高层商住楼建筑电气设计

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（建筑电气工程）高

层商住楼建筑电气设

计

2020年4月

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某商住楼建筑电气设计

设计总说明

本工程为高商住一体楼，总建筑面积为73195itf,地下一层为

人防，地上一层为商场，地上二至二十五层为住宅。建筑层数：最

高高度99.85m。本论文主要阐述了某商住楼建筑各电气系统的设

计依据，原则和方法及设计选择的结论，设计包括三大部分：强电

设计及火灾自动报警系统设计。强电部分主要内容包括：低压配电

系统、照明插座系统、及防雷接地系统的设计。其中主要有照明灯

具和插座系统平面图布置，相关设备的选型，根据房间的不同照度

要求进行了照度计算，并根据计算结果选择出合适的灯具，根据计

算出的住户用电负荷进行了设备选型,另外还对防雷接地系统进行

了设计。火灾自动报警系统主要内容包括：火灾探测器和报警系统

的设计。

关键词：低压配电系统；照明系统；火灾自动报警系统系统”方

雷接地系统

目录

1绪论1

1.1课题意义1

1.2课题基本情况1

121工程概述1

1.2.2设计依据1

123设计任务2

2照明、插座系统设计3

2.1照明设计概述3

2.2照明设计原则3

221照明灯具和光源的选择3

222应急照明4

223公共照明设计6

2.3照度计算6

2.3.1照度标准值6

2.3.2照度负荷计算7

2.4插座设计9

241插座设计规定9

2.4.2插座的选择9

243插座的安装9

245工程具体设计：10

3配电系统设计13

3.1设计要求13

3.2负荷等级分类14

321供电要求14

322工程的负荷等级及供电要求15

3.3负荷计算15

331需要系数法15

3.3.2本工程负荷计算16

4火灾自动报警系统设计18

4.1消防设计概况18

4.2探测器安装步骤19

4.3火灾报警按钮设置19

4.5消防导线选择与线路敷设20

5防雷与接地系统设计22

5.1建筑物防雷分类和措施22

5.1.1建筑物防雷分类22

5.1.2第三类防雷建筑物防雷措施22

5.2防雷设计24

521计算依据24

522已知条件24

523计算过程25

524计算结果25

5.3接地设计25

531接地概述25

5.32接地系统25

5.4等电位连接26

总结29

致谢30

参考文献31

附录32

1绪论

1.1课题意义

建筑物现代化的程度的高低与其节能化程度，自动化水平，

信息化发展息息相关，但是建筑电气设计质量保证是一个比较复

杂的课题。随着科学技术的飞速发展以及人们生活水平答案不断

提高，建筑电气的设计从简单到复杂，从单一到多元化，使建筑

物有了活的灵魂，不断向节能、环保，安全方向蓬勃发展。

建筑除了本身的框架外，还离不开给水，电气，消防，照明

等的设计，从某种意义上来讲，建筑物在电气工程设计时，既要

充分考虑用电负荷日益增长需要，又要充分满足供电的可靠性及

安全性的要求。在传统的设计中，不能满足设计要求，并随之有

不断暴露的问题，会对建筑产生二次伤害，缩短建筑使用寿命，

在建筑电气设计的帮助下，可以避免二次的资源浪费，同时，还

可以对建筑不断的升级改造，满足生活和学习的需求。

1.2课题基本情况

1.2.1工程概述

该楼为商住一体楼。概况如下：

建筑类别：一级

建筑性质：地下一层为人防，地上一层为商场，地上二至二十五层

为住宅。

建筑层数：最高高度99.85m

建筑面积：73195m2

1.2.2设计依据

依据《民用建筑电气设计规范》(JGL16-20081《低压配

电设计规范》(GB50054-2011).《供配电系统设计规范》

(GB50052-2009)、《火灾自动报警系统设计规范》

(GB50116-2013)

