【導讀】由于建筑技術和信息技術的相互滲透結合和迅猛發(fā)展，在20世紀80年代中期產(chǎn)生了。新的建筑類型——智能建筑。本論文共包括六章內(nèi)容，前四章主要包括強電部分設計；第五、六章主要包括弱電部分。中包括負荷計算、照度計算等。視監(jiān)控及綜合布線系統(tǒng)的設計。消防部分主要報警系統(tǒng)、聯(lián)動系統(tǒng)的設計等。系實際，鍛煉獨立分析和解決建筑電氣設計問題的能力，為未來的工作奠定堅實的基礎。

　　

【正文】 氣罐。 （ 8）、預計雷擊次數(shù)大于 次 /a 的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。 （ 9）、預計雷擊次數(shù)大于 次 /a 的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。 應劃為第三類防雷建筑物： （ 1）、省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。 17 （ 2）、預計雷擊次數(shù)大于或等于 次 /a，且小于或等于 次 /a 的部、省級辦公建筑物及其重要或人員密集的公共建筑物。 （ 3）、預計雷擊次數(shù)大于或等于 次 /a，且小于或等于 次 /a 的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。 （ 4）、預計雷擊次數(shù)大于或等于 次 /a 的一般性工業(yè)建筑物。 （ 5）、根據(jù)雷擊后對工業(yè)生產(chǎn)的影響及產(chǎn)生的后果，并結合當?shù)貧庀蟆⒌匦?、地質及周圍環(huán)境等因素，確定需要防雷的 21 區(qū)、 22 區(qū)、 23 區(qū)火災危險環(huán)境。 （ 6）、在平均雷暴日大于 15d/a 的地區(qū)，高度在 15m 及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物；在平均雷暴日小于 或等于 15d/a 的地區(qū)，高度在 20m 及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。 注： （ 1）、在設有信息系統(tǒng)的建筑物需防雷擊電磁脈沖的情況下，當該建筑物沒有防直擊雷和不處于其它建筑物或物體的保護范圍內(nèi)時，宜按第三類防雷建筑物采取防直擊雷的防雷措施。在要考慮屏蔽的情況下，防直擊雷接閃器宜采用避雷網(wǎng)。 （ 2）、由于歷史上頻發(fā)雷擊災害地區(qū)的建筑物需采取防雷措施。 建筑物年預計雷擊次數(shù) 我們在著手建筑物防雷設計的第一步時，首先是要確定建筑物的防雷等級?！督ㄖ锓览自O計規(guī)范》 (GB50057－ 97 2020)中，對建筑物防雷等級的劃分，除了由建筑物的功能定性外，第二、三類防雷建筑，還取決于建筑物的預計年雷擊次數(shù) N。 建筑物年預計雷擊次數(shù)應按下式計算： N=k * Ng * Ae 61 式中： N ── 建筑物年預計雷擊次數(shù)（次／ a）； k ── 校正系數(shù)，在一般情況下取 1，在下列情況下取相應數(shù)值：位于曠野孤立的建筑物取 2；金屬屋面的磚木結構建筑物取 ；位于河邊、湖邊、山坡下或 山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取； Ng ── 建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度［次／（ 2km ﹒ a）］； Ae── 與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（ 2km ）。 雷擊大地的年平均密度應按下式計算： 18 Ng＝ 62 式中： dT ── 年平均雷暴日，根據(jù)當?shù)貧庀笈_、站資料確定（ d／ a）。 建筑物等效面積 Ae 是其實際平面積向外擴大后的面積。其計算方法分以下三個方面： （ 1）、當建筑物的高 H100m 時，其等效面積按以下公式計算： ? ? ? ? ? ? 62 2 0 0 2 0 0 1 0A e L W L W H H H H? ???? ? ? ? ? ? ? ??? 63 式中： L、 W、 H── 分別為建筑物的長、寬、高（ m）。 （ 2）、當建筑物的高 H? 100m 時，建筑物的等效面積按下式計算： ? ? 622 1 0A e L W H L W H? ???? ? ? ? ??? 64 （ 3）、當建筑物各部位的高不同時，應沿建筑物周邊逐點算出最大擴大寬度，其等效面積Ae 應按每點最大擴大寬度外端的連接線所包圍的面積計算。 按以上公式計算得到 N 后就可以確定防雷等級了。