1、本 科 畢 業(yè) 設 計(2015屆)題 目： 某綜合建筑電氣設計 學 院: 物理與電子信息工程學院 專業(yè): 電氣工程及其自動化 班級: 11自動化本 姓 名: 邵楊楠 學 號: 11110003126 指導老師: 蔣小洛 完成日期: 2015年4月10日 本 科 畢 業(yè) 論 文(2015屆)題 目： 某綜合建筑電氣設計 學 院: 物理與電子信息工程學院 專業(yè): 電氣工程及其自動化 班級: 11自動化本 姓 名: 邵楊楠 學 號: 11110003126 指導老師: 蔣小洛 完成日期: 2015年4月10日 物理與電子信息工程學院本科畢業(yè)設計（論文）誠信承諾書 1、本人鄭重地承諾所呈交的畢業(yè)設計

2、（論文），是在指導教師 老師的指導下嚴格按照學校和學院有關(guān)規(guī)定完成的。2、本人在畢業(yè)論文（設計）中引用他人的觀點和參考資料均加以注釋和說明。3、本人承諾在畢業(yè)論文（設計）選題和研究過程中沒有抄襲他人研究成果和偽造相關(guān)數(shù)據(jù)等行為。4、在畢業(yè)論文（設計）中對侵犯任何方面知識產(chǎn)權(quán)的行為，由本人承擔相應的法律責任。 畢業(yè)論文（設計）作者簽名： 班級： 學號： 年 月 日目錄摘要iabstracti1 引言21.1 課題背景與意義21.1.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀21.1.2 建筑電氣技術(shù)發(fā)展趨勢和展望31.2 工程概況31.3 任務的提出32 綜合建筑配電系統(tǒng)設計42.1 負荷的等級及計算42.1.1 負荷的

3、分級42.1.2 負荷的計算52.2 綜合建筑總負荷計算62.3 供電電源72.3.1 主供電電源72.3.2 備用電源82.4 建筑豎向配電主干線圖93 綜合建筑照明系統(tǒng)設計113.1 照度計算113.2 利用系數(shù)法計算照度值113.2.1 計算場所的選擇113.2.2 國家標準照明標準值選取123.2.3 利用系數(shù)的選取123.2.4 燈具維護系數(shù)的選取133.2.5 設計場所燈具布置133.2.6 計算光源光通量143.3 照明燈具及光源的選擇153.3.1 手動選取燈具及光源153.3.2 軟件選取燈具及光源、利用系數(shù)法計算173.3.3 軟件利用系數(shù)法計算所得照明計算書173.4 照

4、明系統(tǒng)電流計算183.5 照明系統(tǒng)導線、穿管及敷設方式選擇193.6 斷路器的選擇213.7 綜合建筑照明系統(tǒng)計算數(shù)據(jù)、燈具布置圖及系統(tǒng)圖234 綜合建筑動力系統(tǒng)設計254.1 動力系統(tǒng)設備254.2 動力設備負荷計算254.3 動力設備導線選擇284.3.1 防火設備導線、穿管及敷設方式選擇284.3.2 消防設備雙電源切換控制技術(shù)284.3.3 中央空調(diào)設備放置圖及熱交換機房系統(tǒng)圖294.4 動力設備斷路器選擇304.4.1 動力設備計算電流304.4.2 動力設備斷路器的選取305 綜合建筑防雷接地系統(tǒng)設計335.1 防雷的重要性335.2 雷擊的產(chǎn)生和危害335.2.1 雷電的形成33

5、5.2.2 雷電的危害335.3 建筑物的防雷類別345.4 本工程外部防雷接地系統(tǒng)設計345.4.1 閃接器的設計345.4.2 引下線的設計355.4.3 接地體的設計355.4.4 接地電阻計算365.5 本工程內(nèi)部防雷接地系統(tǒng)設計375.5.1 等電位聯(lián)接、公用接地系統(tǒng)375.5.2 浪涌保護器防雷電電磁脈沖系統(tǒng)386 結(jié)論與展望407 致謝41參考文獻42附錄1：選燈數(shù)據(jù)圖43附錄2：部分房間照明計算書44附錄3：照明設備布置圖45附錄4：照明系統(tǒng)圖46附錄5：動力設備布置圖47附錄6：動力系統(tǒng)圖48附錄7：防雷接地圖49摘要 近年來我國的綜合型建筑開始迅速的發(fā)展，城市的建設力度在不

6、斷的提高。綜合型樓棟也如雨后春竹般在全國各地涌現(xiàn)出來。所謂綜合建筑，就是具備多功能化、智能化、安全化于一體的大型建筑體。由此要求綜合建筑有關(guān)電氣設計方面需要進一步的提升。 本文以具體的設計方法結(jié)合實踐工程對一座高四層外加地下車庫的綜合建筑進行電氣設計。主要是依據(jù)國家各項關(guān)于電氣設計的規(guī)范手冊和說明。以規(guī)范為前提設計一座以10/0.4kv配電設計為主，運用自動化系統(tǒng)，擁有智能消防系統(tǒng)的多功能、實用、安全可靠、造價低、智能環(huán)保的科研型綜合大樓，以滿足學校以及社會科研人員更好地進行科技研究的要求。關(guān)鍵詞： 10/0.4kv配電系統(tǒng)；智能消防；安全可靠；科研型 abstractin recent ye

7、ars, our country comprehensive construction develop rapidly, and urban construction is constantly improving. comprehensive building all over the country. integrated architecture is a large building which integrates multi-functional, intelligent and security. so it put forward higher requirements to

8、comprehensive building electrical design.in this paper, based on the specific design method combined with practical engineering of a four layer with higher comprehensive building electrical design of underground garage. this article is mainly on the basis of national on electrical design specificati

