办公楼的电气设计毕业设计

本论文主要阐述了某小型体育交流中心各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论。本论文共包括四章内容，可分为六个部分：绪论、配电系统设计、照明系统设计、防雷接地系统设计、火灾自动报警及消防联动控制系统、弱点系统设计

绪论部分包括：建筑电气概况，本设计的内容及设计原则等。

配电系统设计部分包括：配电方案，电力系统相关内容，负荷计算等。

照明系统设计部分包括：光源选择、灯具选择、照度选择、照明方式选择，一般照明与应急照明，相关计算等。

防雷接地系统设计部分包括：建筑物防雷措施

火灾自动报警及消防联动控制系统部分包括：火灾自动报警系统、消防联动控制系统等

弱点系统设计部分包括：有线电视系统、综合布线系统等

本体育交流中心电气工程设计为毕业设计，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电气设计问题的能力，为以后的工作奠定坚实的基础。

关键词 电气 负荷计算 报警系统

目 录

1 绪论 .............................................................

建筑电气概况 .................................................... 设计原则 ....................................................... 设计内容 ....................................................... 2 配电系统设计 .......................................................

负荷等级及配电要求 ...............................................

负荷等级分类 ................................................ 供电要求 ................................................... 负荷计算 ........................................................ 导线选择 .......................................................

电缆选择原则 ................................................ 选择结果 ................................................... 配电方式 ....................................................... 3 照明系统设计 .......................................................

总则 .......................................................... 照明光源选择 .................................................... 照度和照明方式选择 .............................................. 应急照明 .......................................................

应急照明分类 ................................................ 应急照明灯具选择 ............................................ 应急照明灯具布置 ............................................ 应急灯具控制方式 ............................................ 设计结果 ...................................................

4 防雷接地系统设计 ...................................................

建筑物的防雷措施 ................................................

一般规定 ................................................... 第二类防雷建筑物的防雷措施 .................................... 本建筑防雷接地系统设计结果 ........................................

防直击雷 ................................................... 防侧击感应雷 ................................................ 接地系统 ...................................................

5 火灾自动报警及消防联动控制系统 .......................................

总则 ..........................................................

火灾自动报警系统 ................................................

火灾探测器 ................................................. 手动火灾报警按钮 ............................................ 消防广播 ................................................... 消防电话 ................................................... 压力开关、水流指示器和信号阀 .................................. 消防联动控制系统 ................................................

消防控制设备对消防系统或设备应有以下控制显示功能 .................. 消防联动控制系统设计结果 ..................................... 线路的铺设 .................................................

6 弱电系统设计 .......................................................

有线电视系统 ....................................................

前端系统 ................................................... 分配系统 ...................................................

线路敷设 .................................................. 综合布线系统 ....................................................

概念 ...................................................... 综合布线的特点 .............................................. 综合布线系统组成 ............................................ 综合布线设计目标 ............................................ 综合布线系统总体设计结果 .....................................

结 论 .............................................................. 谢 辞 .............................................................. 参考文献 ............................................................

1 绪论

建筑电气概况

现代民用建筑电气技术是以电能、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电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。

随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、有线电视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。

建筑电气设计是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。

设计原则

本次设计是对某小型体育交流中心的电气工程设计。

本工程概况：体育交流中心，高米 ,地上五层，第一层作为商场，二到十三层作为办公用，顶层为电梯层。按“高规”划分，属一类高层建筑。设计需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。此次设计的目的是通过对该办公楼的各个系统的设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国建筑电气行业有关方针政策，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。

设计内容

本论文主要阐述了该办公楼各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论等。论文共包括六大章内容，前四章主要包括绪论及强电部分设计，第五、六章主要包括弱电部分及消防设计。

（１）第二章为低压配电系统，主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求，负荷计算以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等，并用单位容量法进行了负荷计算，确定各个系统照明负荷的容量、计算电流，以此选择出了断路器，导线。并依据文献[１１]对负荷进行了分类，针对不同级别负荷及负荷大小采取了不同的配电方式，同时对动力设备进行了负荷计算，配电箱设计，本部分设计出图８幅，包括配电系统图，配电平面图。

（２）第三章为照明系统，主要说明光源、灯具选择，照度计算，一般照明及应急照明等内容，并依据文献[1、2]等用单位容量法进行照度计算，选择出各个房间合适的灯具数量，同时依据文献[３、７、８、９］进行应急照明设计，按照供电半径不超过３０米的原则进行了照明平面设计，设计出各个供电回路及相对应的配电箱，本部分设计出图７幅，为各层照明平面图及照明负荷配电箱平面图。

（３）第四章为防雷接地系统，主要说明对直击雷、侧击雷、雷电感应等的防护以及接地系统的方式及具体要求等内容，并依据文献［４、５］结合本建筑特点，做了防直击雷 、侧击雷、感应雷设计及接地系统设计，本部分设计出图２幅，为防雷平面图和接地平面图。

