建筑电气设计文献综述

锦园5#的建筑电气设计

摘要：本文主要阐述了锦园小区5#建筑电气设计的内容，其内容包括变、配电系统；插座系统设计；照明配电系统；防雷接地系统；电话系统；有线电视系统；宽带接入网系统；闭路电视保安监视系统；可视对讲系统。多样的系统设计为小区提供了安全便捷的管理方式,即减少了工作量又使得工作效率大大提高。

1. 前言

随着建筑技术的迅速发展和现代化建筑的出现，建筑电气已发展成为以近代物理学、电磁学、电子学、光学、声学等理论为基础的应用于建筑工程领域的一门新兴学科，成为现代电气科学领域的一个重要组成部分。我国社会经济体制改革及技术经济的迅速发展，国民经济得到了快速发展，个人消费水平不断提高，刺激了居住建筑与人民环境建设向更大跨度和更高水平迈进。现代建筑的不断发展，同时也使建筑电气设计达到了一个新的高度。

2. 设计依据

(1)《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008

(2)《建筑照明设计标准》GB50034-2004

(3)《供配电系统设计规范》GB50052-95

(4)《建筑物防雷设计规范》GB50057-94

(5)《低压配电设计规范》 GB50054-95

(6)《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2009)

(7)《住宅设计规范》（GB50096～1999）（2003）

(8)《建筑电气常用数据》04DX101-1

3. 设计内容

3.1负荷等级及供电要求

3.1.1 负荷等级的分类

不同的电力负荷，其重要程度是不同的。重要的负荷对供电可靠性的要求高，反之则低。因此电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响的程度进行分级，并针对不同负荷等级确定其对供电电源的要求。可分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。

1. 一级负荷

1)中断供电将造成人身伤亡时。

2)中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。

3)中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常供电。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。

2.二级负荷

1)中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。

2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱。

3.三级负荷

不属于一级和二级负荷的负荷者为三级负荷。

3.1.2 供电要求

对于供电要求有如下规定：

1.一级负荷的供电应由两个电源供电，当一个电源发生故障而中断供电时，另一个电源应不致同时受到损坏，而应能承担本用户的全部一级负荷设备的供电。当一级负荷设备容量在200KW以上或有高压用电设备时，应采用两个电压等级相同的高压电源供电。当需双电源供电的用电设备容量在100KW及以下，又难于从地区电力网取得第二电源时，宜从邻近单位取得第二低压电源或用柴油发电机组作为备用电源。对于特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源（如应急柴油发电机），并且该电源严禁接入其他负荷。

2.二级负荷的供电宜由两个回路供电，其第二回路可来自地区电力网或邻近单位，可用自备柴油发电机组，且供电系统应做到当电力变压器或线路发生故障时，不致中断供电或中断供电能够及时恢复。当负荷较小或地区变电条件困难时，可由一路6KV及以上专用的架空线路供电，或采用两根电缆供电，其每根电缆应能承担全部二级负荷。

3.三级负荷对供电无特殊要求，采用单回路供电，但应使配电系统简洁可靠，尽量减少配电级数，低压配电级数一般不宜超过四级。

3.2 负荷计算

负荷计算一般采用需要系数法。

用电设备功率乘以需要系数和同时系数（一般可取K∑=0.9），便可直接求出计算负荷。这种方法比较简单、应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。需要系数值是在一定的范围内按统计方法来确定的，它的准确性对负荷计算有重要的意义，可从许多文献中查表得到。但是，需要系数表中给出的只能是推荐值，这就要求设计者根据设计经验和具体情况从中选取一个比较恰当的值。一般来说，当用电设备组的设备台数多时选取较小值，否则选取较大值；设备使用率高时选取较大值，否则选取较小值。

（1）用电设备组的有功、无功和视在计算负荷：

配电干线或变电所的有功、无功和视在计算负荷：

又有，每层配电箱有功功率：

计算电流为：

式中 W--------------------单位面积功率（W/㎡）

S --------------------供电面积（㎡）

--------------------同时系数

-------------------需要系数

Q--------------------用电设备组无功功率(KVA)