9、on manuals and instructions. on the premise to design a specification is given priority to with 10/0.4 kv power distribution design, use of automation system, intelligent fire control system of multi-function, practical, safe and reliable, low cost, intelligent environmental cu complex, to satisfy t

10、he school and social researchers the requirement of better science and technology research.key words: 10/0.4 kv power distribution system; intelligent fire; safe and reliable; scientific481 引言1.1 課題背景與意義 近年來,隨著科技的不斷進步、生產(chǎn)力的不斷發(fā)展、經(jīng)濟的不斷提高,我國的城市化進程也在不斷加快，我國的綜合建筑的發(fā)展也更加迅速。目前綜合建筑對各項功能的要求越來越高,電力系統(tǒng)的保障是綜合建筑正常運

11、作的前提,由此可見供電的可靠性越來越重要。由于綜合建筑對電力的依賴程度十分明顯，所以在對綜合性建筑的線路設計的可靠及對其負載能力的提高兩方面顯得尤為重要，因此建筑電氣技術(shù)也需要進一步的發(fā)展。綜合建筑的電氣設計是以負荷設備、電能和相關(guān)電氣設計技術(shù)為工具來開發(fā)、運行與完善有限空間的一種科學技術(shù)。建筑電氣是一門關(guān)系到建筑能否良好的運行、設備是否安全合理布置的科學技術(shù)。 田建紅.論智能小區(qū)建筑電氣設計與工程實踐d.西南交通大學.2009.例如從設備選型來說，假如在進行設計的時候設備選擇的不合理，不僅會造成建筑安裝工程造價的提高，形成一種投資資金浪費，還會導致系統(tǒng)在未來運行中出現(xiàn)安全隱患。因此在設計中對

12、設備的選型，對線路負載的把握，對設計配電系統(tǒng)的安全可靠性的把握，都是在對建筑電氣設計人員提出更高的要求。但是目前關(guān)于綜合建筑的設計還沒有一系列完善的國家技術(shù)標準，對新的智能化的電氣設計的技術(shù)還沒有完全成熟的模式。導致綜合性建筑的電氣設計參差不齊，使設計人員進行設計時在關(guān)于建筑的綜合性、安全性、合理性沒有一個具體的參照標準，往往通過設計得到的方案不能夠很好的與現(xiàn)實情況相結(jié)合。因此對商業(yè)綜合建筑的電氣設計的研究是21世紀建筑發(fā)展的一個刻不容緩的問題。 本文通過對國家設計規(guī)范和手冊的理解及運用，對一棟四層含地下車庫的綜合性科研大樓進行了設計。設計了一個具體的實際工程，采用國家在電氣設計方面的標準化、

13、程序化的設計方法以嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和扎實的實踐技能、良好的工程意識進行設計。在進行設計的同時可以熟練的掌握相關(guān)電氣設計的繪圖工具，在今后從事相關(guān)工作時可以盡早上手。 1.1.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 通過對國內(nèi)發(fā)表的多篇關(guān)于綜合性建筑電氣設計的論文可以看出，目前國內(nèi)正向著環(huán)保安全節(jié)能的方向發(fā)展電氣設計及配電系統(tǒng)的設計。經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展，我國的電氣設計標準和規(guī)范逐漸的與國際電工委員會(iec)標準相一致，國內(nèi)的電氣設計標準和規(guī)范逐漸等同或等效采用iec標準，這為我國的電氣工程師在漸漸進入國際的電氣設計舞臺上創(chuàng)造了良好的條件，增強了我國電氣設計在國際工程中的競爭力。 electrical distribu

14、tion systems for commercial reference building modelsj，clarence e. waters, ph.d., p.e.; luigi gentile polese; mahmoud alahmad, ph.d., p.e.;stephen frank4; and keun lee. archit. eng.2014.8. 國內(nèi)通過數(shù)十年在電氣設計上的發(fā)展，建筑的類型也從開始的單一化逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣ㄖ⒍喙δ芙ㄖ⒅悄芑咝ЫㄖＴ诮ㄖ愋桶l(fā)展的同時，建筑的電氣設計也在一步步加入新的技術(shù)，新的設計理念和綠色節(jié)能的高效配電系統(tǒng)。 李文會.李啟

15、林.楊殿玉，淺談高層建筑的電氣設計與節(jié)能d.吉林省農(nóng)電勘測有限公司.2013.這些轉(zhuǎn)變一方面得益于國家經(jīng)濟的高速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，對生活及物質(zhì)有了更高一步的要求。另一方面國家在科技上的發(fā)展也進一步推動電氣設計的高速發(fā)展。新型的斷路器的生產(chǎn)，弱電系統(tǒng)的智能化的開發(fā)，包括建筑與互聯(lián)網(wǎng)的緊密結(jié)合，都意味著中國的建筑電氣設計漸漸的開始處于世界領(lǐng)跑的位置。 王曉剛.高層商住樓電氣設計j.建筑設備.2004.5 .1.1.2 建筑電氣技術(shù)發(fā)展趨勢和展望未來我國在電氣設計這一塊的發(fā)展方面將更加注重關(guān)于自動化的發(fā)展和智能建筑的發(fā)展，將電氣設計與信息高速傳遞的互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合。另外，在世界各個國家都提倡

16、環(huán)保的大環(huán)境下，電氣設計在對于能源的控制，能耗的降低方面也是一大目標。未來的趨勢將通過一系列先進的技術(shù)，對電氣設計布線、設備選型、配電系統(tǒng)的正常使用等方面進行模擬，而不是只是單單根據(jù)設計圖紙來建造，利用計算機通過模擬來使得建筑電氣設計的安全性能達到最高，能耗最低，使供電更快捷。結(jié)合現(xiàn)有的高科技的弱電系統(tǒng)設計技術(shù)、門禁技術(shù)、自動報警系統(tǒng)、自動消防和安保系統(tǒng)等先進技術(shù)將建筑的智能化凸顯的淋漓盡致。 劉強.探討建筑電氣設計技術(shù)的應用j.河南省朝陽建筑設計有限公司.2014.4.未來的中國建筑業(yè)，電氣設計類專業(yè)，一定會發(fā)展的越來越完善，越來越好！1.2 工程概況本設計是針對一所樓層數(shù)為四層含地下車庫的

