某办公楼的电气设计毕业论文

- 1 -吉 林 铁 道 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计 论 文论文题目： 专 业 学生姓名 设计（论文）指导教师： 摘 要本论文主要阐述了某小型体育交流中心各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计郑州大学电气工程学院毕业论文- 2 -选择的结论。本论文共包括四章内容，可分为四个部分：绪论、配电系统设计、照明系统设计、防雷接地系统设计。绪论部分包括：建筑电气概况，本设计的内容及设计原则等。配电系统设计部分包括：配电方案，电力系统相关内容，负荷计算等。照明系统设计部分包括：光源选择、灯具选择、照度选择、照明方式选择，一般照明与应急照明，相关计算等。防雷接地系统设计部分包括：建筑物防雷措施本次设计完成图纸共 XXX 幅，其中强电部分 XX 幅，弱电部分 XX 幅，消防部分 X 幅，绘图均采用 AUTOCAD 软件绘制。本体育交流中心电气工程设计为毕业设计，其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为以后的工作奠定坚实的基础。第一章 绪论1.1 建筑电气概况现代民用建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、有线电视等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。1.2 设计原则本次设计是对某小型体育交流中心的电气工程设计。- 3 -本工程概况：体育交流中心，高 52.5 米 ,地上五层，第一层作为商场，二到十三层作为办公用，顶层为电梯层。按“高规”划分，属一类高层建筑。设计需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。此次设计的目的是通过对该办公楼的各个系统的设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国建筑电气行业有关方针政策，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。1.3 设计内容本论文主要阐述了该办公楼各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论等。论文共包括四大章内容，前三章主要包括绪论及强电部分设计，第四章主要包括消防设计。（）第二章为低压配电系统，主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求，负荷计算以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等，并用单位容量法进行了负荷计算，确定各个系统照明负荷的容量、计算电流，以此选择出了断路器，导线。并依据文献 对负荷进行了分类，针对不同级别负荷及负荷大小采取了不同的配电方式，同时对动力设备进行了负荷计算，配电箱设计，本部分设计出图幅，包括配电系统图，配电平面图。 （）第三章为照明系统，主要说明光源、灯具选择，照度计算，一般照明及应急照明等内容，并依据文献1、2等用单位容量法进行照度计算，选择出各个房间合适的灯具数量，同时依据文献、进行应急照明设计，按照供电半径不超过米的原则进行了照明平面设计，设计出各个供电回路及相对应的配电箱，本部分设计出图幅，为各层照明平面图及照明负荷配电箱平面图。（）第四章为火灾自动报警与联动控制系统，它又可分为两大部分，第一部分为火灾报警系统，主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的选择原则、方法、布置位置等内容，并通过计算结合利用保护半径作辅助线的方法确定出各场所所需的探测器数量，确保保护无死区，同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作；第二部分为联动控制部分，主要说明对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯等的控制等内容，并对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯的控制做出了具体设计，确郑州大学电气工程学院毕业论文- 4 -保发生火灾后相关水泵能启动，风机能按要求投入或退出，非消防电源能自动切断，电梯实现回归地层，对重要设备能在控制室手动控制。本章设计出图幅，为火灾报警及消防联动控制系统图，各楼层消防平面图。第二章 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。一级负荷（）中断供电将造成人身伤亡者。（）中断供电将造成重大政治影响者。（）中断供电将造成重大经济损失者。（）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，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的一级负荷，为特别重要负荷。中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。二极负荷（）中断供电将造成较大政治影响者。（）中断供电将造成较大经济损失者。（）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。三级负荷不属于一级和二级的电力负荷。- 5 -2.1.2 供电要求根据文献（）一级负荷的供电“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损坏” 。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电，可以采用两路高压供电，但当供电不能满足要求时，应设自备发电机，故可以采用一路高压电源加一路备用电源-应急柴油发电机组供电，当一级负荷容量较大时，应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供电，除了必须采用两路高压外，还必须设置应急电源（应急柴油发电机） ，并且该电源中严禁接入其他负荷。（）二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电” ，即当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源（柴油发电机组），但当负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回 6KV 及以上专用架空线供电。