中枢小学综合楼建筑电气设计

PAGEPAGEIV中枢小学综合楼建筑电气设计摘要随着人民生活水平的不断提高，教育越来越受到重视，随着财政对教育的逐步倾斜，出现了许多功能广泛、设施齐全的小学、大学综合楼。本文以高校综合楼为设计对象，主要阐述了小学综合楼各电气设计系统的设计依据、原理和方法，以及电气设备选型的依据。本论文共包括五部分内容，第一部分主要包括绪论；第二部分主要包括供配电系统；第三部分主要包括照明系统；第四部分主要包括接地系统。第五部分主要包括弱电系统。强电部分主要包括负荷计算、电气设备选择、照明设计、照度计算等。弱电部分主要内容包括：网络系统、电话系统及系统布线设计。其中重点对本工程的配电部分和照明部分进行设计。配电根据《民用建筑手册》相关规定进行设计，本大学综合楼共四层，一层配有总配电箱，每层都有一个照明箱，总配电箱采用放射式给每层的照明箱进行配电；照明部分采用单位面积功率法算灯具个数；接地方式采用TN-C-S系统。关键词：供配电；照明；接地方式

AbstractWiththecontinuousimprovementofpeople'slivingstandards,moreandmoreattentionhasbeenpaidtoeducation,andwiththegradualinclinationoffinancetoeducation,manyprimaryschoolteachingbuildingswithextensivefunctionsandcompletefacilitieshaveemerged.Takingtheteachingbuildingasthedesignobject,thispapermainlyexpoundsthedesignbasis,principlesandmethodsofeachelectricaldesignsystemoftheteachingbuildingofaprimaryschool,aswellasthebasisfortheselectionofelectricalequipment.Thispaperconsistsoffiveparts,thefirstpartmainlyincludestheintroduction;thesecondpartmainlyincludesthepowersupplyanddistributionsystem;thethirdpartmainlyincludesthelightingsystem;thefourthpartmainlyincludesthegroundingsystem.Thefifthpartmainlyincludestheweakcurrentsystem.Thehigh-powerpartmainlyincludesloadcalculation,selectionofelectricalequipment,lightingdesign,illuminationcalculation,etc.Themaincontentsoftheweakcurrentpartinclude:networksystem,telephonesystemandsystemwiringdesign.Theemphasisisonthedesignofthedistributionandlightingpartsoftheproject.Distributionisdesignedaccordingtotherelevantprovisionsof"CivilBuildingManual".Theteachingbuildinghasfourfloors,onefloorisequippedwithatotaldistributionbox,eachfloorhasalightingbox,thetotaldistributionboxusesradiationtodistributepowertothelightingboxofeachfloor;thelightingpartusestheunitareapowermethodtocalculatethenumberoflamps;andthegroundingmodeusesTN-C-Ssystem.Keywords:powersupplyanddistribution;lighting;groundingmode

目录摘要 IAbstract II前言 1第1章供配电系统 21.1负荷等级及供电要求 21.1.1负荷等级分类及确定 21.1.2各级负荷的供电要求 21.2负荷计算 31.2.1负荷计算方法 31.2.2本工程的负荷计算 51.3配电方式 101.4低压开关柜的选择 101.5电气设备的选择 111.5.1低压断路器的选择 111.5.2低压开关柜的选择 131.5.3导线型号及截面的选择 14第2章照明系统 162.1照明设计要求 162.2照明光源、灯具选择 162.3照明计算 172.3.1照明质量 172.3.2照度的计算方法 192.3.3照度计算实例 192.4插座的设计 202.4.1一般规定 202.4.2用途要求 202.4.3技术要求 212.4.4插座的安装 212.5照明负荷的计算 222.5.1计算负荷 222.5.2计算电流 222.6应急照明设计 232.6.1应急照明的分类 232.6.2应急照明灯具选择 242.6.3应急灯具控制方式 242.6.4应急照明系统的设计内容 24第4章弱电系统 264.1电话系统的设计 264.2系统布线设计 26结语 28参考文献 29附录1低压系统图 30附录2一层照明系统平面图 31附录2二层照明系统平面图 32附录2三~四层照明系统平面图 33致谢 34PAGE17前言现代民用建筑电气技术是利用电能、电子、电气设备和电气技术，创造、维持和改善人们生活或工作环境的一项跨学科、综合性技术。