某中小学综合楼建筑电气设计毕业论文.doc

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1、目录第1章 前言 1第2章 工程概述 2第3章 照明和插座系统设计 33.1照明系统的概述 33.1.1照明系统的一般规定 33.1.2照明计量单位 33.2照明方式和种类 33.2.1照明方式 33.2.2照明种类 43.3光源和灯具 43.3.1光源种类 43.3.2光源的选择 43.3.3灯具的分类 43.3.4灯具的选择和布置 53.4照度计算 73.4.1利用系数法 73.4.2单位容量法 93.5本工程的电气照明设计 123.5.1 电气照明设计结果 123.5.2 照明设计计算举例 133.6 插座系统设计 213.6.1插座系统的概述 213.6.2一般规定（规范） 213.6

2、.3 插座的安装 213.6.4本工程的插座系统设计 22第4章 低压配电系统设计 234.1配电的设计概述 234.1.1设计要求 234.1.2设计原则 234.1.3 设计一般规定 234.1.4负荷等级的划分 244.1.5各负荷等级的供电措施 244.2低压配电系统线路的选择 254.2.1 低压线路接线方式 254.2.2低压导线和电缆的选择 264.3低压配电系统电气设备的选择 274.3.1 基本要求 274.3.2漏电保护 274.4低压负荷的计算 274.4.1负荷计算的方法 274.5本工程的负荷计算和导线、断路器的选择 28第5章 防雷接地系统设计 355.1防雷接地系

3、统概述 355.2 建筑物防雷等级确定 355.3 第三类防雷建筑物的防雷规定 365.4 防雷接地的措施 375.4.1 筑物的外部防雷装置 375.4.2 建筑物接地装置 375.5本工程防雷接地设计 38第6章 火灾自动报警与联动控制系统设计 406.1火灾自动报警及消防联动控制系统概述 406.2火灾自动报警及消防联动控制系统的组成 406.3火灾自动报警系统的工作原理 406.4 消防系统保护对象分级与保护范围的确定 406.5消防附件的介绍和选用 426.5.1火灾探测器 426.5.2手动报警按钮 446.5.3消火栓按钮 446.5.4短路隔离器 456.5.5消防广播 456

4、.5.6消防电话 456.5.7火灾探测器数量的选择 46第7章 综合布线系统设计 497.1 综合布线概念 497.2 综合布线的特点 497.3 有线电视系统设计 497.3.1有线电视系统的组成 497.3.2有线电视系统设计的依据 507.3.3本工程有线电视系统的计算 517.4 电话和网络系统概述 537.4.1电话、网络系统设计的一般规定及特点 537.4.2电话、网络系统的组成 547.4.3本工程电话网络系统设计 54第8章 安防视频监控系统设计 558.1安防视频监控系统概述 558.2监控系统设计原则 558.3监控系统布置 558.4监控系统构成 568.5具体摄像点位

5、设置 59第9章 技术经济分析 61致谢 62参考文献 63第1章 前言本次设计的题目是某中小学综合楼建筑电气设计。通过具体的实例工程设计，初步掌握高层建筑强、弱电系统设计的基本方法,更好的将理论和实践相结合,将大学四年来所学的课程及知识应用到自己的专业中去,也为将来的工作打下良好的基础。同时也可以更加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能力。本工程为5层民用普通高层建筑，总高度21.3m，单层建筑面积3133m2，为一类建筑，除应急照明、消防设备、电梯为二级负荷，其余均按三级负荷供电，电源由室外变电站引来，三相五线制，采用TN-C-S系统，采用放射式配电方式引至各

6、分配电箱，并按三类防雷建筑物、一级防火等级进行建筑电气系统设计。在本设计中，要求完成对某中小学综合楼强、弱电系统设计，强电系统主要包括低压供配电系统、照明及插座系统、防雷与接地系统；弱电系统主要包括综合布线系统、消防自动报警联动控制系统、安防视频监控系统，设计论文针对民用建筑电气的设计和使用需要，在重点表述强、弱电系统设计与计算的同时，并侧重于电气基本理论和基本知识的阐述。设计中，总体按照民用建筑设计规范来建立设计的整体思路，并完成强、弱电系统的负荷计算、设备选型、系统构成、照度计算以及施工图的绘制，其中包括设计说明及图例，系统图和平面图。本毕业设计论文共分九章。其中第1章是前言；第2章为工程

