【正文】 住宅樓的建筑強電電氣設計 第一章 緒論 隨著我國社會經濟體制改革及技術經濟的迅速發(fā)展，國民經濟得到了快速發(fā)展，個人消費水平不斷提高，刺激了居住建筑與人民環(huán)境建設向更大跨度和更 高水平邁進?，F(xiàn)代住宅的發(fā)展，使住宅建筑電氣設計與住宅建筑電氣設計同時進入了一個迅速發(fā)展的新高潮。 住宅的電氣設計是住宅設計的一個重要組成部分，他對于住宅建筑的美觀、實現(xiàn)住宅建筑的使用功能、保障居住者的生命財產安全、降低住宅造價，均有一定的影響。目前，住宅電氣設計的理論體系和實踐經驗雖然日趨成熟，但在住宅電氣設計實踐中，仍有一些問題值得進一步 探討。 第二章 供配電系統(tǒng)設計 負荷分級 供電系統(tǒng)的負荷分級 電力負荷應不能也沒有必要持續(xù)滿足用電負荷的同時需要，供電設計應按照電力符合的重要性、需要程度和供電的可能性進行，針對不同的負荷等級采用不同的供電方式。在我國電力負荷根據供電可靠性及中斷供電在政治上、經濟上所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷和三級負荷。 負荷分級及供電要求： 電力負荷應根據對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經濟上所造成的損失或影響的程度進行分級，并符合下列規(guī)定： （ 1）一級負荷 中斷供電將造成人身傷亡；中斷供電將在政治、經濟上造成重大損失時；中斷供電將影響有重大政治、經濟意義的用電單位的正常工作。例如：重大設備、重大產品、重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場館、經常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負荷。 當中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，應視為特別重要的負荷。 一級負荷的供電要求：一級負荷要求兩個電源供電，當一個電源不工作或出現(xiàn)故障是，保證另外一個備用電源不會同時損壞，繼續(xù)供電，保證正常工作。 （ 2）二級負荷 中斷供電將在政治、經濟上造成較大損失。 中斷供電將影響重要用電單位的正常工作例如：主要設備損壞、大量產品報廢、連續(xù)生產過程被打亂、重點企業(yè)大量減產、交通樞紐、通信樞。 紐等用電單位中的重要電力負荷被損壞，以及中斷供電將造成大型歌劇院、大型商場等較多人員集中的重要的公共場所秩序混亂。這樣的負荷屬于二級負荷。 二級負荷的供電要求：二級負荷要求兩回路供電，供電變壓器也有兩臺，當電力發(fā)生故障時能夠迅速恢復；當采用電纜線路是，應采用兩根電纜供電，每一根都能承受 100%的二級負荷。 （ 3）三級負荷： 不屬于一級和二級負荷者應為三級負荷。三級負荷對供電并沒有特殊的要求。 負荷計算 負荷等級不同，對電源的要求就不同，對電源變壓器的容量要求也不同。為了確定電力變壓器的容量，必須計算負荷的容量。 負荷計算的方法 計算負荷的方法： (1)按需用系數(shù)法確定計算負荷； (2)分類綜合用電指標法； (3)戶型估算法； (4)民用建筑負荷計算； (5)單相負荷計算。 負荷計算的原則 （ 1） 在方案設計階段可采用單位指標法；在初步設計及施工圖設計階段，宜采用需要系數(shù)法。對于 本設計 ，在設計的各個階段均可采用單位指標法。 （ 2）用 電設備臺數(shù)較多，各臺設備容量相差不懸殊時，宜采用需要系數(shù)法，一般用于干線配電所的負荷計算。 （ 3） 用電設備臺數(shù)較少，各臺設備容量相差懸殊時宜采用二項式法，一般用于支干線和配電屏 (箱 )的負荷計算。 本次設計選用分類綜合指標負荷計算。 需要系數(shù)： Kd=負荷曲線最大有功負荷 /額定負荷 需要系數(shù)是一個綜合系數(shù)，它標志著用電設備組投入運行時，從供電網絡實際去用的功率與用電設備組設備功率之比。民用建筑則常用需要系數(shù)法。采用需要系數(shù)法時，應首先確定用電設備組的設備容量 。用電設備名牌上所標示的容量為額定容量。同類型的用電設備歸為一組，即用電設備組。用電設備組的總容量并不一定是這些設備的額定容量的直接相加，而是必須首先把他們換算為統(tǒng)一工作制下的額定容量，才進行相加。經過換算制統(tǒng)一規(guī)定的工作制下而定的容量稱為設備容量，即為 Pc。 需要系數(shù)法的計算公式如下： 用電設備組的有功，無功和視在計算負荷： ?? PkP tc 21 ?? QkQ tc 22 22 ccc QPS ?? 