建筑供配电与照明设计说明书

建筑环境与设备工程

（暖通方向）

《建筑供配电及照明》

课程设计

设计题目：锦江花园五区1#楼建筑电气设计

指导教师：王亚杰

班级：建环1241班

姓名：

学号：

日期： 15年07月

能源动力工程学院建筑电气与智能化教研室

课程设计成绩评定表

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

一．设计题目 (2)

二．原始资料 (2)

三．课程设计的目的与要求 (2)

四．建筑概况 (2)

五．课程设计内容 (2)

1．设计任务 (2)

2．设计依据 (3)

3．设计方案 (3)

六．课程设计步骤 (3)

1．灯具选择和照度计算 (7)

2．灯具布置 (7)

3．灯具安装 (7)

4．插座布置 (7)

5．插座安装 (8)

6．配电箱设计 (9)

7．导线截面积的选择 (9)

8．防雷系统的设计 (10)

9．接地系统的设计 (11)

谢辞 (15)

参考文献 (16)

摘要

本论文主要阐述了锦江花园五区1号楼建筑电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论。主要内容包括：低压配电系统；照明系统及防雷接地系统的设计，其中包括负荷计算、照度计算等、电力负荷的计算；进行导线及电气设备的选择与确定

本次设计完成图纸共8幅，其中照明供配系统图2幅，各层照明平面图2幅，各层插座平面图2幅，屋面防雷平面图1幅，防雷接地及等电位联结平面图1幅，绘图采用AUTOCAD，天正电气软件绘制。

本办公楼电气设计为课程设计，其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。

关键词：

照度，插座，导线，防雷，接地

一、设计题目

锦江花园五区1#楼建筑电气设计

二、原始资料

1.‘建筑平面图；

2．《建筑供配电及照明》课程设计任务书；

3．《建筑供配电及照明》课程设计指导书；

三、课程设计的目的与要求

通过《建筑供配电及照明》课程设计，使学生初步熟悉建筑电气工程方案的确定，掌握设计程序和设计原则，掌握设计方法和步骤，提高学生查阅和运用设计资料、手册、产品样本的能力。初步具备电力负荷计算和电气设备选择的能力，掌握绘图技术及绘图标准，提高施工图的绘图能力及编写设计说明书能力。

四、建筑概况

该住宅楼共六层，分三单元，一梯三户，一楼为门市，结构形式为异型框架结构，桩型基础，所有混凝土梁、板、柱均为现浇。负荷等级为三级，防雷等级为三级。

五、课程设计内容

1．设计任务

多层住宅的电气设计或多层办公楼的电气设计。范围有照明、插座、防雷、等电位连接与接地保护等。

2．设计依据

建筑平面图设计土建图、国家相关规范、规程、标准；《建筑供配电及照明》课程设计任务书；《建筑供配电及照明》课程设计任务书等。

3．设计方案

在满足建筑物的使用功能要求的前提下，合理的选择、布置配电箱、灯具、开关、插座等用电设备。并根据建筑供配电的安全、可靠、经济、灵活的原则；根据低压用电设备、线路保护的原理设计供配电方案。