（）三级负荷对供电无特殊要求。此外，根据文献、对消防用电设备进行负荷等级划分，对于一类高层建筑的消防用电按一级负荷要求供电并且消防用电设备应采用专用的供电回路。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志。本工程为一类高层建筑，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明等消防设备及普通电梯、消防电梯、生活水泵按一级负荷，采用双电源供电，从附近两变电站引入两回路，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。其它动力设备、照明用电为三级负荷。2.2 负荷计算负荷计算一般采用需要系数法。照明负荷计算：采用单位面积功率法每层配电箱有功 （2.1）WSPe计算电流: （2.2）cos380exjkI郑州大学电气工程学院毕业论文- 6 -用电设备组计算负荷： exPk（2.3）（2.4）tgQ（2.5）2S配电干线计算负荷 （2.6）Pktc（2.7）Qtc2ccPS（2.8）380cjI（2.9）式中 W-单位面积功率（W/m 2）S- 供电面积（ ）m-同时系数tk-需要系数xQ-用电设备组无功功率（ KVA）P-用电设备组有功功率（ W）例如对配电箱 AL0-1 负荷计算，地下层 W=30W/m2 ,供电面积 S=339.3 , ,2m1xk则总有功功率 = WS=1*30*339.9=10179WexPk考虑到实际配电箱容量多是三的倍数，故 P 取 12KW，有较大余量，计算电流 = =23Acos380exjI 8.0*312断路器整定值选 32A，导线选取与断路器相配合，可选 YJV5*10，其载流量大于32 A。又如,对配电箱 ALO 负荷计算，有功功率为分配电箱之和，P=27KW, 则无功功率 =27tgarccos0.8=20.25KVAPtgQ- 7 -视在功率 =33.75KVA2QPS计算电流 =51Acos380exjkI断路器整定值选 63A,导线选 YJV5*16，其载流量大于 63A又如，对照明负荷干线 3 负荷计算有功功率 =1*0.8(78+69*3)=228KWPktc无功功率 =1*（58.5+51.75*3 ）*0.8=171KVAQtc视在功率 =285KVA2ccPS计算电流 =433A380jI断路器整定值选为 450A,选线 YJV4*240+1*120本工程应急照明负荷主要是一些灯具，蓄电池，负荷计算依据具体所带负荷情况 P=40n+350,n 为所带灯数量，每盏白炽灯 40W,动力部分计算负荷： PtgQ（2.10）2S（2.11）380Ij（2.12）P-设备有功功率例如，对电梯进行负荷计算，P=36KW, cos0.5则无功功率 =62.4KVAPtgQ视在功率 =72KVA2S计算电流 =109A380Ij断路器整定值选 160A,选线 NH-YJV4*70+1*35，其载流量大于 160A详细计算见附录表 A2.1，A2.2，A2.3，A2.4郑州大学电气工程学院毕业论文- 8 -计算所得本建筑总负荷为 1692KVA, 其中有功功率为 1354KW, 无功功率为1014KVA。2.3 导线选择2.3.1 电缆选择原则:（）根据计算负荷电流选断路器整定值；（）根据断路器整定值选电缆;（）导线及断路器选择时要前后级之间相互配合,前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级;（）动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。2.3.2 选择结果:（）照明回路统一选用 BV2*2.5,插座回路统一选用 BV3*4;（）其它设备导线选择见附录表 A2.1，A2.2，A2.3，A2.4。2.4 配电方式高层建筑低压配电系统的确定，应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。应将照明与电力负荷分成不同的配电系统；消防及其他防灾用电设施的配电宜自成体系。对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电；对各层配电间的配电宜采用下列方式之一（）工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或由首层到顶层垂直干线的方式。（）工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。（）工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。本工程配电采用分区树干式（详见图纸配电系统图一）- 9 -第三章 照明系统设计3.1 总则电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观。环境条件对照明设施有很大影响。要使照明设计与环境空间相协调，就要正确选择照明方式、光源种类、灯泡功率、照明器数量、形式与光色、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥积极的作用。3.2 照明光源选择照明光源选择一般原则：（）发光效率高；（）显色性好，即显色指数高；（）使用寿命长；（）启点可靠、方便、快捷；（）性能价格比高。3.3 照明灯具选择灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。在各类灯具中，荧光灯主要用于室内照明，汞灯和钠灯用于室外照明，也可将二者装在一起作混光照明，这样做光效高、耗电少、光色逼真、协调、视觉舒适。郑州大学电气工程学院毕业论文- 10 -灯具选择一般原则（）使用安全：防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险；（）提高能效：选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应，以及光通维持率高的灯具；（）合理考虑功能性（良好的照明效果）、装饰性（美观、协调）、经济性（性价比高）和能源效益的结合；（）限制眩光。3.4 照度和照明方式选择（依据文献1）选择照度是照明设计的重要问题，照度太低会损害工作人员的视力，不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康