P--------------------用电设备组有功功率(W)

底层有商业设施的多层住宅，住户与商业设施宜分别引入电源并设置电源进线开关，商业设施的电度表宜安装在各核算单位，或集中安装在公共电表箱内。

多层住宅的垂直干线，宜采用三相供电系统。每户宜采用单相配电方式。

多层住宅的配电系统宜按下列原则设计：

——采用树干式或分区树干式系统，向各层配电小间或配电箱供电；

——采用放射式或与树干式相结合的系统，由层配电小间或配电箱向本层各住户分配电箱配电

3.3 插座系统设计

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。在比较潮湿的地方应加上防潮盖。

3.3.1一般规定

（1）当插座为单独回路时，数量不宜超过10个（组）。

（2）当灯具和插座混为一路过，其中插座数量不宜超过5个（组）。

（3）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。

（4）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插座可除外。

（5）备用电源、疏散照明的回路上不应设置插座。

3.3.2插座的布置

（1）卧室。卧室除有窗户外的三面墙上均设置插座，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

（2）厨房。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。

（3）卫生间。卫生间内应设吹风机专用的插座。插座均为防溅型，插座（带开关，距地1.8m），均加装防潮盖。

3.4 照明配电系统

3.4.1照明设计原则

电气照明是建筑物内外人工环境的重要组成部分，它的基本功能是在自然光不足时，为人们进行各种活动提供视觉的必要条件，而且对人的生理、心理健康具有重要影响，所以电气照明设计应满足家庭生活的需求，并且要确保用电安全。

照明的方式和种类：工作场所均应设置正常照明。正常照明是电气照明设计中的主要内容。在正常照明因故障熄灭后，对需要确保正常工作或活动继续进行的场所，当装备用照明。在正常照明因故障熄灭后，对需要确保处于危险之中的人员安全的场所，应装设安全照明。在正常照明因故障熄灭后，在事故情况下为确保人员安全撤离的出口和通道，应装设疏散照明。

3.4.2平均照度计算

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

NU

EKZS F 式（1） 式中 av E ——工作面上的平均照度，lx ；

F ——光源的光通量，lm ；

N ——光源数量；

U ——利用系数；

S ——工作面面积；

K ——灯具的维护系数。

E ——光照度。

3.5 防雷接地系统

3.5.1建筑物的防雷等级

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，会造成巨大坡坏和人身伤亡者。

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。

本建筑物年预计雷击次数应按下式确定

N=K*Ng*Ag

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；

Ng----建筑物所处地区雷击大地的年平均密度，次/（km2*a ）；

Ag----与建筑物截收相同雷击次数的等效面积，km2。

雷击大地的年平均密度应按下式确定

Ng=0.024Td1.3

式中Td----年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定，d/a 。

建筑物等效面积Ae 应为其实际面积向外扩大后的面积。建筑物高度小于100米时，其每边的扩大宽度的等效面积应按下式计算确定

()200D H H =-

()()()6220020010A LW L W H H H H e π??????

-=++-+- 式中 D----建筑物每边的扩大宽度，m;

L 、W 、H----分别为建筑物的长宽高，m;

3.5.2一般的防雷措施

⑴各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵人的措施。

⑵第一类防雷建筑物和一些所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷电感应的措施。

⑶装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其它设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位连接。

3.5.3防雷设计

本建筑防雷等级为三级，避雷采用避雷带暗埋敷设的方式主要防直击雷。屋顶用-40×4镀锌扁钢作避雷带，利用柱内对角两根主筋通长焊接做防雷引下线。凡高出屋面的金属构件及金属物体应就近与避雷带焊接，竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。

