【導(dǎo)讀】通過本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目要達(dá)到以下目標(biāo)：。掌握建筑電氣設(shè)計(jì)的基本思路和計(jì)算方法；熟練運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)查詢相關(guān)廠家產(chǎn)品、規(guī)范；綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決本專業(yè)實(shí)際問題，深化提高知識水平?？偨ㄖ娣e，建筑高度為，為學(xué)校標(biāo)志性建筑。建筑耐火等級為二。提供一套完整的建筑施工圖，以此為條件圖進(jìn)行建筑電氣施工圖設(shè)計(jì)。1）220/380V配電系統(tǒng)；3)建筑物防雷、接地系統(tǒng)及安全措施；求結(jié)合區(qū)域供電條件、學(xué)校用電管理及節(jié)約用電需求、學(xué)校安全保衛(wèi)需要等客觀情況，合理確定工程設(shè)計(jì)方案。第四周至十四周繪制施工圖，整理計(jì)算書，準(zhǔn)備答辯。本設(shè)計(jì)主要包括強(qiáng)電和弱電兩部分設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 的，插座負(fù)荷按其額定功率計(jì)算；未知使用設(shè)備的，每出線口按 100W計(jì)算。需要連接帶接地線的日用電氣的插座時，必須帶接地孔 ； （ 6） 在選擇照明配電干線和分支線時，應(yīng)采用銅芯絕緣電線或電纜，分支線截面不應(yīng)小于 。照明系統(tǒng)中，中性線截面宜與相線相同，不同回路的線路不應(yīng)穿在同一根管呢。在進(jìn)行照明系統(tǒng)布線時，管內(nèi)導(dǎo)線總數(shù)不應(yīng)多于 8根 ； （ 7） 照明系統(tǒng)中，每一單項(xiàng)回路不宜超過 16A，電源電壓偏差較大的回路應(yīng)優(yōu)先選用電磁式漏電斷路器 ； （ 8） 公共建筑和工業(yè)建筑的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照 明，宜采用集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區(qū)、分組控制措施。居住建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明，除應(yīng)急照明外，宜采用節(jié)能自熄開關(guān)。備用照明作為正常照明的一部分同時使用時，其配電線路及控制開關(guān)應(yīng)分開裝設(shè) ； （ 9） 照明配電設(shè)備的選擇主要包括配電柜、配電箱。配電柜一般設(shè)在層配電室或電井里。各層配電箱一般選擇嵌入式與掛墻式兩種結(jié)構(gòu)。配電柜和配電箱應(yīng)帶主低壓斷路器以加強(qiáng)管理。 配電系統(tǒng)形式 （ 1）樹干式 特點(diǎn)是從供電點(diǎn)引出的每條可連接幾個用電設(shè)備或配電箱。樹干式配電系統(tǒng)比放射式系統(tǒng)線路的總長 度小 ,也就是可以節(jié)約有色金屬 ,比較經(jīng)濟(jì)；供電點(diǎn)的回路數(shù)量較少 ,配電設(shè)備也相應(yīng)減少 ,配電線路安裝費(fèi)用也相應(yīng)減少。存在缺點(diǎn)是干線發(fā)生故障時影響范圍大 ,供電可靠性較差 ,相比較導(dǎo)線截面積較大。這種配電方式在用電設(shè)備較少 ,且供電線路較長時經(jīng)常使用。 （ 2）放射式 特點(diǎn)是配電線故障互不影響 ,供電可靠性較高 ,配電設(shè)備集中 ,檢修比較方便；缺點(diǎn)是系統(tǒng)靈活性較差 ,導(dǎo)線消耗量較多。這種配電方式經(jīng)常用在設(shè)備容量大、負(fù)荷集中或重要的用電設(shè)備，需要集中連鎖起動、停車的設(shè)備，以及有腐蝕性介質(zhì)和爆炸危險等場所不宜配電及保護(hù)起動設(shè)備放在現(xiàn)場者。 （ 3）環(huán)形系統(tǒng) 環(huán)形系統(tǒng)運(yùn)行時都是開環(huán)的放射式線路，提高了供電的可靠性，當(dāng)一回路故障或檢修山西大學(xué)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 時，可以將該線路與電源斷開，而該處的負(fù)荷仍可得到供電。 （ 4）鏈?zhǔn)? 特點(diǎn)與樹干式有相似之處，這種供電形式適用與距配電柜較遠(yuǎn)而彼此相距又較近的不重要的容量較小用電設(shè)備，這種方式連接的用電設(shè)備宜在五臺以下， 總功 率在 10KW以內(nèi)。 