1)遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，

执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术

经济政策。

2)安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，

供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、

能耗低和性能先进的电气产品。

3)近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规

划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当

考虑扩建的可能性。

4）全局出发、统筹兼顾；按负荷性质、用电容量、工程特

点和地区供电条件等，合理确定设计方案。

电气系统设计是整个设计中的重要组成部分，电气系统设计

的质量直接影响到商住楼能否正常使用。

1.23设计任务

1）照明、动力配电系统

2）建筑物防雷、接地系统及安全措施

3）火灾自动报警系统

4）有线电视系统、电话、访客对讲系统的预埋管设计；

2照明、插座系统设计

2.1照明设计概述

电气照明是建筑物内外人工环境的重要组成部分，它的基本

功能是在自然光不足时，为人们进行各种活动提供视觉的必要条

件，而且对人的生理、心理健康具有重要影响，所以电气照明设

计应满足家庭生活的需求，并且要确保用电安全。

照明的方式和种类：工作场所均应设置正常照明。正常照明

是电气照明设计中的主要内容。在正常照明因故障熄灭后，对需

要确保正常工作或活动继续进行的场所，当装备照明设备。在正

常照明因故障熄灭后，对需要确保处于危险之中的人员安全的场

所，应装设安全照明。在正常照明因故障熄灭后，在事故情况下

为确保人员安全撤离的出口和通道，应装设疏散照明。

2.2照明设计原则

2.2.1设计标准

1.使用性原则，使用是根本也是设计的出发点和基本条件。

使用性还包括照明系统的施工安装、运行几维修的方便简单，及

对未来照明发展变化留有一定的空间；

2.安全性原则，在选择设计照明系统时要坚持安全第一的原

则。在设计中要遵循规范的规定和要求，严格按规范设计；

3.美观性原则，灯光照明尚具有装饰空间、美化环境的功能。

对于房间的照明设计，我们也应该从美观的角度选择、布置灯具,

使之符合人们的审美习惯；

4.经济性原则，一方面是节能，另一方面是节约。

2.2.1照明灯具和光源的选择

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）使用寿命长；

4）启动可靠、方便、快捷；

5）性能价格比高。

2.照明灯具选择

照明灯具是包括光源在内的所有照明附件所组成的装置，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。

照明灯具按其向上、下两个半球空间发出的光通量的比例来

分类，有直接型灯具、半直接型灯具、漫射（直接-间接）型灯具、

半间接型灯具、间接性灯具等。其中，直接型灯具又可以分为特

窄照型、窄照型、中照型、光照型、特广照型。

选择灯具时，在满足眩光限制和配光要求的条件下，应优先

选用配光合理、效率高的灯具，同时，应根据环境条件和使用特

点，合理地选定灯具的光强分布、效率、遮光角、类型、造型尺

度以及灯的表观颜色等。应尽量选用反射罩效率高的灯具。室内

开启式灯具的效率不宜低于70%，带有包合式灯罩的灯具效率不

宜低于55%,带格栅灯具的效率不宜低于50%。

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。

3.灯具选择一般原则：

1）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；

2）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；

3）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；

4）限制眩光。

2.2.2应急照明

在正常照明的电源发生故障时，为了保证人们的继续工作、

人员安全或顺利疏散，需要启用应急照明，它包括备用照明、安

全照明和疏散照明三种。根据《建筑照明设计标准》

(GB50034-2013),工作场所在下列情况下应设置应急照明：

1.正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行

的场所，应设置备用照明；

2.正常照明因故障熄灭后，需确保处于潜在危险之中的人员

安全的场所，应设置安全照明；

3.正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通

道，应设置疏散照明。

L应急照明分类：

应急照明按照用途可分为三类：疏散照明、安全照明、备用

照明。

1)疏散应急照明：为保证人员在发生事故时能快速而安全

地离开建筑物所设立的照明。在疏散通道地面上提供的照度应达

到llx,最低不得小于0.2lx。此外,在安全出口和疏散通道的明

显位置还要设有标志指示灯；

2)安全应急照明：在正常照明突然熄灭时，为保证潜在危险

场所（如医院手术间）的人员人身安全而设置的照明。安全照明在

工作面上提供的照度不应小于正常照明系统提供照度的5%,并

且应在正常照明电源消失后0.5s以内提供安全照明电源；

3）备用应急照明：正常照明发生事故时，能保证室内活动继

续进行的照明，备用照明往往由一部分或全部由正常照明灯具提

供，其应急电源主要应来自两个级别的电源：电网电源和自备电

源（发电机或集中蓄电池）,照度一般为正常照度的10%。

此外，消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和

自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它

房间的应急照明，仍应保证正常照明的照度。疏散应急照明灯宜

设在墙面上或顶棚上。安全出口标志宜设在出口的顶部；疏散走

道的指示标志宜设在疏散走道及其转角处距地面1m以下的墙面

上。走道疏散标志灯的间距不应大于20m。应急照明和疏散指示

标志，可采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不应少于

20min;高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于

30mino

应急照明灯具选择

应急照明必须选用能瞬时启动的光源，只有应急照明作为正

常照明的一部分，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，

应急照明才可选用其它光源，因为若选用不瞬时启动的光源（如气

体放电灯）时,当其不在正常照明运作中一同使用，一旦发生事故,

因其启动时间长而不能起到事故照明的作用。