（1）电源可采用TN-C-S供电系统（380/220伏），从东侧或北侧采用直埋恺装电缆敷设方式进户为宜。

（2）住宅每户用电量可按相关资料确定，每户设独立计量电能表，多表计

量配电箱，可设在每一单元一层楼梯间，每户应在客厅中设开关箱。

（3）住宅每户至少应设照明回路；厨房插座；卫生间插座；客厅及卧室；

客厅空调插座回路等5个回路。

六、设计步骤

1．灯具选择和照度计算

根据房间的功能和要求进行灯具选择和照度计算（需要系数法或单位面积安

装容量法）。该住宅楼客厅、居室选用普通荧光灯H 型和单U 型紧凑型荧光灯—

功率为JYH18，光通量为1200lm 。厨房、卫生间等需要设置防水灯本设计选用

普通荧光灯环形和U 型型号，光通量为1800 lm 和1100lm 。楼梯间为节能需要

选择声控白炽灯。

该工程为普通住宅楼利用系数和维护系数分别选0.71和0.8。

参考《建筑电气》136页表6-7住宅建筑照明的照度标准值规定：客厅 100lx 、

卧室 75lx 、 厨房 150lx 、 卫生间100lx 、餐厅150lx 、楼梯50lx 。

根据选用的标准照度计算出需要的灯具套数

av E A N UK

φ= 式中 av E ——选用的标准照度lx ；

φ——光源的光通量，lm ；

N ——光源数量；

U ——利用系数；

A ——工作面面积；

K ——灯具的维护系数。

平均照度的计算通常应用利用系数法，该方法考虑了由光源直接投射到工作

面上的光通量和经过室内表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。利用系数

法适用于灯具均匀布置、墙和天棚反射系数较高、空间无大型设备遮挡的室内一

般照明，但也适用于灯具均匀布置的室外照明，该方法计算比较准确。

利用系数法：

（1）、应用利用系数法计算平均照度的基本公式 A

UK N E av φ= 式中 av E ——工作面上的平均照度，lx ；

φ——光源的光通量，lm ；

N ——光源数量；

U ——利用系数；

A ——工作面面积；

K ——灯具的维护系数。

（3）、室内空间的表示方式

室内空间的划分如图3-1所示。

室空间比

()b

l b l h RCR r ?+?=5 上式中：

l ——室长，m ；

b ——室宽，m ；

c h ——顶棚空间高，m ；

r h ——室空间高，m ；

f h ——地板空间高，m 。

计算举例

选取该设计中201客厅进行举例计算

房间长7.26米，宽3.21米，高3.0米，工作面高度取0.75，选用普通荧

光灯JYH18，光通量为2900lm 。要求的照度为100lx 。

顶棚反射比c ρ=0.7，墙反射比r ρ=0.5，桌面反射比f ρ=0.1，工作面计算高度

f h =0.75m 。

1)计算室空间比：

根据室空间比公式计算

2）按表3-2选取灯具维护系数，客厅采用荧光灯，维护系数K=0.8

灯具的利用系数取0.71

UK

A E N AV φ= 灯数取整，同时结合灯具布置的均匀对称性，取N=2

计算实际的平均照度值

A

UK N E av φ= 实际照度值经计算得101.53x ， 大于选定的标准照度且相差不大。

各类型房间照度计算表格如下，同类型房间不予以重复计算。

根据得出的灯具套数计算房间的实际平均照度。并与选定的标准照度相比

较，若小于标准照度应重新选择灯具型号—功率及光通量。

2.灯具布置

根据各房间的用途和面积，确定灯具、开关插座和照明配电箱的位置。要做到：照明灯具布置合理，选型正确，控制方便，且满足照度要求。

插座在建筑中起着非常重要的作用，通常布置插座是参照建筑专业提供的家具布置图，但是，将来的住户并不一定按照建筑师给他安排的方案来布置家具，因此，有些插座设计时是合理的，而使用时却很不方便。设计时不要单以建筑专业提供的图纸来安排插座，而是尽量多安排一些插座，。插座全部设置为二孔三孔插座，在比较潮湿的地方应加上防潮盖。

3.灯具的安装

所有灯具一律吸顶安装，安装高度为3.0米。

4.插座的布置

插座在建筑中起着非常重要的作用，通常布置插座是参照建筑专业提供的家具布置图，但是，将来的住户并不一定按照建筑师给他安排的方案来布置家具，因此，有些插座设计时是合理的，而使用时却很不方便。设计时不要单以建筑专业提供的图纸来安排插座，而是尽量多安排一些插座，。插座全部设置为二孔三孔插座，在比较潮湿的地方应加上防潮盖。

⑴当插座为单独回路时，数量不宜超过10个（组）。

⑵当灯具和插座混为一路过，其中插座数量不宜超过5个（组）。

⑶插座应由单独的回路配电，并且一个房间内的插座由同一路配电。

⑷在潮湿房间（住宅中的厨房除外）内，不允许装设一般插座，但设置有安全隔

离变压器的插座可除外。

⑸备用电源、疏散照明的回路上不应设置插座。

5．插座的安装

依据《通用用电设备配电设计规范》GB 50055-93，插座的型式和安装高度，应根据其使用条件和周围环境确定：

⑴对于不同电压等级，应采用与其相应电压等级的插座，该电压等级的插座不应

被其他电压等级的插头插入。

⑵需要连接带接地线的日用电器的插座，必须带接地孔。

⑶对于插拔插头时触电危险性大的日用电器，宜采用带开关能切断电源的插座。

⑷在潮湿场所，应采用密封式或保护式插座，安装高度距地不应低于1．5m。

⑸在儿童专用的活动场所，应采用安全型插座。

⑹住宅内插座，若安装高度距地1．8m及以上时，可采用一般型插座；低于1．8m 时，应采用安全型插座。

具体设计如下：

（1）客厅、居室的插座数目：客厅有空调一插座、四个其他用插座；厨房一个抽油烟机插座、三个其他用插座；餐厅一个电冰箱插座；主卧室一个空调插座、三个其他用插座；卧室三个插座；卫生间一个洗衣机插座、两个其他用插座。（2）插座应有质量监督管理部门认定的质量检测标志，壳体应使用阻燃的工程塑料，不能使用普通塑料和金属材料。