7、概述；第3章为照明和插座系统设计；第4章为低压配电系统设计；第5章为防雷接地系统设计；第6章火灾自动报警与联动控制系统设计；第7章为综合布线系统的设计；第8章为安防视频监控系统设计；第9章为技术经济分析。第2章 工程概述本次设计具体项目为某中小学综合楼建筑电气设计项目。此中小学综合楼共五层。一层为阶梯教室，小学视听阅览室，中小学多媒体教室；二层为小学藏书室和中小学办公及会议室，三层为多功能报告厅，中学视听阅览室和中小学计算机房；四层为中学藏书室和中小学阅览室；五层为中小学教师阅览室；五层楼顶为天文观测台。建筑物总体高度为21.3m，单层建筑面积3133m2，为一类建筑，应急照明、消防设备、电梯

8、为二级负荷，采用双电源供电其余均按三级负荷供电，楼梯间应急照明采用分散蓄电池作为备用电源，应急时间30min，其他普通照明负荷为三级负荷。电源由室外变电站引来，配电系统采用三相五线制，电压为380/220V，采用TN-C-S系统并在进户处设重复接地，接地利用建筑物基础作接地极，接地电阻不大于1欧。配电方式采用放射式配电方式引至各分配电箱，防雷设计按三类防雷建筑物设计、防火等级为一级进行火灾报警联动设计。本设计电源进线采用YJV22-0.6/1KV铠装电缆直埋引入，埋地深度0.8米。本次电气系统设计主要包括：低压供配电系统，照明、插座系统，防雷与接地系统，火灾报警联动系统，综合布线系统，安放视频

9、监控系统。照明系统设计：主要针对一般照明进行设计。设计的内容主要是选择合适的灯具使房间能够达到所要求的照度要求，设计中采用利用系数法进行照度计算。插座系统设计：据其功能选择合适的插座，然后进行插座的容量计算，并放在其最方便使用的位置上。防雷接地系统设计：根据防雷等级进行设计，对主要建筑物和电气设备采取防雷和接地措施，以保护国家财产免遭损失和保障人身安全，接地系统采用TN-S方式。综合布线系统中有电视系统设计：根据使用户端得到清晰的图像所需电平，采用倒推法，计算出进户端电平，计算之前要先设计好系统采用的分配方式，选择合适的分配器、分支器，并查表得出其分配器、分支器的各种技术参数。语音与数据信息设

10、计使得满足用户需要，主要是计算机房的设计采用24、48、72口集线器HUB堆叠以满足需要。火灾自动报警联动系统设计：分为火灾自动报警部分和消防联动控制部分。火灾自动报警部分，由集中火灾报警控制器，区域火灾报警控制器，火灾探测器，手动报警按钮组成；消防联动部分，由消防联动控制器、火灾事故广播、消防电话，火灾事故照明、各种联动控制装置组成。安防视频监控系统设计：视频监控系统由前端部分、传输部分、中心部分组成三部分组成。第3章 照明和插座系统设计3.1 照明系统概述照明设计是建筑电气设计最基本的设计内容之一。照明设计质量的好与坏，直接关系到人们的工作、学习和生活。照明设计的目的是根据具体场合的要求，

11、正确地选择光源和灯具，确定合理的照明形式和布灯方案，在节约能源和建筑资金的条件下，来获得一个良好的学习工作环境。照明设计可以烘托建筑造型，可以美化环境，发挥建筑的功能，体现建筑艺术美学，是建筑中不可缺少的一部分。3.1.1照明系统的一般规定电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观。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、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥极的作用。在同一栋建筑物中，不仅有一般的工作照明、局部工作照明、还要有备用照明、安全照明、疏散指示照明、值班照明、障碍照明等。不同的照明类别，其供电要求也不同，控制方式也各异。如备用照明应有二路电源；