（４）第五章为火灾自动报警与联动控制系统，它又可分为两大部分，第一部分为火灾报警系统，主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的选择原则、方法、布置位置等内容，并通过计算结合利用保护半径作辅助线的方法确定出各场所所需的探测器数量，确保保护无死区，同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作；第二部分为联动控制部分，主要说明对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯等的控制等内容，并对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯的控制做出了具体设计，确保发生火灾后相关水泵能启动，风机能按要求投入或退出，非消防电源能自动切断，电梯实现回归地层，对重要设备能在控制室手动控制。本章设计出图７幅，为火灾报警及消防联动控制系统图，各楼层消防平面图。

（５）第六章为弱电系统，它又可分五大部分，第一部分为有线电视系统，主要说明系统组成及线路敷设等内容，本次设计仅设计了分配系统及线路敷设等内容，前端信号直接从

市区有线电视网引入；第二部分为公共广播系统，主要说明系统组成，主要功能，功放选择等，本部分设计与第四章消防广播相结合，按层分区，实现分区广播，并依据文献［８、９］计算选择功率放大器的台数和功率；第三部分为闭路电视监控系统，主要对闭路电视监控系统的组成、要求等作了简要的说明，本次设计考虑本工程特点仅采用定点监控，并带硬盘录像，控制室设置有电视墙进行监视；第四部分为综合布线系统，简要阐述了综合布线的概念，设计目标以及本次设计的原则等，本次设计按１０m2一个双点考虑，依据各个房间面积确定各工作区点数，最终确定该楼信息点共１６４６点，语音点共５５１点，水平子系统采用超５类UTP和普通语音线，垂直子系统采用多模光纤和大对数电缆；第五部分为弱电系统线路的敷设，本次设计弱电系统电井内走桥架，各楼层内穿线槽或钢管敷设。本章设计出图共９幅，３幅弱电系统图，６幅弱电平面图。

2 配电系统设计

负荷等级及配电要求

2.1.1 负荷等级分类

电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。 一级负荷

（１）中断供电将造成人身伤亡者。 （２）中断供电将造成重大政治影响者。 （３）中断供电将造成重大经济损失者。

（４）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。

对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。

二极负荷

（１）中断供电将造成较大政治影响者。 （２）中断供电将造成较大经济损失者。 （３）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。 三级负荷

不属于一级和二级的电力负荷。 2.1.2 供电要求

根据文献［１］

（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时，另一个电源应不致同时受到损坏”。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电，可以采用两路高压供电，但当供电不能满足要求时，应设自备发电机，故可以采用一路高压电源加一路备用电源---应急柴油发电机组供电，当一级负荷容量较大时，应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供电，除了必须采用两路高压外，还必须设置应急电源（应急柴油发电机），并且该电源中严禁接入其他负荷。

（２）二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”，即当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源（柴油发电机组），但当负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6KV及以上专用架空线供电。

（３）三级负荷对供电无特殊要求。

此外，根据文献［７、８］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。火灾事故照明和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。

本工程为一类高层建筑，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明等消防设备及普通电梯、消防电梯、生活水泵按一级负荷，采用双电源供电，从附近两变电

站引入两回路，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。其它动力设备、照明用电为三级负荷。

负荷计算

负荷计算一般采用需要系数法。 照明负荷计算：采用单位面积功率法

每层配电箱有功PeWS （）

kxPe计算电流: Ij （）

3803cos用电设备组计算负荷： PkxPe （） QPtg （） SP2Q2 （） 配电干线计算负荷 PcktP （） QcktQ （）

ScPcQc （）

ScIj （）

380322 式中 W------------------单位面积功率（W/m2） S------------------ 供电面积（m） kt------------------同时系数 kx------------------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）

例如对配电箱AL0-1负荷计算，地下层W=30W/m2 ,供电面积S=m2,kx1, 则总有功功率 PkxPe=kxWS=1*30*=10179W

2考虑到实际配电箱容量多是三的倍数，故P取12KW，有较大余量， 计算电流 IjkxPe3803cos=

12*1033803*0.8=23A

断路器整定值选32A，导线选取与断路器相配合，可选YJV5*10，其载流量大于 32 A。

又如,对配电箱ALO负荷计算，有功功率为分配电箱之和，P=27KW,则 无功功率 QPtg==

视在功率 SP2Q2=

kxPe计算电流 Ij=51A

3803cos断路器整定值选63A,导线选YJV5*16，其载流量大于63A

又如，对照明负荷干线3负荷计算 有功功率 PcktP=1*(78+69*3)=228KW 无功功率 QcktQ=1*（+*3）*=171KVA 视在功率 ScPcQc=285KVA