（3）插头、插座的额定电流应大于被控负荷电流，以免接入过大负载因发热而烧坏或引起短路事故。

（4）电源引线与插头的连接入口处，应用压板压住导线，切忌直接进入插头内接线柱（螺丝）。

（5）插座宜固定安装，切忌吊挂使用。插座吊挂回使电线受摆动，造成压板螺丝松动，并使插头与插座接触不良。

（6）安装在居室的插座离地面的高度应不低于0.3m。

（7）对于单相双线或三线的插座，接线时必须按照左中性线、右相（火）线，上接地的方法进行，与所有电器的三线插座配合。

（8）空调、排烟风机、烘手机等功率较大和需接地的家用电器，应使用单独安装的专用插座，不能与其他电器公用一个多联插座。

（1）客厅、主居室安装的插座距地0.3m。在靠近窗的墙上距地1.8m设置壁挂空调插座。

（3）厨房内插座应根据建筑设计的布置、电器设备的摆放位置进行设置，以供电炊具、抽油烟机、冰箱用电之需。应设置冰箱插座（距地1.8m）、抽油烟机插座（距地1.8m）、燃气热水器排气扇插座（带开关，距地1.8m）、电饭煲插座（带

开关，距地1.0-1.4m），其中燃气热水器排气扇插座为以前未考虑到的加装防潮盖。

（4）卫生间内应设烘手机专用的插座。插座均为防溅型，插座（带开关，距地1.8m），均加装防潮盖。

6.配电箱的设计

1.固定式配电箱的下底与地面的垂直距离应大于1.3m，小于1.5m。取1.5m。

2.断路器的选择

自动空气断路器选择的一般要求：

（1）自动空气断路器的额定电压≥线路的额定电压

（2）自动空气断路器的额定电流≥线路的计算负荷电流

（3）自动空气断路器的脱扣器整定电流≥线路的计算负荷电流

（4）自动空气断路器的极限通断能力≥线路的最大短路电流

（5）自动空气断路器的欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压

根据计算总配电箱的断路器选为TCL系列TIM1型，额定电流为160A，脱扣器整定电流为125A；分配电箱中断路器选为TCL系列TIM1型，额定电流为125A，脱扣器整定电流为80A；单个照明回路的断路器选为TIB1型，额定电流为63A，脱扣器电流为16A；空调系统单个回路的断路器选为TIB1型，额定电流为63A，脱扣器电流为25A；插座单个回路的断路器选为TIB1型，额定电流为63A，脱扣器电流为20A。

雷电是大气层中的一种自然放电现象。雷击的发生可能引起建筑物或设备的严重破坏。高层建筑高度很高，落雷容易，发生雷害危险性更大，故在设计高层建筑时，具备有效的避雷设施，从人员安全和建筑物保护来说都是极为重要的。

7．选择导线截面积

选择导线截面积的方法很多有发热条件法、允许电压损失法、机械强度法、经济电流密度法、经济电流投资法等。由于民用建筑主要由低压供配电线路供电，所以导线截面的选择主要用发热条件计算法。

电流通过导线时，要产生电能损耗，使导线发热，，若绝缘导线和电缆的温度过高时，可使绝缘损坏，甚至引起火灾。当裸导线的温度过高时会使其接头处的氧化加剧，增大接触电阻，使之进一步氧化，如此恶性循环，可发展到断线。