供配電的負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的方法及選用原則 （ 1） 計(jì)算方法 : 用電負(fù)荷的計(jì)算方法有“需要系數(shù)法”、“利用系數(shù)法”和“二項(xiàng)式法”等多種。 1）需要系數(shù)法 : 用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法比較簡單，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。 2）用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均）利用系數(shù)法 : 采用利負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷。這種方法的理論依據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因而計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際，但因利 用系數(shù)實(shí)測與統(tǒng)計(jì)較難，在民用建筑電氣中一般不用。 3）二項(xiàng)式法 : 在設(shè)備組容量之和的基礎(chǔ)上，考慮若干容量最大設(shè)備的影響，采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和法計(jì)算負(fù)荷。 （ 2）選取負(fù)荷計(jì)算方法的一般性原則 : 1）在方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法；在初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法；對于住宅，在設(shè)計(jì)的各個階段均可采用單位指標(biāo)法； 2）用電設(shè)備臺數(shù)較多，各臺設(shè)備容量相差不懸殊時，宜采用需用系數(shù)法，一般用于干線、配變電所的負(fù)荷計(jì)算； 3）用電設(shè)備臺數(shù)少，各臺設(shè)備容量相差懸殊時，宜采用二項(xiàng)式法，一般用于之干線和配電（屏）箱的負(fù)荷計(jì)算。 由于需用系數(shù)法比較便利，因而廣泛使用，低壓母線上的負(fù)荷計(jì)算多采用需用系數(shù)法。 （ 3）需用系數(shù)公式 : Pjs=KcPe (41) Sjs＝ Pjs／ cosφ (42) Ijs=Sjs／ Un (43) Ijs=Sjs／ Un (44) 式中： Pjs——有功計(jì)算負(fù)荷， kW Kc——需用系數(shù) Pe——用電設(shè)備的總?cè)萘浚?kW Sjs——視在計(jì)算負(fù)荷， kVA Ijs——計(jì)算電流， A cosφ——用電設(shè)備功率因數(shù)正弦值 Un——用電設(shè)備額定電壓， V 負(fù)荷計(jì)算的主要內(nèi)容 (1) 求計(jì)算負(fù)荷，也稱需用負(fù)荷 : 目的是為了合理的選擇供配電系統(tǒng)各級電壓供電網(wǎng)絡(luò)、變壓器容量和電器設(shè)備型號等。 (2) 求尖峰電流 : 用于計(jì)算電壓波動、電壓損失、選擇熔斷器和保護(hù)元件等。 (3) 求平均負(fù)荷 : 用來計(jì)算配電系統(tǒng)中電能需要量、電能損耗和選擇無功補(bǔ)償裝置等。 本工程負(fù)荷計(jì)算 本工程為標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)樓，采用需用系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。設(shè)計(jì)中需用系數(shù)取 Kx=，功山西大學(xué)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 率補(bǔ)償因數(shù) ?cos =。由此可算出每戶額定功率和額定電流。 計(jì)算電流 ： jsP = xK *eP （ 45） jsI = jsP /（ 3 *U * ?cos ） （ 46） 式中 : jsI ——計(jì)算電流 (A) jsP ——有功計(jì)算負(fù)荷 (W) U——額 定線 電壓 (V) ?cos ——功率 補(bǔ)償 因 數(shù) 例：本教學(xué)樓的配電柜的 WL1 回路負(fù)荷是 99kW，所以， 由（ 45），（ 46）得 計(jì)算電流 Ijs= A 同理，用此方法可算出其它配電箱的電流。具體參見設(shè)計(jì)圖紙系統(tǒng)圖。 