Sc计算电流 Ij=433A

3803 断路器整定值选为450A,选线YJV4*240+1*120

本工程应急照明负荷主要是一些灯具，蓄电池，负荷计算依据具体所带负荷情况P=40n+350,n为所带灯数量，每盏白炽灯40W,

动力部分计算负荷： QPtg （） SP2Q2 （）

S Ij （）

3803P--------------------设备有功功率

22例如，对电梯进行负荷计算，P=36KW, cosφ＝ 则无功功率 QPtg=

视在功率 SP2Q2=72KVA

S计算电流 Ij=109A

3803断路器整定值选160A,选线NH-YJV4*70+1*35，其载流量大于160A 详细计算见附录表，，，

计算所得本建筑总负荷为1692KVA, 其中有功功率为1354KW, 无功功率为1014KVA。

导线选择

2.3.1 电缆选择原则

（１）根据计算负荷电流选断路器整定值； （２）根据断路器整定值选电缆;

（３）导线及断路器选择时要前后级之间相互配合,前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级;

（４）动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。 2.3.2 选择结果

（１）照明回路统一选用BV2*,插座回路统一选用BV3*4; （２）其它设备导线选择见附录表，，，。

配电方式

高层建筑低压配电系统的确定，应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。应将照明与电力负荷分成不同的配电系统；消防及其他防灾用电设施的配电宜自成体系。

对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电；对各层配电间的配电宜采用下列方式之一

（１）工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或由首层到顶层垂直干线的方式。

（２）工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。 （３）工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。 本工程配电采用分区树干式

3 照明系统设计

总则

电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观。环境条件对照明设施有很大影响。要使照明设计与环境空间相协调，就要正确选择照明方式、光源种类、灯泡功率、照明器数量、形式与光色、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥积极的作用。

照明光源选择

照明光源选择一般原则： （１）发光效率高；

（２）显色性好，即显色指数高； （３）使用寿命长；

（４）启点可靠、方便、快捷； （５）性能价格比高。

照度和照明方式选择

（依据文献[1]）选择照度是照明设计的重要问题，照度太低会损害工作人员的视力，不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。

应急照明

3.4.1 应急照明分类

应急照明按照用途可分为三类：疏散照明、安全照明、备用照明 设计要求

（１）疏散应急照明：为保证人员在发生事故时能快速而安全地离开建筑物所设立的照明。在疏散通道地面上提供的照度应达到1lx，最低不得小于。此外，在安全出口和疏散通道的明显位置还要设有标志指示灯；

（２）安全应急照明：在正常照明突然熄灭时，为保证潜在危险场所(如医院手术间)的人员人身安全而设置的照明。安全照明在工作面上提供的照度不应小于正常照明系统提供照度的5％，并且应在正常照明电源消失后以内提供安全照明电源；

（３）备用应急照明：正常照明发生事故时，能保证室内活动继续进行的照明，备用照明往往由一部分或全部由正常照明灯具提供，其应急电源主要应来自两个级别的电源：电网电源和自备电源(发电机或集中蓄电池)，照度一般为正常照度的10％。

此外，消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间的应急照明，仍应保证正常照明的照度。疏散应急照明灯宜设在墙面上或顶棚上。安全出口标志宜设在出口的顶部；疏散走道的指示标志宜设在疏散走道及其转角处距地面1m以下的墙面上。走道疏散标志灯的间距不应大于20m。应急照明和疏散指示标志，可采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不应少于20min；高度超过100 m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。 3.4.2 应急照明灯具选择

应急照明必须选用能瞬时启动的光源，只有应急照明作为正常照明的一部分，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，应急照明才可选用其它光源，因为若选用不瞬时启动的光源(如气体放电灯)时，当其不在正常照明运作中一同使用，一旦发生事故，因其启动时间长而不能起到事故照明的作用。

3.4.3 应急照明灯具布置

高层建筑的下列部位应设置应急照明：

（１）楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前室和避难层（间）。 （２）配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间。

（３）观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密集的场所。 （４）公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道。 3.4.4 应急灯具控制方式

（１）非持续式（常备式）。正常状态下，无交直流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。

（２）持续式（常亮式）。正常状态下，交流输出；强切状态下，交流输出；转入应急状态下，直流输出。

（３）可控制方式。正常状态下，输出交流，灯开关自由控制开断；强切状态下，交流输出，开关失控；应急状态下，直流输出，开关失控。 3.4.5 设计结果

本建筑采用应急照明与正常照明相结合，走廊、厕所、楼梯等场所按一级负荷供电，采用双电源，已满足应急照明要求，办公室等场所应急照明采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不少于20min，走道疏散标志灯的间距在20m内，安装高度及其它要求均满足相关规范。如图所示，详细布置见照明平面图。

备用照明

图应急照明布置 4 防雷接地系统设计 建筑物的防雷措施

4.1.1 一般规定

疏散指示 第3.1.1条 各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵人的措施。

第一类防雷建筑物和本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷电感应的措施。

第3.1.2条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。 4.1.2 第二类防雷建筑物的防雷措施

第3.3.1条 第二类防雷建筑物防直击雷的措施， 宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，井应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。所有避雷针应采用避雷带相互连接。