因此规定了不同材料的绝缘导线的允许载流量在这个允许载流量范围内运行，导

线的升温不会超过允许值。按发热条件选择导线截面积就是要求计算电流不超过

正常运行时的允许载流量

z c I I

根据计算电流由《建筑电气》附录3选出整定电流，根据整定电流选出导线

截面积。

8．防雷系统的设计

一级防雷的建筑物：

⑴凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、人工品等大量爆炸物质的建

筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。

⑵具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。

⑶具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破

坏和人身伤亡者。

⑷超高建筑物，如40层及以上的住宅建筑，建筑高度超过100米的其他民

用以及一般工业建筑物。

二级防雷的建筑物：

⑴国家级重点文物保护的建筑物。

⑵ 国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国

宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。

⑶国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电

子设备的建筑物。

⑷制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造

成巨大破坏和人身伤亡者。

⑸高层建筑物，如19层及以上的住宅和高度超过50米的其他民用和一般

工业建筑物。

三级防雷的建筑物：

⑴省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。

⑵10至18层的普通住宅。建筑物高度不超过50米的教学楼和普通的旅馆、办

公楼、科研楼、图书馆、档案楼和省级以下的邮政楼等。

⑶预计雷击次数大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

建筑物的防雷设计，应认真调查地质、地貌、气象、环境等条件和雷电活动规律，以及被保护物的特点等，因地制宜地采取防雷措施，做到安全可靠、技术先进、经济合理。

（一）本建筑物年预计雷击次数应按下式确定

N=kN g A e

式中N----建筑物预计雷击次数，次/a；

k----校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水漏处、土山顶部、山谷风口处的建筑物，及特别潮湿的建筑物取1.5；

----建筑物所处地区雷击大地的年平均密度，次/（km2*a）；

N

g

----与建筑物截收相同雷击次数的等效面积，km2。

A

e

第三级防雷建筑物的防雷措施

⑴防止直击雷的措施

①一般在建筑物易受雷击部位装设避雷针或避雷带。

建筑物易受雷击的部位是：

a)平面屋及坡度不大于1/10的屋面―――屋角、女儿墙、屋檐。

b)坡度大于1/10、小于1/2的屋面―――屋角、檐角、屋脊、屋檐；

c)坡度不大于1/2的屋面―――屋角、屋脊、檐角。

②采用避雷带时，屋面任何一点距避雷带应不大于10米。当有3条及以上平行避雷带时，每隔30～40米处将平行的避雷带进行连接；

③当采用避雷针时，单针的保护范围可按60度计算。多支避雷针两针间的距离不宜大于30米，并应符合下列要求：

D≤15h 5-1 式中 D――两针间的距离（米）；

h――避雷针的有效高度，即避雷针突出建筑物的高度（米）。

④自30米以上，每3层沿建筑物四周设避雷带。

⑤自30米以上的金属栏杆、金属门窗等较大的金属物体，应与防雷装置连接。

⑥周长超过40米的建筑物，引下线一般不少于2根，其间距不大于24米，在技术上处理有困难时，允许放宽到34米。

9．接地系统的设计

在供配电系统中，接地是一个与运行和安全紧密相关的概念。所谓接地，指金属物体与“地”的直接接触。供配电系统中，为保证系统的正常与运行安全，需设置专门的接地装置，接地装置包括接地体和接地线。

接地分类

1.保护性接地

（1）防雷接地。

将雷击瞬间大电流倒入大地泄放,防止雷电对人体及物体造成伤害。

（2）保护接地。

短路、绝缘损坏、漏电流过大将使正常的不带电的电气设备外露可导电部分异常带电。将此异常电压、泄露电流接地，防止电击人身，亦称防电击接地。（3）防静电接地。

（4）放电蚀接地。

2.功能接地

（1）工作接地。

（2）屏蔽接地。

（3）逻辑接地。

（4）信号接地。

接地方式中，尽量利用自然接地，仅以人工接地为补充。、

不同的系统在20m的距离内彼此间的干扰影响仍存在。故从技术、经济两方面出发，均推荐采用“共用接地”，此时接地阻值取最小者。

低压配电网的保护接地系统

低压系统接地制式按配电系统和电气设备接地的不同组合分类，可分为TN、TT、IT三种形式。本工程采用了TN系统。

等电位连接

1. 原理

电位差是造成人身电击，电气火灾，电气、电子设备损伤的重要原因。将电气装置各外露可导电部分、装置外导电部分及可能带电金属体做电气连接，降低甚至消除电位差，保持人身、设备安全。虽然这种连接仅在发生故障时才通过部分故障电流，平时不流通电流，但电气连接的牢靠性要求很高。这一点在施工中及时维修时尤应注意。

2. 分类

在建筑电气工程中，常见的等电位联结措施有三种，即总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结，其中局部等电位联结是辅助等电位连接的一种扩展。这三者在原理上都是相同的，不同之处在于作用范围和工程作法。

⑴总等电位联结（MEB）

在发生接地故障时，在接地体周围有电位分布的区域内，接地体与用电设备的金属外壳存在的接低电压，如果将建筑物的电气装置的外露导电部分、其他外露的导电物与安全接地体系进行电气连接，则可以使电气装置的外露导电部分和其他外露的导电体的点位基本相等，有效地降低接触电压，这就是总等电位联结的概念。