12、安全照明、疏散指示照明、障碍照明不仅应有二路电源，而且还应在末级配电设备上设置备电自投装置。大面积的工作照明，要求集中控制或按工作时间自动开启及关闭。为节约电能，外围有自然采光部分的灯具，还应设置按照明度标准自动调光的装置；疏散指示照明在火警时消防控制室可按需要进行控制；障碍照明应按日照照度进行自动控制等。在本工程的照明设计中，由于本工程为中小学综合楼，主要为教室、办公室，活动室，因此，在一般照明设计中，只要达到适当的照度要求即可。应急照明则按国家规范为标准进行布置。3.1.2照明计量单位当前各种量都逐步实现采用国际单位制，简称SI。光学计量基本单位为光强I（坎德拉cd），导出单位有光通（流明

13、lm）照度E（勒克斯lx）出射度M（流明/米2lm/m2） 、亮度L（坎德拉/米2cd/m2）等。 3.2 照明方式和种类3.2.1照明方式1 （1）一般照明为照亮整个场地而设置的均匀照明称为一般照明。为使整个照明场地获得均匀明亮的水平照度，使用照明器在整个照明场所基本均匀布置的照明方式。在受生产技术限制不适合装设局部照明或采用混合照明不合理时，则可单独装设一般照明。（2）分区一般照明根据需要提高特定区域照度的一般照明称为分区一般照明。根据工作面布置的实际情况，如具体进行工作的地点，将照明器集中或分区集中均匀地布置在工作区上方，使室内不同被照面上产生不同的照度，可以有效地节约能源。（3）局部照

14、明用以特定视觉工作，以满足照明范围内某些部位的特殊需要而设置的照明称为局部照明。它仅限于照亮一个有限的工作区，通常采用从最适宜的方向装设台灯、射灯或反射型灯泡。起优点是灵活、方便、节电，能有效地突出重点。但规定在一个工作场所内，不应只装设局部照明。（4）混合照明有一般照明和局部照明共同组成的照明称为混合照明。其实质是在一般照明的基础上，在另外需要提供特殊照明的局部，采用局部照明 。3.2.2照明种类1（1）正常照明为满足正常工作而设置的室内外照明称为正常照明。它起着满足人们基本视觉要求的功能，是照明设计中的主要照明。它一般可单独使用，也可与应急照明和值班照明同时使用，但控制线路必须分开。（2）

15、应急照明在正常照明因事故熄灭后，供事故情况下继续工作、人员安全或顺利疏散的照明称为应急照明。它包括备用照明、安全照明、和疏散照明三种。暂时继续工作的备用照明，照度不低于一般照明的10%；安全照明的照度不低于一般照明的5%；保证人员疏散用的照明，主要通道上的照度不应低于0.5lx。应急照明的设置原则，从安全角度考虑，应在较多的建筑内设置应急照明，应急照明灯宜布置在可能引起事故的工作场所以及主要通道和出入口，而从经济的观点出发，只能在一些最需要的建筑内设置。（3）值班照明在非工作时间供值班人员观察用的照明称为值班照明，可利用正常照明中能单独控制的一部分或应急照明的一部分或全部作为值班照明。（4）障

16、碍照明为保障航空飞机飞行安全，在高大建筑物和构筑物上安装的障碍照明标志灯。其按照民航和交通部门的有关规定装设。3.3 光源和灯具3.3.1光源种类3在照明工程中，使用各种各样的光电源，常用于高层建筑照明的电光源，按发光原理可分为两大类：热辐射光源：利用电能使物体加热到白炽的程度而发光的电源，如白炽灯、卤钨灯；气体放电光源：利用气体或蒸汽的放电而发光的电源，如荧光灯、荧光高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等。白炽灯和荧光灯结构简单，使用方便，价格便宜，显色性好，故在一般场所仍被普遍采用。3.3.2 光源的选择 照明光源选择的一般原则： （1）发光效率高； （2）显色性好，即显色指数高； （3）使用

