電氣工程及其自動化-番禺某商業(yè)建筑照明系統(tǒng)配電設計

番禺某商業(yè)建筑照明系統(tǒng)配電設計摘要：隨著我國的改革開放的力度越來越大，市場經(jīng)濟活力越來越強，商業(yè)辦公樓的需求也越來越多，人們對辦公樓的要求也在不斷的提高。因此研究與設計智能化商業(yè)樓宇的電氣照明系統(tǒng)具有重要意義。本文以廣州市番禺區(qū)某商業(yè)辦公樓的實際工程為研究對象，其內容主要為以下：1.低壓配電系統(tǒng)設計：首先對負荷分級，確定本商業(yè)辦公樓的低壓配電方式，然后計算負荷，最后根據(jù)計算負荷數(shù)據(jù)來選擇電纜導線和低壓電氣設備。2.照明系統(tǒng)設計：照明系統(tǒng)設計分為常用照明和應急照明兩部分。照明設計首先要根據(jù)辦公樓各區(qū)域的不同功能，選取最合適光源，根據(jù)光源來選取相應的燈具。3.防雷及接地設計：依據(jù)防雷及接地設計規(guī)范來設計防雷系統(tǒng)，根據(jù)本工程所在地區(qū)及本樓情況，確定本工程防雷類別，然后設計防雷及接地系統(tǒng)。關鍵詞：商業(yè)辦公樓，低壓配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，防雷及接地PowerdistributiondesignofLightingsysteminaCommercialbuildinginPanyuAbstract:WiththedevelopmentofreformandopeningupinChina,themarketeconomyismoreandmorevigorous,thedemandforcommercialofficebuildingsismoreandmore,andpeople'sdemandforofficebuildingsisalsoincreasing.Therefore,itisofgreatsignificancetoresearchanddesigntheelectricallightingsystemofintelligentcommercialbuildings.Inthispaper,theactualprojectofacommercialofficebuildinginPanyuDistrictofGuangzhoucityistakenastheresearchobject1.Designoflow-voltagedistributionsystem:first,classifytheload,determinethelow-voltagedistributionmodeofthecommercialofficebuilding,thencalculatetheload,andfinallyselectcablewiresandlow-voltageelectricalequipmentaccordingtothecalculatedloaddata.2.Lightingsystemdesign:thelightingsystemdesignisdividedintotwoparts:commonlightingandemergencylighting.Thelightingdesignshouldfirstselectthemostappropriatelightsourceaccordingtothedifferentfunctionsofeachareaoftheofficebuilding,andselectthecorrespondinglampsaccordingtothelightsource.3.Lightningprotectionandgroundingdesign:designthelightningprotectionsystemaccordingtothelightningprotectionandgroundingdesignspecifications,determinethelightningprotectioncategoryoftheprojectaccordingtothesituationoftheprojectareaandthebuilding,andthendesignthelightningprotectionandgroundingsystem.KeyWords:Commercialofficebuilding,low-voltagepowerdistributionsystem,lightingsystem,lightningprotectionandgrounding目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章緒論 第一章緒論1.1本課題研究的目的及意義進入21世紀，電能已經(jīng)廣泛地滲透到了人們日常生活的各個領域，在沒有發(fā)現(xiàn)更好的能源之前，電能是一種無論是工廠的生產還是家庭生活都不能缺少的重要組成部分。在國家體制的改革和市場越來越開放的雙重作用下，加上我國的市場龐大、經(jīng)濟的活力表現(xiàn)得相當強勁，與世界各國的發(fā)展歷程相比，其速度堪稱奇跡，經(jīng)濟的增長在國民生活中的最直接體現(xiàn)就是我們的生活水平邁上了一個又一個新的臺階，古老的神州大地上正上演著翻天覆地的變化。城市不斷地發(fā)展，全國各地的商業(yè)大樓應接不暇的從地上拔起，商業(yè)CBD圈更是一個接一個的出現(xiàn)。一旦供電沒有得到保障，出現(xiàn)了中斷供電這種情況，國民經(jīng)濟就會遭受相當大程度的損失，造成一系列的影響。由此可見，電力的分配和供應是國民生產生活的重中之重。