毕业设计（论文）-学生宿舍楼的电气设计

毕业设计题 目 学生宿舍楼的电气设计 学 院 专 业 班 级 学 生 学 号 指导教师 二一一年六月七日51- - 摘 要本次设计主要根据电气设计的原则、方法以及国家的各种规范对某一学校宿舍楼进行电气设计，使设计的宿舍楼安全可靠、技术先进、经济合理、维护管理方便，为学生营造了一个良好的休息环境和学习环境。设计主要包括强电设计和弱电设计两部分：通过光源选择的原则、灯具选择的原则，来设计光源与灯具；通过照度系数法和单位容量法，进行照度计算；通过负荷计算，进行空气开关、电线及电缆的整定计算；然后进行低压配电及强电布线设计，完成强电设计。通过包括电话系统、网络系统、电视系统在内的信息系统的设计以及包括安全防盗系统、应急照明、及消防系统在内的消防安全设计，完成弱电设计。以学生宿舍楼电气设计为毕业设计，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：照度计算；负荷计算；强电设计；弱电设计；综合布线ABSTRACTThis design mainly based on the electrical design principles, methods and the countrys various rules for a school dormitory building electrical design, which makes the design of the building safe and reliable, advanced technology, reasonable economy, maintenance is convenient for students to built a good rest environment and the learning environment. Design includes specialized in high design and low design two parts: through the light source selection principle, the principle of lamps and lanterns chooses to design the light source, with lamps and lanterns; Through the intensity of illumination coefficient method and the unit capacity, intensity of illumination calculation method; Through the load calculation, the air switch, wire and cable setting calculation; Then low-voltage distribution and specialized design, complete high wiring design. By including telephone system, network system, TV system, information system design and including anti-theft security systems, emergency lighting, and fire control system, fire control safety design, complete low design.As students electrical design for building the graduation design, the purpose is the design practice, comprehensive knowledge learning, link theory with practice and exercise independent analysis and solve building electrical design problem for future work ability, to lay the solid foundation. Key words：intensity of illumination calculation； load calculation,；high design； low design; integrated wiring 目 录摘 要IABSTRACTII1 前言11.1选题背景与意义11.1.1国内外研究现状11.1.2 选题的目的及意义11.2建筑概况11.3预期达到的效果22照明系统设计32.1 光源及灯具选择的原则32.1.1 光源选择的原则32.1.2灯具选择的原则52.1.3本设计光源与灯具的具体选择72.2照度计算82.2.1光通利用系数法82.2.2 