3.5.4接地设计

本建筑利用建筑物基础地梁钢筋网作接地装置，重复接地与防雷接地共用接地装置。利用基础中的钢筋作为接地体，周边沿基础梁通长焊接成环路，中间沿柱网通长焊接成网格，接地钢筋网与柱内两根防雷引下线主筋焊接。建筑物内做等电位连接，采用TN-C-S系统保护接地方式。

在建筑物四角处外侧柱上距地1.8m处预埋P-1板作为测试点用于测试接地电阻。接地电阻值不大于1欧姆, 基础完工后, 应实测接地电阻值,当接地电阻满足不了要求时，在距离建筑物3M以外打人工接地体以满足接地要求。进出建筑物的各种管道及电气设备的各种接地保护，电缆的金属外皮，保护钢管等应在进出处与总等电位箱连接，与中性线绝缘，竖直敷设的金属管道及金属物体的顶端和底端应于接地装置可靠连接。

等电位联结：各层结构梁，板，柱及剪力墙主筋可靠焊接，所有金属门窗，栏杆等，引入，引出建筑物的金属管道均与防雷接地系统焊接。淋浴间，卫生间内给排水金属管道，采暖管道散热器及所有金属构件均作局部等电位联结。电保护：所有用电电气设备的外漏可导电部分与装置外可导电部分作接地保护。相三孔插座的接地端均与保护接地线PE线可靠连接，并装设漏电开关保护，漏电动作电流为30mA。系统作等电位连接，在一楼的楼道内安装一总等电位端子箱，把所有进户线（如有线电视等）及建筑物的金属构件与总等电位连接端子箱连接。在卫生间内应设局部等电位端子箱，设在洗手盆侧墙上，底边距地0.5m，所有铁件、金属管线等应与等电位端子箱连接。总等电位端子箱与基础接地系统用40×4镀锌扁钢良好焊接；总等电位端子箱与总等电位端子箱之间用40×4镀锌扁钢良好焊接；局部等电位端子箱与基础接地系

统用40×4镀锌扁钢良好焊接。

3.5.5引下线

引下线宜采用圆钢或扁钢，宜优先采用圆钢。圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm2，其厚度不应小于4mm。当烟囱上的引下线采用圆钢时，其直径不应小于12mm；采用扁钢时，其截面不应小于100mm,FML=25-31-1>，厚度不应小于4mm。引下线应沿建筑物外墙明敷，并经最短路径接地；建筑艺术要求较高者可暗敷，但其圆钢直径不应小于10mm，扁钢截面不应小于80mm。建筑物的消防梯、钢柱等金属构件宜作为引下线，但其各部件之间均应连成电气通路。采用多根引下线时，宜在各引下线上于距地面0.3m至1.8m之间装设断接卡。

3.5.6接地装置

⑴垂直埋没的接地体

⑵水平接地体和联接条

⑶对伸长形接地体，在计算冲击接地电阻时，接地体的有效长度应按下

⑷为了降低跨步电压，防直击雷的接地装置距建筑物入口及人行道不应小于3米。当小于3米时应采取下列措施之一：

①水平接地体局部埋深不小于1米。

②水平接地体局部包以绝缘物（例如50～80毫米厚的沥青层）。

③采用沥青碎石地面或在接地装置上面敷设50～80毫米厚的沥青层，其宽度应超过接地装置2米。

4 小结

本次的文献综述内容主要是对小区的建筑电气设计系统的一个概述，简要说明了应该做些什么系统的设计，在查阅了大量的资料后的一个总结，也是对这段时间的工作的一个汇报。并对一些规范和国标有了初步的了解，对以后的毕设做一个铺设。小区的建筑电气设计主要是对供配电、插座系统、照明系统、防雷接地系统等的一个设计。对这些系统的初步了解可以确定以后电气设计的方向，对之后的毕设起一个带头作用。从对电气设计的迷茫到初步的认知，有老师的指导同学的帮助，更重要的还是自己的理解，收获的是实践知识，本次的文献综述对之后的毕设奠定了良好的基础

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参考文献

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[8]范同顺.建筑配电与照明.北京.高等教育出版社.2004