它是强弱电与混凝土建筑的有机结合。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规范的前提下，进行工业和民用建筑电气设计，满足保障人身安全、筑施工安全，供电可靠，节能，技术先进，经济合理。在本工程的电气设计中，要注意设计的实用性、可操作性、稳定性、连续性、系统性和整体协调性。电气系统设计包括：供配电系统、照明系统、接地系统、弱电系统。通过具体案例工程设计，掌握高层建筑弱电系统设计的基本方法，更好地将理论与实践相结合，将过去四年来所学的课程和知识运用到本专业，为今后的工作打下良好的基础。同时，我们可以更详细地学习建筑电气规范，提高自己独立完成工程设计的实际操作和研究的能力。

第1章供配电系统1.1负荷等级及供电要求1.1.1负荷等级分类及确定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程度划分为三级（1）一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡的负荷；电力供应中断将造成重大的政治、经济损失，如重大设备损坏、重大产品报废、重要原材料产品大量报废、重点企业连续生产过程中断等。国民经济需要长期复苏等，供电中断将产生重大的政治和经济影响。（2）二级负荷二次负荷是指在电力供应中断的情况下，造成重大政治、经济损失的负荷，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程中断、恢复时间长、重点企业减产幅度大等；中断供电将影响重要用电单位正常工作的负荷，如交通枢纽、通信枢纽等重要负荷；中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱的负荷。（3）三级负荷三级负荷为不属于一级和二级的负荷。对一些非连续性生产的中小型企业，停电仅影响产量或造成少量产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属三级负荷。（4）本工程的负荷说明根据有关规定和接合实际来看，由于本工程为小学的大学综合楼，属于三类建筑物。所以除了应急照明和疏散照明为二级负荷，其余均为三级负荷。1.1.2各级负荷的供电要求（1）一级负荷的供电要求一级负荷应由两个独立电源供电。当一个电源发生故障时，另一个电源不致同时受到损坏。一级负荷容量较大或有高压用电设备时，应采用两路高压电源。如果一次负载容量不大，则应从电力系统或附近的装置获得第二个低压电源。也可以使用应急发电机。如果主要负载仅为照明或电话站负载，则应使用电池组作为备用电源。（2）二级负荷的供电要求二级负荷供电原则上要求尽量做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6KV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。（3）三级负荷的供电要求三级负荷对供电无特殊要求，一般由单回电力线路供电。（4）本工程供电方案根据上一节的负荷分类和本节的负荷供电要求可以确定本工程的供电方案如下：在本大学综合楼中，二级负荷应采用两路电源供电。一般情况下，应急照明和疏散照明均由一定相位的220V交流电供电。通常，直流电源断开并充电。停电时，二次负载电路由蓄电池供电。三级负荷对电源无特殊要求。本工程总照明系统采用三相四线制电源，通过配电箱对各回路采用单回路供电。1.2负荷计算1.2.1负荷计算方法计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。因此，工程上依据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，在实践中总结出了各种负荷的计算方法：估算法、需要系数法、二项式法、单相负荷计算法等。估算法估计法实为指示法。在做设计任务书或初步设计阶段，尤其当需要进行方案比较时，按估计法计算比较方便。①单位产品耗电量法若已知中枢小学综合楼或企业的年产量m和每一产品的单位耗电量a，则企业全年电能为（1-1）有功计算负荷为（1-2）上述表达式中，为年最大负荷利用小时数；a和参见相关设计手册。②负荷密度法若已知大学综合楼生产面积S（㎡）和负荷密度指标时，大学综合楼平均负荷为（1-3）负荷密度指标参见相关设计手册。大学综合楼计算负荷为（1-4）上述表达式中，为有功负荷系数。需要系数法（1-5）（1-6）（1-7）（1-8）上述表达式中，为需要系数；为设备容量，单位KW；为有功功率，单位KW；为无功功率，单位Kvar；为设备功率因数角的正切值；为视在功率，单位KVA；为线路电压，通常为220V或380V；为额定电流，单位A。二项式法用二项式法进行负荷计算时，既考虑了用电设备组的平均负荷，又考虑了几台最大用电设备引起的附加负荷。