单位容量法133 配电系统设计163.1 负荷等级及供电要求163.1.1负荷等级163.1.2供电要求163.2电气设备与导线及电缆的型号选择173.2.1电气设备的选型173.2.2电线及电缆的简介203.3负荷计算203.3.1计算负荷的介绍203.3.2 具体的负荷计算213.4配电系统图及平面布线图的设计263.4.1配电方式的选择263.4.2空气开关的整定计算273.4.3电线及电缆的整定计算273.4.4配电系统图的设计283.4.5强电布线图设计304防雷与接地系统的设计334.1建筑的防雷设计334.1.1建筑物的防雷分类334.1.2本宿舍楼的防雷设计344.2建筑物接地设计354.2.1建筑物接地354.2.2本建筑接地安全与等电位设计355弱电系统的设计385.1信息系统的设计385.1.1电话系统的设计385.1.2网络系统的设计395.1.3有线电视的设计405.2消防与安全防盗系统425.2.1火灾自动报警系统425.2.2应急照明设计445.2.3安全防盗系统46结 论48参 考 文 献49致 谢50附 录511 前言1.1选题背景与意义1.1.1国内外研究现状以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的一门跨学科的综合性的技术科学是现代民用建筑电气技术的定义，它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理，是现代建筑电气设计所要达到的要求。因此，在现代电气设计的要求下，随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、防雷与接地、通信、有线电视、网络等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。1.1.2 选题的目的及意义近年来，随着全国各个高校的扩大招生，学生宿舍楼是校园建筑的主要组成部分也如雨后春笋般出现。随着时代和科学技术的发展，学生公寓的电气设计其包含的内容也越来越多。学生能努力学习，圆满完成学业，与他们能够很好地睡眠休息是分不开的，校园生活区的学生公寓配电的设计就显得格外重要。学生不但可以舒适地休息，还可以方便、安全地使用各种电气设备，如照明灯具、空调、电扇、通讯、电脑网络等设备；教室是学生学习的主要场所，要提供完善的教学设施来进行教学，同时也要提供舒适的环境，因此，风扇、网络以及电视也就必不可少。通过该毕业设计，学生可综合应用所学照明设计技术、电气控制技术、供配电等技术，对校园生活区的学生宿舍和教室配电合理设计。学生不但可以舒适地休息，还可以方便、安全地使用各种电气设备。同时在设计一个学生宿舍楼建筑电气设计的过程中得到全面锻炼，为毕业走向工作岗位打下坚实基础。1.2建筑概况了解宿舍楼建筑布局: 该学生宿舍楼一共由七层构成，第一层和第二层是教室，第三层至第七层是宿舍。具体为：第一层由两间教室、一间值班室、一间配电室、卫生间以及两处楼梯和电梯构成；第二层由一间大教室、一间值班室、一间配电室、卫生间以及两处楼梯和电梯构成；第三层由十八间宿舍、一间值班室、走廊以及两处楼梯和电梯组成；第四层至第七层和第三层是相同的。该宿舍楼长39.6米，宽14.7米，高24.5米，总面积为近4081平方米。1.3预期达到的效果本宿舍楼属于民用建筑电气设计。民用建筑电气设计采用的技术标准和装备水平，应与工程在国民经济和公共生活中的地位、规模、功能要求及建筑环境设计相适应。认真考虑设备、材料的供应可能，以及施工安装和维护管理水平。并积极采取各项节能措施，应积极采取经实践证明行之有效的新技术、新理论、努力创造经济效益、社会效益和环境效益。除应符合以上规范外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定，如供配电系统设计规范、建筑照明设计标准、建筑防雷设计规范等。做到安全可靠、技术先进、经济合理、维护管理方便，并注意美观，使照明达到绿色照明的效果。从而使学生有一个良好的休息环境和学习环境。2照明系统设计2.1 光源及灯具选择的原则在照明系统的设计中，光源及灯具的选择占有重要的地位，通过选择合理的灯具及光源，合理计算它们的数量及型号，合理配置，给学生提供良好的学习及休息环境，同时注意响应国家节能的号召，从而达到绿色照明的效果。本节主要从光源及灯具的选择原则，按照国家建筑照明标准，选择本次设计中的光源及灯具。2.1.1 光源选择的原则常用的照明光源，按其发光机理可分为两大类：热辐射光源和气体放电光源。热辐射光源是利用物体被加热时辐射发光的原理所制造的光源，如白炽灯、卤钨灯即属此类；气体放电光源是利用气体放电时发光的原理所制造的光源，如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化灯均属此类。