17、綜合性科技大樓，大樓類屬于多功能型，包括學生上課教室，科研工作室，餐廳等。配電系統(tǒng)較為復雜，應用設備相對較多，涉及面較廣。其中地下車庫一層，包括31個停車位，內(nèi)設熱交換機房、生活水泵房、消防水泵房、風機房、變配電間、強弱電井、電梯。總體分為第一防火分區(qū)和第二防火分區(qū)，并設有消防水池結(jié)合微機智能消防自動系統(tǒng)。地上分為三個樓層，包括教室、大廳、餐廳、計算機房、會議室、弱電機房、科研工作室、災害天氣研究室、氣象與能源研究室、學術(shù)報告廳、茶水室、盥洗室等多功能型研究室。以中央空調(diào)的使用為主要空氣調(diào)節(jié)措施，主要用電設備包括單相設備和三相設備，各類房室設備齊全。主要大功率設備位于地下車庫，個樓層功能分配完

18、善，適合學生、教師、科學研究人員使用，是一座大型綜合性科研工作建筑。1.3 任務的提出本建筑主要采用的強電方面的電氣設計結(jié)合部分的弱電設計，重點設計的部分主要有照明系統(tǒng)設計、動力系統(tǒng)設計、相關(guān)電氣設備接線設計及防雷接地設計。設計照明系統(tǒng)圖并出計算書，設計動力接線圖和系統(tǒng)圖，設計防雷接地系統(tǒng)圖，其中包括各項計算數(shù)據(jù)。1、 完成供電系統(tǒng)設計本工程電氣設計的供電電壓為380/220v，采取三相四線制設計，對建筑的設備進行負荷等級的劃分并滿足相關(guān)的供電要求，通過對設備的負荷計算，得出相關(guān)電力系統(tǒng)的負荷容量、并且計算電流，通過計算所得的電流選擇出導線及斷路器。2、 配電系統(tǒng)設計按其功能和使用把建筑物劃分

19、若干個分區(qū)。各分區(qū)按需求設置一個或多個配電箱。(1)照明系統(tǒng)配電主要包括各樓層的各個房間，各個樓層的走廊，地下車庫，配電機房等相關(guān)需要照明條件的場所進行照明設計，通過對不同類型的房間進行不同的設備選型，利用照度照明的計算方法和需要系數(shù)法來確定房間照明設備的型號和數(shù)量，并出照度計算書。(2)動力系統(tǒng)配電 為了保證對一些重要負荷的供電，對重要負荷進行計算，選擇相應的導線。對每個房間進行插座等動力設備的設計，對茶水間大功率設備進行線路設計。對地下車庫的配電機房、熱交換機房、風機房、消防水泵房和生活水泵房進行線路設計，確保設備可以正常投入使用。(3)中央空調(diào)、風機、各類水泵的系統(tǒng)設計 建筑以中央空調(diào)系

20、統(tǒng)為主要調(diào)節(jié)溫度的措施，包括中央空調(diào)的各個線路的敷設，出風口的設計，風機的放置位置及負荷的計算。各類水泵的放置位置及負荷計算，以及相關(guān)設備的備用電路的設計，做到一用一備，確保建筑內(nèi)的各項設備正常運行。(4)防雷接地系統(tǒng)的設計 對直擊雷、側(cè)擊雷、雷電感應等問題做相應的防護，對防直擊雷、側(cè)擊雷、感應雷系統(tǒng)進行設計及接地系統(tǒng)設計。3、 技術(shù)的支持和規(guī)范的理解 主要需要解決的問題在于能綜合運用供配電系統(tǒng)和建筑電氣的知識獨立完成某綜合建筑電氣設計，為綜合建筑的供配電系統(tǒng)制定出一套具體詳細的方案。根據(jù)規(guī)范查閱綜合建筑的用電負荷，并適當考慮用電負荷的預留量，堅持以安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求，確定本綜

21、合建筑的用電容量，并選定配電箱的位置及型式，通過對電氣設計的理解和閱讀多篇電氣設計類文章的經(jīng)驗，確定主接線形式。 黃智銣.高層建筑的電氣系統(tǒng)設計探討j.黑龍劍科技信息.2007.12 . 在設計過程中，要求能熟悉相關(guān)設計標準和規(guī)范，進行相應的設計計算和設備選擇，并得出反映設計過程及成果的說明書和設計計算說明書，給出設計圖紙，包括電氣主接線圖、照明平面布置圖、防雷和接地布置圖等。2 綜合建筑配電系統(tǒng)設計2.1 負荷的等級及計算2.1.1 負荷的分級 電力負荷的分類主要是指對用電單位或用電設備的分類。民用建筑的用電負荷的分類標準主要是根據(jù)供電的可靠性及中斷供電所造成的損失或影響的程度來劃分的。不同

22、等級的負荷所涉及的設計標準不同，重點的線路及設備需要進行加強保護，以可靠的線路和電源供電來保障其能夠在突發(fā)情況下可以正常的運行。根據(jù)民用建筑電氣設計手冊的規(guī)定對本建筑的負荷進行劃分 潘偉雄.高層綜合建筑電氣設計b.西北探礦工程.2006.：生活照明用電，包括照明系統(tǒng)、廚房用電設備、一般單相用電設備為三級負荷，采用單回路供電。生活水泵房各類非消防類水泵，潛水泵等為二級負荷。消防類設備包括消防噴淋泵，消防風機等均采用雙電源供電，采用一級負荷等級設計。 工業(yè)和民用配電設計手冊（第三版）m.中國電力出版社 .2005.2.1.2 負荷的計算 計算負荷是一個假想的持續(xù)性負荷，其熱效應與同一時間內(nèi)實際變動