①单组用电设备组的计算负荷（1-9）（1-10）表达式中，b,c为二项式系数（查相关表格可知）；是该组用电设备组的设备总容量；为x台最大设备的总容量，当用电设备组的设备总台数n<2x时，则最大容量设备台数取x=n/2,且按“四舍五入”法取整，当只有一台设备时，可认为=；为设备功率因数角的正切值。②多组用电设备组的计算负荷考虑到每组电气设备的最大负荷发生在不同时间的因素，在确定总计算负荷时，只能取每组电气设备的最大附加负荷，并加上每组电气设备的平均负荷，即（1-11）（1-12）式中，为各用电设备组的平均功率，其中是各用电设备组的设备总容量；为每组用电设备组中x台容量较大的设备的附加负荷；为附加负荷最大的一组设备的附加负荷；为最大附加负荷设备组的功率因数角的正切值。单相负荷计算法单相负荷计算的原则：1）三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的15%时，单相设备可按三相负荷平衡计算。2）三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的15%时，应把单相设备容量换算为等效三相设备容量，再算出三相等效计算负荷。单相负荷计算方法：1）单相设备接于相电压的等效三相设备容量为（1-13）式中，为最大负荷相所接的单相设备容量。2）单相设备接于线电压时的等效三相设备容量（1-14）式中，为单相设备的设备容量。本工程所采用的负荷计算方法依据本小学大学综合楼的负荷计算采用需要系数法求解。由上述各种计算方法对比来看，估算法不精确且适用场所大多数为工厂，所以不可取；二项式法主要是针对像有电机等大功率设备的情况下才适用，因此也不行；所以采用需要系数法计算本大学综合楼的负荷计算。1.2.2本工程的负荷计算需要系数法的计算方法：（1-15）（1-16）（1-17）（1-18）上述表达式中，为需要系数；为设备容量，单位KW；为有功功率，单位KW；为无功功率，单位Kvar；为设备功率因数角的正切值；为视在功率，单位KVA；为相电压，通常为220V或380V；为额定电流，单位A。本工程的负荷计算如下：例如，以第一层的配电箱AL1-1为例,计算过程如下：第一步：以某一教室一般照明为例，采用单位面积功率法，算出教室需要安装灯具的个数，从而算出教室的负荷。教室长9m,宽6.6m,从而面积。表1-1学校部分建筑照明功率密度值房间或场所照明功率密度（W/M2）对应照度值（lx）现行值目标值教室、阅览室139300实验室139300美术室1815500办公室119300门厅1513300卫生间76150多媒体教室119300由表1-1所示，教室的照度为300lx,照明功率密度为13W/M2,用单位面积功率法计算,计算过程如下：荧光灯双管为80W/个，单管为40W/个，所以灯具的个数为N=/80=9.6525个，所以取N=10个，教室负荷。因此可以设计灯具布置图如1-1所示：图1-1教室灯具分布图第二步：根据第一步的方法以及接合各个教学设施用电照明设备的不同算出每一回路的功率，如图1-2的配电系统图中所示功率：图1-2一层配电系统图第三步：利用需要系数法求出各个参数1）求某一回路的参数，确定回路断路器和导线的规格以上图L1-1普通照明回路为例，由第二步知道回路的功率,由于此时单相的额定电压,所以额定电流所以断路器的整定电流取10A，所以断路器型号取：HUM18-63/1P+N-B10A。而导线允许载流量应该大于断路器的电流，根据表1-2，并结合导线的机械强度，选取导线为BV-5002×2.5PC15WCCC。表1-2BV-500铜芯导线载流量与管径（穿塑料管）芯线截面（㎜2）两根单芯线管径（㎜）环境温度2530351.0121110151.5161413152.5242220154312826206413635201056524825167267623225958882323512011210340501501401295070185172160509523021519863以插座回路N1-1为例，由于插座回路的断路器为带漏电保护的断路器，用电设备无法预计，所以导线允许载流量等级要高于普通照明回路，同理由以上的计算方法和查表1-3，可得插座回路的断路器和导线的型号为，断路器选择：HUM18LE-10A，导线的选择：BV-5003×4PC20WCCC。表1-3BV-500铜芯导线载流量与管径（穿塑料管）芯线截面（㎜2）三根单芯线管径（㎜）环境温度2530351.011109151.5151412152.52119181542826242063633312010494542251665605632258579734035105989040501321231145070167156144509520519117763③应急照明回路根据相关手册及实际要求，疏散指示灯型号选用HJD-YD100-11，功率2W,应急时间：≥90min,视距：20m..灯光疏散指示标志间距不应大于20.0m；对于袋形走道，不应大于10.0m；在走道转角区，不应大于1.0m.结合上述说明,本大学综合楼走廊总长为80.65m,按15m远一个进行疏散指示灯设计，可以得出一层楼疏散指示灯需要6个，壁灯每个60W,总共2个，每个楼梯口各一个，总功率P=130W，同样根据以上的方法可以得出其断路器的型号为HUM18-63/1P+N-B6A2）求一层楼的参数，确定配电箱电源侧的空气开关的参数动力照明箱处的断路器的选择，可以根据需要系数法算得，由第二步中的配电系统图知，U=6.12KW,V=4.32KW,W=4.55KW,所以断路器侧的功率,=0.9,=0.48,断路器的整定电流为32A,断路器的型号取为HUM18-63/3P32A.