建筑电气与智能化工程设计.ppt
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1、建筑电气与智能化工程设计,参考资料民用建筑电气设计规范JGJ 16-2008建筑工程设计文件编制深度规定(2008年版)山东省建设工程勘察设计管理条例有关电气工程设计资料,第1章 建筑电气与智能化工程设计概述,1.1 建筑电气与智能化工程设计的主要内容参照民用建筑电气设计规范JGJ 16-2008(1)供配电系统 配变电所;继电保护及电气测量;自备应急电源;低压配电;配电线路布线系统;常用设备电气装置;(2)电气照明(3)建筑物防雷(4)接地和特殊场所的安全防护,建筑电气与智能化工程设计的主要内容_续,(5)火灾自动报警系统(6)安全技术防范系统(7)有线电视和卫星电视接收系统(8)广播、扩声
2、与会议系统(9)呼应信号及信息显示(10)建筑设备监控系统(11)计算机网络系统(12)通信网络系统(13)综合布线系统(14)电磁兼容与电磁环境卫生(15)电子信息设备机房(16)锅炉房热工检测与控制,1.2 建筑工程设计文件编制深度,参照建筑工程设计文件编制深度规定(2008年版)民用建筑工程一般应分为方案设计,初步设计和施工图设计三个阶段;对于技术要求简单的民用建筑工程,经有关主管部门同意,并且合同中有不做初步设计的约定,可在方案设计审批后直接进入施工图设计。,1.2.1 方案设计文件,应满足编制初步设计文件的需要;注:对于投标方案,设计文件深度应满足标书要求;若标书无明确要求,设计文件
3、深度可参照本规定的有关条款。(1)设计范围 本工程拟设置的电气系统。(2)变、配电系统1)确定负荷级别:1、2、3级负荷的主要内容。2)负荷估算。3)电源:根据负荷性质和负荷量,要求外供电源的回路数、容量、电压等级。4)变、配电所:位置、数量、容量。,方案设计文件_续,(3)应急电源系统:确定备用电源和应急电源型式。(4)照明、防雷、接地(5)智能建筑设计的相关系统内容(6)建筑电气节能措施(7)投资估算,条文原文,1.2.3 初步设计文件,应满足编制施工图设计文件的需要建筑电气专业设计文件应包括设计说明书、设计图纸、主要电气设备表、计算书(供内部使用及存档)。,初步设计(p20-24)设计说
4、明书,1 设计依据1)工程概况:应说明建筑类别、性质、结构类型、面积、层数、高度等;2)相关专业提供给本专业的工程设计资料;3)建设方提供的有关职能部门(如:供电、消防、通信、公安等)认定的工程设计资料,建设单位设计任务书及设计要求;4)设计所执行的主要法规和所采用的主要标准(包括标准的名称、编号、年号和版本号)。5)上一个阶段文件的批复意见。,初步设计(p20-24)设计说明书,2 设计范围1)根据设计任务书和有关设计资料说明本专业的设计工作内容,以及与相关专业的设计分工与分工界面;2)拟设置的建筑电气系统。3 变、配、发电系统1)确定负荷等级和各级别负荷容量;2)确定供电电源及电压等级,要
5、求电源容量及回路数、专用线或非专用线、线路路由及敷设方式、近远期发展情况,初步设计(p20-24)设计说明书,3)备用电源和应急电源容量确定原则及性能要求,有自备发电机时,说明启动方式及与市电网关系;4)高、低压供电系统接线型式及运行方式:正常工作电源与备用电源之间的关系;母线联络开关运行和切换方式;变压器之间低压侧联络方式;重要负荷的供电方式;5)变、配电站的位置、数量、容量(包括设备安装容量、计算有功、无功、视在容量、变压器台数、容量)及型式(户内、户外或混合);设备技术条件和选型要求;,初步设计(p20-24)设计说明书,6)继电保护装置的设置;7)电能计量装置:采用高压或低压;专用柜或