(1)白炽灯介绍白炽灯是第一代电光源的代表。其光谱能量为连续分布型，故显色性好。白炽灯具有结构简单，使用灵活，可调光，能瞬间点燃，无频闪现象，可在任意位置点燃，价格便宜等优点，所以仍是目前广泛使用的光源之一。但因其大部分为红外线，故光效很低。白炽灯按其结构和工艺等不同可分为相应的类型：普通型 其灯泡为一般透明玻璃壳，灯泡亮度较强。磨砂型 对玻璃壳表面进行了化学处理，降低了灯丝的亮度，使灯泡具有漫射光的性能。这种灯泡适用于灯罩为透明玻璃或无灯罩的装饰性材料。漫射型 乳白玻璃壳或玻璃壳表面涂以扩散良好的白色无机粉末，使灯泡亮度降低，并具有良好的漫射光性能。反射型 在灯泡玻璃壳内涂以反射膜，形成抛物线状的反射面，使光通向一定方向投射，500W反射性灯罩可获得5400lm的光通量。局部照明灯泡 额定电压为6、12、36V，其发光效率较220V灯泡提高约20%-30%。适用于移动式局部照明及安装高度较低、易碰撞或潮湿的场所 。 水下灯泡 在水下能承受25个大气压，用于喷泉、瀑布等作为水中装饰照明。（2）卤钨灯介绍卤钨灯是一种管状光源，它是在具有钨丝且耐高温的石英管中充以微量的卤化物，而利用钨卤的再生循环作用来提高发光效率的一种光源，卤钨灯具有的光谱能量为连续型，故显色性好。卤钨灯具有体积小、功率大、发光效率高、能瞬间点燃、可调光、无频闪效用、光通稳定和寿命长等特点。这种灯适用于面积较大、空间高的场所，其色温特别适用于电视转播摄像照明。其缺点是对电压波动较为敏感、灯管表面温度很高。（3）荧光灯荧光灯也是一种管状光源。它是一种低压汞蒸汽放电灯，简称荧光灯。是光源史上第二代光源的代表。它是汞蒸气放电时所发出紫外线激发管内壁的荧光粉而发光的。按其色温荧光灯有四种光色:日光色 其色温为6500K，与微阴的天空光色相似。白色 其色温约为4500K，与日出两小时后的太阳直射光相似。暖白色 其色温约为3000K，与白炽灯接近。三基色 该类灯的管壁分 蓝、绿、红三个狭窄区域，并分别涂有发光的三基色荧光粉，其色温与暖白色荧光灯接近。荧光灯比白炽灯有显著的优点 ，即光色好，特别是日光色荧光灯，其其光谱特性接近天然光的谱线，且光线柔和，温度较低，而发光效率比白炽灯高2-3倍，使用寿命长。它被广泛应用于进行精细作业、照度要求高或进行长时间的紧张视力工作的场所。荧光灯不适用于开关频繁的场所，因为频繁开关会使涂在灯丝上的发射物质很快耗尽，缩短了灯管的使用寿命。（4）钠灯在放电发光管内充油适量的汞和惰性气体氩和氙以外，并加入足够的纳，使其放电管内以纳的放电光为主，这种光源称为钠灯。视其放电管内气压不同分为低压钠灯和高压钠灯。电源电压偏移对高压钠灯的发光影响较显著，高压钠灯具有光效高，紫外线辐射小，透雾性好，可在任意位置点燃，耐震等优点，但显色性差。它广泛用于道路照明，当与其它光源混合后，可用于照度要求高的高大空间场所。(5)氙灯氙灯是一种灯管内充高纯度氙气的弧光放电灯，高压氙气放电时能产生很强的白光，其光谱接近太阳光，固有小太阳之称。它具有功率大，光色好，能瞬时启动，工作稳定，耐低温，耐高温和耐震等优点。但与其它气体放电灯相比，光效低、寿命短、价格较高、需采用触发器启动。因此，适用于大面积场所照明。氙灯在燃点时有较多的紫外线辐射，因此人不能长时间靠近。再作具体照明设计时，光源选择是重要的环节之一。设计时，应根据被照对象和场所对光源特性（即色调显色性频率和频闪效应等）的要求，选择照明光源。此外还有高压水银荧光灯、金属卤化物灯1。光源选择遵守的原则及国标：室内照明光源 室内照明一般采用白炽灯荧光灯或其它气体放电光源。在需要防电磁波干扰和频闪效应的场所，不宜选用气体放电光源。 有振动的场所光源 对于振动较大的场所，宜选用高压汞灯或高压钠灯。对于需要大面积照明且有高挂条件的场所，宜采用金属卤化物灯、高压钠灯或长弧氙灯。 对显色要求较高的场所 对于识别颜色较高的场所，宜采用显色指数较高的日光色荧光灯、白炽灯和卤钨灯。在同一场所内，当用一种光源不能满足光色要求时，可采用集中光源混合的方法解决。 高度较低房间，如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间宜采用细管径直管形荧光灯； 商店营业厅采用细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤灯； 高度较高的工业厂房，应按照生产使用要求，采用金属卤化物灯或高压钠灯，亦可采用大功率细管径荧光灯； 一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯； 一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯；在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过100W2。