17、寿命长； （4）启动可靠、方便、快捷； （5）性能价格比高。3.3.3 灯具的分类1由于照明工程有各种不同种类的要求，目前灯具行业产生了各种各样的灯具，其分类方法有多种，大致为：一是按灯具安装方式和用途来分分类；二是按出射光通在空间的分布来分类；三是按灯具外壳防护等级来分类；四是按防触电保护分类；五是按照维护性能分类；六是按装饰面材料分类。3.3.4 灯具选择和布置1、灯具的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。 在照明设计中，选用灯具的基本原则

18、如下：（1）合适的光特性，如光强分布，灯具表面亮度、遮光角等；（2）符合适用场所的环境条件；（3）经济性，如灯具光输出比、电气安装容量、初投资及维护运行费用；（4）符合防触电的保护要求；（5）外形与建筑相协调。在选择时，以上几点应进行综合考虑。2、灯具的布置1灯具的布置就是确定灯在房间内的空间位置。灯具的布置合理与否还影响到照明装置的安装功率和照明设施的耗费，以及照明装置维护检修的方便与安全。室内灯具布置应满足：（1） 规定的照度；（2） 工作面上照度均匀；（3） 光线的射向适当，无眩光，无阴影；（4） 光源安装容量减至最小；（5） 维护方便；（6） 布置整齐美观，并与建筑空间相协调。布置方式

19、一般分为均匀布置和选择布置两种，室内灯具做一般照明时，大部分采用均匀布置方式，只在需要局部照明或定向照明时，才根据具体情况采用选择型布置。常见的灯具类型符号和安装方式见下表3-1和表3-2。表3-1 常用灯具类型符号3灯具名称符号灯具名称符号普通吊灯P工厂一般灯具G壁灯B荧光灯灯具Y花灯H防暴灯G或专用代号吸顶灯D水晶底罩灯J柱灯Z防水防尘灯F卤钨探照灯L搪瓷伞罩灯S投光灯T五磨砂玻璃罩万能W3-2 常用灯具安装方式符号3安装方式符号安装方式符号自在器线吊式X弯式W固定线吊式X1台上安装式T防水线吊式X2吸顶安装式DR认字线吊式X3墙壁嵌入式BR链吊式L支架安装式J管吊式G柱上安装式Z壁装式B

20、作装式ZH吸顶式D照明器具布置是否合理，主要取决于灯具的间距S和计算高度h（灯具至工作面的距离）的比值（称为距高比），在h已定的情况下，S/h值小，照度均匀性好，但经济性差，S/h值大，则不能保证照度均匀度。通常每个照明器都有一个“最大允许居高比”（见表3-3常用照明器的最大允许距高比），只要实际采用的S/h值不大于次允许值，都可以认为照度均匀度是符合要求的。为了使整个房间有较好的亮度分布，灯具的布置除选择合理的距高比外，还应注意灯具与天棚的距离（当采用上半球有光通分布的灯具时），当采用均匀漫射配光的灯具时，灯具与天棚的距离和工作面与天棚的距离之比宜在0.20.5范围内。表3-3 常用照明器的

21、最大允许距高比2照明器型号光源种类及容量/W最大允许距高比最低照度系数S/hA-AB-B配照型照明器GC1-AGC1-BB150G1251.251.411.331.29广照型照明器GC3-A/B-2G125B200,1500.981.021.321.33深照型照明器GC3-A/B-3B300G2501.401.451.291.32GC3-A/B-4B300,500G4001.401.231.311.32简式荧光灯YG1-1YG2-1YG2-21401402401.621.421.331.221.281.281.281.291.29吸顶式荧光灯YG6-2YG6-32403401.481.51.2

22、21.261.291.30嵌入式荧光灯YG15-2YG15-32403401.251.071.201.051.30搪瓷罩卤钨灯DD3-1000DD1-1000DD6-100010001.251.080.621.401.331.33房间较低且反射条件较好灯排数3灯排数31.151.21.10其他白炽灯布置合理时1.11.23.4 照度计算照度计算方法有利用系数法、单位容量法和概算曲线法等3种。任何一种计算方法，都只能做到基本准确。本工程使用利用系数法估算出光源的安装数量，再用单位容量法进行照度校验，确保满足照明要求，并且校验距高比，确保灯具的布置符合要求。3.4.1利用系数法1此法适用于灯具均匀