建筑物也如雨后春筍般飛速增長，建筑耗能也隨之快速增加。根據(jù)調查顯示，我國的建筑總能耗達到了百分之三十五，占全國能耗總量的三分之一，建筑耗能非常高。但是，建筑又是我們人類生活中必不可少的一部分，我國每年的新增房屋建筑面積約為20億平方米。因此，發(fā)展綠色節(jié)能環(huán)保建筑刻不容緩。好的配電系統(tǒng)設計也能節(jié)省大量的電能，降低成本，減少碳排放，為減緩全球氣候變暖做貢獻。當然同時還需要一個好的照明系統(tǒng)設計，節(jié)能環(huán)保的電氣產品也能減少大量的能耗。建筑供配電設計是建筑工程不可或缺的部分，現(xiàn)在正處于“互聯(lián)網(wǎng)＋”的時代，伴隨著科技的進步，人們對更先進、更方便的智能電器的使用需求越來越大，對商業(yè)辦公樓提出的要求也越來越多，因此，樓宇的供配電要求顯然要得到相當程度的提高。在執(zhí)行符合國家制定的相關標準規(guī)范的大框架下，以供配電技術為基礎，研究設計一個供配電設計及照明系統(tǒng)配電設計方案，對樓宇的電氣部分進行相關設計，合理的電氣布局，使其在經(jīng)濟、節(jié)能等方面符合要求，同時讓人員安全、設備安全和建筑安全得到保障，并確保達到供電的可靠性，電氣設備的敷設、安裝要有理有序，這樣不僅能在電氣設備出現(xiàn)故障時可以方便維修人員檢修，還可以使得樓宇更加美觀，讓生產、生活以及學習得到保障，還可以美化城市，具有一定現(xiàn)實意義。對供配電系統(tǒng)進行設計時首先應該從全局出發(fā)，考慮問題要全面周到，不能顧此失彼，對方案的基本要求就是要達到安全、可靠、優(yōu)質、經(jīng)濟。設計人員在提出供配電設計方案時必須需要按照國家供配電設計規(guī)范中提出的要求進行。在供配電設計中，對方案進行設計時應該同時考慮到施工要求方想要達到的需求目標和提及的特殊需求。一個設計合理完備的供配電系必須可以應對多種情況，并且在以上前提下都可對目標進行持續(xù)的供電以保障供電的可靠性，同時還應保證電能的相關性能參數(shù)符合要求，例如電能傳輸?shù)馁|量、使用是否靈活、方便。除此之外，若經(jīng)濟條件允許，在對供配電系統(tǒng)進行設計時還要把潛在的擴展需求加入到考慮中，即在保證當前用電容量供應的情況下，考慮以后出現(xiàn)出現(xiàn)新增的用電設備的用量，這樣可以不用再次進行第二次供配電系統(tǒng)設計，減少不必要的經(jīng)濟損失。設計方案中提到的相關電氣設備，應當達到質量性能良好、節(jié)能、耗能低等基本要求，并且符合國家電氣產品使用的標準和相關規(guī)范。1.2建筑電氣設計研究現(xiàn)狀1.2.1國內現(xiàn)狀我國經(jīng)濟高速發(fā)展的背后是伴隨著大量能源的消耗而產生的，我們在源源不斷的創(chuàng)造財富的同時也帶來了較為嚴重的問題——環(huán)境污染。目前，隨著全民素質的提升，環(huán)保觀念日漸深入人心，國家政府也愈發(fā)重視，如雨后春筍般出現(xiàn)的各種節(jié)能技術正蓬勃發(fā)展并吸引著社會各界的目光。當下我國正屬地產產業(yè)火熱之際，大量的商業(yè)大樓和住宅拔地而起，因此建筑領域內產生的耗能不斷增加，而其中建筑電氣設備耗能占據(jù)一大半，造成這種現(xiàn)象的主要歸咎于建筑物內部安裝采用的用電設備能量轉換效率低，節(jié)能效果并不理想，導致了大量的資源以及能源沒有得到高效的利用，造成了浪費。根據(jù)目前的情況分析，按照一般商業(yè)用途的辦公樓來看，在建筑電氣總能耗中，通風、照明、空調等常用的電氣設備消耗的電能所占據(jù)的比值高達50%，若想要這個比例下降，只有通過采用更先進的節(jié)能技術以及使用節(jié)能的電氣設備這類途徑，才有可能使其產生的耗能有所減少，這種現(xiàn)狀也將會得到有效的控制和改善。當前，我國也在大力的推行實施綠色環(huán)保經(jīng)濟，建筑耗能這方面也被重視起來，尤其是建筑電氣這塊，大量的節(jié)能燈具，節(jié)能設備研發(fā)出來，應用于建筑電氣里，如最常使用的LED燈，樓梯間里使用的感應燈等。國內建筑電氣技術在成長過程中，慢慢的同節(jié)能技術有機的結合起來，在經(jīng)濟成本可行內，將先進的節(jié)能控制設備以及控制的技術運用到實際中，可彌補傳統(tǒng)的建筑電氣設備能耗大的不足，對浪費的產生進行有效的控制?，F(xiàn)如今，隨著4G、5G技術的發(fā)展，智能家居，智能生活正在成為我們的日常。智能溫控面板，把空調、燈具使用數(shù)字化控制起來，可以根據(jù)房間的溫度智能控制空調開關，最大限度的減少能耗。節(jié)能環(huán)保生活越來越深入人心，越來越多的節(jié)能設備、控制技術應用到建筑電氣供配電系統(tǒng)和照明系統(tǒng)設計中?，F(xiàn)在我國的建筑電氣節(jié)能技術也在慢慢的與世界先進的節(jié)能技術縮小差距，這也得益于我國互聯(lián)網(wǎng)技術的蓬勃發(fā)展。1.2.2國外現(xiàn)狀從世界各國來看，目前有關環(huán)保的問題以及可持續(xù)發(fā)現(xiàn)是整個人類社會都在討論的要點之一，其根本原因在于，發(fā)展和環(huán)境兩者的關系相當微妙，在享受著發(fā)展帶來的經(jīng)濟利益的同時，環(huán)境方面往往會付出一定的代價，面對這種兩難的抉擇，各國在都總結有各自的一套方法。