本工程的負(fù)荷配電情況 在本工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)負(fù)荷等級的分類， 屬于規(guī)范規(guī)定的三級負(fù)荷。 三級負(fù)荷對供電無特殊要求，采用單回路供電，但應(yīng)使配電系統(tǒng)簡潔可靠，盡量減少配電級數(shù)，低壓配電級數(shù)一般不宜超過四級。且應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下，盡量減少電壓偏差和電壓波動。 （ 1）本工程由室外變電室引來一路電源。電源引入一層的低壓配電室。 （ 2）功率因數(shù)補(bǔ)償：無功補(bǔ)償在變配電室低壓側(cè)作補(bǔ)償，功率因數(shù)補(bǔ)償至 。 （ 3）供電方式：本工程采用放射式與樹干式相結(jié)合的供電方式；消防負(fù)荷等重要負(fù)荷采用放射式供電，對于照明及一般負(fù)荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式。 （ 4）照明配電：照明、插座均設(shè)保護(hù)（ PE）線， 分別由不同的支路供電；所有插座回路均設(shè)漏電斷路器保護(hù)，漏電動作電流 30mA,漏電動作時間小于 。安裝高度小于等于。照明根據(jù)建設(shè)方要求只預(yù)留燈口。采用節(jié)能電感鎮(zhèn)流器的熒光燈采用就地補(bǔ)償，補(bǔ)償后的功率因數(shù)為 。 （ 5）消防配電：消防用電設(shè)備采用單獨(dú)的供電回路，并當(dāng)發(fā)生火災(zāi)切斷生產(chǎn)、生活用電時，應(yīng)仍能保證消防用電，其配電設(shè)備要求設(shè)有明顯標(biāo)志。消防用電設(shè)備的過載保護(hù)只 報警，不跳閘。消防用電設(shè)備的應(yīng)急電源配電裝置宜與照明電源配電裝置分開設(shè)置；當(dāng)與照明電源并列布置時，其分界處應(yīng) 設(shè)防火隔斷。 (6）低壓保護(hù)裝置：普通負(fù)荷低壓主進(jìn)線斷路器設(shè)過載長延時、短路瞬時保護(hù)脫扣器，消防負(fù)荷低壓主進(jìn)線斷路器設(shè)過載長延時、短路短延時保護(hù)脫扣器，其他低壓斷路器設(shè)過載長延時、短路瞬時脫扣器；部分回路設(shè)分勵脫扣器，這些回路既可以在自動互投時，卸載部分負(fù)荷，防止變壓器過載，又可以在火災(zāi)時，切斷火災(zāi)場所非消防設(shè)備電源。 本幢教學(xué)樓供配電系統(tǒng)見圖 41。 山西大學(xué)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 圖 41 教學(xué)樓低壓配電系統(tǒng)圖 山西大學(xué)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 5 防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 隨著人們生活水平的不斷提高，安全意識已經(jīng)做到足夠的精細(xì)，但是在經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的今天，人們的生活還是受到了許多情況的制約，其中包括能源，環(huán)境。其中還存在著許多不安全的因素 ， 天災(zāi)和人禍。人為因素則可以避免人禍的出現(xiàn)，而天災(zāi)則是我們不能夠避免的，我們所能做的只能是預(yù)防到位。自古至今人們始終在和自然災(zāi)害 做 著強(qiáng)力的斗爭，其中主要是對于雷電的防護(hù)。 隨著樓房的高度 不斷的上升對防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 也越來越引起人們的重視。 防雷分類 雷電的破壞作用主要是雷電流引起的：一是雷直擊在建筑物上生成的熱效應(yīng)作用和電動力作用，二是雷電流產(chǎn)生的靜電感應(yīng)作用和電磁感應(yīng)作用。 按規(guī)范規(guī)定，通常需要防雷的民用建筑物劃分為第二或第三類防雷建筑物，無第一類防雷建筑物。 （ 1）預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于 次 /a 的辦公樓、教學(xué)樓等一般性民用建筑物應(yīng)劃分為第二類防雷建筑物； （ 2）預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于 次 /a ，且小于或等于 次 /a 的辦公樓、教學(xué)樓等一般性民用建筑物應(yīng)劃為第三類防雷建筑物； （ 3）此外，在平均雷暴日大于 15d/a 的地區(qū)。