第3.3.2条 突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体，应按下列方式保护.：

（１）排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道应符合文献［５］第3.2.1条二款的要求。

（２）排放无爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、烟囱，1区、11区和2区爆炸危险环境的自然通风管，装有阻火器的排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管，本规范第3.2.1条三款所规定的管、阀及煤气放散管等，其防雷保护应符合下列要求.：

1.金属物体可不装接闪器，但应和屋面防雷装置相连；

2.在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器，并和屋面防雷装置相连。 第3.3.3条 引下线不应少于两根， 并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于18m。

第3.3.4条 每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备等接地共用同一接地装置，并宜与埋地金属管道相连；当不共用、不相连时，两者间在地中的距离应符合要求，但不应小于2m：

在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。

第3.3.5条 利用建筑物的钢筋作为防雷装置时应符合下列规定：

（１）建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。文献[5]第2.0.3条二、三、八、九款所规定的建筑物尚宜利用其作为接闪器。

（２）当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量地装置。

（３）敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时，宜利用基础内的钢筋作为接圆钢，当仅有一根时，其直径不应小于10mm。被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋，其截面积总和不应小于一根直径为10mm钢筋的截面积。

（４）利用基础内钢筋网作为接地体时，在周围地面以下距地面不小于，每根引下线所连接的钢筋表面积总和应符合要求：

表接地体规格尺寸

闭合条形基础的周长

(m) ≥60 ≥40或<60

<40

扁钢 4*25 4*50

圆钢,根数*直径(mm)

2*Φ10 4*Φ10或3*Φ12 钢材表面积总和≥

注：1.当长度相同、截面相同时，宜优先选用扁钢；

2.采用多根圆钢时，其敷设净距不小于直径的2倍；

3.利用闭合条形基础内的钢筋作接地体时可按本表校验。除主筋外，可计入箍筋的

表面积。

（６）构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋的连接，钢筋与钢筋的连接应采用土建施工的绑扎法连接或焊接。单根钢筋或圆钢或外引预埋连接板、线与上述钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。

第条 当土壤电阻率ρ小于或等于3000Ω·m时，在防雷的接地装置同其它接地装置和进出建筑物的管道相连的情况下，防雷的接地装置可不计及接地电阻值，但其接地体应符合规定；

第3.3.7条 文献[5]第条四、五、六款所规定的建筑物，其防雷电感应的措施应符合下列要求：

（１）建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物，应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上，可不另设接地装置。

（２）平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物应符合文献[5]第3.2.2条二款的要求，但长金属物连接处可不跨接。

（３）建筑物内防雷电磁感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。

第3.3.8条 防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气线路的反击，当利用建筑物的钢筋或钢结构作为引下线，同时建筑物的大部分钢筋、钢结构等金属物与被利用的部分连成整体时，金属物或线路与引下线之间的距离可不受限制。

在电气接地装置与防雷的接地装置共用或相连的情况下，当低压电源线路用全长电缆或架空线换电缆引入时，宜在电源线路引入的总配电箱处装设过电压保护器；当Y，yn0型或D，yn11 型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，在高压侧采用电缆进线的情况下，宜在变压器高、低压侧各相上装设避雷器；在高压侧采用架空进线的情况下，除按国家现行有关规范的规定在高压侧装设避雷器外，尚宜在低压侧各相上装设避雷器。

第3.3.9条 防雷电波侵入的措施，应符合下列要求：

（１）当低压线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时，在入户端应将电缆金属外皮、金属线糟接地；对文献[5]第2.0.3条四、五、 六款所规定的建筑物，上述金属物尚应与防雷的接地装置相连。

（２）架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连；当不相连时，架空管道应接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。文献[5]第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，引入、引出该建筑物的金属管道在进出处应与防雷的接地装置相连；对架空金属管道尚应在距建筑物约25m 处接地一次，其冲击接地电阻不应大于10Ω。

第3.3.10条 高度超过45m的钢筋混凝土结构、钢结构建筑物， 尚应采取以下防侧击和等电位的保护措施：

（１）钢构架和混凝土的钢筋应互相连接。钢筋的连接应符合文献[5]第3.3.5条的要求；

（２）应利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线；

（３）应将45m及以上外墙上的栏杆、 门窗等较大的金属物与防雷装置连接； （４）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。

本建筑防雷接地系统设计结果

4.2.1 防直击雷

（１）本建筑利用建筑物金属构件作防雷装置，屋面用?10镀锌圆钢沿女儿墙顶通圈明敷避雷带，支架间距1米，并暗敷避雷网，网格不大于10m×10m或12m×8m。

（２）利用建筑物结构内两根?16钢筋通长彼此焊接作引下线，共22处，在建筑物的四周均匀对称布置，间距小于18米，并利用混凝土基础钢筋作自然接地体。 4.2.2 防侧击感应雷