23 3380cj SI ? 24 需要系數(shù)值是在一定范圍內按統(tǒng)計方法來確定的，它的準確性對負荷計算有重要的意義。但是，由于許多因素的影響，需要系數(shù)表所給出的只能是推薦值，這就要求設計者根據設計經驗和具體情況從中選取一個比較恰當?shù)闹怠? 住宅配電設計必須滿足居民的安全、方便和美觀的基本條件，即應做到供電可靠并保證電源質量；盡可能做到界限簡單并且有一定的靈活性；保證操作安全、維修方便。保證電源質量及保證電源電壓質量和保證電源頻率質量。住宅配電設計，首先要考慮住宅用電負荷等級、每戶用電量和用電計量方式，然后，確定配電系統(tǒng)方式，合理選擇線路保護電器。 配電線路的保護 住宅配電線路的保護是為防止人身受電擊。防止人身受電擊一般有兩種：一種稱為防止直接接觸帶電體的保護，簡稱為防直接接觸保護或防止借電擊保護。這是指電氣線路和設備在正常工作條件下，人身接觸機器帶電體造成的人身受電擊。另一種是房間及接觸帶電體的保護，簡稱防間接接觸保護或防間接接觸保護。這是指電氣線路和設備的外露可導電部分，在正常情況下它是不導電的，在故障情況下，由于絕緣損壞導致電氣設備 外露可導電部分，如外殼帶電。當人身觸及帶電外殼時，會造成傷亡事故。用于防止觸及故障情況下帶電的電氣線路和設備外殼、套管或其他外露可導電部分引起的人身受電事故的保護，稱為防間接電擊保護。 住宅內配電線路的主要保護有：短路保護、過負荷保護和接地保護。住宅內配電線路的這些保護內容，主要通過設在樓內或戶內的配線柜或配電箱得的斷路器來實現(xiàn)的。在選擇時應注意： 要確定選用斷路器的額定電壓和額定頻率； 其額定電流應等于或大于其所控回路的最大工作電流，還應承在一定條件下的過電流； 應滿足斷路條件下的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，選 擇斷路器斷開短路電流是的通斷能力； 還應考慮斷路器的使用場所的外界條件，主要考慮電氣設備的安裝高度和潮濕環(huán)境，若電氣安裝在特殊環(huán)境下，應選擇與環(huán)境相適應的特殊電氣。另外，由于一座住宅的住戶多，住戶內使用的照明及家用電器是住宅線路的最終保護對象，所以，在確定配電系統(tǒng)及選擇斷路器時，應盡可能在某一戶內發(fā)生短路保護時，只切斷故障回路或戶內功能供電回路，而不影響其他住戶正常供電。配電線路上下級間的動作時限應有選擇性，各機件盡可能實現(xiàn)配合。 3 電氣照明系統(tǒng)設計 照明的概述 在現(xiàn)代住宅 設計中，燈光照明既有實用意義，也有裝飾和觀感上的意義。通過改變光源的性質、位置、顏色和強度等技術手段，利用燈飾、家具和其它陳設的密切配合，使它成為人們的生活空間，形成用途各異的格調、情趣和氣氛。一個成功的住宅照明往往經過妥善設計與巧妙的安排。利用不同的室內照明效果，使住宅光照環(huán)境具有特色，既有利于生活，又平和優(yōu)雅，讓人感到溫馨和諧。 電氣照明是建筑物內外人工環(huán)境的重要組成部分，它的基本功能是在自然光不足時，為人們進行各種活動提供視覺的必要條件，而且對人的生理、心理健康具有重要影響，所以電氣照明設計應滿足家庭生活的需求，并且要確保用電安全。 總之，建筑電氣照明與人類的生產、工作和生活有著密切的關系，隨著我國建筑業(yè)、裝飾業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們對電氣光源、照明設備技術的更新以及照明光環(huán)境的要求就更高了。 照明設計的要求和一些應注意的問題 一個良好的光環(huán)境要受照度、亮度、眩光、陰影、顯色性、穩(wěn)定性等各項因素的影響和制約，設計時應恰當?shù)倪x擇 。同時應遵循安全、實用、經濟、美觀的照明設計的基本原則。為配合裝修一步到位條件，應充分掌握設計前提因素，努力創(chuàng)造最佳方案。有效利用天然光，合理的選擇照明方式和控制區(qū)域，盡力降低電能消耗指標。 另外，在住宅照明設計中，應根據使用性質 ,功能要求和使用條件 ,按不同標準分別取值 . 住宅內照度標準所規(guī)定的照度，是指工作面上的平均維護照度 ,若設計未加指明時 ,以距地 的參考水平面作為工作面。 照明設計的目的和原則 照明設計的目的 照明的設計目的，就是在充分利用自然光的基礎上，運用現(xiàn)代人工照明 的手段，為人們的工作、生活、娛樂等創(chuàng)造一個優(yōu)美舒適的燈光環(huán)境。也就是說，使燈光環(huán)境符合人們的工作、生活等封面的要求，從而在生理和心理兩方面滿足人們的需求。 