作為把環(huán)保型建筑的先例首先執(zhí)行的國家，英國在上世紀九十年代就提出并使用了世界上首個綠色建筑評估方法——BREEAM，截至目前，BREEAM已經(jīng)成為全球使用最廣泛的綠色建筑評估方法，包括部分歐盟加盟國、俄羅斯、阿聯(lián)酋和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署等在內的許多的國家以及組織都在英國建筑研究院的幫助下，通過BREEAM體系建立了適用于本國的綠色建筑評估標準，說明國外在較早之前已經(jīng)有了此類環(huán)保意識。美國由于受英國BREEAM的影響，隨后在1998年由美國綠色建筑協(xié)會（USGBC）提出了的LEED標準，LEED是以英國的BREEAM為藍本，對其進行開發(fā)完善得到的產物。LEED可謂是后起之秀，比BREEAM晚出現(xiàn)，卻成為綠色建筑的最高標桿。LEED是能源與環(huán)境設計先鋒的綠色建筑評估體系，在節(jié)省能源消耗和環(huán)境保護方面的定義更加的完善，使能源高效的使用。德國提出的“被動式建筑”，也是一種被譽為節(jié)能環(huán)保的標桿建筑，由屋頂?shù)奶柲馨l(fā)電設備供電，加強圍護結構對溫度的控制，提高空調、電視、冰箱、燈具等設備的利用率，對能量的綜合使用達到了前所未有的高度，真正的實現(xiàn)“零能耗”，不需要耗費石油資源，實現(xiàn)環(huán)保。這些標準的出現(xiàn)，代表了節(jié)能環(huán)保是建筑電氣設計應用的最高核心。也是我國建筑及電氣設計追求的目標。第二章本工程設計方案2.1工程概況本研究項目以廣州市番禺區(qū)某商業(yè)辦公樓建筑實際工程為對象，進行建筑電氣照明系統(tǒng)設計。本工程建筑高度為56.1m，按照標準規(guī)范劃為一類高層建筑。其中負1層高5.7m，負2層高3.9m，1層層高6.7m，2至12層層高4.5m。本工程建筑面積一共為46799.4m，建設用地面積7247m，1至12層建筑面積32611m，負一層和負二層建筑面積13062.3m。地上為辦公區(qū)及其配套的功能設備房，地下為汽車庫和設備用房。本工程在地下一層設一個低壓變配電室、一個高壓室，一個柴油發(fā)電機房和其他功能設備房。消防控制室按照通常做法設置在一層。因為本工程為毛坯交樓，即辦公室不進行照明設計，將電源引至辦公區(qū)內的配電箱即可，照明設計只設計公共區(qū)域，即走廊、衛(wèi)生間、茶水間、設備房等功能區(qū)域。2.2設計內容本課題主要以商業(yè)辦公樓為研究對象，分別對其低壓配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)進行設計與應用。本文共五章，章節(jié)安排如下：第一章緒論。本論文開頭交代了研究本課題的目的和意義，介紹了建筑電氣在我國的影響和發(fā)展的重要性，還介紹了建筑電氣的國內外發(fā)展現(xiàn)狀。第二章本工程設計方案。本章是介紹本工程的基本信息及總體設計方案。了解了本工程的基本信息，可以方便對接下來的章節(jié)進行展開，特別是低壓配電系統(tǒng)設計和照明設計，是本論文的主要研究內容。第三章低壓配電系統(tǒng)設計。本工程的主要設計之一，有了電源，才有照明。本章主要根據(jù)供電規(guī)范要求，對本工程電力負荷進行等級分類。根據(jù)負荷等級來確定經(jīng)濟合理的配電方式。確定了本辦公樓相應的負荷等級，對照明系統(tǒng)設計進行數(shù)據(jù)的計算，還介紹了低壓配電的選擇方式，由相應的計算數(shù)據(jù)來選擇合適的電纜導線。第四章照明系統(tǒng)設計。本章節(jié)介紹了如何選取合適的光源燈具，根據(jù)功能區(qū)域照明選擇相應的功能燈具，選擇合理的燈具和控制方式能減少電能損耗，降低運行成本。在滿足照明質量和節(jié)能的情況下，進行照明照度的定量計算。其中，照明系統(tǒng)分常用照明和應急照明。第五章防雷及接地系統(tǒng)設計。本章介紹了防雷及接地設計規(guī)范，根據(jù)本工程的實際概況，與相應的防雷分類相對應，根據(jù)該防雷規(guī)定設計本工程防雷，計算雷暴天數(shù)。根據(jù)實際情況從低壓配電系統(tǒng)提供的接地方案中選用相應的接地保護措施，其目的是為人員和設備提供安全保障。低壓配電系統(tǒng)設計3.1本工程負荷等級分類按照GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》,電力負荷應根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在對人身安全、經(jīng)濟損失上所造成的影響程度進行分級，分別為：一級負荷、二級負荷、三級負荷[4]。1.一級負荷：一級負荷是屬于非常重要的負荷，是不允許停電的負荷。[10]當一級負荷出現(xiàn)故障中斷供電時，輕則會對我們的人身安全造成傷害，造成經(jīng)濟損失；重則對國家經(jīng)濟和政治造成重大影響，此為特別重要負荷。根據(jù)本工程概況，本建筑為一類高層建筑，按照分類條件，以下為一級負荷：消防用電設備（消防泵、噴淋泵、消防電梯）、防排煙機、潛污泵、消防控制室；應急照明、低壓變配電室、電動防火門（窗、卷簾、閥門）；弱電機房、安防用電、普通客梯、生活泵、潛污泵、走道照明。其中消防控制室、安防用電、電話機房、計算機網(wǎng)絡中心等設備及其照明用電（要求電力中斷時間小于0.5s）屬于本工程中的特別重要的一級負荷。二級負荷：二級負荷也是重要的負荷，[10]雖然沒一級負荷重要，但也是需要保障正常供電的，否則在電力線路發(fā)生故障時，也會造成人身傷害事故，應該及時地恢復供電，保障人們的人身財產安全。在本工程中，地下車庫照明用電為二級負荷。3.三級負荷：三級負荷為一般負荷，即是我們平常家庭用電負荷，對供電要求不高，可以允許短時的停電，但是在一般情況下都要求保障正常供電。本工程中，辦公除上述一、二級負荷外的其它負荷都為三級負荷。本工程的低壓配電房和柴油發(fā)電機房均在地下室負一層，從地下室負一層低壓配電房引出一部分低壓電源，經(jīng)電纜橋架引至地下室負一層強電井。另一部分用于地下室的低壓電源則是由地下室一層的配電房經(jīng)由電纜橋架引至地下室負一、二層的各個位置。