2.1.2灯具选择的原则(1)灯具由光源和控罩器（灯罩）组成，其作用时： 使光源发出的光通量按需要向某方向照射照射，以提高光源所发出的光通量的利用率； 保护视觉，避免或减轻高亮度的刺激，减少眩光； 保护灯泡或灯管面授机械损伤； 对房间据有一定的装饰效果。（2）根据照明场所的环境条件，分别选用下列灯具： 在潮湿的场所，应采用相应防护等级的防水灯具或带防水灯头的开敞式灯具； 在有腐蚀性气体或蒸汽的场所，宜采用防腐蚀密闭式灯具。若采用开敞式灯具，各部分应有防腐蚀或防水措施； 在高温场所，宜采用散热性能好、耐高温的灯具； 在有尘埃的场所，应按防尘的相应防护等级选择适宜的灯具； 在装有锻锤、大型桥式吊车等振动、摆动较大场所使用的灯具，应有防振脱落措施； 在易受机械损伤、光源自行脱落可能造成人员伤害或财物损失的场所使用的灯具，应有防护措施； 在有爆炸或火灾危险场所使用的灯具，应符合国家现行相关标准和规范的有关规定； 在有洁净要求的场所，应采用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具；在需防止紫外线照射的场所，应采用隔紫灯具或无紫光源。(2)根据安装方式的不同，灯具大致可以分为以下几类： 嵌入式灯具这种灯具适用于有吊顶的房间，灯具是嵌入在吊顶内安装的。这种灯具具良好的消除眩光的作用，在装修有吊顶的房间运用比较广泛。嵌入式灯具种类主要有圆格栅灯、方格栅灯、平方灯螺丝罩灯，嵌入式格栅荧光灯、嵌入式保护荧光灯等。嵌入式灯具主要分开启性和封闭型两大类。开启式荧光灯具，灯具与顶棚的明暗对比较大，是建筑化的照明，办公室应用比较广泛；色合式的长方形嵌入荧光灯，封闭型的避免了上灯的缺点，用于工作人员的房间比较多；方形封闭型嵌入灯，用于门厅走道的较多。 半嵌入式灯具将灯具的一般或一部分嵌入顶棚内，另一半或一部分露在顶棚外面，它介于吸顶式和嵌入式之间。这种安装方式消除眩光的作用不如嵌入式灯具好，但它适用于天棚吊顶深度不够的场所，在走廊等处应用较多。 壁式灯具把灯具安装在墙壁上庭柱上。主要用于局部照明、装饰照明和不适应在顶棚上安装灯具或没有天棚的场所。壁式灯具主要有筒式壁灯、夜间壁灯、镜前壁灯、门厅壁灯、安全指示壁灯等。 吸顶式灯具将灯具吸贴在顶棚面上，主要用于没有吊顶的房间内。吸顶式灯具的运用比较广泛，它的眩光抑制不如嵌入式灯具好，但整个房间和天棚表面是比较明亮的。吸顶装的发光带主要用于电子计算机房、变电站以及发光天棚；照控式荧光吸顶灯适用于照度要求较高的场所；封闭式带罩吸顶灯适用于照度要求不高的场所，它光线不刺眼，外形美观，但发光效率低；吸顶裸灯泡，它适用于普通的场所，如厕所、洗脸、间仓库等。悬吊式灯具悬吊式灯具是最普通的一种灯具安装方式，也是运用最广泛的一种。它主是利用吊链、吊管、吊灯线来吊装灯具，已达到不同的使用效果。带有反射罩的吊灯，配光曲线比较好，照度集中，适用于顶棚高的场所、教室、办公室、设计室。吊线灯，用于住宅卧室、休息室、小仓库、普通房间等的较多。管吊广照灯、深照灯适用于工厂厂房车间等高空间的房间。（3）按安装作用不同 自动应急照明灯具自动应急照明灯具适用于宾馆、饭店、医院、影剧院、大型商场、银行、邮电、地下室、会堂等公共场所和做应急照明之用，也可用于紧急疏散、安全防灾等重要场所。应急照明灯，均采用密封型镉镍电池作为电源，内部装有密封蓄电池、充放电转换装置、光源，有的生产厂家还在内部设有放音系统。 道路、广场式灯道路、广场式灯主要用作夜间的通行照明之用。道路灯有高杆球形路灯、高压汞灯路灯、双管荧光灯路灯、高压钠灯路灯、双腰鼓路灯等。道路照明路灯多使用高压钠灯、高压荧光汞灯等，目的是为车辆提供必要的的视觉信息，预防交通事故的发生，给司机和人们提供交通诱导的作用。广场灯用于车站前广场、机场前广场、公共汽车站广场、立交桥等，广场灯应根据广场的形状、使用特点来选择面积。 庭院式灯具庭院灯灯头或灯罩多数向上安装，灯管和灯架多数安装在、庭院地坪上，特别适用于公园、宾馆等场所。庭院灯有的安装在草坪里，有的依公园道路、树林曲折弯曲随弯设置，有一定的艺术效果3。2.1.3本设计光源与灯具的具体选择光源的选择学校照明的目的是为学校教育的视觉工作提供良好的光照环境，满足学生和教师的视觉作业的要求，保护视力，提高教学和学习效率。学校以白天教学为主，也应考虑晚上教学和自习活动。教室和宿舍除了自然光外，还要设置人工照明。细管荧光灯直管型，其光效高，光色好，亮度低，易满足亮度、均匀度的要求4。荧光灯不适用于开关频繁的场所，因为频繁开关会使涂在灯丝上的发射物质很快耗尽，缩短了灯管的使用寿命。而楼梯需要经常开关，因此不适合荧光灯，而白炽灯适用于开关频繁、照度要求不高且照明时间较短的场所，因此，楼梯处选择白炽灯。绿色照明是节约能源、保护环境，有益与提高人们生产工作学习效率和生活质量，保护身心健康的照明。在走廊、卫生间我们选择节能灯来实现照明。室内照明光源色表可按其相关色温分为三组，光源色表分组宜按表2.1确定。2.