23、負荷所產(chǎn)生的最大熱效應相等。在配電設計中，導線和設備的選擇是以計算負荷后的數(shù)據(jù)為依據(jù)的。用電設備的用電電纜的選擇是否安全與計算負荷有著直接的關(guān)系。例如：如果線路選擇的比用電設備的計算負荷計算結(jié)果出來的電纜的選擇的型號和規(guī)模小，那么一旦用電設備高速運轉(zhuǎn)導致線路過熱，電纜難以承受其熱量而導致短路甚至燒毀。那么在這種情況下就非常有可能產(chǎn)生火災，造成相當大的經(jīng)濟損失，還有可能導致人員的傷亡。要是選擇的電纜比計算負荷所應當選的電纜的型號和規(guī)模大，那么會導致直接的投資浪費和對金屬資源的浪費，也會導致變壓器負荷率長期低效運行。因此，正確的計算負荷對電纜的選擇有著極大的意義。 負荷計算的方法有很多種，對于本設

24、計的負荷計算在這里采用的是應用最為廣泛的需要系數(shù)法，這種計算簡單并且相對比較實用，尤其是在低壓配電這一塊。單向設備的計算 公式為： （2-1）式中 設備容量（kw）； 設備需要系數(shù)； 有功計算功率；通過（2-1）這個公式進行負荷計算，再結(jié)合是否需要進行設備的無功補償來確定最終的一系列的相對應電路的設計選型。需要無功補償?shù)呢摵捎嬎憷靡韵鹿剑?（2-2） 式中 有功計算負荷； 無功計算負荷； 視在計算負荷； 計算電流； 用電設備的總?cè)萘浚?需要系數(shù)； 用電設備功率因數(shù)的正切值； 用電設備額定電壓；利用以上公式對整棟建筑不同類型的設備進行設備的負荷計算，計算的具體形式在本文的后文中有所提到。2.

25、2 綜合建筑總負荷計算通過對整棟綜合建筑進行負荷計算，包括照明系統(tǒng)的負荷、動力系統(tǒng)的負荷、消防系統(tǒng)的負荷等，對整棟綜合建筑的負荷進行了一定的計算與統(tǒng)計。照明系統(tǒng)負荷計算如表1-1：表1-1 綜合建筑照明系統(tǒng)負荷計算動力系統(tǒng)負荷計算如表2-2：表2-2 綜合建筑動力系統(tǒng)負荷計算消防系統(tǒng)負荷計算如表2-3：表2-3 綜合建筑消防系統(tǒng)負荷計算根據(jù)以上各個系統(tǒng)的負荷計算所得的數(shù)據(jù)，我們可以求出綜合建筑整棟大樓的負荷的需求量的大小。通過計算所得的結(jié)果為690.9kw。2.3 供電電源2.3.1 主供電電源供電電源作為電氣設計的前提,保障電源供電的可靠性是電氣設計的重中之重。 姜列峰.探討建筑電氣設計中出

26、現(xiàn)的問題j.城市建設理論研究.2012.6 .本工程從室外上級變電站引進一路10kv的專用電源作為電源總線。10kv供電電源經(jīng)室外變壓器進行變壓引入整座建筑作為綜合建筑的正常供電。 將引入的一路10kv專用電源經(jīng)變壓器降壓為 380v/200v 的低壓電源作為建筑地下車庫及一至四層的主供電源，對于消防設備等需要雙電源的設備進行單獨連接，具體設備系統(tǒng)圖如下圖2-1：圖2-1 主供電電源連雙電源設備圖的系統(tǒng)圖主要進行單獨接電的配電箱有ap1消防電梯配電箱、ap2客梯配電箱、ap3消防噴淋泵配電箱、ap4消火栓配電箱、ap5消火栓配電箱、ap6消防排煙風機配電箱、ap7消防補風機配電箱以及兩個備用配

27、電箱。2.3.2 備用電源 為防止在建筑發(fā)生火災時電源供電的缺失，本工程設計了相關(guān)的備用電源，對于建筑內(nèi)一級負荷的重要設備進行了雙電源供電的設計，保證消防設備等重要設備在發(fā)生意外情況下可以正常運作，保障對人員的拯救和減少財產(chǎn)的損失。對于本建筑我采用的是一臺可滿足整座建筑重要設備的供電負荷的柴油發(fā)電機，柴油發(fā)電機的設計所處位置在于地下車庫的儲藏間內(nèi)，通過計算一級負荷的設備的負荷大小進行柴油發(fā)電機容量的選擇，計算會在本文的后文中提到，主要的電源系統(tǒng)圖如圖2-2：圖2-2 柴油發(fā)電機供電系統(tǒng)圖主要進行備用供電的配電箱有ap1消防電梯配電箱、ap2客梯配電箱、ap3消防噴淋泵配電箱、ap4消火栓配電箱

28、、ap5消火栓配電箱、ap6消防排煙風機配電箱、ap7消防補風機配電箱以及三個備用配電箱。從而保障建筑的一級負荷設備的重要供電，以上系統(tǒng)圖的選線、線路敷設方式以及斷路器的選擇都會在本文的后文有所提到。2.4 建筑豎向配電主干線圖本人設計了整棟建筑的主干線圖，主要是豎向配電主干圖。通過縱向的對配電箱位置的放置的干線圖可以清楚的看出整棟建筑的配電箱的脈絡。同時通過計算所得各個配電箱的負荷容量，均通過主干線圖進行表示，為工程施工人員省去了配電箱位置找尋和遺漏的問題。建筑的干線圖的設計方式大致分為三類 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范gb50052-2009.：1、 放射式其特點在于這種形式的主干線圖紙要求配電線一