应急照明灯具布置

高层建筑物的下列部位应设置应急照明：

L楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前

室和避难层（间）。

2酒己电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消

防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时

仍需坚持工作的其它房间。

3.观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密

集的场所。

4.公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m

的内走道。

2.应急灯具控制方式

1）非持续式（常备式）。正常状态下，无交直流输出；强切状

态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。

2）持续式（常亮式）。正常状态下，交流输出；强切状态下,

交流输出；转入应急状态下，直流输出。

3）可控制方式。正常状态下，输出交流，灯开关自由控制

开断；强切状态下，交流输出，开关失控；应急状态下，直流输

出，开关失控。

2.23公共照明设计

公共照明是照明系统设计的一个比较重要的环节，要满足照

度和稳定的需要。主要为楼道灯，一般采用声光控制，实现人来

灯亮,人走灯灭。设计者要从节能、降耗、使用方便、性能安全

可靠的角度考虑。

一类建筑的公共照明属于一级负荷，需要双电源供电保证紧

急状态下可以正常工作，避免造成人员伤亡和经济损失。楼道灯

属于公共设施，需要时常维护。

本次设计公共照明每三层安分、安放一个公共照明配电箱分

管三个楼层，供电方式为市电和小区柴油发电机组双电源供电的

万式。

2.3照度计算

23.1照度标准值

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

计规范》(GB50034-2013),本工程主要房间或场所照明标准

按表2-1选择。

表2-1住宅建筑照明的照度标准值

房间或者场所参考平面及其高度照度标准值(lx)Ra

起居室一般活动0.75m水平面10080

书写、阅读300*

卧室一般活动0.75m水平面7580

床头、阅读150*

餐厅0.75餐桌面15080

厨房一般活动0.75水平面10080

操作台台面150*

卫生间0.75水平面10080

电梯前厅地面7560

走道，楼梯间地面5060

车库地面3060

注：*指混合照明照度

2.3.2照度负荷计算

L计算依据

灯具数量，照度值计算根据《照明设计手册》第二版（中国电力出

版社）图书计算。

利用系数根据《照明设计手册》第二版（中国电力出版社）图

书查询获得。

以标准层一间卧室为例计算

（1）房间条件

房间类型:矩形房间

房间面积97999平方米

图2-1普通卧室照明

工作面高度08米

顶棚反射系数：70%

墙面反射系数：30%

(2)灯具信息

灯具维护系数07

灯具效率072

利用系数0266

灯具镇流器使用OxO(W)

光源类型:荧光灯

光源数量：1

单个光源功率：21(W)

单个光源光通量：1900(lm)

(3)照度要求

照度要求：75(lx)

功率密度要求：7(W/itf)

(5)计算过程

计算标准：依据《中华人民共和国国家标准建筑照明设计标准

GB50034-2013》P13;在一般情况下，设计照度值与照度标准

值相比较,可有-10%~+10%的偏差。

Eav=Nx(pxUxK/A(2-1)

N=(EavxA)/(cpxUxK)(2-2)

Eav按90%计算最小灯具安装套数

N=(Eavx90%xA)/((pxUxK)

=(75x90%x9.7999)/(1900x0.266x0.7)

=2套

(6)校核结果

采用本灯具:1套行数：1列数：1

边距比05

灯具布置方向:水平

实际照度E=(Nx(pxUxK)/A

=(1x1900x0.266x0.7)/9.7999

=36.1004(lx)

E<0.9Eav〃•.计算照度达到平均照度要求

La-a<La-aMaxLb-b<Lb-bMax

：灯具布置合理

计算功率密度：W=灯具数x（单个灯的镇流器功率+单个灯的光

源容量)/面积

=lx(OxO+21)/9.7999=2.14288(W/m2)

该建筑物:一住宅建筑一卧室：一般活动区

要求的功率密度X=7(W/itf)

换算到照度标准值的功率密度X(实际)=3.4(W/itf)

W<X(实际)满足功率密度要求。

2.4插座设计

2.4.1插座设计规定

(1)套内的空调电源插座、一般电源插座与照明应分路设

计，厨房插座应设置独立回路，卫生间插座宜设置独立回路。

(2)除厨房、卫生间外，其他功能房应设置至少一个电源

插座回路，每一回路插座数量不宜超过10个(组)。

(3)除壁挂式分体空调电源插座外，电源插座回路应设置

剩余电流保护装置。

(4)装有空调的住宅应设置不少于一个空调插座回路；

(5)装有电热水器等设备的卫生间，应设置不少于一个电

源插座回路。

2.4.2插座的选择

（1）用途要求：

a）当插座需要降低安装高度时，应选用安全型（带保护门）

插座；

b）对专门用来使用电视机的插座，可选用带开关圆孔二级插

座，使用时关闭开关，可延长机器本身开关的使用寿命；

c）防溅型插座，适用于潮湿场所，插座有一个防溅罩盖，插

头插入后可放下罩盖，可防止潮气或水滴进入插孔内；

d）用于接插电源时有触电危险的家用电器（如洗衣机等），应

采用带开关能断开电源的三孔插座。

（2）技术要求：

a）插座在通过1.25倍额定电流时，其导电部分的温升不应超

过40%;

b）插座的塑料零件表面无气泡、裂纹、肿胀、明显的擦伤和

毛刺等缺陷，并应具有良好的光泽；

c）交流、直流或不同电压等级的插座安装在同一场所时，应

有明显的区别，且必须选择不同结构、不同规格和不能互换的插

座，应按交流、直流或不同电压等级区别使用。

2.4.3插座的安装

依据《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2011,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)对于不同电压等级的日用电器，应采用与其电压等级相匹

配的插座；选用非220V单相插座时，应采用面板上有明示使用

电压的产品。

需要连接带接地线的日用电器的插座必须带接地孔。

(2)采用插拔插头使日用电器工作或停止工作危险性大时，宜

采用带开关能切断电源的插座。

(3)在潮湿场所，应采用具有防溅电器附件的插座，安装高度

距地不应低于1.5m。

(4)在装有浴盆、淋浴盆、桑拿浴加热器和泳池、水池以及狭

窄的可导电场所，其插座及安装应符合现行国家标准《建筑物电

气装置》GBI6895的有关规定。

(5)在住宅和儿童专用活动场所应采用带保护门的插座。

2.4.5工程具体设计:

一、起居室

1、应保证每个主要墙面均有一个5孔插座（5孔插座指一

个单相三线和一个单相两线的组合插座，以后不再赘述1

2、设置电视出线插座的墙面（此墙面为电器摆放集中之处）

应至少设置两个5孔插座，其中一个插座应与电视出线插座相靠

近并与之保持0.5m以上距离。

3、空调器插座应采用专用带开关插座。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。

二、卧室

1、应保证两个主要墙面至少各有一个5孔插座，设置电视

出线插座的墙面至少有一个5孔插座与之相靠近。

2、如卧室面积较大应适当增加插座数量。

三、厨房

L厨房内插座应为防溅插座，宜组成单独回路不与其它插

座混连。

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，电热插座距地1.4m或根据操作台和吊柜具体位置设置。

3、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。

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。

四、卫生间

目前，我国一般住宅的卫生间往往兼有浴室的功能，因此卫

生间内均设有淋浴、盆浴设备。由于是严重潮湿场所，在洗浴时

身体电阻降低使电击的危险大大增加，卫生间成为住宅中最容易

有触电危险的地方。而不在卫生间内设置电气插座及用电器具虽

然可以避免触电危险，但也为洁身器、辅助加热器等后加固定电

器或移动用电器具的电源接驳带来困难，给居民使用造成不便。

因此电气设计师应在遵循更加严格的电气保护措施的同时在卫生

间内适当位置设置插座，在最大安全的前提下满足人们在卫生间

等潮湿场所内设置电器的要求次民用建筑电气设计规范淑定"澡

盆和淋浴盆的安全保护要求，仅限于三级及以上的旅（宾）馆、高

级住宅和公寓以及商业性浴池等场所。一般旅馆和住宅的上述场

所可参照有关条款，采取适当的保护措施"。降低使电击的危险大

大增加，卫生间成为住宅中最容易有触电危险的地方。而不在卫

生间内设置电气插座及用电器具虽然可以避免触电危险，但也为

洁身器、辅助加热器等后加固定电器或移动用电器具的电源接驳

带来困难，给居民使用造成不便。因此电气设计师应在遵循更加

严格的电气保护措施的同时在卫生间内适当位置设置插座，在最

大安全的前提下满足人们在卫生间等潮湿场所内设置电器的要

求。

卫生间的设计规范要求：

⑴卫生间内插座应为防溅插座，且应组成单独回路不应与其

它插座混连。如有两个卫生间，可将两个卫生间的插座合为一个

回路。

⑵0、1及2区内严禁设置插座。但是，当未采取安全超低

压供电及其用电器具时，在0区内，只允许采用专用于澡盆的电

器；在1区内，只可装设水加热器；在2区内，只可装设水加热

器及n级照明器。

⑶埋在地面内用于场所加热的加热器件，可以装设在各区内，

但它们必须要用金属网栅(与等电位接地相连的)，或接地的金属

罩罩住。

(4)辅助等电位联结必须将0、1、2及3区内所有装置外

可导电部分与这些区内的外露可导电部分的保护线及所有插座的

PE线连接起来，并经过总接地端子与接地装置相连。

(5)在排风道旁(如有外窗应在窗旁)预留排气扇接线盒,

因排风道一般在淋浴区或澡盆附近，所以接线盒应距地2.25m以

上设置。距淋浴区或澡盆外沿0.6m外预留电热水器插座和洁身

器插座。

3配电系统设计

3.1设计要求

1.高层建筑照明系统的电源引自变电所低压配电网络，经

配电干线引自照明配电箱，再由配电箱支线回路向照明灯供电。

所以照明负荷等级比一般动力负荷等级要求高，一般专设照明变

压器。正常的照明供电回路应该与应急照明供电回路分开。采用

单独的低压供电回路，配电级数不宜超过三级。照明电压为

220V/380V,并采用TN/S系统。

2.电力设备无大功率冲击性负荷时，照明和电力宜共用变压

器；当电力设备有大功率冲击性负荷时，照明宜与冲击性负荷接自

不同变压器；如条件不允许，接同一变压器时，照明应由专用供电

线供电；照明安装功率较大时，宜采用照明专用变压器。一般照明

光源的电源电压应采用220V。1500W及以上的高强度气体放电灯

的电源电压宜采用380V。

3.照明配电宜采用放射式和树干式结合的系统。照明配电箱

宜设置在靠近照明负荷中心便于操作维护的位置。配电箱的数量设

置取决于负荷的大小、供电区域的面积大小，安装与管理方便等。

数量可以按照每1000平方米设置一个配电箱；配电箱的配出回路

一般不宜超过21个回路。

4.照明系统中,每一照明单相分支回路的电流不宜超过16A,

所接光源数不宜超过25个；连接建筑组合灯具时，回路电流不宜超

过25A,光源数不宜超过60个；连接高强度气体放电灯的单相分支

回路的电流不应超过30A。三相配电干线的各相负荷宜分配平衡，

最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%,最小相负荷不宜小

于三相负荷平均值的85%。插座不宜和照明灯接在同一分支回路，

应为单独回路，且插座数量不宜超过十个（住宅除外）。

5.配电给日用电器的插座线路时，对于已知使用设备的，插

座负荷按其额定功率计算；未知使用设备的,每个插座按100W计

算。需要连接带接地线的日用电气的插座时，必须带接地孔。

6.在选择照明配电干线和分支线时，应采用铜芯绝缘电线或

电缆,分支线截面不应小于2.5mm2。照明系统中,中性线截面宜

与相线相同，不同回路的线路不应穿在同一根管呢。在进行照明系

统布线时，管内导线总数不应多于八根。

7.照明系统中，每一单项回路不宜超过16A,电源电压偏差

较大的回路应优先选用电磁式漏电断路器。

8.公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的

照明，宜采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分

区、分组控制措施。居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，

除应急照明外，宜采用节能自熄开关。备用照明作为正常照明的一

部分同时使用时，其配电线路及控制开关应分开装设。

9.照明配电设备的选择主要包括配电柜、配电箱。配电柜

一般设在层配电室或电井里。各层配电箱选择嵌入式与挂墙式两

种结构。配电柜和配电箱应带主低压断路器以加强管理。

10.应急照明主要包括疏散照明、安全照明、和备用照明。

应急照明的供电应按其负荷等级要求确定。应急照明配电箱的供

电方式有三种。链式、放射式、树干式。本工程是放射式与链式

的综合运用。

3.2负荷等级分类