3.2配電方式在進行配電系統(tǒng)設計時，要考慮多種因數(shù)，且要用發(fā)展的眼觀來看待低壓配電設計。對于辦公建筑低壓配電設計要滿足一些必要的規(guī)范要求：如供電的可靠性、安全性、經(jīng)濟性以及對供電系統(tǒng)的管理和維護。低壓配電方式有四種，分別是樹干式、放射式、混合式、鏈式。1.樹干式配電：樹干式配電是一條干線對幾個負荷供電，且同類負荷得分幾條干線供電，以保證供電可靠，但經(jīng)濟成本高。（如圖3.1）2.放射式配電：放射式配電是一條干線直接給一臺負荷供電。這種供電方式是在給重要負荷供電時才使用，但線路和高壓開關柜數(shù)量多，經(jīng)濟成本高。（如圖3.2）3.混合式配電：混合式配電是由上面的兩種方式組合成的配電方式，這種方式可靠性高，且相對經(jīng)濟。（如圖3.3）4.鏈式配電：鏈式配電是這一條鏈上只有一個總開關（斷路器或熔斷器）保護，且用電設備彼此距離較近，容量不超過10kW，連接的設備數(shù)量不超過5臺。（如圖3.4）圖3.2放射式圖3.2放射式圖3.1樹干式圖3.1樹干式圖3.4鏈式圖3.3混合式圖3.4鏈式圖3.3混合式根據(jù)負荷等級，結合經(jīng)濟預算，本工程低壓配電系統(tǒng)采用的配電方式是混合配電方式，本工程對于容量比較大的用電設備以及重要負荷采用放射式供電，如空調、電梯、消防用電設備；采用樹干式供電則有辦公用電，如本工程中的2~12AW樓層辦公用電，以及一般負荷如2、5、8、11AL公共照明。電纜干線從低壓配電室經(jīng)電纜橋架和線槽至電氣豎井（強電井），經(jīng)各層電氣豎井再到各配電箱，在強電井里電纜是采用T接箱（T接端子）引至各個配電箱。本工程中消防負荷是特別重要的負荷，要采用雙電源供電，且在供電故障時，能在末端配電箱處自動切換，保證供電的可靠性。本工程供電系統(tǒng)干線圖如（圖3.7）所示。3.3負荷計算3.3.1負荷計算的意義在對本工程進行建筑電氣工程設計時，要想有一個經(jīng)濟高效的配電系統(tǒng)，則要有一個精確的負荷數(shù)據(jù)，要得到負荷數(shù)據(jù)則要通過負荷計算。負荷計算是確定各種電氣設備的重要方式，如低壓柜、變壓器、斷路器及導線。通過負荷計算，可以使這些電氣設備運行安全可靠，降低能耗，提高運行效率，讓配電系統(tǒng)成本更加經(jīng)濟。3.3.2負荷計算的方法負荷計算的方法有很多種，本課題設計將介紹兩種負荷計算方法。1.需要系數(shù)法需要系數(shù)法求單設備時只需要一個需要系數(shù)乘以用電設備功率就可以直接求出計算負荷。求多種設備的總負荷則需要用電設備的需要系數(shù)，以及一個同時系數(shù)相乘。其計算公式如下：(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)——有功同時系數(shù)——無功同時系數(shù)——有功計算負荷（W）——無功計算負荷（kvar）——是在計算負荷（VA）——計算電流（A）——某類設備需要系數(shù)——某類設備容量（W）——COSφ對應的正切值2.二項式法用于當?shù)蛪合到y(tǒng)中包含的的電設備數(shù)量較少并且設備相互之間的容量存在較大差異的時候，該系統(tǒng)的計算負荷采用二項式法確定。計算公式如下：(3-5)(3-6)(3-7)(3-8)b、c——某類設備的二項式系數(shù)Px——x臺負荷最大的設備總負荷(cPx)max?——各組設備cPx中最大值3.3.3本工程部分負荷計算（1）地下一層預留景觀照明，設備容量15KW,設備1臺，設備總容量Ps=15KW,查表，Kp=0.6,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根據(jù)需要系數(shù)法公式得：Pjs=KpPs=0.6x15=9KWQjs=Pjstgφ=9x0.62=5.58KWSjs=10.59kVAIjs=16.09A（2）地下室普通照明，設備容量33KW,設備1臺，設備總容量Ps=33KW,查表，Kp=0.6,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根據(jù)需要系數(shù)法公式得：Pjs=KpPs=0.6x33=19.8KWQjs=Pjstgφ=19.8x0.62=5.58KWSjs=21.18kVAIjs=32.17A（3）一層大堂用電，如（圖3.6）設備容量30KW,設備1臺，設備總容量Ps=30KW,查表，Kp=0.6,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根據(jù)需要系數(shù)法公式得：Pjs=KpPs=0.6x30=18KWQjs=Pjstgφ=18x0.62=11.16KWSjs=23.29kVAIjs=35.39A（4）2層辦公用電如（圖3.5），設備容量130KW,設備1臺，設備總容量Ps=130KW,查表，Kp=0.8,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根據(jù)需要系數(shù)法公式得：Pjs=KpPs=0.8x130=104KWQjs=Pjstgφ=104x0.62=64.48KWSjs=122.37kVAIjs=185.98A（5）3層辦公用電，設備容量160KW,設備1臺，設備總容量Ps=160KW,查表，Kp=0.8,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根據(jù)需要系數(shù)法公式得：Pjs=KpPs=0.8x160=128KWQjs=Pjstgφ=128x0.62=79.36KWSjs=150.61kVAIjs=228.89A（6）2層普通照明，設備容量30KW,設備1臺，設備總容量Ps=30KW,查表，Kp=1,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根據(jù)需要系數(shù)法公式得：Pjs=KpPs=1x30=30KWQjs=Pjstgφ=30x0.62=18.6KWSjs=35.3kVAIjs=53.6A（7）5層普通照明，設備容量15KW,設備1臺，設備總容量Ps=15KW,查表，Kp=0.85,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根據(jù)需要系數(shù)法公式得：Pjs=KpPs=0.85x15=12.8KWQjs=Pjstgφ=12.8x0.62=7.9KWSjs=15kVAIjs=22.8A（8）2層應急照明，設備容量5.5KW,設備1臺，設備總容量Ps=5.5KW,查表，Kp=0.8,cosΦ=0.85,tgΦ=0.62,根據(jù)需要系數(shù)法公式得：Pjs=KpPs=0.8x5.5=4.4KWQjs=Pjstgφ=4.4x0.62=2.73KWSjs=2.7kVAIjs=7.9A3.4電氣設備的選擇3.4.1低壓電器的選擇條件（1）在低壓系統(tǒng)中一般按照以下條件對低壓電器進行選擇：1應選用額定電壓高于或等于保護線路的額定電壓的電氣設備；2.應選用額定電流大于或等于設備所在回路的計算電流的電氣設備；[9]3.當電路出現(xiàn)短路故障的情況時，用作斷開短路電流的電氣設備應迅速做出反應，及時的將切除故障；4.用于保護電氣設備的裝置應同時滿足選擇性、速動性、可靠性和靈敏度這四點最基本的要求。[10]（2）低壓熔斷器低壓熔斷器是一種在配電系統(tǒng)以及對電氣設備的短路保護中得到廣泛應用的一種設備，在電氣線路的過載保護、照明系統(tǒng)還有其他的電氣設備中也經(jīng)常能見到它的身影，若將它用作保護線路，要求其熔體的額定電流必須大于線路的計算電流；用在配電系統(tǒng)干線的低壓熔斷器還要滿足熔體額定電流不得小于干線尖峰電流的要求。（3）低壓斷路器低壓斷路器是一種可以接通和分斷正常負荷、過負荷和短路電流的設備，它在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護功能，如過負荷、短路、欠壓和漏電保護等。[9]低壓斷路器選擇應該滿足下列要求：低壓斷路器的額定電流應不小于它的熱脫扣器的額定電流，而熱脫扣器的額定電流不小于線路計算電流。[9](3-9)——斷路器額定電流——熱脫扣器額定電流——線路計算電流低壓斷路器熱脫扣器動作電流整定：(3-10)(3-11)本工程設計中，照明電箱中的斷路器選用的是施耐德品牌中的NSX系列的塑殼式斷路器，具體斷路器的功能型號會在下面計算中詳細描述。3.5電纜導線的選擇3.5.1導體的選擇和校驗原則為了保證供電系統(tǒng)的運行安全，電力線路的電纜導線載流體應該選取合適的截面積，并且滿足：按發(fā)熱條件：由于電流會產生一定的熱效應，當計算電流在電纜、導線中流過時會導致導體出現(xiàn)溫度升高的情況，要將其發(fā)熱溫度控制在能保證正常工作情況下允許的最高溫度下。(3-12)(3-13)——溫度校正系數(shù)——導體正常工作允許的最高溫度——導體實際溫度——采用環(huán)境溫度——導體允許載流量按電壓損耗：電壓損耗一般使用于低壓絕緣導線和電纜、架空線路，用下列公式來計算：(3-14)(3-15)(3-16)—系統(tǒng)負荷矩；—線路長度；—系統(tǒng)計算電流；—導線單位負荷矩電壓損失百分值。按經(jīng)濟電流密度(3-17)—導線截面積；—系統(tǒng)計算電流；—經(jīng)濟電流密度。3.5.2本工程電纜導線的選型在本工程中，電纜主要采用的是WDZB-YJY，即低煙無鹵B級阻燃--交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護套電力電纜。下面是本工程的部分配電線路進行導線選擇；預留景觀照明按電流密度由前面可知預留景觀照明的計算電流為Ijs=16.09A，查表初選電纜截面積為S=16,查電氣手冊，可得其載流量Iz=96A>Ijs=16.09A，滿足要求。按電壓損耗計算預留景觀照明配電長度：l=11.2+5.7+6.6=23.5mJ=Ijs*l=16.09x0.0235=0.378(AKm)查《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》04DX101-1，當S=16，cosφ=0.85時，可得交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護套電力電纜的電壓損失為=0.53%/(AKm),線路電壓損失：=0.53%x0.378=0.2%<5%滿足要求。故預留景觀照明選用電纜WDZB-YJY-5x16。地下室普通照明（1）按電流密度由前面可知，地下室普通照明的計算電流為Ijs=32.17A，查表初選電纜截面積為S=35,查電氣手冊，得其載流量Iz=151A>Ijs=32.17A，滿足要求。