29、旦故障可以做到相互不影響，在干線上連接的設備相對比較重要。這一類的設計在日后的維修上相對比較方便，最大的缺點就是此類系統(tǒng)的靈活性相對其他系統(tǒng)較差。2、 樹干式樹干式的設計相對于放射式的設計，其靈活性相對較高，在日后的維修方面也比較方便。但唯一的不足之處是干線上要求所接的設備的容量不大，而在設備的布置方面的要求是設備需進行均勻的布置。3、 鏈式鏈式的設計系統(tǒng)與樹干比較相似，其特點在于適用于設備用量小的且相對離主干線又比較遠的，容量小設備之間間距較短的小型干線圖紙。根據(jù)以上的分析，本工程采用的設計方法為樹干式法，由于不同樓層的配電箱相互獨立，且在今后的維修方面上需要相對便利。另外各個配電箱的容量均

30、不算太大。從上所述，此處采用樹干式干線設計方法。設計圖紙如下圖2-3和圖2-4：圖2-3 建筑動力系統(tǒng)豎向配電主干線圖 圖2-4 建筑照明系統(tǒng)豎向配電一下是各個樓層的配電箱的容量的設計表，如表2-4：表2-4 綜合建筑各個樓層配電箱容量3 綜合建筑照明系統(tǒng)設計3.1 照度計算 在燈具的選擇上，本文采取了照度計算法。通過照度計算法對整個建筑不同功能的房間，需要光源的地方，進行了相關(guān)燈具的選取和對應燈具的導線的選取。由于照度計算的種類和方法繁多，本文選取的方法是利用系數(shù)法。利用系數(shù)法屬于一種平均照度的計算方法，這種方法屬于光通法一類，由于光照度值的單位是流明，因此在某種意義上也可以叫做流明法。這種

31、計算方法在計算時考慮了室內(nèi)的設備的幾何面反光程度以及墻面反射等相關(guān)的綜合因素。因此這種方法相對于其他計算方法計算所得的結(jié)果較為準確，計算過程相對簡明，適用于計算室內(nèi)外各種形狀規(guī)整容易計算面積的場所的平均照度。 建筑照明設計標準gb50034-2004.由于利用系數(shù)法在計算前需要知道所計算的場所的照度，所以在計算之前先對面積大小不同和功能不同的房間進行了相應的照度計算。計算照度的公式如下： （3-1）式中所選場所的平均照度（lx）； 光源光通量（lm）； 光源數(shù)量（個）； 利用系數(shù)； 工作面面積（）； 燈具的維護系數(shù)；這個公式利用的前提就是所計算的場所需均勻布置燈具，天花板面和墻面的反射系數(shù)相對

32、較高，場所內(nèi)無大型遮擋物，其中包括設備的遮擋，此外場所最好是成矩形等規(guī)整的形狀。此公式中的u表示利用系數(shù)，其意義是表示室內(nèi)燈具投射到工作面上的光通量與燈具的發(fā)光源即燈泡燈管發(fā)出的總光通量的比值，可近似理解為發(fā)光源所提供光照的效率。3.2 利用系數(shù)法計算照度值3.2.1 計算場所的選擇下面我們就來以綜合建筑的一層建筑的一個教室為例來進行照度計算。綜合建筑的一層建筑的教室圖紙如下圖3-1：圖3-1 綜合建筑教室建筑圖3.2.2 國家標準照明標準值選取首先通過對民用建筑電氣設計數(shù)據(jù)手冊的查詢，得到了一些我國在對于不同的房間及場所規(guī)定的照明標準值，如下表3-1：表3-1 學校照明場所的照明標準值首先我

33、們的教室是一個矩形面積的房間，通過測量得出教室的面積a=101.25，根據(jù)民用建筑電氣設計數(shù)據(jù)手冊的查詢，得到以課桌面為參考工作面的教室的照度標準值為300lx。3.2.3 利用系數(shù)的選取 根據(jù)民用建筑電氣設計數(shù)據(jù)手冊中的利用系數(shù)u值選擇表來選出利用系數(shù)u，選擇如下表3-2：表3-2 利用系數(shù)u值選擇表根據(jù)利用系數(shù)u值選擇表和民用建筑電氣設計數(shù)據(jù)手冊中對教室的利用系數(shù)的選擇的描述，我們將教室的光通量全部入射到被照面上的投光燈盞數(shù)占總盞數(shù)的百分比（%） 選定在60%以上，所以我們在教室的利用系數(shù)的選擇上選擇了u=0.8這一檔。3.2.4 燈具維護系數(shù)的選取下面是對燈具的維護系數(shù)進行選擇，根據(jù)民用

34、建筑電氣設計數(shù)據(jù)手冊的關(guān)于照明質(zhì)量一塊的燈具的維護系數(shù)表可以得出結(jié)論。如下表3-3：表3-3 維護系數(shù)表 通過對燈具維護系數(shù)表的查詢可以的得出結(jié)論，教室的燈具的維護系數(shù)選擇在k=0.8這一檔上。3.2.5 設計場所燈具布置根據(jù)教室的大小來進行燈具的排布，首先要選擇燈具的數(shù)量。教室課桌一般都是面向黑板以一定的規(guī)律性進行排布的，因此適合采用在天花板上均勻布燈的照明燈具布置方式，布置的燈具的高度最好在2.8-2.9米之間，光源與課桌的距離最好控制在1.7-2.1米的范圍內(nèi)。所以這里我們先確定燈具的類型是熒光燈，并且采用吸頂?shù)陌惭b方式。再根據(jù)光照的密度，即燈的數(shù)量我們在這里定為12盞燈，呈現(xiàn)一種43的