电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经

济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定：

(1)符合下列情况之一时，应为一级负荷：

1）中断供电将造成人身伤亡时。

2）中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大

设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废，国

民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复

等。

3）中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常

工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体

育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单

位中的重要电力。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸

和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负

荷，应视为特别重要的负荷。

（2）符合下列情况之一时，应为二级负荷：

1）中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要

设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能

恢复、重点企业大量减产等。

2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢

纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造

成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序

混乱。

(3)不属于一级和二级负荷者应为三级负荷⑸。

3.2.1供电要求

(D一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另

一个电源应不致同时受到损坏。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。如一级负荷容量不大时，应优先

采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源，亦可采用应急发

电机组如一级负荷仅为照明或电话站负荷时，宜采用蓄电池组作

为备用电源。一级负荷中特别重要负荷，除上述两个电源外，还

必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他

负荷接入应急供电系统。

(2)二级负荷的供电系统应做到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X在负荷较小

或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用架空

线供电。

(3)三级负荷对供电无特殊要求。

(4)火灾事故事故照明和疏散指示标志采用蓄电池作为备用

电源，其配电设备应明显标志⑹。

3.2.2工程的负荷等级及供电要求

本工程为高层住宅楼，楼内的电梯、公共灯、强、弱电间用

电等重要负荷为一级负荷。本栋住宅楼一级用电负荷的供电电源

分别引自不同变压器的低压母线段;当其中一路电源发生故障或

检修)时，另一路电源能正常运行，并能承担所有的一级用电负

荷的正常用电。三级负荷对供电无特殊要求，采用单回路供电，

但应使配电系统简洁可靠，且应在技术经济合理的条件下，尽量

减少电压偏差和电压波动。

3.3负荷计算

33.1需要系数法

用电设备功率乘以需要系数和同时系数，便可直接求出计算

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。需要系数值是在一定的范围内按统计方法来确定的，

它的准确性对负荷计算有重要的意义，可查表得到。但是，需要

系数表中给出的只能是推荐值，这就要求设计者根据设计经验和

具体情况从中选取一个比较恰当的值。一般来说，当用电设备组

的设备台数多时选取较小值，否则选取较大值；设备使用率高时

选取较大值，否则选取较小值。

照明设备容量计算：

Pe=(3-1)

计算电流：

(3-2)

用电设备计算负荷：

(3-3)

(3-4)

(3-5)

(3-6)

式中：Kd为设备组的需要系数;

Pe为设备组设备容量(KW);

为用电设备功率因数角；

U为线电压(V);

Ijs为计算电流(A)。

W为单位面积功率(w/itf)

S为供电面积

33.2本工程负荷计算

1、配电箱负荷计算

根据《供配电技术》可查得Kd为1,cos0=0.9,tang0.62。

根据需要系数法可得：

=8kW

=x=8x0.62=4.96kVar

==88.6kVA

=/0.22=42.7A

选截面积为10mm2的型导线，查表A-12-2其允许载流量

为Iai=40A大于计算电流所以满足要求。断路器选择DPN-63,

其额定电流40A大于计算电流小于导线允许载流量所以满足要

求。

3.4导线、电缆选择

3.4.1导线、电缆选择原则

(1)根据计算负荷电流选电路器整定值;

(2)根据电路器整定值选电缆；

(3)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；

(4)动力设备考虑自启动影响，断路器整定时要选择高一级数值

3.4.2本设计导线电缆选择

照明回路统一选用2根截面为2.5平方毫米的铜芯导线穿直

径为15毫米的钢管沿墙面暗敷，插座回路统一选用3根截面为

4平方毫米的铜芯导线穿直径为20毫米的钢管沿墙面暗敷，空

调插座回路统一选用3根截面为4平方毫米的铜芯导线穿直径为

20毫米的钢管沿墙面暗敷

3.5断路器选型

在选择低压断路器的型号时应该满足一下条件

(1)低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环境，

保护性能等方面要求

(2)低压断路器的额定电压应不低于装设地点线路的额定

电压

(3)低压断路器脱扣器的选择和整定满足保护要求

(4)低压断路器的壳架等级额定电流应不小于脱扣器的额

定电流，即

INQF>INOR(3-1)