一般先把建筑物按其重要性和使用性質分為部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物和住宅、辦公樓等一般性民用建筑物兩類。 部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物其年預計雷擊次數(shù) N 大于 次 /a 時，該建筑就劃為第二類防雷建筑物；若 N 大于等于 次 /a，且小于或等于 次 /a，則該建筑就劃為第三類防雷建筑物。住宅、辦公樓等一般性民用建筑物其年預計雷擊次數(shù) N 大于 次 /a 時，該建筑就劃為第二類防雷建筑物；若 N 大于等于 次 /a，且小于或等于 次 /a，則該建筑就劃為第三類防雷建筑物。 那么，如果 N 小于 次 / a 該怎么辦呢？按照規(guī)范的要求，如果 N 小于 次 / a，同時該建筑物又不屬 于國家機關、政府大樓等重要建筑的話，可以不做防雷設計。但是，從2020 年 7 月開始，上海氣象局對沒有做建筑防雷設計的建筑工程不與審批通過。因此，年預計雷擊次數(shù)小于 次 / a 的建筑物的防雷設計還要根據(jù)各個地方的地方規(guī)定。 經(jīng)測量本建筑物 L=29m W= H= dT = 代入下列公式： ? ? ? ? ? ? 62 2 0 0 2 0 0 1 0A e L W L W H H H H? ???? ? ? ? ? ? ? ??? ； N = k * Ng * Ae ； Ng ＝ 得 N= 次 /a 大于等于 次 /a，且小于或等于 次 /a，則該建筑就劃為第三類防雷建筑物。 19 設計結果 （ 1）、本工程按第三類防雷建筑設計，在在大樓屋面頂設置避雷帶作防雷保護。在建筑物屋面四周及屋脊上明敷 Φ12 鍍鋅圓鋼作為避雷帶。上設 %%C12 鍍鋅園鋼拉尖制成的避雷小針 ,針高 300mm，敷設間距 1000mm，轉腳處 300mm。請參照標準圖集 99D5011《建筑物防雷設施安裝》有關頁次進行施工。 （ 2）、利用柱內(nèi)至少二根 %%C16 以上主筋作引下線，將屋頂避雷網(wǎng)與基礎地梁主筋沿建筑物外沿焊接形成的綜合接地網(wǎng)可靠焊接，接地電阻應小于 1 歐姆。 （ 3）、為防雷電感應，所有平行敷設的管道、構架和電纜金屬外皮等長金屬，其間距小于 100 mm 時應采用金屬線跨接，且跨接點間距小于 30m。 （ 4）、幕墻預埋件應與防雷系統(tǒng)可靠連通，幕墻主立面與幕墻預埋件應有可靠的電氣連通。幕墻內(nèi)部橫豎梁之間及幕墻主立面之間應有可靠的電氣連通（由幕墻公司按幕墻行業(yè)規(guī)范及標準圖集 99D5011《建筑物防雷設施安裝》 219 頁進行施工）。 （ 5）、凡垂直敷設的所有金屬管 道其頂部與底部均應與防雷接地裝置做可靠連接。 建筑物接地系統(tǒng)設計 低壓配電系統(tǒng)接地方式 低壓配電系統(tǒng)有三種形式： TN 系統(tǒng)； TT 系統(tǒng) ； IT 系統(tǒng)。 接地制式按照配電系統(tǒng)和電氣設備的不同接地組合分類。按照 IEC60364 規(guī)定，接地系統(tǒng)一般由兩個字母組成，必要時可加后續(xù)字母。 第一個字母：表示電源中性點對地的關系。 T：直接接地。 I：不接地，或通過阻抗與大地相連。 第二個字母：表示電氣設備外殼與大地的關系。 T：獨立于電源接地點的直接接地。 N：表示直接與電源系統(tǒng)接地點或與該點引出 的導體相連。 后續(xù)字母：表示中性線與保護線之間的關系。 C：表示中性線 N 與保護線 PE 合二為一（ PEN 線）。 S：表示中性線 N 與保護線 PE 分開。 C－ S：表示在電源側為 PEN 線，從某一點分開為中性線 N 和保護線 PE。 20 不同接地系統(tǒng)的組成及特點： 在 TN 系統(tǒng)中，所有電氣設備的外殼接到保護線（ PE）上，與配電系統(tǒng)的中性點相連（若無中性點，即變壓器二次側三角形連接或未引出中性點，可將變壓器二次側繞組的一相接地，但該接點不能用作 PEN 線）。保護線應在每個變電所附近接地，配電系統(tǒng)引入建筑物時，保護線在其入口處接 地。為了保證故障時保護線的電位盡量接近地電位，盡可能將保護線與附近的有效接地體相連，如必要，可增加接地點，并使其均勻分布。其特點是故障電流較大，僅與電纜的阻抗大小有關。出現(xiàn)絕緣故障時，需要短路電流保護裝置瞬時斷開電路。 國際標準 IEC60364 規(guī)定，根據(jù)中性線與保護線是否合并的情況， TN 系統(tǒng)分為如下三種： TN－ C； TN－ S； TN－ C－ S。 注：對電網(wǎng)來說，當銅導線截面積 ≤10mm2 ，鋁導線截面積 ≤16mm2 時，必須采用 TN－ S 系統(tǒng)，而不允許采用 TN－ C 系統(tǒng)。 