35、熒光燈布局方式。下面我們就將燈具布置在教室的建筑圖上，如下圖3-2：圖3-2 教室燈具布置圖3.2.6 計算光源光通量 通過照度計算公式計算得到=3955.76lm，再根據(jù)計算所得的光源光通量開始進行燈具的型號的選擇，包括燈具的瓦數(shù)、光照度、光色等。計算結(jié)果如下圖3-3的照明燈具數(shù)據(jù)圖：圖3-3教室照明選燈數(shù)據(jù)圖3.3 照明燈具及光源的選擇3.3.1 手動選取燈具及光源根據(jù)民用建筑電氣設計數(shù)據(jù)手冊的建筑照明一章關(guān)于電光源和照明燈具的光源分類及光源型號來進行選取。通過對教室照明的燈具選取的資料和適應條件，我們在這里選取的是氣體放電燈中的低氣壓熒光燈，選取型號為yz的直管熒光燈，燈光色是rr的日光

36、色。由于照度的要求過高，所以我們選取的yz2-2的雙管燈具。綜上所述，關(guān)于教室的照明燈選取的結(jié)果是選擇yz36r26（雙管）的雙管日光色熒光燈。以下是根據(jù)民用建筑電氣設計數(shù)據(jù)手冊選取的表格和材料，如表3-4、表3-5及表3-6：表3-4 常用光源的應用場所表3-5 常用電光源的分類和型號命名表3-6 t8直管熒光燈技術(shù)數(shù)據(jù)根據(jù)表3-4、表3-5、表3-6進行綜合選擇。以上便是綜合建筑的一層教室的照明系統(tǒng)的負荷計算和燈具選擇。關(guān)于其他房間和場所的照明的負荷計算和燈具的選擇由于篇幅的限制就不再一一展開細說，在本文的附錄1上有關(guān)于本文在照明設計上的所有房間的照明負荷計算和燈具的選型。并在附錄2上有對

37、應的照度計算書。3.3.2 軟件選取燈具及光源、利用系數(shù)法計算下面是通過博超電氣設計軟件對一層教室進行計算的結(jié)果，計算的方法使用的是利用系數(shù)法計算照度，由于軟件中沒有yz36rr26的燈管數(shù)據(jù)，我就選了現(xiàn)有數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)比較相近的tld36w/930的功率是36w，光通量是2350lm的燈管進行替代，計算結(jié)果如圖3-3：圖3-3 軟件利用系數(shù)法照明計算3.3.3 軟件利用系數(shù)法計算所得照明計算書利用軟件計算的結(jié)果符合國家現(xiàn)有的標準功率密度11w/的要求。以下是通過計算所得的綜合建筑一層教室的照明計算書，如圖2-8：圖3-4 綜合建筑一層教室照明計算書3.4 照明系統(tǒng)電流計算本文以綜合建筑一層教室照

38、明電路為例進行電流計算和導線型號的選擇。首先在計算電流之前要進行對單相電路計算負荷的相應轉(zhuǎn)換，根據(jù)工廠供電單向設備等效三相負荷的計算，對教室單相照明系統(tǒng)進行電流計算。等效公式如下： （3-2）式中等效三項設備容量； 最大負荷所接單相設備容量；根據(jù)民用建筑電氣設計數(shù)據(jù)手冊所得熒光燈屬于低氣壓氣體放電燈，其計算負荷需要進行無功補償，而在照明電氣系統(tǒng)圖中的節(jié)能燈不屬于無功補償設備范圍，所以不需要進行無功補償，以下是無功補償?shù)挠嬎愎剑?設備的有功計算負荷： （3-3）單相設備轉(zhuǎn)換三項設備： 無功計算負荷： 視在計算負荷： 計算電流：式中有功計算負荷； 無功計算負荷； 視在計算負荷； 計算電流； 負載

39、功率因數(shù)； 額定電壓；通過以上計算得出教室的照明電路的計算電流是i=6.16a。通過計算電流i來進行導線的選擇。3.5 照明系統(tǒng)導線、穿管及敷設方式選擇通過工廠供電的導線選取表和民用建筑電氣設計手冊得出，一般教室的照明導線選取的事bv材料，即銅芯塑料線。根據(jù)電流大小對線徑的大小進行選擇，選擇如下表3-7：表3-7 銅線能承受的最大電流和線徑的關(guān)系表在這里由于工程上需要一定的預留，所以我選了1.5²的銅線，所對應的電流是10a。接下來是選擇導線的布線方式，參考如下表3-8： 表3-8線路敷設方式和導線敷設方式的標注表 這里我選擇用pc的線路敷設方式，即穿硬塑料管敷設，關(guān)于導線的敷設部位

40、的選擇，我選擇了wc和cc，即暗敷在墻內(nèi)和暗敷在屋面或頂板內(nèi)。這種敷設方法也是現(xiàn)在建筑關(guān)于照明電路的主要敷設方式。綜上所訴，對于綜合建筑一層的教室的照明電路的導線的選擇和敷設方式，我們采取的措施是，選擇bv-2x1.5-pc16-cc-wc。下面是解釋這個選型的意義： bv-2x1.5-pc16-cc-wc （3-4）式中bv銅芯塑料線； 2x1.5兩根線徑為1.5²的銅線，分別是零線和火線； pc16穿硬塑料管敷設，管徑為16²； cc暗敷在屋面或頂板內(nèi)； wc暗敷在墻內(nèi)；下圖是這條線路對應的系統(tǒng)圖3-5：圖3-5 教室照明線路圖3.6 斷路器的選擇下面是對這條照明線路的