壳架等级额定电流INQF是指框架或塑壳中所能装的最大脱扣器

额定电流，表明断路器的框架或塑壳通流能力的参数，主要由主

触头的通流能力决定。过电流脱扣器额定电流有称低压断路器额

定电流。

(5)低压断路器的额定短路分断电流Ies应不小于其安装处的最

大短路电流。

对万能式低压断路器，其分析时间在0.02s以上时，按照下式校

验

Ics>Ik.max(3-2)

对塑料外壳式低压断路器，其分断时间在0.02s以下时，按照下

式校验

Ics>Ish(3-3)

4火灾自动报警系统设计

4.1消防设计概况

根据点型火灾探测器的选择规范中，对不同高度的房间、选

择探测器的类型不同，以及保护面积和保护半径，应按表5-2确

定。

一个探测区域内所需设置的探测器数量，应由下式计算：

(4-1)

式中：

N——个探测区域所需设置的探测器数量(只)，N1(取整数);

S——个探测区域的面积(m2);

A——个探测器的保护面积;

K—修正系数，特级保护对象K取0.7~0.8,一级保护对象

K取0.8~0.9,二级保护对象K取0.9~10叫

在本设计中布置定温型感温探测器和光电感烟探测器，具体计算

布置如下：

例如，房间S=80m2,选用感烟探测器。

计算数量N>S/(K*A)=80/(0.9*60)=1.48只。

故选两只。

表4-1感烟、感温探测器的保护面积和保护半径

一只探测器的保护面积A和保护半径R

房间坡度8

火灾探地面面

房间高度0<15°15°<0<3°9>30°

测器的积

h(m)ARARAR

种类s(m2)

m2mm2mm2m

S<80h<12806.7807.2808.0

感烟探

6<h<12806.71008.01209.9

测器S>80

h<6605.8807.21009.0

感温探S<30h<8304.4304.9305.5

测器S>30h<8203.6304.9406.3

根据GB50015-2013《建筑给排水设计规范》每个防火分区

均设置手动火灾报警按钮，从一个防火分区内的任何位置到最邻

近的一个手动火灾报警按钮的距离均小于30m。所有报警信号均

通过总线进入火灾报警控制器。在每层设警铃和电话对讲插孔,

在消防控制室设置消防直通对讲总机。在配电室，电梯轿厢，电

梯机房等处设置直通对讲电话分机。

4.2探测器安装步骤

各房间探测器布置计算

（1）商场设计

商场采用感烟探测器。

）确定感烟探测器的保护面积和保护半径

1ARo

保护区域面积：S=928.2m2

房间高度：h=4m;

顶棚坡度：9=0°

查表4-1可得，感烟探测器保护面积A=60m2，保护半径R=5.8m。

2）计算所需探测器数N

根据相关规范，该工程为一级保护对象，K-修正系数取0.8。

则所需探测器数为：N?S/KA=/0.8x20=58只

3）确定探测器安装间距a、b

查极限曲线D

D=2R=2x5.8=11.6m,A=60m2,查图可得极限曲线为DI。

确定、

abo

由于感烟探测器采用均匀布置。根据现场的实际情况a=4m;