色表分组色表特征相关色温适用场所举例暖3500热加工车间、高照度场所表2.1 光源色表分组根据表2.1色温要求，在教室和宿舍以及值班室内选择中间色即白色荧光灯，在走廊及卫生间选择冷色调的节能灯，在楼梯选择普通型白炽灯。灯具的选择在一般亮度情况下，视力随亮度的增加而提高。当观察对象周围的亮度与中心亮度相等或周围亮度稍暗时视力最好。若周围比中心亮，则视力显著下降，这种现象称为眩光。在教室值班室时选用嵌入式格栅荧光灯，它具有良好的消除眩光的作用。没有吊顶的房间内，吸顶式灯具的运用比较广泛，它的眩光抑制不如嵌入式灯具好，但整个房间和天棚表面是比较明亮的，因此在宿舍内选择吸顶型灯具。吸顶裸灯泡，它适用于普通的场所，如厕所、走廊等。2.2照度计算2.2.1光通利用系数法（1）光通量（）光源在单位时间内，向周围空间辐射出使人眼产生感觉的能量，称为光通量。用符号表示，实用单位为流明（）,简称流。单位电功率所发出的流明数（）,称为发光效率。（2）发光强度（） 光源在某一特定方向上单位立体角（球面度）内辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度，简称光强，用符号I表示，单位为坎德拉（），简称坎。坎德拉是国际单位制的基本单位（旧称“烛光”，俗称“支光”）。对于向个方向均匀辐射光通量的光源，各方向的光强相等，其值为： （2.1）式中 光强， 通量， 立体角，或称球面角，它等于与之对应的球面面积S与球半径r的平方的比值，即： (2.2)（3）照度（E） 当光通量投射道物体表面时，可把物体表面照亮，而物体被照亮的程度，常用照度这个物理量来描述，其定义为： (2.3)式中 E照度，（勒克斯，简称勒）； S受光面积，m； 光通量。（4）利用系数 利用系数是指光通量的利用率，它用投射到被照射面上的光通量与房间内全部灯具的总光通量的比来表示，记做。换句话说，是投射到被照面上的光通量占总通量的百分数，即： = （2.4） 式中 投射到被照面上的光通量，； 每个灯具的光源的光通量, ； n灯具数量，个。（5）室形指数与室空间比 的大小，除与灯罩型式墙壁及顶棚的反射系数有关外，还与房间的特点有关。房间的形状特征常用“室形指数” 或“室空间比”来表示，分别记做i和RCR，其定义为： = (2.5) (2.6)式中 a房间宽度，m； b房间长度，m； S房间面积，m； H灯具计算高度，m。（6）照度补偿系数 灯具在使用期间，由于光源光通量的衰减灯具及房间表面的污染，会引起照度降低。在照明设计时需考虑照度降低的因素，因此常采用补偿的方法来保证实用时的照度要求，即用一个大于1的系数K来修正，K称为照度补偿系数，见表2.2：表2.2 照度补偿系数K值表序号环境污染特征生产车间和工作场所举例K值擦洗次数白炽灯荧光灯高压汞灯卤钨灯清洁仪器、仪表装配车间、实验室、办公室、设计室、电子元件装配车间1.31.21(续表)一般机械加工、装配车间、织布车间1.41.31污染严重锻工车间、铸工车间、碳化车间等1.51.42室外道路、堆场、施工工地1.41.41计算公式当已知利用系数和灯具的数量n、房间面积S和每盏灯的光通量后，便可由以下公式计算被照面上的平均照度： E= （2.7）式中 E平均照度，lx；其它符号意义同前。当已知、n、S和E求时，若E为平均照度，则：= （2.8）若E为照度标准规定的最低值，则： = （2.9）其中Z称为最低照度系数，它是照度均匀度D的倒数，即： （2.10）D= （2.11）在一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较，可有-10%10%的偏差。计算方法和步骤 按所确定的布灯方案对房间的室型指数进行计算； 确定光通利用系数；确定照度补偿系数K； 确定最小照度系数Z； 按照规定的最小照度，计算每盏灯或光源应具有的光通量，并求出房间内光源的总光通量； 由和来确定灯具数量n1。以第一层一间教室为例，具体计算方法如下：a=14.4(m ) b=14.7(m ) h=3.5(m ) S=ab=211.68()光通利用系数 =0.6 ，最小照度系数 z=1.29 ，照度补偿系数 K=1.3 ， 建筑照明设计规范规定的平均照度 E=300lx，取n为60 则计算光通量为：=2293.2（lm）取YZ40RR 40W 60根 为2400lm时E=313.9(lx)满足标准照度的-10%10%的偏差。利用系数法计算照度，适用于灯具均匀布置的一般照明及利用墙壁和天棚作为光线反射的场所，特别是室内反光性较好时，很适宜用此法。但分区照明、计算倾斜面或垂直面的照度，局部照明以及室外照明不宜采用此法。所以照度系数法是精确度很高的计算方法，只要满足国家建筑照明规范所规定的-10%10%的偏差，在理论上，是符合国家规范的，当然，同时要与实际相结合。同理，其他房间的照明的计算如上例所示，计算结果及所需要的参数值见表。