在建筑物电源进线处，将PE或PEN干线与电气装置的接地干线、建筑物金属物体及各种金属管道（水、暖通、空调、燃气管道）相互进行电气连接，使彼此电位相等，简称MEB。此接线端子排往往孤立于进线配电箱，另设一处或另装一个箱内。

⑵局部等电位联结（LEB）

按《低压配电设计规范》（GB50054-1995）规定，采用接地故障保护时，在建筑物内应作总等电位联结。而当电气装置或某一部分的接地故障保护不能满足规定要求时，尚应在局部范围内做局部等电位联结。

局部等电位联结一般是在浴室、游泳池、医院手术室等特别危险的场所，发生电气事件危险性较大，要求更低的接触电压，在这些局部范围内有多个辅助等电位联结才能达到要求，这种联结称为局部等电位联结。一般局部等电位联结也有一个端子板或者成环形。简单地说，局部等电位联结可以看成是在局部范围内的总等电位联结。

⑶辅助等电位联结（SEB）

辅助等电位联结一般是电气装置的某部分接地故障保护不能满足切断回路的时间要求时，作辅助等电位联结，把两导电部分之间联结后能满足降低接触电压。

辅助等电位联结既可直接用于降低接触电压，又可作为总等电位联结的一个补充进一步降低接触电压。

远离总箱，非常潮湿，触电危险高的区域（如浴室、游泳池）作的辅助、补充等等电位连接，简称LEB。辅助等电位端子排有设于分配电箱内的，也有单独另外设置的。

3. 本工程接地系统

本工程采用TN-C-S系统，接地种类为低压配电设备工作接地，保护接地，防雷保护接地，以上几种接地采用联合接地方式，共用接地，接地电阻R≤1Ω。

接地装置置桩基础及地梁内钢筋做接地装置，全部地梁钢筋应与柱内钢筋做接地装置，基础钢筋做可靠焊接，形成电器通路。使全部基础钢筋形成一个接地网。

电源进线电缆PE芯与接地系统连接形成重复接地。

接地电阻施工后若达不到设计要求，应补打接地极，以满足设计要求。

在电源进线处，基础构造柱内（-0.7以下）焊接引出一接地板，并与（40×4）接地扁钢连接至一层总等电位端子箱（配电箱下端），在引至配电箱PE线进行重复接地。

在电源进线处做总等电位联结，卫生间等潮湿场所，需做局部等电位联结，具体施工详见《等电位联结安装》标准图集《97SD567》。

谢辞

经过了一周的努力，建筑电气课程设计终于结束了，这次设计不仅巩固复习了这学期学的《建筑电气》课程，更让我学会了结合理论与实际。为以后的毕业设计打下了基础。

实践是检验真理的唯一标准，当然也是检验学习成果的标准。通过这次设计使我懂得了怎样把知识与实践相结合。设计过程中，经常会遇到自己学习时觉得简单但真要动手时却无从下手的情况，揭露出了自己的不足，通过和同学们探讨，自己查阅资料和老师的指导让自己的知识点连成了面。在设计过程中，对本专业有了更深的认识，并且熟练的掌握了AutoCAD ，天正电气软件进行绘图，而且能够读懂一般的电气施工图。这次的设计让我有了一个进步的机会，一个学习的机会，我在这次设计中获益良多：不仅熟悉了建筑电气工程方案的确定，掌握设计程序和设计原则，掌握设计方法和步骤，还提高了提高查阅和运用设计资料、手册、产品样本的能力。

这次设计得益于老师的耐心指导和同学们的热心帮助，在此，我诚挚的感谢他们。

参考文献

（1）《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T 16-92中国建筑工业出版社

（2）《电气设备手册（上、中、下册）》黎文安中国水利水电出版社 2007年

（3）《21世纪建筑电气设计手册（上、下册）》朱林根中国建筑工业出版社

（4）《电气制图电气图形符号应用示例图册》 (中国标准出版社)

（5）《全国民用建筑工程设计技术措施-电气》中国建筑标准设计研究院2003年

（6）《低压配电设计规范》 GB50054-95中国建筑工业出版社

（7）《供配电系统设计规范》 GB50052-95中国建筑工业出版社

（8）《电力工程电缆设计规范》 GB50217-94中国建筑工业出版社

（9）《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94中国建筑工业出版社