41、斷路器的選取。我們根據(jù)家用小型斷路器的型號進行相應的選取。選取的是正泰生產(chǎn)的nbh8-40型號的微型斷路器，適用于商業(yè)建筑物、住宅和學校。這種類型的斷路器工作于交流50/60hz，其額定電壓為230v，屬低壓斷路器一類。下圖3-6是該斷路器的解釋:圖3-6 正泰nbh8-40微型斷路器說明書在這里我選取的是nbh8-40-10a的微型斷路器來作為綜合建筑一層的教室的照明電路的安全保護斷路器。綜合起來我們就可以為教室的照明電路進行線路系統(tǒng)圖的繪畫，如圖3-7所示即教室的照明圖紙，圖3-8是包括教室在內(nèi)的照明系統(tǒng)圖：圖3-7 教室照明電路燈具線路圖圖3-8 照明系統(tǒng)圖3.7 綜合建筑照明系統(tǒng)計算數(shù)

42、據(jù)、燈具布置圖及系統(tǒng)圖通過以上的方法對整個綜合建筑進行照度計算、電流計算、負荷計算等，得出相應的數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)進行整個照明系統(tǒng)的燈具選型、光源選型、線路選型、斷路器選型，并且對燈具在不同的場所進行相對應的布置，通過以上數(shù)據(jù)及選型結(jié)果得到整棟綜合建筑的照明燈具布置及線路設計圖、照明系統(tǒng)圖以及照明計算書。如表3-9是一層建筑照度數(shù)據(jù)表：表3-9 一層建筑照明數(shù)據(jù)表這里的數(shù)據(jù)計算包括一層的全部光需場所的照度計算及各種相對應的選型，包括照度依據(jù)建筑類型、照度標準、場所面積、所需光通量、利用系數(shù)維護系數(shù)的選擇、燈具型號、功率、光通量及安裝方式。此外還進行了國家標準現(xiàn)行值的對比，通過我國目前的關(guān)于照明的

43、功率的現(xiàn)行值與本人設計的所需的功率數(shù)值進行相比較，以符合國家標準為前提進行設計，以上數(shù)據(jù)均符合國家現(xiàn)行值標準，其余各樓層詳細數(shù)據(jù)均在附錄1中展示。圖3-9為一層建筑的燈具布置圖：圖3-9 一層燈具布置圖圖3-10為一層建筑照明系統(tǒng)圖：圖3-10 一層建筑照明系統(tǒng)圖 以上是部分照明系統(tǒng)的設計，本工程的全部照明設計圖紙、照明計算書均在附錄1至附錄4中均有詳細圖紙。4 綜合建筑動力系統(tǒng)設計4.1 動力系統(tǒng)設備本綜合建筑的大型動力設備主要分布在綜合建筑的地下一層，主要分布在熱交換機房、生活水泵房、消防水泵房、消防排煙機房、排煙風機房等。主要的設備有中央空調(diào)熱交換的冷水泵、熱水泵和補水泵，生活給水泵、生

44、活回水泵、熱水給水泵和潛水泵，消防噴淋泵、消火栓泵以及微機智能消防自動巡檢控制柜，消防排風機、補風機等。其中部分設備需要一用一備兩條線路來保障綜合建筑的正常運行，這些設備包括熱交換機房的補水泵，生活水泵房的所有泵，所有的消防設備，各個樓層的排風機和潛水泵。其中消防設備的正常運作的負荷級別屬于一級，所以需要兩路電源進行供電來確保發(fā)生火災時消防設備可以繼續(xù)的正常運作。另外在各個房間場所均設有單相三角插座和三相四線動力設備插座。根據(jù)民用建筑電氣設計手冊相關(guān)規(guī)定插座的布置一路不易超過10個，空閑未知設備的單相插座每個按100w來進行電路設計，空閑未知設備三相四線插座按10kw一個來設計線路。廁所、浴室

45、、盥洗室的插座均采用防潮插座，敷設方式都采用暗敷設。 民用建筑電氣設計手冊（第二版）m中國建筑工業(yè)出版社.2007.4.2 動力設備負荷計算本文動力設備的負荷計算采用的需要系數(shù)法計算，對于大型三相設備進行無功補償。對于單個的設備利用三相設備需要系數(shù)法進行負荷計算。對于用電的設備組的計算需要進行適量的改變。關(guān)于這些動力設備的需要系數(shù)及功率因數(shù)通過民用建筑電氣設計數(shù)據(jù)手冊中的各類設備負荷需要系數(shù)及功率因數(shù)表查得，表格數(shù)據(jù)如下表4-1及表4-2：表4-1 需要系數(shù)及自然功率因數(shù)表4-2 非工業(yè)電力負荷需要系數(shù)表通過對上述表格數(shù)據(jù)的查詢，分別對各動力設備進行負荷計算。所得計算負荷為下一步電流計算和短路

46、電流計算做前提。單相插座一每個100w進行計算，每路不超過10個插座。這里對每一層的動力設備進行計算，計算的結(jié)果如下表4-3：表4-3 各樓層動力負荷表除了一些主要的動力設備，插座作為建筑內(nèi)的最常見的動力設備，本文對插座的布置設計有以下的見解，這里的插座主要分三相動力設備使用的動力插座和單相設備插座，三相動力插座主要是分成兩類，第一類是主要供科研人員使用的10kv的動力插座，主要是用于大型的動力科研設備的正常供電，另外一類是5kv的三相插座，主要是提供非科研以外的部分小型電動機或三相設備的使用。在各樓層均設立多個單相插座，方便人員的正常使用。以下是動力系統(tǒng)的一樓插座布置圖4-1和二樓插座布置圖