b=5m。

校核

r==3.2m

即5.8m=R>r=3.2m,满足保护半径的要求

43火灾报警按钮设置

L每个防火分区至少应设一个火灾警报装置，其位置宜设在

各楼层走道靠近楼梯出口处。警报装置宜采用手动或自动控制方

式。

2.在环境噪声大于60dB的场所设置火灾警报装置时,其声

警报器的声压级应高于背景噪声

15dBo

4.4火灾应急广播与消防通信

1.民用建筑内扬声器应设置在走道和大厅等公共场所，每个

扬声器的额定功率不应小于3W,其数量应能保证从一个防火分

区的任何部位到最近一个扬声器的距离不大于25m。走道内最后

一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5m。

2.在环境噪声大于60dB的场所设置的扬声器，在其播放范

围内最远点的播放声压级应高于背景噪声15dBo

3.客房设置专用扬声器时，其功率不宜小于1.0W。

4.5消防导线选择与线路敷设

消防线路的导线选择及其敷设，应满足火灾时连续供电或传

输信号的需要。所有消防线路，应为铜芯导线或电缆。火灾自动

报警系统的传输线路和5OV以下供电的控制线路，应采用耐压不

低于交流300/500V的多股绝缘电线或电缆。采用交流220/

380V供电或控制的交流用电设备线路,应采用耐压不低于交流

450/750V的电线或电缆。火灾自动报警系统传输线路的线芯截

面选择，除应满足自动报警装置技术条件的要求外，尚应满足机

械强度的要求。

1.消防设备供电及控制线路选择，应符合下列规定：

(1)火灾自动报警系统保护对象分级为特级的建筑物，其

消防设备供电干线及分支干线，应采用矿物绝缘电缆；

(2)火灾自动报警保护对象分级为一级的建筑物，其消防

设备供电干线及分支干线，宜采用矿物绝缘电缆；当线路的敷设

保护措施符合防火要求时，可采用有机绝缘耐火类电缆；

(3)火灾自动报警保护对象分级为二级的建筑物，其消防

设备供电干线及分支干线，应采用有机绝缘耐火类电缆；

(4)消防设备的分支线路和控制线路，宜选用与消防供电

干线或分支干线耐火等级降一类的电线或电缆。

2.线路敷设应符合下列规定：

(1)当采用矿物绝缘电缆时，应采用明敷设或在吊顶内敷设；

(2)难燃型电缆或有机绝缘耐火电缆，在电气竖井内或电缆沟

内敷设时可不穿导管保护，但应采取与非消防用电电缆隔离措施；

⑶当采用有机绝缘耐火电缆为消防设备供电的线路，采用明

敷设、吊顶内敷设或架空地板内敷设时，应穿金属导管或封闭式

金属线槽保护；所穿金属导管或封闭式金属线槽应采取涂防火涂

料等防火保护措施；当线路暗敷设时，应穿金属导管或难燃型刚

性塑料导管保护，并应敷设在不燃烧结构内，且保护层厚度不应

小于30mm;

(4)火灾自动报警系统传输线路采用绝缘电线时，应采用穿金

属导管、难燃型刚性塑料管或封闭式线槽保护方式布线；

(5)消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及应急广

播等线路暗敷设时，应采用穿导管保护，并应暗敷在不燃烧体结

构内,其保护层厚度不应小于30mm;当明敷时,应穿金属导管

或封闭式金属线槽保护，并应在金属导管或金属线槽上采取防火

保护措施；采用绝缘和护套为阻燃性材料的电缆时，可不穿金属

导管保护，但应敷设在电缆竖井内；

(6)当横向敷设的火灾自动报警系统传输线路如采用穿导管

布线时，不同防火分区的线路不应穿人同一根导管内；探测器报

警线路采用总线制布设时不受此限；

(7)火灾自动报警系统用的电缆竖井，宜与电力、照明用的电

缆竖井分别设置；当受条件限制必须合用时，两类电缆宜分别布

置在竖井的两侧。

5防雷与接地系统设计

5.1建筑物防雷分类和措施

5.L1建筑物防雷分类

雷电可分为直击雷、感应雷、雷电波入侵。

建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及

后果，按防雷要求进行分类。

根据国标《建筑物防雷设计规范》对建筑物的防雷分类规定，

民用建筑中无第一类防雷建筑物，其分类应划分为第二类及第三类

防雷建筑物。在雷电活动频繁或强雷区，可适当提高建筑物的防雷

保护措施。

根据《建筑物防雷设计规范>>GB50057—2010第3.0.3条强

制性条文制定本强制性条款。本设计的高层住宅的防雷等级为第三

类。

5.1.2第三类防雷建筑物防雷措施

L第三类防雷建筑物外部防雷的措施宜采用装设在建筑物上

的接闪网、接闪带或接闪杆，也可采用由接闪网、接闪带或接闪

杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带沿屋角、屋脊、屋檐和檐

角等易受雷击的部位敷设,并应在整个屋面组成不大于20mx

20m或24mxl6m的网格；当建筑物高度超过60m时，首先应

沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直

面上，也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。接闪器之间应互

相连接。

专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周

均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于25m。当建筑物的跨

度较大，无法在跨距中间设引下线时，应在跨距两端设引下线并

减小其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于25m。

2.防雷装置的接地应与电气和电子系统等接地共用接地装

置，并应与引入的金属管线做等电位连接。外部防雷装置的专设

接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。

3.建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作

为引下线和接地装置，当其女儿墙以内的屋顶钢筋网以上的防水

和混凝土层允许不保护时，宜利用屋顶钢筋网作为接闪器，以及

当建筑物为多层建筑，其女儿墙压顶板内或檐口内有钢筋且周围

除保安人员巡逻外通常无人停留时，宜利用女儿墙压顶板内或檐

口内的钢筋作为接闪器，应符合下列规定：

1）利用基础内钢筋网作为接地体时，在周围地面以下距地

面不小于0.5m深，每根引下线所连接的钢筋表面积总和应按下

式计算

2)当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人

工基础接地体时，接地体的规格尺寸应按表4-1的规定确定。

表4-1第三类防雷建筑物环形人工基础接地体的最小规格尺寸

闭合条形基础的周长

扁钢(mm)圆钢，根数x直径(mm)

(m)