利用光通系数法求得的第一层参数表见表2.3：表2.3 光通利用系数法第一层参数表名称a(m)b(m)S(m)kE(lx)n(盏)型号教室14.414.7211.681.30.630060YZ40RR 40W1814.7264.61.30.630072YZ40RR 40W卫生间3.66.322.681.30.51004URR-30 30W值班室213.67.561.30.23004YZ85RR 85W楼梯3.66.322.681.30.5304PZ-60 60W3.68.430241.30.4304PZ-60 60W台阶39.62.7106.921.40.2308URR-40 40W7.22719.441.40.2302URR-40 40W配电室3.63.211.661.30.22004YZ40RR 40W利用光通利用系数求的的第二层参数表见表2.4：表2.4 光通利用系数法第二层参数表名称a(m)b(m)S(m)kE(lx)n(盏)型号教室14.732.4476.281.30.6300132YZ40RR 40W卫生间3.66.322.681.30.51004URR-30 30W楼梯3.66.322.681.30.5304PZ-60 60W3.68.430.241.30.4304PZ-60 60W配电室3.63.211.661.30.22004YZ40RR 40W电梯前厅3.62.17.561.30.2752URR-30 30W走廊3.62.17.561.30.2752URR-30 30W第三层至第七层的房间配置是相同的，计算结果集所要的参数见表2.5：表2.5 光通利用系数法第三层至第七层参数表名称a(m)b(m)S(m)kE(lx)n(盏)型号 (续表)宿舍3.66.322.681.30.3752YZ60RR 60W宿舍内卫生间3.62.17.561.30.3752URR-30 30W楼梯3.66.322.681.30.5304PZ-60 60W368.430.241.30.4304PZ-60 60W楼管室3.63.211.521.30.3751YZ60RR 60W走廊362.183.161.30.25014URR-30 30W电梯前厅3.62.17.561.30.2752URR-30 30W2.2.2 单位容量法单位容量法，是从利用系数法演变来的一种计算平均照度的简化方法，在这里我们用它来作为一种辅助方法来验证光通利用系数法，它对于进行简单照明是非常有用的。具体的计算步骤如下所示：（1） 先选择照明光源和灯具；（2） 根据要求的照度，查表求的单位面积的安装功率；（3） 按照下式计算灯具数量，并与光通利用系数法的的结果进行比较。（4） (2.12) (2.13)式中 总安装容量，W；S房间面积，；满足最低照度时的单位面积安装容量，； 一套灯具的安装容量，；n规定照度下所需的灯具数，套5。以第一层一个教室为例：H=房间高度-工作面高度=3.5-0.75=2.75m面积S=211.68m 通过计算高度和房间面积查表得为11.5，则 =11.5*211.68=2434.32( ) n=2434.32/40=60.85(盏)取n为60，经验证与光通利用系数法大致相同。用单位容量法计算的第一层结果见表2.6：表2.6 单位容量法第一层参数表名称H（m）S(m)P(w)n(盏)教室2.75211.6811.5602.75264.611.573卫生间3.522.685.84值班室2.757.56304楼梯3.522.6812.443.530.2412.44台阶3.5106.923.083.519.445.12配电室3.511.66415.64第二层用单位容量法计算的结果见表2.7：表2.7 单位容量法第二层参数表名称H（m）S(m)P(w)n(盏)教室2.75476.2811.8134楼梯3.522.6812.443.530.2412.44配电室3.511.66415.64卫生间3.522.685.84电梯前厅3.57.5613.22走廊3.57.5613.22但三层至第七层的是相同的，见下表2.8表2.8 单位容量法第三层至第七层参数表名称H（m）S(m)P(w)n(盏)宿舍3.522.686.72宿舍内卫生间3.57.567.52楼管室3.511.529.81 （续表）走廊3.583.166.714楼梯3.522.6812.443.530.2412.44电梯前厅3.57.5613.22单位容量法只能根据房间面积，照明光源以及单位面积的安装功率粗略的得出一个灯具数，计算结果不是很精确，这里只是用它来进行大致的估算和检验，准确的结果应该参照光通利用系数法。3 配电系统设计3.1 负荷等级及供电要求3.1.1负荷等级根据供配电系统设计规范GB 50052-2009的规定，电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成的影响程度进行分级，并应符合下列规定：1符合下列情况之一时，应视为一级负荷（1） 中断供电将造成人身伤亡时；（2） 中断供电将在经济上造成重大损失时；（3） 中断供电将影响重要用电单位的正常工作。