23、布置的一般照明以及利用墙和天棚作为光线反射面的场合。当选用反射式、半反射式或漫射式等主要利用反射光通的照明灯具时，必须采用此法计算在工作面上的平均照度E系由光源光通的直射分量以及经房间多次反射的分射分量所造成的。照度计算公式1、空间系数（1）室空间系数： （3-1）（2）顶棚空间系数： （3-2）（3）地板空间系数： （3-3）式中 l室长，m；w室宽，m； hrc室空间高，m； hcc顶棚空间高，m；hfc 地板空间高，m。2、有效空间反射比灯具出光口平面（以下简称灯具开口平面）上方空间，一部分光被吸收，一部分光经过多次反射从灯具开口平面射出，为了简化计算，把灯具开口平面看成一个具有有反射比

24、为cc的假想平面，光在这个假想平面上的反射效果同在实际顶棚空间的效果等价。同样地板空间的反射比效果也可用一个假想平面来表示，以有效反射比为fc。 （3-4）式中 A0 顶棚（或地板）平面面积，m2；AS 顶棚（或地板）空间内所有表面的总面积，m2； 顶棚（或地板）空间各表面的平均反射比。假如空间由i个表面组成，以Ai 表示第i 个表面面积，以i 表示第i个表面的反射比，则平均反射比由下式求出： （3-5）3、确定利用系数的步骤1）确定房间的各特征量2）确定顶棚空间有效反射比3）确定平面品均反射比4）确定地板空间有效反射比5）确定利用系数4.灯具的安装个数确定利用系数后，则 （3-5）3.4.2

25、 单位容量法1单位容量法的基本公式： （3-6） （3-7）式中 w某最低照度下每单位面积的安装功率（W）P房间内全部灯泡（管）的总安装功率（W）p灯泡（管）的功率（W）A房间的面积（）根据已知的面积和所选的灯具形式、最小照度E、计算高度h，单位面积的安装容量w，可以从表3-4到表3-8查得，然后利用上式计算出全部灯泡的总安装功率P，然后除以灯具的功率p，再考虑到室形及对灯具布置的要求即可得灯具数量。表3-4 公共场所照明的照度标准值2类别参考平面及其高度照度标准值（lx）低中高走廊、厕所地面152030楼梯间地面203050盥洗间0.75m水平面203050贮藏室0.75m水平面203050

26、电梯前室地面305075吸烟室0.75m水平面305075浴室地面203050表3-5 中小学校建筑照明的照度值类别照度标准值备注普通教室、书法教室、语音教室、音乐教室、史地教室、合班教室150课桌面实验室、自然教室150实验课桌面微型电子计算机教室200机台面琴房150谱架面表3-6 荧光灯单位面积安装功率(W/m2) 2计算高度（m）房间面积（m2）荧光灯照度（lx）3050751001502002310151525255050150150300300以上3.22.72.42.11.91.85.24.53.93.43.23.07.86.75.85.14.74.510.48.97.76.86

27、.35.915.613.411.610.29.48.9211815.413.612.511.834101515202030305050120120300300以上4.53.33.22.72.42.11.97.56.25.34.53.93.43.211.39.38.06.85.85.14.81512.410.697.76.86.3231915.913.611.610.29.5302521.218.115.413.512.6表3-7不带反射罩荧光灯单位面积安装功率（W/）计算高度（m）房间面积（m2）荧光灯照度（lx）3050751001502002310153.96.59.81319.52615

28、253.45.68.411.116.722.225503.04.97.39.714.619.4501502.64.26.38.412.616.81503002.33.75.67.411.114.8300以上2.03.45.16.710.113.43410155.99.814.719.629.439.215204.77.811.715.623.431.220304.06.71013.32026.630503.45.78.511.31722.6501203.04.97.39.714.619.41203002.64.26.38.412.616.8300以上2.33.85.77.511.214.9表3

29、-8 圆球形吸顶灯单位面积安装功率3计算高度（m）房间面积（m2）白炽灯照度（lx）510152030402310151525255050150150300300以上4.94.13.62.92.42.28.87.56.45.144.33.911.610.18.87.05.75.215.212.910.78.86.96.220.917.714.811.89.98.927.623.119.315.712.911.534101515202030305050120120300300以上6.25.14.33.73.02.32.010.48.77.96.25.34.13.513.811.29.98.87.