>60——lxq)10

40-604x202x(p8

<40钢材表面积总和21.89m2

注：L当长度相同、截面相同时，宜选用扁钢；

2、采用多根圆钢时，其敷设净距不小于直径的2倍；

3、利用闭合条形基础内的钢筋作接地体时可按本表校验，

除主筋外，可计入箍筋的表面积。

共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置的接地电阻确

定，不应大于按人身安全所确定的接地电阻值。在土壤电阻率小

于或等于30000m时,外部防雷装置的接地体当符合下列规定

之一以及环形接地体所包围面积的等效圆半径等于或大于所规定

的值时可不计及冲击接地电阻；当每根专设引下线的冲击接地电

阻不大于

30Oo

L符合利用槽形、板形或条形基础的钢筋作为接地体或在基

础下面混凝土垫层内敷设人工环形基础接地体，当槽形、板形基

础钢筋网在水平面的投影面积或成环的条形基础钢筋或人工环形

基础接地体所包围的面积大于或等于79m2时，可不补加接地体。

2.对6m柱距或大多数柱距为6m的单层工业建筑物，当利

用柱子基础的钢筋作为外部防雷装置的接地体并同时符合下列规

定时，可不另加接地体：

1）利用全部或绝大多数柱子基础的钢筋作为接地体；

2）柱子基础的钢筋网通过钢柱，钢屋架，钢筋混凝土柱子、

屋架、屋面板、吊车梁等构件的钢筋或防雷装置互相连成整体；

3）在周围地面以下距地面不小于0.5m深，每一柱子基础内

所连接的钢筋表面积总和大于或等于

0.37m2o

防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金

属物或电气和电子系统线路的反击，应符合下列规定：

3.低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设I级实验的

电涌保护器，以及配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处,

并在低压侧配电屏的母线上装设I级实验的电涌保护器时，电涌

保护器每一保护模式的冲击电流值。

4.在电子系统的室外线路采用光缆时，其引入的终端箱处的

电气线路侧，当无金属线路引出本建筑物至其他有自己接地装置

的设备时，可安装B2类慢上升率试验类型的电涌保护器，其短

路电流宜选用50A。

高度超过60m的建筑物,尚应符合下列规定：

1.对水平突出外墙的物体，当滚球半径60m球体从屋顶周边

接闪带外向地面垂直下降接触到突出外墙的物体时，应采取相应

的防雷措施。

2.高于60m的建筑物，其上部占高度20%并超过60m的部

位应防侧击，防侧击应符合下列要求：

1）在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,各表面上

的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体，应按屋顶的保

护措施考虑。

2）在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,布置接闪

器应符合对本类防雷建筑物的要求，接闪器应重点布置在墙角、

边缘和显著突出的物体上。

3）外部金属物，可利用其作为接闪器，还可利用布置在建筑

物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器。

3.外墙内、外竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端，

应与防雷装置等电位连接。

砖烟囱、钢筋混凝土烟囱，宜在烟囱上装设接闪杆或接闪环

保护。多支接闪杆应连接在闭合环上。当非金属烟囱无法采用

单支或双支接闪杆保护时，应在烟囱口装设环形接闪带，并应对

称布置三支高出烟囱口不低于0.5m的接闪杆。钢筋混凝土烟囱

的钢筋应在其顶部和底部与引下线和贯通连接的金属爬梯相连。

宜利用钢筋作为引下线和接地装置，可不另设专用引下线。高度

不超过40m的烟囱，可只设一根引下线，超过40m时应设两根

引下线。可利用螺栓或焊接连接的一座金属爬梯作为两根引下线

用。金属烟囱应作为接闪器和引下线。

5.2防雷设计

5.2.1计算依据

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057~2010,59页附录A

5.2.2已知条件

建筑物的长L=74.10米

建筑物的宽W=29.00米

建筑物的高W=99.85米

当地的年平均雷暴日天数Td=15.60天/年

校正系数k=1.00

建筑物周边情况:无

建筑物与所考虑建筑物边长平行以米计的长度总和Lz:O米

建筑物属性:住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑

物。

523计算过程

年预计雷击次数：

N=k*Ng*Ae

=1.00*1.56000*0.05418

=0.08453

其中：建筑物的雷击大地的年平均密

度:Ng=0.1Td=0.1*15.60=L56000

等效面积Ae为：

6

H<100M,Ae=[LW+2(L+W)V(H(200-H))+TiH(200-H)]*10-

=[74.10*29.00+2*(74.10+29.00)*sqrt(

99.85*(200-99.85))+3.1415926*99.8

5*(200-99.85)]*10-6

=0.05418

5.2.4计算结果

根据《防雷设计规范》，该建筑应该属于三类防雷建筑。

本工程在屋顶采用门2热镀锌圆钢作避雷带，屋顶避雷连接

线网格不大于20mx20m或24mxl6mo

(1)引下线

利用建筑物钢筋混凝土柱子内4根门2以上主筋通长焊接作

为引下线，专设引下线不应少于2根(利用结构柱内2根。16,

否则用4根)钢筋兼做引下线和基础并应沿建筑物四周和内庭院

四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不宜大于25m。当建筑物

的跨度较大，无法在跨距中间设引下线，应在跨距两端设引下线

并减小其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于

18mo

（2）接地极

利用建筑物基础底粱上的上下两层钢筋中的两根主筋通长焊

接形成基础接地网。

（3）引下线上端与避雷带焊接，下端与接地极焊接。建筑

物四角的外墙引下线在距室外地面上0.5m处设测试卡子。

5.3接地设计

5.3.1接地概述

电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接称接地。埋入

地中并直接与土壤相接处的金属导体，称为接地体或接地极。电气

设备应接地部分与接地体相连接的金属导体称为接地线。接地体与

接地线构成接地装置。

5.32接地系统

低压配电系统的保护接地按接地形式分为TN系统、TT系统和IT系

统。

⑴TN系统。TN系统的电源中性点直接接地，并引出有中性线

（N线）、保护线（PE线）或保护中性线（PEN线）,属于三相四

线制或五线制系统。

TN系统又分为TN-C系统；TN-S系统；TN-C-S系统。

TN-C系统：系统中的N线与PE线全部合为PEN线。

TN-S系统：系统中的N线与PE线全部分开。