（１）为防侧击雷，从30米以上，每三层设均压环，所有金属门窗、建筑玻璃幕墙均应与作防雷引下线的钢筋连通；

（２）钢构架和混凝土的钢筋应互相连接，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，平行敷设的金属管道如果间距小于米应跨接；

（３）电源从邻近两不同变电站由电缆引入，并在入楼处设置避雷器，电缆金属外皮、金属线槽接地。 4.2.3 接地系统

本建筑采用TN---S接地保护系统，用混凝土基础钢筋作自然接地体。防雷接地、电气设备安全接地以及其它需要接地的设备，弱电设备采用共用接地，共用接地体的接地电阻应小于１Ω。这样既保证了人身和设备的安全，也减少了由不合理接地引起的干扰。为了保证人身设备的用电安全，设计要求建筑物内作总等电位联结，在地下室安装一总等电位联结端子箱，把总水管、空调立管等所有进出建筑物的金属体及建筑物的金属构件等与电位联结端子箱连通。

为了保证建筑物美观，所有防雷装置除避雷带外均采用暗敷。 具体设计详见图纸防雷接地平面图。

5 火灾自动报警及消防联动控制系统

总则

本建筑为一类高层建筑，依据文献[4]规定属一级保护对象，采用集中报警系统。 1.在首层设消防控制中心，负责对楼火灾监测及消防联动控制。 2.消防报警及联动系统采用海湾公司设备。

3.报警回路为二总线制，线路沿耐火桥架经过电井引至各层,各层联动控制线、消防广播线均穿钢管暗敷。

4.探测器部分采用感烟探测器或感温探测器，吸顶安装，手动报警按钮暗装，下皮距地米，按“步行距离不大于30米”的原则设置，消防模块现场定位。

5.按规范设置消防广播系统，并与正常广播结合，火灾时强切至火灾广播。火灾发生时，按本层以上、下层进行广播。消防广播扬声器均为3瓦，有吊顶处用嵌入式，无吊顶处壁挂，下皮距地米。

6.设消防电话。

7.凡是消防用电均采用双路供电，末端切换，使用耐火或阻燃电缆，穿钢管暗敷设。 8. 设应急照明系统，包括疏散指示灯、出口指示灯和备用照明。均采用双路电源切换，末端自投或自带蓄电池

9．联动控制：用手动或自动方式控制所有的消防联动设备，其中消火栓泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机在控制中心设置多线制的直接手动控制。火灾时按要求启动各类消防设备，执行电梯迫降，并切断非消防负荷电源。

火灾自动报警系统

报警形式（依据文献[9]）：区域报警系统，适用于二级保护对象；集中报警系统，适用于一级和二级保护对象；控制中心报警系统，适用于特级和一级保护对象。本建筑为一类高层建筑，属一级保护对象，采用集中报警系统。

5.2.1 火灾探测器

（１）火灾探测器的设置部位（依据文献[7、8、9]）：

1、敞开或封闭或楼梯间应单独划分探测区域，并每隔2～3层设置一个火灾探测器。 2、前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）和走道应分别单独划分探测区域，特别是前室与电梯竖井、疏散楼梯间及走道相通，发生火灾时的烟气更容易聚集或流过，是人员疏散和消防扑救的必经之地，故应装设火灾探测器。

3、电缆竖井配合竖井的防火分隔要求，每隔2～3层或每层安装一个。

4、电梯机房应装设火灾探测器，其一电梯是重要的垂直交通工具；其二电梯机房有发生火灾的危险性；其三电梯竖井存在必要的开孔；其四在发生火灾时，电梯竖井往往成为火势蔓延的通道，容易威胁电梯机房的设施。为此，电梯机房设置火灾探测器是必要的，电梯竖井之顶部也宜设置火灾探测器。

5、高级办公室、会议室、陈列室、展览室、商场营业厅，走廊等 （２）火灾探测器的选择要求（依据文献[7、8、9]）： 一般规定：

1．对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所或部位，应选择感烟探测器。

2．对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所或部位，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。

3．对火灾发展迅速、有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所或部位，应选择火焰探测器。

4．对火灾形成特征不可预料的部位或场所，可根据模拟试验的结果选择探测器。 5．对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸汽的场所或部位，应选择可燃气体探测器。 点型火灾探测器的选择： 下列场所宜选择点型感烟探测器

1 .饭店、旅馆、教学楼、办公室的厅堂、卧室、办公室等； 2.电子计算机房、通讯机房、电影或电视放映室等； 3.楼梯、走道、电梯机房等； 4.书库、档案库等； 有电气火灾危险的场所。

符合下列条件之一的场所宜选择感温探测器 1.相对湿度经常大于95%； 2.无烟火灾； 3.有大量粉尘；

4.在正常情况下有烟和蒸汽滞留；

5.厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等； 6.吸烟室等；

7.其他不宜安装感烟探测器 厅堂和公共场所。 （３）选择结果：

本工程采用二总线制的模拟量智能型火灾报警联动系统。系统通过编码底座将各类报警设备及联动模块并接于二总线上，报警或故障信号通过二总线输送至报警控制器，并在消防控制室设一台集中报警控制器，在本建筑内，除厕所外，各处均设置探测器，其中电井每层均设一个感烟探测器，楼梯每三层设一个感烟探测器，一层制冷机房、水泵房设感温探测器，其它场所均设置为感烟探测器。