2 在一级负荷中，当中断供电将造成重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要的场所不允许中断供电的负荷，应视为一级负荷中特别重要的负荷。3 符合下列情况之一时，应视为二级负荷（1）中断供电将会造成经济上的较大损失；（2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作；4 不属于一级负荷和二级负荷的属于三级负荷本次设计用的土建基础图为学校里的一栋学生公寓，中断供电将会影响学生的正常学习和工作，因此本设计属于二级负荷6。3.1.2供电要求一级负荷的供电应由双重电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷供电，应满足下列要求：除应由双重电源供电外，应增设应急电源，不得将其它负荷接入应急供电系统，设备的应急供电时间，应满足设备允许中断的供电要求。 二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6KV及以上专用的架空线路供电。 各级负荷的备用电源设置可根据用电需要确定，备用电源必须与应急电源隔离。此外，根据文献对消防用电设备进行负荷等级划分，对于一类高层建筑的消防用电按一级负荷要求供电并且消防用电设备应采用专用的供电回路。疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志6。3.2电气设备与导线及电缆的型号选择3.2.1电气设备的选型1插座的整定计算这次设计用的插座主要分两种：一种是一般用的插座，主要用于学生电脑、手机等电器的供电，采用10A/250V单相两级及三级带开关插座；采用A6515型号；另一种是空调插座，采用16A/250V单相三级带开关插座，采用A6613型号。2风扇的选型这次设计中所需的风扇主要有两种：一种教室用，一种是宿舍用；教室用的风扇型号为FC-1200，扇长1200MM，功率65W；宿舍用的型号为吊扇FW40-F3，扇长380MM，功率为55W。3空调的选型空调的电功率的计算：空调电功率=制冷量/3空调制冷量=220*房间面积值班室的面积为S=7.56空调制冷量=220*7.56=1663.2W空调电功率=1663.2/3=544.4W一匹空调的制冷量为2500W，电功率为735W，因此选一匹的空调。4空气开关的选型自动开关又称自动空气断路器或自动空气开关。它属于一种能自动切断电路的故障的控制兼保护电器。自动空气开关按用途可分为：配电用空气开关、电动机保护用自动空气开关、照明用空气开关等；这里我们选用的是照明用空气开关。自动空气开关的选择包括额定电压、额定电流的确定：按线路的额定电压选择，自动空气开关的额定电压大于或等于线路的额定电压，即： （3.1）式中 -自动开关的额定电压，V； -线路额定电压，V。 按线路的额定电流选择，自动空气开关的额定电流大于或等于线路的额定电流，即： (3.2)式中 -自动开关的额定电流，V； -线路额定电流，V。过电流脱扣器的整定电流应大于线路的计算电流，即 (3.3)式中 -自动开关过电流脱扣器的动作整定电流，A； -线路计算电流，A； -可靠系数，取1.21。在这次设计中，选用下列型号的空气开关LG的空气开关的技术指标：机械寿命2500万次，电气寿命250万次，额定电流（AC440V基准）9A,12A,18A,22A,32A,40A,50A,65A,75A,85A,105A,120A,150A,180A,250A,300A,400A,630A,800A：操作圈线电压24,48,100,110,220,240,380,400,415,440,500,550V 380V/50HZ。LG具体型号GMC-9，GMC-12，GMC-18，GMC-22，GMC-32，GMC-40，GMC-50，GMC-65，GMC-75，GMC-85，GMC-100，GMC-125，GMC-150，GMC-180，GMC-220，GMC-300，GMC-400，GMC-600,6MC-800。5配电箱的选型配电箱是按照供电线路负荷的要求将各种低压电器设备构成的一个整体装置，并且具有一定功能的小型成套电气设备。配电箱的种类有很多，按其功能分，可分为电力配电箱、照明配电箱、计量箱和控制箱；按照结构可分为板式、箱式和落地式；按使用场所可分为户外式和户内式两种；按是否成型分为标准式和非标准式。在这次设计中我们使用的是照明配电箱，根据设计所需的自动空气开关的数量进行定制，因此属于非标准式1。XL（R）-20、XL-21型是新兴产品，XL系列型交流低压配电箱适用于冶金、矿山、煤炭、石油、化工、纺织、港口、车站等工矿企业，是交流50HZ，额定电压380V或660V的三相四线或五线制的低压配电系统中动力配电及照明之用。