导线为：BV-5004×6.0SC25WCCC，导线额定电流37A.3）整个系统的配电箱参数的选择大学综合楼的总的配电系统图如图1-3所示图1-3总配电系统图根据图1-3配电箱的功率分配情况，由需要系数法可以选择空气开关的型号和电缆的型号，计算过程如下：各个配电箱AL1-1～AL4-1的功率分别为：18.36KW,14.28KW,18.44KW,18.36KW;因此根据负荷计算公式可以得出总的负荷=69.44KW,查相关手册有，=0.9,根据需要系数法有下面结果：,由上述计算电流，选择断路器的电流为125A,型号为HUM8L-250S/125A.导线选择BV-5003×50SC70WCCC.在选择断路器和导线的时候，要遵循导线电流要大于断路器的电流，断路器的电流要大于计算电流。前一级的断路器和导线的型号和额定参数要高于后一级的断路器和导线型号的参数。1.3配电方式本工程从实际和电气要求考虑，总的原则是不同性质的设备供电回路应该不在同一回路。有以下方式：1）一般照明回路，如教室、阅览室等，每个回路的灯具照明设备不大于25个；2）插座回路，包括普通五孔插座、空调插座等，每个回路的插座不大于10个；3）应急照明，不于其他回路混在一起，单独构成回路，并且每层的所有疏散照明为一个回路，而走廊应急照明则另外构成一个回路。1.4低压开关柜的选择GHK—1型低压固定组合式开关柜适用于交流50～60Hz，额定工作电压交流380V，额定绝缘电压660V、2000KVA及以下配电变压器的电力系统中，作为配电、动力、照明、无功补偿、电动机控制中心等用，能够满足广大用户的不同使用要求。该开关柜全部采用螺钉紧固连接而成，所有的开关元件安装在专用的元件室内，并与垂直母线室用钢板隔开，上下单元之间设有金属或绝缘隔板，母线室与元件室和电缆室用钢板隔开，电缆室与垂直母线用钢板或绝缘板隔开，确保了各功能单元运行和维护时的安全，有效的防止某一单元因故障影响其它单元的正常运行。开关柜主要技术参数见表1.4。表1.4开关柜主要技术参数额定工作频率50～60Hz受流电流（A）1000、1600、2000、2500、3200、4000额定工作电压（V）～380主母线额定短时耐受电流30、50、65kA绝缘电压（V）～500主母线额定短时耐受峰值电流63、105、135kA水平母线额定电流（A）1000、1600、2500、4000工频耐压1min（V）2500垂直母线额定电流（A）630、1000、1600控制电机容量（kW）0.5～320kW馈电电路最大电流（A）3000A外壳防护等级IP30此开关柜的使用条件如下：⑴周围空气温度不高于+40摄氏度，且24小时内平均温度不高于+35摄氏度，不低于-10摄氏度。⑵空气清洁，相对湿度在最高温度+40摄氏度时不超过50%，在较低温度时允许有较高的相对温度，如+20摄氏度时为90%。⑶没有火灾，爆炸危险、严重粉尘，化学腐蚀及剧烈震动的场所。⑷海拔不超过2000m。⑸开关柜适用于以下温度运输和储存，-25～+55摄氏度，在短时内(不超过24小时)不超过+70摄氏度。因此在本工程设计中，选用了朝阳电器开关厂生产的低压固定组合式开关柜。1.5电气设备的选择1.5.1低压断路器的选择1、低压断路器的选用要点⑴断路器的额定电压不小于线路额定电压。⑵断路器的额定电流与过电流脱扣器的额定电流不小于线路计算负载电流。⑶断路器的额定短路通断能力不小于线路中最大短路电流，注意进出线端的短路通断能力是否相等。⑷断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。⑸选择配电断路器需考虑短延时，短路通断能力和延时梯级的配合。⑹选择电动机保护用断路器需考虑电动机的起动电流并使其在起动时间内不动作。笼型感应电动机的起动电流按8～15倍额定电流计算。⑺直流快速断路器需考虑过电流脱扣器的动作方向（极性）、短路电流上升率di/dt。⑻漏电保护断路器需选择合理的漏电动作电流和漏电不动作电流。注意能否断开短路电流，如不能断开短路电流则需和适当的熔断器配合使用。⑼灭磁断路器选用时需考虑发电机的强励电压、励磁线圈的时间常数、放电电阻及断开强励电流的能力。2、选择结果依据断路器的选择原则，参照电子样本，本设计的全部低压断路器均选用的德力西集团生产的DZ20系列塑壳式断路器。DZ20系列塑料外壳式断路器适应于交流50Hz（或60Hz），额定电流100A至1250A，额定绝缘电压690V，额定工作电压380（400）V及以下的配电线路中，作为分配电能和线路及电源设备的过载、短路和欠电压保护。其中Y、J、G型额定电流225A及以下和Y型400A及以下的断路器亦可作为保护电动机用，在正常情况下，可分别作为线路的不频繁转换及电动机的不频繁起动之用。本系列断路器是以Y型为基础产品，由绝缘外壳、操动机构、触头系统和脱扣器四个部分组成。断路器的操作机构具有使触头快速合闸和分断的功能，其“合”、“分”、“再扣”和“自由脱扣”位置以手柄位置来区分。C型、J型和G型断路器是在Y型产品基础上派生设计而成。J型断路器是将Y型断路器的触头进行结构改进使之在短路情况下，在机构动作之前，动触头迅速斥开，达到提高通断能力的目的。本断路器的主要技术参数见表2.4。