30、25.74.717.114.312.510.79.07.35.924.721.418.415.212.49.78.530.926.923.519.516.212.810.8表3-9 办公建筑照明功率密度值房间或场所照明功率密度值（W/m2）对应照度值（lx）现行值目标值普通办公室119300高档办公室、设计室1815500会议室119300营业厅1311300文件整理、复印、发行119300档案室87200表3-10 学校建筑照明功率密度值房间或场所照明功率密度值（W/m2）对应照度值（lx）现行值目标值教室、阅览室119300实验室119300美术教室1815500多媒体教室1193003.

31、5 本工程的电气照明设计本工程使用利用系数法估算出光源的安装数量，再用单位容量法进行照度校验，确保满足照明节能要求（具体节能标准值见表3-9和表3-10），并且校验距高比（见表3-3），确保灯具的布置符合要求。3.5.1 电气照明设计结果 本建筑主要照度标准及光源、灯型选择如下：（走廊、厕所为0米工作面照度，其它为0.75米工作面照度） （1）配电室、办公室、消防控制室、值班室、会议室、阅览室、计算机教室、阶梯教室等300lx；（2）门厅100lx；双管简式吊管 （3）储藏室： 100lx 简式荧光灯 （4）走廊： 100lx 节能型吸顶灯（5）厕所： 75lx 防水防潮白炽灯 （6）楼梯口：

32、 50lx 节能型吸顶灯总结：一般房间采用简式双管荧光灯 JYG22，走廊采用铝格栅吸顶荧光灯LYG240A，门一层厅采用简式双管荧光灯JYG22，灯管采用 PAK-TLP型荧光灯，功率40瓦，光通量2200lm，采用电子镇流器，以提高功率因数，减少频闪和噪声，有吊顶的地方采用格栅安装，无吊顶的采用吊管安装（荧光灯的命名方式见图3-1），工作高度为3.2米；厕所选用防水防潮灯，楼梯口选用吸顶式节能灯。阶梯教室由于室空间较高采用工厂深照型和广照型灯具具体命名方式见图3-2。YG灯具功率安装方式：A：吸顶式；G:嵌入式；D:管吊式；L:吊链式灯具形式荧光灯代号荧光灯分类代号：“J”简式荧光灯；“B

33、”不锈钢格栅；“L”铝格栅荧光灯的命名方式：图3-1 荧光灯的命名方式JGC6ce光源代号 铝合金工厂灯代号 灯罩代号 灯罩形式 安装方式 功率 250W图3-2 工厂灯具命名方式n 说明： 光源代号：“H”代表混光灯 “J”代表金卤灯 “N”代表钠灯 铝合金工厂灯代号：铝合金板块灯具，和阳极氧化灯具，通用GC表示，不同之处在于灯罩代号。1、2、3、4为铝合金板块灯具，5、6、7为阳极氧化铝灯具。 灯罩代号：“5”表示为316mm阳极氧化铝灯具，“6”表示为410mm阳极氧化铝灯具，“7”表示为470mm阳极氧化铝灯具. 灯罩形式：“c”敞开式；“w”网罩式；“b”封闭式；“g”格栅式。 安装方式：“a”管吊分离式；“b”一体化；“c”吸顶分离式；“d”吊管一体化；“e”一体化调节角度型；“q”嵌入式。3.5.2 照明设计计算举例例1：一层中学多媒体教室，长= 17.2m；宽= 9.4m；房间高度= 4m；灯具高度= 3.3m；工作高度 =0.75m；要求照度为300lx；顶棚反射比为0.8；地板反射比为0.1；墙面平均反射比为0.5；维护系数为0.8。采用利用系数法求灯具的盏数并用单位容量法和距高比校验：（1）先求空间系