XL系列配电箱均采用国内自行设计的组件，结构紧凑，检修方便，线路方案可以灵活组合。配电箱除装有空气断路器作为短路保护外，还装有接触器和热继电器，箱前门可装操作按钮和指示灯等元件。XL系列动力配电箱系封闭式，外壳防护等级为IP20以上，产品符合GB7251及IEC60439-1等标准。总配电箱选择落地式，其他配电箱选用挂墙式，XL系列动力配电柜的参数见表3.1及基本外形尺寸见表3.2和表3.3，也可以根据用户要求设计加工其他尺寸产品表3.1 动力配电柜参数指标主电路额定电压（v）交流380辅助电路额定电压（v）交流380、220额定功率（HZ）50额定绝缘电压（v）660额定电流（A）落地式配电箱外形尺寸见表3.2：表3.2 落地式配电箱的外形尺寸长（mm）宽(mm)高(mm)长(mm)宽(mm)高(mm)长(mm)宽(mm)高(mm)130060030015006003501600700350130070035015006003501600700350140060030016006003501700600350140070035016006004501700600450本次设计总配电箱选择长1400（mm）宽600（mm）高300（mm）的落地式配电箱。表3.3 挂墙式配电箱的外形尺寸长（mm）宽（mm）高（mm）长（mm）宽（mm）高（mm）长（mm）宽（mm）高（mm）250200140400300140600400200300250140400300200600400230300250180500400140600400250300250200500400200600500140本设计总配电箱选择长300（mm）宽250（mm）高140（mm）。6电表的选型在宿舍楼内，选用插卡电表，学校供电管理部门根据学生实际情况设置学生的最大用电负荷。当实际用电负荷超过设置值时，停止供电。这样做，一方面有利于统一管理学生的用电情况，另一方面有利于防止学生浪费电，节约电能。电表的型号有很多，在这里选用DDSY825型号的电表，这一系列的参数有很多，具体参数指标如下表3.4：表3.4 DDSY825电表参数指标额定电压（V）标定电流（A）额定最大电流（A）220520220104022015602202080220301003.2.2电线及电缆的简介在配电线路中，使用的导线主要有。导线我们应按照类型及截面来选。在选择电线和电缆时，我们应遵循以下原则。（1） 按使用环境及敷设方式选择：在选择电线和电缆的型号时，应根据具体的环境特征及线路的敷设方式来确定。（2） 按发热条件选择：当电流通过各种导线时，由于导线发热，引起温度升高，从而损坏绝缘，因此，对于截面一定的导体和绝缘材料不同的导线，规定了允许电流，称为允许载流量。因此，在选择导线截面时，必须使其允许载流量大于或等于线路的计算电流值。各种电线、电缆的种类主要有裸导线、橡皮绝缘导线、塑料绝缘导线、塑料绝缘软导线、通用橡套电缆、控制电缆等7。本次设计中我们选用的导线是聚氯乙烯绝缘导线，BV铜芯聚氯乙烯绝缘电线，长期允许温度65，最低温度-15，工作电压交流500V，直流1000V，固定敷设于室内、外，可明敷也可暗敷。本次设计选用的电缆为VLV聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 敷设在室内、隧道及管道中，电缆不能承受压力和机械外力作用，需要穿钢管和硬质塑料管。3.3负荷计算3.3.1计算负荷的介绍计算负荷的概念供电系统在正常情况下可靠地运行，则其中每一个元件（包括变压器、开关设备、导线、电缆等）都必须进行正确的选择。除了满足工作电压的要求以外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。所谓计算负荷，就是按发热条件选择供电系统中的电气设备的一个假定负荷，计算负荷产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应相等。根据计算负荷产生选择导体（导线、电缆）及电器，则以计算负荷持续运行时，导体及电器的最高温升不会超过允许值。计算公式首先按最大负荷（有功负荷）相所接的单相设备容量乘以3求的等效的三相设备容量，即： =3 (3.4) (3.5)然后按 (3.6) (3.7) (3.8)求得等效的三相计算负荷8。3.3.2 具体的负荷计算以第一层一间教室为例：这间教室配电一共分为9路：WL1支路：荧光灯18*40W，荧光灯的损耗系数=0.2，同时系数=1，按将功率因数提高到cos0.9计算，则：灯具设备容量 =36*40*（1+0.2）=864(W)计算负荷 1*864=864(W)计算电流 =864/(220*0.9)=4.36(A) 第二支路和第一支路相等；WL3支路：荧光灯12*40W，荧光灯的损耗系数=0.2，同时系数=1，按将功率因数提高到cos0.9计算，则：灯具设备容量 =12*40*（1+0.2）