（４）火灾探测器的设置数量和布局

火灾探测器的设置和布局要科学、合理、经济，做到既能有效探测火灾，又可节省火灾探测器的数量。设置火灾探测器时，应满足下述条件：

点型火灾探测器的设置数量和布局

1.探测区域内每个房间至少设置一只火灾探测器；

2.感烟、感温火灾探测器的保护面积A和保护半径R以及安装间距应规定见下表 3.一个探测区域内所需设置的探测器数量应按下式计算；

N≥S/(K*A)，N≥1(取整数) （） 式中：N：一个探测区域内所有需要设置的探测器数量，单位：只；

A：探测器的保护面积（平方米）； S：探测区域的面积（平方米）；

K：修正系数，特级保护对象宜取~,一级保护对象宜取~,二级保护对象宜取~。

表探测器保护范围及半径

探测器店种类 面面积s(m) 房间高度h(m) 探测器保护面积(A)及保护半径（R） 屋顶坡度 θ≤15 A(m) R(m) 215<θ≤30 A(m) 2θ>30 A(m) 2R(m) R(m) 感烟探s≤80 h≤12 测器 s>80 感温探测器 S≤30 h≤8 S>30 h≤8 80 80 100 80 80 120 100 675.6计算数量 N≥S/(K*A)= =只

0.8*80选两只，布置如图所示,以保护半径米做圆，由辅助圆可知，两只可以保护整个房间。

感烟探测器

图库房感烟探测器布置平面图

具体选择情况见附录表 5.2.2 手动火灾报警按钮

（１）手动火灾报警按扭的设置：

１．报警区域内每个防火分区，应至少设置一只手动火灾报警按钮，手动火灾报警按钮应设置在明显和便于操作的部位。安装在墙上距地（楼）面高度处，且应有明显的标志。从一个防火分区内的任何位置到最近的一个手动火灾报警按钮的步行距离，不应大于30米。

2.针对各楼层的前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，应作为设置手动火灾报警按钮的首选部位。此外，对一般电梯前室也应设置手动火灾报警按钮。

3.在公共活动场所（包括大厅、过厅、餐厅、多功能厅等）及主要通道等处，人员都很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共活动场所的主要出入口设置手动火灾报警按钮。

本建筑地下层及二层以上，每层设三个手动火灾报警按扭，一层商场设5个，满足规范要求。 5.2.3 消防广播

（１）灾应急广播扬声器的设置

1.走道、大厅、餐厅等公共场所人员都很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共场所按“从一个防火分区内的任何部位到最近的一个扬声器的距离不大于25米”及“走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于米”设置火灾应急广播扬声器；

2.在公共卫生间的场所也应设置火灾应急广播扬声器。

3.前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且有防火门分隔及人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器。一般电梯前室也应设置火灾应急广播扬声器。疏散楼梯间也是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器，以利于火灾应急播放疏散指令。

（２）广播功放的选择：

本次设计广播系统采用100V定压输出

广播功放的额定输出功率应是广播扬声器总功率的倍左右；

系统须设置紧急广播功放，根据文献[7]要求，紧急广播功放的额定输出功率应是广播扬声器容量最大的三个分区中扬声器容量总和的倍。

本建筑消防广播与背景音乐广播相结合，按层分区，地下层和一层为一个分区，顶层和13层为一个分区，其它每层为一个分区，火灾时利用海湾公司的8305控制模块强行切至消防广播，火灾发生时，按本层及上、下层进行广播，满足相关规范要求，布置情况见图纸。 5.2.4 消防电话

要求：

（１）装设消防专用电话分机，应位于与消防联动控制有关且经常有人值班的机房（包括消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和空调机房、排烟机房、消防电梯机房及其他）、灭火控制系统操作装置处或控制室、消防值班室、保卫办公用房等部位。

（２）消防电梯和普通电梯之轿厢内都应设专用电话，要求电梯机房与电梯轿厢、电梯机房与消防控制室、电梯轿厢与消防控制室等三者组成可靠的对讲通信电话系统。

（３）设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等位置也应装设消防专用电话塞孔 本次设计在地下层及电梯层（顶层）各个重要机房均设置消防电话，并在每个手动报警按钮上装设消防专用电话塞孔。此外，消防控制中心设119专线电话。 5.2.5 压力开关、水流指示器和信号阀