高度在 15m 及以上的煙窗、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 及以上的煙窗、水塔等孤立的高聳建筑物也劃為第三類防雷建筑物。 雷擊次數(shù)計(jì)算 年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)方法 （ 1）建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)應(yīng)按下式確定 （ 51） 式中 : N —— 建筑物預(yù)計(jì)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(yīng)值：位于曠野孤立的建筑物取 2；金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)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、地下水漏處、土山頂部、山谷風(fēng)口處的建筑物，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 /（ ）； Ag ——與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積， 2km 。 （ 2）雷擊大地的年平均密度應(yīng)按下式確定 Ng = Td （ 52） 式中： Td ——年平均雷暴日，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_、站資料確定，經(jīng)查數(shù)據(jù)得知太原當(dāng)?shù)啬昶骄妆┤諡?。 （ 3）本建筑物高度 H 小于 100m 時，其每邊的擴(kuò)大寬度的等效面積應(yīng)按下式計(jì)算確定 （ 53） （ 54） eg AkNN?akm?2? ?200D H H??????? )200()(2[ HHWLLWA e 610)]200( ???H山西大學(xué)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 式中： D——建筑物每邊的擴(kuò)大寬度， m； L、 W、 H——分別為建筑物的長、寬、高， m。 本工程年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)的計(jì)算 L=， W=， H=， k=1， Td=（太原） Ng = = = 次 /（ akm2 ） = N=1= 次 /a 所以本工程屬于三類防雷建筑。 防雷 的措施 本工程屬于三類防雷建筑，根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 5005794 的規(guī)定，第三類防雷建筑物的防雷措施： （ 1） 第三類防雷建筑物防直擊雷的措施，宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng) (帶 )或避雷針或由這兩種混合組成的接閃器。避雷網(wǎng) (帶 )應(yīng)沿屋角、屋背、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)。并應(yīng)在整個屋面組成不大于 20m20m 或 24ml6m 的網(wǎng)格 。 平屋面的建筑物，當(dāng)其寬度不大于 20m 時，可僅沿網(wǎng)邊敷設(shè)一圈避雷帶 ； （ 2） 每根引下線的沖擊接地電阻不宜大于 30Ω，但 對有特 殊 規(guī)定的建筑物則不宜大于10Ω。其接地裝置宜與電氣設(shè)備等接地裝置共用。防雷的接地裝置宜與埋地金屬管道相連。當(dāng)不共用、不相連時，兩者間在地中的距離不應(yīng)小于 2m。 在共用接地裝置與埋地金屬管道相連的情況下，接地裝置宜圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體 ； （ 3） 建筑物宜利用鋼筋混凝土屋面板、梁、柱和基礎(chǔ)的鋼筋作為接閃器、引下線和接地裝置 。宜 利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋網(wǎng)作為接地體時，在周圍地面以下距地面不小于 ； （ 4） 引下線不應(yīng)少于兩根，但周長不超過 25m 且高度不超過 40m 的建筑物可只設(shè)一根引下線。引下線應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于 25m。當(dāng)僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時，可按跨度設(shè)引下線，但引下線的平均間距不應(yīng)大于 25m； （ 5） 防雷電波侵人的措施，應(yīng)符合下列要求： 1） 對電纜進(jìn)出線，