47、4-2：圖4-1 一樓動力插座布置圖圖4-2 二樓動力設備插座布置圖 4.3 動力設備導線選擇對各類設備進行負荷計算（包含無功補償），得到補償后的計算電流，接著就是對設備的導線選擇和斷路器的選擇。像單相插座、三相設備、三相插座均屬于動力設備一類。關(guān)于單相插座，導線為三根，分別是零線、火線和接地保護線。而三相設備則需要四線制，分別是a、b、c相線和一根接地線。對于在地下一層的防火分區(qū)的設備的需要使用到防火材料的導線和線管。4.3.1 防火設備導線、穿管及敷設方式選擇例如消防風機的導線選擇，根據(jù)民用建筑電氣設計數(shù)據(jù)手冊中的導線選擇表得出，消防風機的導線選擇nhbv材料，即為低煙無鹵阻燃聚乙烯銅的防

48、火材料，采取fpc的敷設管，即穿阻燃半硬聚氯乙烯管。敷設方式選用wc、cc，即暗敷在墻內(nèi)和暗敷在屋面或頂板內(nèi)。所以選線的型號是nhbv-4x2.5-fpc20-wc-cc。如圖4-3:圖4-3 動力防火設備導線、穿管及敷設方式選擇系統(tǒng)圖4.3.2 消防設備雙電源切換控制技術(shù)由于消防設備屬于一級負荷，需要采取雙電源供電的方式以保證其設備在發(fā)生火災時可以正常的進行運作。由于雙電源的接入，一次消防設備應當采用雙電源切換箱進行控制，如圖4-4：圖4-4 消防泵、噴淋泵的雙電源切換箱配電4.3.3 中央空調(diào)設備放置圖及熱交換機房系統(tǒng)圖中央空調(diào)的負荷均計算于地下車庫的熱交換機房的熱交換機，通過對熱交換機的

49、冷水泵、熱水泵、補水泵等進行負荷計算，并進行設備導線和敷設方式的選型，下圖4-5是熱交換機房設備圖，圖4-6是熱交換機房系統(tǒng)圖：圖4-5 熱交換機房設備圖圖4-6 熱交換機房系統(tǒng)圖并在每個存在設立中央空調(diào)的場所設計中央空調(diào)出風口及控制器與控制箱，如圖4-7的一層中央空調(diào)設備布置圖：圖4-7 中央空調(diào)設備放置圖其他的動力設備也如上述的計算方法和選取方法進行選擇導線型號和敷設方式。4.4 動力設備斷路器選擇4.4.1 動力設備計算電流對于動力設備的斷路器的選擇的前提依然是對動力設備的電流進行計算。這里以6kv的電熱水器為一個例子進行計算。根據(jù)上文提及的動力設備的需要系數(shù)和功率因素我們可以得出，電熱

50、水器的需要系數(shù)我們選取的電熱水器的需要系數(shù)kx=0.7，功率因素是cos=0.8。通過上文負荷計算的公式進行計算得出電熱水器的計算電流=14.6a。通過計算所得的電流進行斷路器的選取。4.4.2 動力設備斷路器的選取有關(guān)本工程建筑三相設備的斷路器的選擇，在此選的是型號為dz47le的微型漏電保護三相斷路器。該斷路器的型號及解釋如圖4-8下： 圖4-8小型漏電斷路器dz47le-63/3p的說明書具體的設計主要還是參照本工程的動力系統(tǒng)的系統(tǒng)圖，上面有根據(jù)不同設備進行不同的選線和布線以及斷路器的選擇。這里關(guān)于消防設施在系統(tǒng)圖上分別使用兩路電源進行供電，一路是室外變壓器引入，另外一路是有地下庫的柴油

51、發(fā)電機進行供電的備用電源，詳細參照附錄5的動力設備布置圖和附錄6的動力系統(tǒng)圖。以下是動力設備的系統(tǒng)圖4-9：圖4-9 動力系統(tǒng)圖5 綜合建筑防雷接地系統(tǒng)設計5.1 防雷的重要性目前隨著我國科技的不斷發(fā)展，建筑的多功能性也在一日日的彰顯，另外供地的緊張和人口的壓力也在迫使我國的建筑不斷地在加高。然而這些樓層較多，功能性較齊全的綜合性建筑往往意味著一個共同的弱點，那就是高度高，電子設備較多，十分容易遭到雷電的擊打。尤其是多功能性的綜合建筑，往往這一類的建筑，工作人員密集，不是學校就是科研大樓，富含大量的高科技電子設備，一旦遭受雷擊，不僅對造成對多種電子設備的大量損壞，直接導致經(jīng)濟浪費，還可能對建筑

52、內(nèi)的工作人員造成威脅，嚴重時可危及人身安全。對社會影響和國家的科技發(fā)展造成難以挽回的局面。因此隨著國家的經(jīng)濟實力的不斷發(fā)展，科技的不斷提高，利用新的科學技術(shù)，最大限度地把雷電給綜合建筑造成的損失降到最小將顯的尤為重要。5.2 雷擊的產(chǎn)生和危害5.2.1 雷電的形成雷電的形成通常是在在天氣悶熱潮濕的時候，由于地面上的水分受熱蒸發(fā)形成水蒸氣，并且進一步受著地面的熱空氣而不斷上升，到了在空中與冷空氣相遇，導致上升的水蒸汽遇冷液化成一個個的小水滴，當小水滴逐漸凝聚在一起就形成積云。一旦有氣流對云中水滴進行強度較大的吹襲，那么積云中的水滴就會分裂形成小水滴和大水滴兩中類型的水滴，其中帶正電荷為較大的水滴，帶負電荷為較小水滴。相對較小的水滴在風的吹動下集結(jié)成了帶負電云，我們稱之為雷云，而較大水滴最終會降落向地面，即所謂的下雨。通過靜電感應的原理，我們可以推斷出雷云在地表應當感應出正電荷的現(xiàn)象。因此雷云并可以通過大地組成類似于電容器的場景。當其中的電場強度相對較大時，導致大氣的擊穿強度遠遠不夠時，即發(fā)生放電現(xiàn)象，以上就是所謂的雷電的形成原理。5.2.2 雷