表2.4断路器主要技术参数型号壳架等级最大的额定电流A额定电流InA功率损耗W短路分断能力KA（有效期）飞弧距离㎜固定式插入式Icu/cosΦIcs/cosΦDZ20C.160160620253240506380100125160405012/0.30/80DZ20Y.1001001620253240506380100303518/0.3014/0.30DZ20J.100354035/0.2518/0.30DZ20G.1004050100/0.2050/0.25DZ20C.250250100125160180200225250455515/0.20/DZ20Y.225225100125160180200225405025/0.2519/0.30DZ20J.225506542/0.2525/0.25DZ20G.2256080100/0.2050/0.25DZ20C.400400200250315350400658020/0.30/100DZ20Y.400759030/0.2523/0.25DZ20J.4008511042/0.2525/0.25DZ20G.400120150100/0.2050/0.25DZ20C.6306304005006309512020/0.30/DZ20Y.63010513030/0.2523/0.25DZ20J.63010513050/0.2525/0.25DZ20.125012506307008001000125024030065/0.2032.5/0.25120以回路WL1为例，此回路为地下室照明回路，此回路负荷计算如下：=1000×14.4=14.40kW=Kx×Pe=0.85×14.4=12.24kW=×=12.24×0.62=7.60=12.24÷0.85=14.40kVA=1.52×12.24÷0.85=21.90A整定电流为40A，故，由断路器主要技术参数表中，可选出此回路的低压断路器型号为DZ20J.100（40A）。电流互感器选用华东电气生产的LMK1.0.6675/5型号的产品。其他低压断路器选择见附录低压配电系统图。1.5.2低压开关柜的选择GHK—1型低压固定组合式开关柜适用于交流50～60Hz，额定工作电压交流380V，额定绝缘电压660V、2000KVA及以下配电变压器的电力系统中，作为配电、动力、照明、无功补偿、电动机控制中心等用，能够满足广大用户的不同使用要求。该开关柜全部采用螺钉紧固连接而成，所有的开关元件安装在专用的元件室内，并与垂直母线室用钢板隔开，上下单元之间设有金属或绝缘隔板，母线室与元件室和电缆室用钢板隔开，电缆室与垂直母线用钢板或绝缘板隔开，确保了各功能单元运行和维护时的安全，有效的防止某一单元因故障影响其它单元的正常运行。开关柜主要技术参数见表2.5。表2.5开关柜主要技术参数额定工作频率50～60Hz受流电流（A）1000、1600、2000、2500、3200、4000额定工作电压（V）～380主母线额定短时耐受电流30、50、65kA绝缘电压（V）～500主母线额定短时耐受峰值电流63、105、135kA水平母线额定电流（A）1000、1600、2500、4000工频耐压1min（V）2500垂直母线额定电流（A）630、1000、1600控制电机容量（kW）0.5～320kW馈电电路最大电流（A）3000A外壳防护等级IP30此开关柜的使用条件如下：⑴周围空气温度不高于+40摄氏度，且24小时内平均温度不高于+35摄氏度，不低于.10摄氏度。⑵空气清洁，相对湿度在最高温度+40摄氏度时不超过50%，在较低温度时允许有较高的相对温度，如+20摄氏度时为90%。⑶没有火灾，爆炸危险、严重粉尘，化学腐蚀及剧烈震动的场所。⑷海拔不超过2000m。⑸开关柜适用于以下温度运输和储存，.25～+55摄氏度，在短时内(不超过24小时)不超过+70摄氏度。因此在本工程设计中，选用了朝阳电器开关厂生产的低压固定组合式开关柜。1.5.3导线型号及截面的选择1.导体材料的选择从节能角度，为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗，要求减少导体的电流阻抗则使用铜比铝好。故，本设计中所有导线电缆全部选用铜芯线。2.导线绝缘及护套材料的选择⑴电力电缆交联聚乙烯、绝缘聚氯乙烯护套的电力电缆：其制造工艺简单，没有敷设高差的限制。重量较轻，弯曲性能好，具有内铠装结构，使铠装不易腐蚀。能耐油和酸碱性的腐蚀，而且还具有不延燃的特性，可适用于有火灾发生的环境。同时，该电缆还具有不吸水的特性，适用用于潮湿、积水或水中敷设。⑵导线塑料绝缘导线：其绝缘性能好，制造工艺简单，价格比较便宜，无论明敷或穿管都可替代橡皮绝缘线。但其气温适应性较差，低温时易变脆，高温易挥发。由于民用建筑主要由低压供配电线路供电，所以导线截面的选择主要采用发热条件计算法和电压损失计算法。3.导线截面的选择当电流通过导体时，它会引起电能损失，使导体发热。如果绝缘导线和电缆的温度过高，会损坏绝缘层，甚至引起火灾。当裸导线温度过高时，裸导线接头处的氧化会加剧，接触电阻增大，进一步氧化。这样的恶性循环甚至会发展成断线。因此，规定了不同材料和绝缘导线的允许承载能力。在这个允许的承载能力范围内，导线的温度不会超过允许值。选择导线截面使通过相线的电流Ic应不超过导线正常运行时的允许载流量Ial。中性线截面的选择三相四线制系统中的中性线，要考虑不平衡电流和零序电流以及谐波电流的影响。⑴一般三相四线制系统中的中性线截面应不小于相线截面的一半。