（2）按電壓損耗由電力平面圖，計算出地下室普通照明配電線長度為：l=17.2+5.7+6.6+5=34.5mJ=Ijs*l=32.17x0.034=1.09(AKm)查《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》04DX101-1，當S=35，cosφ=0.85時，可得交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護套電力電纜的電壓損失為=0.25%/(AKm),線路電壓損失：=0.25%x1.09=0.27%<5%滿足要求。故地下室普通照明選用電纜WDZB-YJY-4x35+1x16-CT。2層辦公用電（1）按電流密度由前面章節(jié)可知，地下室普通照明的計算電流為Ijs=185.98A，查表初選電纜截面積為S=150,查電氣手冊，得其載流量Iz=383A>Ijs=185.98A,滿足要求。（2）按電壓損耗計算2層辦公用電配電長度：l=55.04+6.7+6.6+4.5=72.84mJ=Ijs*l=383x0.073=28(AKm)查《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》04DX101-1，當S=150，cosφ=0.85時，可得交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護套電力電纜的電壓損失為=0.069%/(AKm),線路電壓損失：=0.069%x28=1.93%<5%滿足要求。故2層辦公用電選用電纜WDZB-YJY-4x150+1x70-CT。在本工程中，需要注意的是所有的回路線，電源線等要獨立的穿管或者共線槽敷設，在線槽中強弱電用隔板隔開。下表是本工程選用的部分電纜導線型號。表3-1本工程選用的部分電纜、電線型號名稱型號規(guī)格電纜3(WDZB-YJY-4x120+1x70）電纜WDZB-YJY-4x150+1x70電纜WDZB-YJY-4x185+1x95電纜WDZB-YJY-4x70+1x35電纜WDZB-YJY-5x10電纜BTTRZ-5x10電線WDZC-BYJ-3x2.5電線WDZC-BYJ-3x43.6本工程部分配電箱設計以2層辦公用電配電箱2AW為例，2AW配電箱總進線電纜選WDZB-YJY-4x150+1x70。2AW二層辦公用電配電箱系統(tǒng)圖如（圖3.5）。2AW總配電箱引出四個回路分別是AL-6:40KW、AL-5:35KW、AL-4:30KW、AL-3:25KW。AL-6回路出現(xiàn)選擇：1）負荷計算：Ps=40KW，Kp=1，cosΦ=0.8Pjs=PsxKp=40x1=40KWIjs==76A2）按電流密度Ijs=76A，查表初選電纜截面積為S=50，查電氣手冊，得其載流量Iz=143A>Ijs=76A,滿足要求。電壓損耗免校與空開配合原則Iz=143A>1.2I=1.2x100=120A滿足空開配合原則。故選用斷路器：NSX160NTM100。（2）AL-5回路出現(xiàn)選擇：1）負荷計算：Ps=35KW，Kp=1，cosΦ=0.8Pjs=PsxKp=35x1=35KWIjs==66.5A2）按電流密度Ijs=76A，查表初選電纜截面積為S=50，查電氣手冊，得其載流量Iz=143A>Ijs=66.5A,滿足要求。3）電壓損耗免校4）與空開配合原則Iz=143A>1.2I=1.2x100=120A滿足空開配合原則。故選用斷路器：NSX160NTM100。（3）AL-4回路出現(xiàn)選擇：1）負荷計算：Ps=30KW，Kp=1，cosΦ=0.8Pjs=PsxKp=30x1=30KWIjs==57A2）按電流密度Ijs=76A，查表初選電纜截面積為S=35，查電氣手冊，得其載流量Iz=143A>Ijs=66.5A,滿足要求。3）電壓損耗免校4）與空開配合原則Iz=118A>1.2I=1.2x80=96A滿足空開配合原則。故選用斷路器：NSX100NTM80。（4）AL-3回路出現(xiàn)選擇：1）負荷計算：Ps=25KW，Kp=1，cosΦ=0.8Pjs=PsxKp=25x1=25KWIjs==47.5A2）按電流密度Ijs=47.5A，查表初選電纜截面積為S=25，查電氣手冊，得其載流量Iz=94A>Ijs=47.5A,滿足要求。3）電壓損耗免校4）與空開配合原則Iz=94A>1.2I=1.2x65=78A滿足空開配合原則。故選用斷路器：NSX100NTM63。

本工程部分配電系統(tǒng)圖及干線圖圖3-5二層辦公系統(tǒng)圖圖3-6一層大堂用電系統(tǒng)圖圖3-7供電系統(tǒng)干線圖照明系統(tǒng)設計4.1照明光源的選擇在進行照明設計時，我們應該要按照視覺感受要求，辦公環(huán)境，設計出照明效果好，清晰度高，視覺感覺舒適溫和。在一個好的辦公環(huán)境中，人會感覺舒適，心情愉悅，辦公效率也會更加高效。在保證照明質量及照明效率的前提下，則還要考慮綠色節(jié)能，推行綠色低碳生活，減少碳排放，保護環(huán)境，也是全球在推行的工程。1.常用電光源的類型電光源按其發(fā)光原理可分為兩大類:（1）熱輻射光源；（2）氣體放電光源。下表4-1是部分常用電光源的參數(shù)數(shù)據(jù)。