（１）压力开关：检测管内水压，装于水力报警装置的管路上，平时由于报警阀关闭，管内无压力，一旦阀开启，有压力，压力开关动作，向控制中心发回报警信号。

（２）水流指示器：监视管内水流情况，安在各分区水平管上，当水流过时，叶片偏转，使电接点接通发信号。

（３）信号阀：常和水流指示器配合使用。

本工程在地下层设压力开关，用8300模块监视，当发生火灾喷头喷水后，压力开关动作返回报警信号，同时直接联动控制喷淋泵启动，在其它各层包括地下层每层均设两个水流指示器和信号阀，用单I/O模块8300监视，发生火灾后仅向控制室发报警信号，如图所示。

压力开 信号阀 图 火灾报警系统水流指示器 此外，本设计在每层消防电梯前室设置复视器。

报警系统设计如图所示，详细见火灾报警及联动控制系统及平面图。

图 火灾报警系统

消防联动控制系统

5.3.1消防控制设备对消防系统或设备应有以下控制显示功能 （１）消防控制设备对室内消火栓系统的控制、显示功能；

１．控制消防水泵的启、停。 ２．显示消防水泵的工作、故障状态。 ３．显示启泵按钮的位置。

（２）消防控制设备对自动喷水和水喷雾灭火系统的控制、显示功能：

１．控制喷淋泵的启、停。 ２．显示喷淋泵的工作、故障状态。

３．显示水流指示器、报警阀、信号阀的工作状态。

（３）火灾报警后，消防控制设备对防烟、排烟设施应有下列控制、显示功能： １．停止有关部位的空调送风，关闭电动防火阀，并接收其反馈信号。 ２．启动有关部位的防烟、排烟风机、排烟阀等，并接收其反馈信号。 ３．控制挡烟垂壁等防烟设施。

４. 对水池、水箱的水位也应进行显示监测。 5.3.2 消防联动控制系统设计结果

本次设计采用手动或自动方式控制所有的消防联动设备，其中地下层消火栓泵、喷淋泵及顶层正压送风机、排烟机用双I/O模块8303和切换模块8302A控制，除自动控制外在消防控制中心设置多线制的直接手动控制，此外，消火栓按钮可以直接启动消防泵，压力开关可以直接启动喷淋泵，一层排烟阀、防火阀及其它各层防火阀用单I/O模块8301控制，火灾时按要求启动各类消防设备，执行电梯迫降，并切断非消防负荷电源如空调、正常照明等电源，如图所示，详细见火灾报警及联动控制系统及平面图。

图 联动控制系统

5.3.3 线路的铺设

（１）设计一般原则

1.火灾自动报警系统的传输线路和50V以下供电控制线路，应采用电压等级不低于交流250V的铜芯绝缘导线或铜芯电缆。采用交流220/380V的供电和控制线路应采用电压等级不低于交流500V的铜芯绝缘导线或铜芯电缆。

2.火灾自动报警系统的传输线路的线芯截面选择，除应满足自动报警装置技术条件的要求外，还应满足机械强度的要求。铜芯绝缘导线、铜芯电缆线芯的最小截面面积不应小于表10.1.2的规定。

表 铜芯绝缘导线和铜芯电缆的线芯最小截面面积?

序号 类别 穿管敷设的绝缘导

线

线槽内敷设的绝缘

导线 多芯电缆

线芯的最小截面面积

（mm2）

1

2 3

（２）屋内布线要求

1.火灾自动报警系统的传输线路应采用穿金属管、经阻燃处理的硬质塑料管或封闭式线槽保护方式布线。

2.消防控制、通信和警报线路采用暗敷设时，宜采用金属管或经阻燃处理的硬质塑料管保护，并应敷设在不燃烧体的结构层内，且保护层厚度不宜小于30mm。当采用明敷设时，应采用金属管或金属线槽保护，并应在金属管或金属线槽上采取防火保护措施。

3.采用经阻燃处理的电缆时，可不穿金属管保护，但应敷设在电缆竖井或吊顶内有防火保护措施的封闭式线槽内。

4.火灾自动报警系统用的电缆竖井，宜与电力、照明用的低压配电线路电缆竖井分别设置。如受条件限制必须合用时，两种电缆应分别布置在竖井的两侧。

5.从接线盒、线槽等处引到探测器底座盒、控制设备盒、扬声器箱的线路均应加金属软管保护。

6.火灾探测器的传输线路，宜选择不同颜色的绝缘导线或电缆。正极“+”线应为红色，负极“-”线应为蓝色。同一工程中相同用途导线的颜色应一致，接线端子应有标号。

7.接线端子箱内的端子宜选择压接或带锡焊接点的端子板，其接线端子上应有相应的标号。

8.火灾自动报警系统的传输网络不应与其他系统的传输网络合用本次设计消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播等线路，应穿金属管保护，并暗敷在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于 30mm。当必须明敷时，应在金属管上采取防火措施。