⑵有三相四线制引出的两相三线制和单相线路，因中性线电流和相线电流相等，故中性线截面和相线截面相同。⑶如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出，该谐波电流回流中性线，此时中性线截面应不小于相线截面。遵循以上原则，本设计中各中性线截面是相线截面的一半。保护线截面的选择保护线截面要满足短路热稳定的要求，按GB50054.95低压配电设计规范规定：⑴当相线截面小于16mm2时，保护线截面应不小于相线截面。⑵当相线截面不大于35mm2且大于16mm2时，保护线截面应不小于相线截面。⑶当相线截面大于35mm2时，保护线截面应不小于相线截面的一半。本设计中，根据《全国民用建筑工程设计技术措施》当相线截面不大于35mm2时，各保护线截面和相线截面相同。当相线截面大于35mm2时，各保护线截面至少为相线截面的一半。除消防电缆用的ZR.XEYH型，别的都用的VV型的；导线都选择的BV型。以普通回路WL1为例，为地下室照明，其计算电流为21.9A，整定电流为40A。10㎜2的聚氯乙烯电缆载流量至少为40A，因此本回路电缆选聚氯乙烯电缆VV.4×10+1×10型号的即可。对于回路WLM14，为弱电机房，其计算电流为15.2A，整定电流为32A。10㎜2的BV导线的载流量至少为32A，因此本回路导线选择BV.4×10+E×10.RC25型号。而对于消防负荷的回路，如回路WLM9，为消防栓泵，其计算电流为33.44A，整定电流为80A。本工程消防电缆均选用ZR.XEYH型，因此，此回路选用电缆型号为ZR.XEYH.4×35+1×25。

第2章照明系统2.1照明设计要求(1)教室照明一般要求：1）满足学生看书﹑写字﹑绘画等要求，保证视觉目标水平和垂直照度要求，亮度的分布要合理。2）满足显色性，控制眩光，减少光幕反射，保护视力，提高视功能和可见度水平。3）教室照明还应做到安全﹑可靠，方便维护与检修，并与环境协调。4）每个教室均应安装黑板灯，灯具的光轴应以55°入射角照射到黑板的下端，黑板照明灯具的保护角至少要45°，一般都大于60°。(2)卫生间照明的一般要求：浴室照明控制应设置在门外。卫生间一般应采用防水、防潮的吸顶灯。照明应适当提高到100lx。应安装照明灯具，以避免从小便器顶部或背面出现阴影；配备废气的厕所通常与控制开关和一般照明装置相连，以确保空气流通。(3)走廊、楼梯间照明的一般要求：走廊和楼梯井是建筑物不可缺少的组成部分，是人们在和平时期活动和紧急疏散的通道。作为人们搬家而不是工作或长期居住的地方，人们对走廊和楼梯间不需要太多的照明。照明度应为75lx。开关位置应设置在照明的入口或出口处，方便人们控制照明。2.2照明光源、灯具选择（1）照明光源选择一般原则：1）发光效率高；2)显色性好，即显色指数高；3）寿命长；4)启点可靠、方便、快捷；5）价格比高。（2）灯具选择照明灯具是由包括光源在内的所有照明附件组成的装置。其主要功能是合理分配光源的光通量，满足环境和操作要求，不产生眩光和严重的光幕反射。在选择灯具时，不仅要考虑环境光的分布和限制眩光的要求，还要考虑灯具的效率，选择高光效的灯具。照明灯具按上、下半球发出光通量的比例分类，包括直射灯、半直射灯、漫射（直接间接）灯、半间接灯和间接灯。其中，直射灯可分为超窄型、窄型、中型、轻型和超宽型。选择灯具时，为了满足眩光限制和光分布的要求，应优先选择光合效率高的灯具。同时，根据环境条件和使用特点，合理选择灯具的强度分布、效率、遮光角度、类型、形状尺度和表观颜色。尽量选用反射效率高的灯具。室内开放式灯具效率不低于70%，封闭式灯罩灯具效率不低于55%，格栅灯具效率不低于50%。在各种灯具中，荧光灯主要用于室内照明，汞灯和钠灯用于室外照明，也可一起安装用于混合照明，具有光效高、功耗低、光色鲜艳、协调性好等优点视觉舒适。2.3照明计算2.3.1照明质量（1）平均照度评价照明的最重要的指标就是照度，我们一般所说的照度值均为作业面或参考平面上的维持平均照度值。根据《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）的建筑照明设计标准房间的照度要求值见表2-1所示；表2-1民用建筑照度标准房间或场所参考平面及其高度照度标准值(lx)显色指数（Ra）眩光值（UGR）多媒体教室0.75水平面3008019控制室0.75水平面3008022一般阅览室0.75水平面3008019大厅地面20080—配电室地面20060—一般展厅地面2008022电梯厅地面1008022门厅地面100—60卫生间地面7560—楼梯地面3060—(2)反射比当环境各表面亮度相对均匀时，眼睛功能将达到最舒适、最有效的效果，希望室内各表面亮度保持一定比例。为了获得更均匀的亮度比，必须使室内表面具有适当的反射率。反射值如表2-2所示。表2-2工作房间表面反射比表面名称反射比取值顶棚0.6～0.90.7墙面0.3～0.80.5地面0.1～0.50.2(3)色温不同光源的相关色温不同，它给人们不同的冷暖感觉，合理的色温会使人感觉愉悦舒适。光源颜色的分类见表2-3所示。表2-3光源的颜色分类光源颜色分类相关色温(K)颜色特征适用场所示例I<3300暖居室、餐厅、宴会厅、多功能厅、酒吧、咖啡厅、重点陈列厅Ⅱ3300～5300中间教室、办公室、会议室、阅览室、营业厅、一般休息厅、普通餐厅、洗衣房Ⅲ>5300冷设计室、计算机房、高照度场所（4）照度的稳定性照度变化引起照明的忽明忽暗，不但会分散人们的注意力，给工作和学习带来不便，而且会导致视觉疲劳，尤其是5~10次／秒到1次/分的周期性严重波动，对眼睛极为有害。因此，照度的稳定性应予以保证。