表4-1常用電光源的主要參數(shù)數(shù)據(jù)特性參數(shù)白熾燈鹵鎢燈熒光燈高壓汞燈高壓鈉燈金屬鹵化物燈長弧氙燈額定功率/W15-1000500-20006-12550-100035-1000125-35001500-100000發(fā)光功率lm/W10-2020-2540-9040-7090-12060-9020-40使用壽命/h10001000-15003000-50003500-60006000-120001000-20001000顯色指數(shù)（%）97-9995-9975-9930-5020-2565-9095-97色溫/K2400-29003000-32003000-650055002000-40004500-70005000-6000啟動穩(wěn)定時間瞬時瞬時1-4s4-8min4-8min4-8min瞬時再啟動時間瞬時瞬時1-4s5-10min10-15min10-15min瞬時功率因數(shù)110.33-0.70.41-0.670.440.4-0.60.4-0.9頻閃效應無無有有有有有表面亮度大大小較大較大大大電壓變化對光通的影響大大較大較大大較大較大環(huán)境溫度對光通的影響小小大較小較小較小小耐震性能較差差較好好較好好好所需附件無無鎮(zhèn)流器啟輝器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器觸發(fā)器鎮(zhèn)流器觸發(fā)器熒光燈鎮(zhèn)流器和啟輝器，鎮(zhèn)流器是用來限制燈的電流大小并產生瞬時高壓，啟輝器則是產生輝光放電，使雙金屬片受熱伸開造成兩極短接，使電流通過燈絲。熒光燈中，直管型熒光燈中的T5管徑具有較好的照明效果，壽命也長，被廣泛應用于商場、超市、辦公樓中。4.2照明燈具的選擇照明燈具的選擇，要考慮其目的性或者說其功能性，以及效率，經(jīng)濟，節(jié)能等功能。功能性：即選用該燈具的目的，保證選用的燈具在該場合達到其目的和功能。高效性：選用的燈具要保證其效率不能太低，否者達不到效果，還浪費電能和錢。要使燈具合理的布局，產生最佳的燈光效果，這樣才不節(jié)能經(jīng)濟。經(jīng)濟性：目前正處國家大力提倡節(jié)能工程的大環(huán)境下，廠家也抓住機會生產符合市場趨勢的產品，導致一批批類型各異的節(jié)能燈具不斷地涌現(xiàn)在市場中，其中不乏照明效果很好但是價格定位較高的產品，因此，在對照明系統(tǒng)進行設計的過程中，設計者要結合實際情況，在追求節(jié)能效果方面不能過于固執(zhí)，預算成本是不可忽略的重要部分，應同時把經(jīng)濟性和節(jié)能納入考慮范圍，只有將兩者相結合，并做出適當?shù)娜∩?，這樣才能讓效果達到最好。節(jié)能性：現(xiàn)階段我國正把經(jīng)濟發(fā)展的重心向綠色節(jié)能的方向轉移，在面對燈具方面的選擇的時候，若能保證總體經(jīng)濟預算充足的情況下，應該優(yōu)先選用在節(jié)能方面達到一定標準的燈具，同時要盡可能的對外界自然光進行有效的利用，以達到減少出現(xiàn)電能損耗這種情況的目的。4.3照明照度的計算照度計算的是根據(jù)使用場所所需要必須相應的照度值和其他已知條件，來計算出燈的光通量和數(shù)量。照度計算在現(xiàn)在是越來越重要，它是能夠選擇出合適光源的唯一衡量標準，是設計出合理的照明系統(tǒng)，節(jié)省大量的電能，減少經(jīng)濟成本的重要方法。照度計算的方法很多，本課題采用利用系數(shù)法計算。4.3.1利用系數(shù)法利用系數(shù)：燈具投射到工作面上的光通與全部光源發(fā)出的總光通量之比。即（4-1）——投射到工作面上的有效光通量（lm）;——每盞燈發(fā)出的光通量（lm）;n——燈的盞數(shù)；（2）光的反射分量和直射分量與房間的形狀有關，根據(jù)燈具的安裝方式，可將房間分成三個空間：頂棚空間、地板空間和室空間。室空間比RCR:（4-2）式中—室空間高度（m）;—室長（m）;b—室寬（m）；（3）維護系數(shù)：燈具使用一段時間后，表面通常都會被污染，減少光通量，使燈沒用那么亮；燈具材料的老化，也會導致光通量降低，使工作面上照度的下降。因此維持一定的照度水平，要引入一個維護系數(shù)來補償，如表4-2。表4-2維護系數(shù)K環(huán)境特征場所舉例維護系數(shù)燈具擦洗次數(shù)（次/年）清潔臥室、辦公室、教室、閱覽室、餐廳等0.82一般候車廳、體育館、機械加工車間等0.72污染嚴重鍛工車間、水泥加工車間0.63室外道路、廣場、站臺0.652利用系數(shù)法公式（4-3）式中—工作面上的平均照度（lx）；—投射到工作面上的有效光通量（lm）;A—工作面面積（）其設計照度值與規(guī)范要求的照度值在10%內的偏差。表4-3熒光燈具的利用系數(shù)Pc（%）705030Pw（%）503010Pf（%）30101010RCR利用系數(shù)u（%）1535045402706359552.574666359377686561480716864582726965Pc——頂棚反射系數(shù)Pw——墻壁反射系數(shù)Pf——地面反射系數(shù)。4.3.2照明功率密度計算法照明功率密度是在同一空間內，該空間的照明照度達到國家規(guī)范要求時，每單位平方米上的照明平均安裝功率。(4-4)W——單位面積所需要的安裝容量（W/m）n——燈具數(shù)量（套）A——房間總面積（m）表4-4照明功率密度值房間或場所照明功率密度（W/m）對應照度值（LX）現(xiàn)行值目標值商業(yè)營業(yè)廳1210300辦公室119300會議室119300高檔辦公走廊54100弱電機房1815500風機房54100一般庫房、工具間541004.4本工程部分照度計算本工程因為是毛坯交樓給業(yè)主，辦公室不進行裝修設計，只裝修公區(qū)，所以本部分照度計算選擇辦公走廊。辦公走廊：走廊長度36m，走廊寬度2m，計算高度3.2m，光源采用LED天花射燈SFS-D001501功率：15W，光通量：1100lm。計算室空間比：RCR=5x3.2x(36+2)/36x2=8.44該走廊Pc=0.7，Pw=0.5，Pf=0.3。