6 弱电系统设计

本章主要包括有线电视、公共广播系统、闭路电视监控、综合布线系统的设计。

有线电视系统

有线电视系统主要包括前端系统和传输系统两大部分。 6.1.1 前端系统

前端信号一般来源: （１）市有线电视信号。 （２）卫星地面接受的信号。 （３）各种自办节目信号。

本建筑电视前端信号采用市有线电视信号，从楼外由电缆引入，本楼不设前端系统。

图 有线电视分配系统

6.1.2 分配系统

分配系统是把前端电视信号分配给用户的一系列传输分配方式。

本建筑内分配系统采用分配－分支方式，以适应用户终端数量多且分布不规则的特点，如图所示，分配系统覆盖228个电视用户终端，户电平要求（６４、６８±４）ｄＢ，图像清晰度应在四级以上。 6.1.3 线路敷设

（１）每层干线电缆选用SYWV-75-7-CT，每层分支器支线电缆选用SYWV-75-5，进楼干线电缆选用SYWV-75-9-CT；

（２）用户出线口暗装，底边距地ｍ；

（３）竖井内电视分配器分支器箱底边距地ｍ明装。竖井以外的分支器设200*200*100盒安装在吊顶上50m m，此处吊顶应预留检修口。无吊顶处距顶板300ｍｍ；

（４）八层电井内设置放大器电源插座。

综合布线系统

6.2.1 概念

（依据文献[14]）综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部相连接。它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括：传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。这些部件可用来构建各种子系统,它们都有各自的具体用途,不仅易于实施,而且能随需求的变化而平稳升级。

6.2.2 综合布线的特点

综合布线同传统的布线相比较,有着许多优越性,是传统布线所无法相比的。其特点主要表现在它具有兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性，而且在设计、施工和维护方面也给人们带来了许多方便。

6.2.3 综合布线系统组成

（１）工作区子系统； （２）配线(水平)子系统； （３）干线(垂直)子系统； （４）设备间子系统；

（５）管理子系统； （６）建筑群子系统。 6.2.4 综合布线设计目标

系统设计原则为“技术先进、经济合理、符合标准”，达到所有相关设备科学、经济、有机地联为一体，从而形成一个安全高效、利于扩展的运行环境。 6.2.5 综合布线系统总体设计结果

1．办公部分按10m2左右一个双点设计，数据点与语音点个数比为3：1，本建筑信息点总数为1646 个，统一使用具有防尘防潮功能的信息插座。信息点支持100Mbps传输速率，语音点总数551个。

2．线缆选择：根据应用需求，计算机水平布线采用超5类UTP，各楼垂直主干采用6芯多模光纤，进楼干线采用12芯单模光纤。电话垂直干线采用HYA系列大对数电缆，水平布线采用HBV4*。

图 弱电平面图

结 论

本次毕业设计完成了对某办公楼的电气设计，通过对该办公楼配电系统、照明系统、防雷接地系统、消防系统、有线电视系统、闭路电视监视系统、公共广播及综合布线八个系统的设计，我基本掌握了建筑电气方面的一些基本的东西，同时也学会了建筑电气识图并能设计一些较简单的电气图，为以后工作奠定了基础。

建筑电气所涉及的内容繁多，我目前所掌握的只是其中很少的一部分，我深知我的不足，在以后及将来的工作中，我会努力地学习专业知识，提高自己的专业技能。

谢 辞

本毕业设计是在辽宁石油化工大学穆书杰老师的悉心指导下完成的，论文的全过程倾注了大量的心血和汗水。

毕业设计是检验和锻炼学生实际工程设计能力的一项教学环节。在此次设计中，我综合运用所学知识，认真执行“民规”，“高规”等相关规范，理论联系，在王老师的耐心指导下完成了某办公楼多个系统的电气部分设计，培养锻炼了独立分析和解决建筑电气方面问题的能力，为将来的工作奠定了基础。

在此期间，穆书杰老师为我作了大量的辅导和答疑工作，帮我解决了设计过程中的一个个难题，使设计工作顺利完成，在此，谨向他们致意深深的谢意!

同时，在本次设计及论文的写作过程中，同学们也为我提供了力所能及的帮助，尤其是室友徐松林和季之洋同学为我提了不少宝贵意见，并创造了浓厚的学习氛围，在此也一并向他们表示感谢！

再次感谢诸位老师悉心的指导和同学们的热心帮助。此次设计是我初次设计，设计及论述过程中难免有错误和不妥之处，敬请各位老师和同学批评指正。

参考文献

[1] 王晓东主编 电气照明技术 北京：机械工业出版社，2003 [2] 李英姿主编 住宅电气系统设计教程 北京：机械工业出版社,2000 [3] 胡乃定主编 现代民用建筑电气工程设计与施工 北京：中国电力出版社,1999

[4] 朱银根主编 21世纪建筑电气设计手册 中国建筑工业出版社,2005 [5] 刘国林主编 综合布线 北京：机械工业出版社,1990 [6] Djafar 等着 光纤通讯技术 北京：机械工业出版社,2007

[7] 林福光主编 民用建筑电气设计与安装图集 中国水利水电出版社,1998