（5）限制眩光眩光是由于光源的高亮度，或有强烈的亮度对比，对人眼产生刺激作用。限制眩光是限制光源的亮度，降低灯具表面的亮度，正确选择灯具，合理布置，并选择适当的悬挂高度。（6）照明功率密度(LPD)单位面积照明装机功率是评价照明节能的一个指标，也是最大允许限值。为节约能源，保护环境，应采取措施选择高效光源等照明设备，并制定优化设计方案。实际lpd值应低于或远低于规定的lpd值，为节能做出实际贡献。本工程普通教室主要采用T8系列直管荧光灯作为主要光源并配电感镇流器，或专用电子镇流器，镇流器功率因数为0.9以上，当使用电感式镇流器时，其能耗应符合现行国家标准《管形荧光灯镇流器能效限定值和节能评价值》的规定，悬挂安装。阶梯教室选用嵌入式格栅荧光灯。所有教室均安装黑板灯，距离黑板0.8m处悬挂安装。门厅、走廊主要采用吸顶灯，吸顶灯具配备有防尘垫圈，密封性能好，能避免小飞虫进入灯罩，适用于走廊风尘和蚊虫较多的地方。卫生间空气潮湿，宜采用防水防尘灯。照度标准按照现行国家标准《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）执行。照明、插座分别由不同支路供电，除了注明外，照明导线采用2.5mm2导线穿PC管敷设；各层照明配电箱均为嵌墙安装，底边距地1.5m。照明开关除注明外，均为250V/10A，暗装，开关底边距地1.3m，距门框0.2m。2.3.2照度的计算方法（1）利用系数法利用系数是表征照明光源的光源利用程度的一个参数，用投射到工作面上的光通量与全部光源发出的总光通量之比来表示，利用系数法适用于照明器均匀布置的一般照明的照度计算。（3-1）式中：U——利用系数；——由每个灯具发出的最后落到工作面上的光通量，单位是lm；——每个灯具中光源额定总光通量，单位为lm。室内平均照度的计算公式如下：（3-2）式中：Eav——工作面平均照度，单位为lx；N——灯具数；A——工作面面积，单位为m2；Φ——每个灯具的光通量，单位为lm；K——维护系数，一般取0.8。（2）单位容量法实际照明设计中，也经常常采用“单位容量法”对照明灯具进行估算。（3-3）式中：p——光源比功率，w/m2；A——房间面积；——每个灯具的额定功率，单位w。本工程的照明设计采用利用系数法和单位容量法进行照度计算，求取照明器数量。2.3.3照度计算实例例1：双班（1-2）教室的照度计算房间的长度l=14.4m，宽度w=7.7m，层高为3.6m的矩形规则房间。室内采用悬挂的方式来安装灯具，灯具安装高度为3m，工作面高度为0.75m。灯管选用飞利浦的T8标准直管荧光灯，维护系数取0.8。教室平均照度要求值为300lx。灯具的主要参数如下：管长L=1200mm，直径：25mm，光源选择2×36W，色温3300k，光通量：5700lm室形指数RI==14.4x7.7/(2.25x22.1)=2.23式中：h——灯具距工作面的计算高度（1）确定室空间比RCR、顶棚空间比CCR和地板空间比FCR（2）根据《照明设计手册》查利用系数表，得RCR=2.23，U=0.60（3）由式（3-2）计算所求灯具数：灯具数为整数，取12盏。（4）反算平均照度值进行验算：lx允许偏差在10%以内。符合照度要求。2.4插座的设计2.4.1一般规定(1)当插座为单独回路时，数量不宜超过10个（组）；(2)当灯具和插座混为一路过，其中插座数量不宜超过5个（组）；(3)插座应由单独的回路配电，并且一个房间内的插座由同一路配电；(4)在潮湿房间（住宅中的厨房除外）内，不允许装设一般插座，但设置有安全隔离变压器的插座可除外；(5)备用电源、疏散照明的回路上不应设置插座。2.4.2用途要求（1）当插座安装高度需要降低时，应选用安全插座（带防护门）。（2）电视机专用插座可选用带开关孔的二次插座，使用时开关可闭合。机器开关本身使用寿命长；（3）防溅插座，适用于潮湿场所，插座上有防溅盖，插头可插下盖子，可防止湿气或水滴进入插座；（4）对于插电时有触电危险的电器（如电热水器），应使用带开关的三孔插座切断电源。2.4.3技术要求（一）插座通过1.25倍额定电流时，其导电部分温升不得超过40度；（2）插座塑料件无气泡、裂纹、膨胀、明显划痕、毛刺等缺陷，光泽良好。（3）当额定电流为6a和10a时，接线端应能将一根导线可靠地连接到两根1-2.5mm导线上。当额定电流为15A时，接线端应能将一根导线可靠地连接到两根1.5-4mm导线上。当额定电流为25A时，接线端应能将一根导线可靠地连接到两根2.5-6毫米导线上。线；（4）三级接地插座从其顶面看时，接地极的起点为顺时针方向的“相”和“中”线极。（5）当交流、直流或不同电压等级的插座安装在同一位置时，应有明显的差异，必须选用不同的结构、规格和可互换的插座，并应根据交流、直流或不同电压等级的不同使用。2.4.4插座的安装依据《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93，插座的型式和安装高度，应根据其使用条件和周围环境确定：(1)对于不同电压等级，应采用与其相应电压等级的插座，该电压等级的插座不应被其他电压等级的插头插入；(2)需要连接带接地线的日用电器的插座，必须带接地孔；(3)对于插拔插头时触电危险性大的日用电器，宜采用带开关能切断电源的插座；(4)在潮湿场所，应采用密封式或保护式插座，安装高度距地不应低于1.5m；(5)插座若安装高度距地1.8m及以上时，可采用一般型插座；低于1.8m时，应采用安全型插座；(6)电热插座应选用带开关16A单相三线插座，如电热器具有固定位置应注意不要设置在电热器具的正上方，以避免人员手臂越过电热器具操作开关。