查表得：利用系數(shù)u=0.7，維護系數(shù)K=0.8,辦公樓走廊照度要求Eav=100lx，計算燈具數(shù)量如下：n=Eav*A/φuK=100*72/1100*0.7*0.8=11.7采用本燈12盞，實際照度計算：E=12*1100*0.7*0.8/72=102.7x則設計照度值與實際照度值偏差率為：2.7%，在照度偏差10%內，因此符合照度要求。計算照明密度功率：W=nP/A=12*15/72=2.5W/m查表4-4規(guī)定功率密度值是5W/m，2.55，滿足要求。負一層工具間：工具間長度8.3m，工具間寬度8m，計算高度4.5m，光源采用單管LED燈，功率：21W，光通量：1705lm。計算室空間比：RCR=5x4.5x(8.3+8)/8.3x8=5.5該工具間Pc=0.7，Pw=0.5，Pf=0.3。查表得：利用系數(shù)u=0.76，維護系數(shù)K=0.7,工具間照度要求Eav=100lx，計算燈具數(shù)量如下：n=Eav*A/φuK=100*66.4/1705*0.76*0.7=7.3采用本燈8盞，實際照度計算：E=8*1705*0.76*0.7/66.4=109.2lx則設計照度值與實際照度值偏差率為：9.2%<10%，符合照度要求。計算照明密度功率：W=nP/A=8*21/66.4=2.5W/m查表4-4規(guī)定功率密度值是5W/m，2.55，滿足要求。負一層網(wǎng)絡機房：網(wǎng)絡機房長6m，網(wǎng)絡機房寬3.8m，計算高度3.5m，光源采用嵌頂三管熒光燈(3x28W)，功率：28W，光通量：2600lm。計算室空間比：RCR=5x3.5x(6+3.8)/3.8x6=7.5該網(wǎng)絡機房Pc=0.7，Pw=0.3，Pf=0.1。查表得：利用系數(shù)u=0.72，維護系數(shù)K=0.7,工具間照度要求Eav=500lx，計算燈具數(shù)量如下：n=Eav*A/φuK=500*22.8/2600*3*0.72*0.7=2.8采用本燈3盞，實際照度計算：E=3*2600*3*0.72*0.7/22.8=517.2lx則設計照度值與實際照度值偏差率為：3.4%<10%，因此符合照度要求。計算照明密度功率：W=nP/A=3*3*28/22.8=11.1W/m查表4-4規(guī)定功率密度值是18W/m，11.118，所以功率密度滿足要求。4.5應急照明應急照明由以下部分組成：①備用照明，當供電發(fā)生故障導致照明工作不能正常進行時，可以通過手動/自動切換的方式利用應急電源對照明部分進行供電。②疏散標志照明，由疏散指示燈、出口標志燈兩部分構成。為方便應對緊急狀況，在走道及轉角的位置通常要設置一定的疏散指示燈，一般要求在距樓層地面30cm~100cm的水平高度處安裝，同時兩兩之間的最大間距不得大于20米，在通往室外的主出口、樓梯緊急出口以及安全出口的上方在滿足距樓層地面水平高度不超過2.2米的位置設置安裝出口標志燈，維持常亮是對疏散指示照明的基本要求。③安全照明，為了保障在發(fā)生故障或者火災而造成的正常照明無法工作的情況下陷入危險中的人員能到達安全場所，應設置安全照明。安全照明自帶的蓄電池應該保證能使用1個小時至1個半小時，有充分的時間使人們離開危險區(qū)域。本工程應急照明設計將疏散指示燈設置在各樓層的公共走廊、轉角、樓梯間、電梯廳前室、大堂等場所，將出口標志、安全照明設置在主要出入口、樓層樓梯出口、樓層樓梯間等場所，同時為地下車庫、變配電室、消防控制室、柴油發(fā)電機房等設備房設置備用照明。上述應急照明的供電方式均采用雙回路供電，可通過末端配電箱快速自動的切換，確保能強行在火災情況下點亮。防雷接地系統(tǒng)設計5.1年預計雷擊次數(shù)計算年預計雷擊次數(shù)是指在一年中某一個物體所遭受到的雷電襲擊次數(shù)：（5-1）——年平均雷暴日數(shù)，按當?shù)貧庀笈_、站資料確定；——建筑物截收雷擊次數(shù)相同的等效面積（）K——校正系數(shù)，不同情況取不同數(shù)值，見表5-1表5-1校正系數(shù)K取值建筑物所處環(huán)境相應K值在一般情況下1位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、土山頂部、山谷風口等處以及特別潮濕的建筑物1.5金屬屋面沒有接地的磚木結構建筑物1.7位于山頂上或曠野的孤立建筑物2上式5-1中Ae的計算方法：1.建筑物面積高度H不超過100m，其等效面積計算式為（5-2）2.建筑物面積高度H超過100m，其等效面積計算式為（5-3）式中：——為建筑物每邊的擴大寬度；——分別為該建筑物的長、寬、高，單位為m。5.2本工程的防雷系統(tǒng)設計5.2.1確定防雷等級根據(jù)本工程概況，本建筑物高56.1m,長66.8m,寬43.3m。查詢廣州市當?shù)貧庀筚Y料得：Ta=81.3天/年，校正系數(shù)查表5-1得：K=1.0計算：Ae=[66.8x43.3+2(66.8+43.3)√56.1(200-56.1)x3.14x56.1(200-56.1)]x10=0.048則：N=0.1KTaAe=0.39因為0.39>0.05所以根據(jù)GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》,本工程建筑被劃分為第二類防雷建筑。5.2.2防雷設計根據(jù)本工程概況，由上節(jié)計算得出本工程建筑物劃為第二類防雷建筑，根據(jù)國家相關第二類防雷設計規(guī)范要求，本工程做下面設計。防直擊雷措施：首先在屋面沿著女兒墻裝置φ12鍍鋅圓鋼避雷帶作為接閃器，屋面避雷網(wǎng)格尺寸不超過10x10m或者12x8m，相鄰引下線間距不大于18m。利用剪力墻或結構內的2根φ16或4根φ12鋼筋作為屋頂防雷裝置的引下線。在負二層基礎底板設