TNC 系統(tǒng) ： TNC 系統(tǒng) Cmon（公共，指 PE與 N 合一）即四線制系統(tǒng)，三根相線 L L L3，一根中性線與保護地線合并的 PEN 線，用電設備的外露可導電部分接到 PEN 線上，如圖 41所示。 優(yōu)點： （ 1）、 TN－ C 方案易于實現(xiàn)，節(jié)省了一根導線，且保護電器可節(jié)省一極，降低設備的初期投資費用。 （ 2）、發(fā)生接地短路故障時，故障電流大，可采用一過流保護電器瞬時切斷電源，保證人員生命和財產(chǎn)安全。 缺點： （ 1）、線路中有單相負荷，或三相負荷不平衡，及電網(wǎng)中有諧波電流時，由于 PEN 中有電流，電氣設備的外殼和線路金屬套管間有壓降，對敏感性電子設備不 利。 （ 2）、 PEN 線中的電流在有爆炸危險的環(huán)境中會引起爆炸。 （ 3）、 PEN 線斷線或相線對地短路時，會呈現(xiàn)相當高的對地故障電壓，可能擴大事故范圍。 （ 4）、不能使用剩余電流保護裝置 RCD（由于檢測不出漏電流， RCD 會拒動），因此絕緣故障時，不能有效地對人身和設備進行保護。 21 圖 41 TNC 接地系統(tǒng) TNS 系統(tǒng) ： TNS 系統(tǒng) S—— separate（分開，指 PE 與 N 分開）即五線制系統(tǒng)，三根相線分別是L L L3，一根零線 N，一根保護線 PE，僅電力系統(tǒng)中性點一點接地， 用點設備的外露可導電部分直接接到 PE 線上， 如圖 42 所示 。 優(yōu)點： （ 1）、正常時 PE 線不通過負荷電流，適用于數(shù)據(jù)處理和精密電子儀器設備，也可用于爆炸危險場合。 （ 2）、民用建筑中，家用電器大都有單獨接地觸點的插頭，采用 TN－ S 系統(tǒng)，既方便，又安全。 （ 3）、如果回路阻抗太高或者電源短路容量較小，需采用剩余電流保護裝置 RCD 對人身安全和設備進行保護，防止火災危險。 缺點： （ 1）、由于增加了中性線，初期投資較高。 （ 2）、 TN－ S 系統(tǒng)相對地短路時，對地故障電壓較高。 22 圖 42 TNS 接地系統(tǒng)圖 TNCS 系統(tǒng) ： TNCS 系統(tǒng)，即四線半系統(tǒng)，在 TNC 系統(tǒng)的末端將 PEN 分開為 PE 線和 N 線，分開后不允許再合并， 如圖 43 所示 。 優(yōu)點： （ 1）、適用于工礦企業(yè)供電，前面 TN－ C 系統(tǒng)可滿足固定設備的需要，后端 TN－ S 系統(tǒng)可滿足對電位敏感的電子設備的需要。 （ 2）、民用建筑中，電源線路采用 TN－ C，進入建筑物后，采用 TN－ S 系統(tǒng)，可確保 TN－ S 系統(tǒng)的優(yōu)點。 圖 43 TNCS 接地系統(tǒng)圖 23 TT 接地系統(tǒng) ： 第一個 T 表示電力網(wǎng)的中性點是直接接 地系統(tǒng)；第二個 T 表示電力設備正常運行時不帶電的金屬外露可導電部分對地做直接的電氣連接，即保護接地系統(tǒng)。三根相線 L LL3，一根中性線 N 線，用電設備的外露部分采用各自的 PE 線直接接地， 如圖 44 所示 。 優(yōu)點： （ 1）、電氣設備的外殼與電源的接地無電氣聯(lián)系，適用于對電位敏感的數(shù)據(jù)處理設備和精密電子設備。 （ 2）、故障時對地故障電壓不會蔓延。 （ 3）、接地短路時，由于受電流接地電阻和電氣設備接地電阻的限制，短路電流較小，可減小危險。 缺點： （ 1）、短路電流小，發(fā)生短路時，短路電流保護裝置不會動作，易造成電 擊事故。 （ 2）、短路保護裝置的過電流保護不能提供絕緣故障保護，需采用剩余電流保護器 RCD進行人身和設備安全保護。 圖 44 TT 接地系統(tǒng) IT 系統(tǒng)： IT 即電力系統(tǒng)不接地或經(jīng)過高阻抗接地，三線制系統(tǒng)。三根相線 L L L3，用電設備的外露可導電部分采用各自的 PE 線接地， 如圖 45 所示 。 優(yōu)點： （ 1）、單相接地第一次故障時，故障電流小，可不切斷電源，警報設備報警，通過檢查線路消除故障，供電連續(xù)性較高，適用于大型電廠的廠用電和重要生產(chǎn)線用電。 24 （ 2）、可采用剩余電流保護器 （ RCD）進行人身和設備安全保護。 缺點：如果消除第一次故障前，又發(fā)生第二次故障，如不同相的接地短路，故障電流很大，非常危險，因此對一次故障探測報警設備的要求較高，以便及時消除和減少出現(xiàn)雙重故障的可能性，保證 IT 系統(tǒng)的可靠性。 圖 45 IT 接地系統(tǒng) 設計結果 （ 1）、本建筑物電氣保護接地采用 TNS 系統(tǒng)。 （ 2）、本建筑物的接地系統(tǒng)采用共同接地的方法，即工作接地、防雷接地、保護接地使