間隙要留寬，同一個供電回路連接不超過十個。本工程內，插座主要采用沿墻布置，設置距地面高度0.3m，一樓手工模擬實訓室插座除沿墻布置外，由于其房屋面積大、預計工作人數多，還補充選擇有地面布置的插座。插座嵌入墻體安裝。本工程選擇的插座如REF_Ref22589\h表4.1所示。表STYLEREF1\s4.SEQ表\*ARABIC\s11本工程插座一覽表名稱型號數量(套)名稱型號數量(套)單相二三極帶保護門插座KA86Z223A10352單相二三極地面插座DDZ128T60-ZWA1612單相二三極防濺型插座KA86Z223F108三相四極帶接地極插座KA86Z34A1647單相三級帶保護門插座KA86Z13A1633衛(wèi)生間開水處753.5（三）插座線路敷設方式本工程插座動力系統(tǒng)的線路采用埋入地板、嵌入墻體安裝的方式。（四）插座控制方式本工程中單相二、三極插座與正常照明燈具共用照明動力配電箱控制，對于大功率的單相三極、三相四極插座，設置專屬的動力配電箱控制。五、供配電系統(tǒng)設計（一）負荷等級和各級容量本工程供電負荷中，沒有一級負荷，二級負荷是走道、樓梯間、值班室的照明用電，其余插座用電、各研究室、多功能模擬室等照明用電均為三級負荷。由已設置的燈具功率、插座容量計算得到，本工程系統(tǒng)總設備容量585.0kW，二級負荷4.2kW，三級負荷580.8kW。（二）供電電源本工程照明、插座動力主電源分別進線，由工程周邊已有建筑變配電室備用回路電纜引入樓內低壓總配電柜，供電電壓均為380/220V。二級負荷中主要通道照明第二路電源由EPS供給，應急照明備用電源除由燈具內自帶蓄電池組供給外，也采用EPS供給。（三）配電箱及回路設置本工程采用照明和電能分開供電。一層工作間內設兩個總配電箱，配電箱采用每層箱式配電箱。一層有兩個照明配電箱，一個為單相小功率插座，一個為單相配電箱，一個為al1-1和al1-2，兩個為井口三相電源插座，編號為ap1-1和ap1-2；CZX沸水分配鍋盒，浴室插座。將應急照明配電箱（ALI）放置在一樓。箱子應在同一建筑的每一層進行分配和編號。每層配電箱為輻射配電箱，照明配電箱為同一電器，顯示在每個房間的一個回路中。配電箱的備用容量不得超過20%。（四）功率因數補償為提高功率因數，本工程無功功率補償部分在電纜引入總配電柜前已集中補償；對已經選用的熒光燈采用節(jié)能鎮(zhèn)流器補償后功率因數達到0.95。（五）系統(tǒng)接地形式本工程接地形式采用TN-S系統(tǒng)，即除三根火線和零線外，還有一條保護接地線，工作零線只用作單相照明負載回路。（六）導線、電纜選型計算導線的選型由計算電流確定，本工程屬于一般民用建筑，計算方法采用需要系數法，計算公式如下：有功功率PP無功功率QjsQ計算視在功率SjsS計算負荷電流IjsI計算內容涉及各樓層二級配電箱的進、出線負荷計算，一樓總配電箱進、出線負荷計算。以四樓照明動力配電箱AL4-2為例，計算其進線的電流，過程如下。配電箱AL4-2各回路功率如REF_Ref71898866\h表5.1所示：表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s11AL4-2配電箱各支路功率回路功率（kW）備注回路功率（kW）備注N10.5衛(wèi)生間照明N93插座N20.5照明N103插座N30.7照明N113插座N40.9照明N123插座N50.9照明N132插座N60.7照明N142插座N73插座N15備用回路N83插座N16備用回路N1~N14各回路負荷功率相加得到Pe為26.2kW，考慮到備用回路的容量，取計算負荷為27kW；辦公樓取同時系數Kx為0.85。計算有功負荷Pjs為P計算電流Ijs為I查閱相關圖集，該配電箱進線選取導體截面為25mm2的WDZ-BYJ450/750無鹵、低煙、阻燃型銅芯交聯聚乙烯絕緣外套的導線。中性線截面同樣選擇25mm2，地線截面選取16mm2，該導線還耐熱、耐腐蝕、抗拉強度高等性能。同理，可依次計算出各配電箱進、出線的計算電流，各配電箱計算負荷與計算電流結果詳見設計圖紙。最終算得本工程照明計算負荷150.2kW，計算電流為253.6A；動力計算負荷137.2kW，計算電流260.6A。應急照明系統(tǒng)選取導線時，還應考慮耐火的需求。（七）導線、電纜敷設方式本辦公樓電氣系統(tǒng)中，從外引入一樓總配電柜的的照明電源進線、動力電源進線，穿外徑150mm的鋼管埋入地下0.8m引進；總配電柜引入各樓層配電柜的導線，穿外徑40mm的鋼管，從走道的橋架引出，沿墻暗敷，給各配電箱配電。各配電箱引出沿墻、地板敷設的導線給用電設備。（八）低壓斷路器選型除電線電纜外，還應設置低壓電器的控制電路。以al4-2配電箱為例，在計算36.6a的電流時，在回路末端，根據低壓斷路器的類型、極數、額定電流和分斷能力，此處選擇t1n-160-r50a/3P斷路器。為了保護照明電路，應使用C型和s201s-c10微型斷路器。帶ds202s-c16/0.03斷路器的插座保護電路有關斷路器和其他配電箱的詳細位置，請參考相關配電系統(tǒng)圖紙。（九）配電箱選型由于各樓層沒有專門的配電室，故各樓層使用的配電箱均采用嵌入墻體安裝的安裝方式，選擇XRM系列；一樓的總配電柜采用XL51系列。六、防雷及接地設計（一）防雷類別建筑物的防雷等級由年預計雷擊次數確定，相關公式如下：N=k×ND=A.k——校正系數；L——建筑物的長；W——建筑物的寬；H——建筑物的高。本工程在根據工程概況并查閱相關標準后，計算得到年預計雷擊次數N：N=k×屬于第三類防雷建筑。（二）防雷措施本工程高度未超過60m，以第三類防雷設計時，只需建筑外部防直擊雷、建筑內部防電涌侵入即可，措施如下：將接閃帶設于辦公樓