如果某一电热器具额定电流超过15A，应对其所对应的电热插座采取放射式供电直接由户配电箱引来独立电源；本工程中插座支路采用2.5mm2穿PC管敷设；所有插座支路均设剩余电流保护器；除注明者外，插座均为单相两孔+三孔安全型通用插座,插座均为底边距地0.3m。具体的安装数量如下表2-4所示：表2-4综合楼插座布置表楼层插座型号安装方式安装数量一层250V/10A暗装27二层250V/10A暗装28三层250V/10A暗装32四层250V/10A暗装28续表2-5五层250V/10A暗装28六层250V/10A暗装242.5照明负荷的计算2.5.1计算负荷照明负荷一般按需用系数法进行计算。在选择导线截面及各种开关元件时，都是以照明设备的计算负荷为依据的，计算负荷是照明设备的安装容量乘以需要系数，其公式为：(2-4)式中：Pc——计算负荷(kW)；Pe——照明设备的安装容量，包括光源和镇流器所消耗的功率(kW)；Kd——需用系数，它表示不同性质的建筑对照明负荷需要的程度。2.5.2计算电流当已知后也可方便地求出计算电流：当一种电源供电时，线路计算电流按下述公式计算：（1）三相线路计算电流(2-5)（2）单相线路计算电流(2-6)式中：Ic——计算电流(A)；——额定线电压(kV)；Up——额定相电压(kV)；——光源的功率因数；Pc、Pcˊ——分别为三相及单相计算负荷(kW)。例2：下面以一层配电箱1AL1为例计算：总进线功率：Pe=3kW，查表取需要系数0.8，功率因数0.9，计算功率计算电流一层配电箱1AL1系统图2-1图所示。以此为例进行其他各配电箱的负荷计算，见附录图纸。图2-1一层配电箱1AL1系统图2.6应急照明设计应急照明是现代公共建筑和工业建筑中的重要安全设施。它与人身安全和建筑安全密切相关。当建筑物发生火灾或其他灾害，并伴有停电时，应急照明在疏散和消防救援中起着重要作用。一些发达国家和国际照明委员会提出了很高的要求，并制定了详细的法规。2.6.1应急照明的分类应急照明按用途可分为三类：疏散照明、安全照明和备用照明。（1）疏散应急照明：为确保人员在发生事故时能迅速、安全离开建筑物而设置的照明。疏散通道地面照明应达到lx，最小不小于0.2lx。此外，安全出口和疏散通道的明显位置应设置标志和指示灯。（2）安全应急照明：当正常照明突然熄灭时，设置照明，以确保潜在危险场所（如医院手术室）人员的人身安全。工作面安全照明提供的照明不应低于正常照明系统的5%，正常照明电源消失后0.5秒内提供安全照明电源。（3）备用应急照明：当发生正常照明事故时，可保证室内活动继续照明。备用照明通常由部分或全部正常照明灯具提供。应急电源主要来自两级电源：电网电源和独立电源（发电机或集中电池），一级照明。通常为正常照明的10%。另外，消防控制室、消防水泵室、防排烟室、配电室、自备发电机房、电话总机室等火灾时仍需工作的房间的应急照明应保证照明正常。疏散应急照明应设置在墙壁或天花板上。安全出口标志应位于出口顶部；疏散通道标志应位于距离疏散通道及其拐角处地面1m以下的墙上。走道疏散标志间距不应大于20米，应急照明及疏散指示灯可采用蓄电池作为备用电源，连续供电时间不应小于20分钟；连续供电时间不应小于30分钟。适用于高度超过100米的高层建筑。2.6.2应急照明灯具选择应急照明必须选择能瞬间启动的光源。只有应急照明作为正常照明的一部分，在断电时，应急照明和正常照明不会同时出现，应急照明可以选择其他光源，因为如果不瞬间启动的光源（如气体放电灯）是选择的当它不在正常的照明操作时。在一起使用时，一旦发生事故，由于启动时间长，不能起到事故照明的作用。2.6.3应急灯具控制方式（1）非持续式（常备式）。正常状态，无交直流输出；强状态，交流输出；进入紧急状态，直流输出。（2）连续式（恒定亮度）。正常情况下为交流输出；强切情况下为交流输出；紧急情况下为直流输出。（3）可控模式。在正常状态下，输出交流、灯开关自由开关；在强状态下，交流输出，开关失控；在紧急状态下，直流输出，开关失控。2.6.4应急照明系统的设计内容应急照明系统的设计宗旨就是使人更好的逃离危险区域，确保人生命和财产的安全。因此在其每一层的通道设计或者是能够在电力系统发生故障的时候还能保持着正常的工作。表2-6综合楼事故照明灯统计表楼层应急照明灯安全疏散指示灯安全出口标志一层221312二层27279三层21266四、五层23276六层22256

第4章弱电系统本工程的弱电系统主要从电话系统、电铃系统、网络系统等方面进行设计。4.1电话系统的设计1.市话电缆引入方式:由室外以电缆埋入方式引入楼内一层弱电配电间,电缆穿镀锌钢管保护,埋入地下深度为0.8米,电话接线箱为墙上暗装2．设备选择与安装:电话电缆总交接箱采用PC-60对,安装在一层,楼层电话分线箱根据实际需要与相关规定进行合理设计。电话出线盒采用86系列接线盒,墙上暗装。3.线路敷设:由总交接箱至各楼层分线箱之间的电话电缆采用HYA-60×2×0.5型市话电缆,穿镀锌钢管沿地面内暗设.由于本大学综合楼共四层，电话垂直干线采用HYA