照明的設計原則 (1) 使用性原則，使用是根本也是設計的出發(fā)點和基本條件。使用性還包括照明系統(tǒng)的施工安裝、運行幾維修的方便簡單，及對未來照明發(fā)展變化留有一定的空間。 (2)安全性原則，在選擇設計照明系統(tǒng)時要自始至終堅持安全第一的原則。在設計中要遵循規(guī)范的規(guī)定和要求，嚴格按規(guī)范設計。 (3)美觀性原則，燈光照明尚具有裝飾空間、美化環(huán)境的功能。對于房間的照明設計，我們也應該從美觀的角度選擇、布置燈具，使之符合人們的審美習慣。 (4) 經濟性原則，一方面是節(jié)能，另一方面是節(jié)約。 以一層某房間為例其余相同 參考標準：《建筑照明設計標準》 / GB500342020 參考手冊：《照明設計手冊》第二版 : 計算方法：利用系數(shù)平均照度法 （ 1）房間參數(shù) 房間類別： ,照度要求值 :,功率密度不超過 房間名稱：辦公室 A 型 房間長度 L: m 房間寬度 B: m 計算高度 H: m 頂棚反射比 (%)： 墻反射比 (%)： 地面反射比 (%)： 室形系數(shù) RI: （ 2）燈具參數(shù) : 型號 : 飛利浦 TLD36W/29 單燈具光源數(shù) :2 個 燈具光通量 : 2975lm 燈具光源功率 : 鎮(zhèn)流器類型 :TLD 標準型 鎮(zhèn)流器功率 : （ 3）其它參數(shù) : 利用系數(shù) : 維護系數(shù) : 照度要求 : 功率密度要求 : （ 4）計算結果 : AUKNE /?? 31 )/( UKEAN ?? 32 其中： Φ 光通量 lm N 光源數(shù)量 U 利用系數(shù) A 工作面面積 m2 K 燈具維護系數(shù) 計算結果 : 建議燈具數(shù) : 4 計算照度 : 實際安裝功率 = 燈具數(shù) (總光源功率 + 鎮(zhèn)流器功率 ) = 實際功率密度 : 折算功率密度 : （ 5）校驗結果 : 要求平均照度 : 實際計算平均照度 : 符合規(guī)范照度要求 ! 要求功率密度 :實際功率密度 :符合規(guī)范節(jié)能要求 ! 其他房間照此方法類此計算。 表 31 燈具數(shù)量計算 房間類別 照度要求 長度（ m） 寬（ m） 數(shù)量 A型辦公室 300lx 9 4 4 B型辦公室 300lx 20 8 17 C 型辦公區(qū)域 300lx 11 8 10 4 建筑物防雷設計 建筑物的防雷措施及分類 防直擊雷的措施，一般設計人員都很明確。但是，隨著科技的發(fā)展，電子設備的普及，防雷電感應和雷電波侵入在設計中也必須明確，并逐步完善形成一個防雷網絡。 （ 1）雷電感應 — 雷電放電時，在附近導體上產生的靜電感應和電磁感應，它可能使金屬部件之間產生火花。因此被保護建筑物內的金屬物接地，是防雷電感應的主要措施。首先，是做好等電位聯(lián)結。對一、二類防雷建筑物內平行或交叉敷設的金屬管道，其凈距小于 100mm 時，應采用金屬線跨接，是防止電磁感應所造成的電位差能將小空隙擊穿，而產生電火花，每隔≤ 30m 做好接地。 （ 2）雷電波侵 入 — 由于雷電對架空線或金屬管道的作用，雷電波可能沿著這些管線侵入屋內，危及人身安全或損壞設備。因此，做好進線端的防雷保護，做好均壓環(huán)及防側擊雷是防雷電波侵入的主要措施。 一、二類防雷建筑低壓進線全線采用直埋地引入，將線路架空引入戶內時不少于 15m 的一段應換電纜 (金屬鎧裝電纜直埋地，護套電纜穿鋼管 )進戶，并在架空與電纜換接處做好避雷保護。二類防雷建筑當架空線直接引入時，除在入戶處加裝避雷器，并將進戶裝置鐵件做好接地外，靠近建筑物的兩根電桿上的鐵件也應做好接地，且沖擊接地電阻≤30Ω，所有弱電進線的保護應同強電 進線。防雷建筑要做好均壓環(huán)及防側擊雷保護。均壓環(huán)從三層開始，環(huán)間垂直距離≤ 12m，所有引下線、建筑物的金屬結構和金屬設備均與環(huán)可靠連接，均壓環(huán)可利用結構圈梁內的鋼筋 (鋼筋必須貫通成環(huán)路 )。一類防雷建筑 30m 以上，二類防雷建筑 45m 以上，三類防雷建筑 60m 以上，要做好防側擊雷保護，沿建筑物外墻做一周水平避雷帶，帶與帶間垂直距離≤ 6m，外墻上所有金屬欄桿，門窗均與避雷帶可靠連接，避雷帶再與引下線可靠連接。豎直敷設的金屬管道及金屬物的頂端和底端與防雷裝置可靠連接，目的是在于等電位，并且由于兩端連接使其與引下線形成 并聯(lián)線路，使雷電流更訊速的入地。 目前建筑物內大多采用共同接地裝置，當雷直擊于本建筑物防雷裝置時，假設流經靠近低壓電氣裝置處接地裝置的雷電流為 20KA，當沖