6、非专用柜(满足供电部门要求和建设方内部核算要求);监测仪表的配置情况;8)功率因数补偿方式:说明功率因数是否达到供用电规则的要求,应补偿容量和采取的补偿方式和补偿前后的结果;9)谐波:说明谐波治理措施;10)操作电源和信号:说明高、低压设备操作电源、控制电源,以及运行信号装置配置情况;,初步设计(p20-24)设计说明书,11)工程供电:高、低压进出线路的型号及敷设方式;12)选用导线、电缆、母干线的材质和型号,敷设方式;13)开关、插座、配电箱、控制箱等配电设备选型及安装方式;14)电动机启动以及控制方式的选择。4 照明系统1)照明种类及照度标准、主要场所照明功率密度值;2)光源、灯具及附件
7、的选择,照明灯具的安装及控制方式;,初步设计(p20-24)设计说明书,3)室外照明的种类(如路灯、庭园灯、草坪灯、地灯、泛光照明、水下照明等)、电压等级、光源选择及其控制方法等;4)照明线路的选择及敷设方式(包括室外照明线路的选择和接地方式);若设置应急照明,应说明应急照明的照度值、电源型式、灯具配置、线路选择及敷设方式、控制方式、持续时间等。5 电气节能和环保1)拟采用的节能和环保措施;2)表述节能产品的应用情况。,初步设计(p20-24)设计说明书,6 防雷1)确定建筑物的防雷类别、建筑物电子信息系统雷电防护等级;2)防直接雷击、防侧击雷、防雷击电磁脉冲、防高电位侵入的措施;3)当利用建
8、筑物、构筑物混凝土内钢筋做接闪器、引下线、接地装置时,应说明采取的措施和要求。,初步设计(p20-24)设计说明书,7 接地及安全措施1)各系统要求接地的种类及接地电阻要求;2)总等电位、局部等电位的设置要求;3)接地装置要求,当接地装置需作特殊处理时应说明采取的措施、方法等;4)安全接地及特殊接地的措施。其它系统。,初步设计(p20-24)设计图纸,1 电气总平面图(仅有单体设计时,可无此项内容)1)标示建(构)筑物名称,高、低压线路及其它系统线路走向,回路编号,导线及电缆型号规格,架空线杆位,路灯、庭园灯的杆位(路灯、庭园灯可不绘线路),重复接地点等;2)变、配电站位置、编号和变压器容量;
9、3)比例、指北针。,初步设计(p20-24)设计图纸,2 变、配电系统1)高、低压供电系统图:注明开关柜编号、型号及回路编号、一次回路设备型号、设备容量、计算电流、补偿容量、导体型号规格、用户名称、二次回路方案编号;2)平面布置图:应包括高、低压开关柜、变压器、母干线、发电机、控制屏、直流电源及信号屏等设备平面布置和主要尺寸,图纸应有比例;3)标示房间层高、地沟位置、标高(相对标高),初步设计(p20-24)设计图纸,3 配电系统(一般只绘制内部作业草图,不对外出图)。包括主要干线平面布置图,竖向干线系统图(包括配电及照明干线、变配电站的配出回路及回路编号)。4 照明系统 对于特殊建筑,如大型
10、体育场馆、大型影剧院等,应绘制照明平面图。该平面图应包括灯位(含应急照明灯)、灯具规格,配电箱(或控制箱)位,不需连线。,初步设计(p20-24)设计图纸,5 火灾自动报警系统 1)火灾自动报警系统图;2)消防控制室设备布置平面图。6 通信网络系统1)电话系统图;2)电话机房设备布置图。,初步设计(p20-24)设计图纸,7 防雷系统、接地系统 一般不出图纸,特殊工程只出顶视平面图,接地平面图。8 其他系统1)各系统所属系统图;2)各控制室设备平面布置图(若在相应系统图中说明清楚时,可不出此图)。,初步设计(p20-24)主要设备表,注明设备名称、型号、规格、单位、数量。,初步设计(p20-2
11、4)设计计算书,1 用电设备负荷计算。2 变压器选型计算。3 电缆选型计算。4 系统短路电流计算。5 防雷类别的选取或计算,避雷针保护范围计算。6 照度值和照明功率密度值计算。7 各系统计算结果尚应标示在设计说明或相应图纸中。8 因条件不具备不能进行计算的内容,应在初步设计中说明,并应在施工图设计时补算。,1.2.4 施工图设计文件,应满足设备材料采购、非标准设备制作和施工的需要。,在施工图设计阶段,设计文件应包括图纸目录、施工设计说明、设计图纸、主要设备表、计算书。图纸目录。应按图纸序号排列,先列新绘制图纸,后列选用的重复使用图和标准图。建筑电气设计说明1 工程概况。应将经初步(或方案)设计
12、审批定案后的主要指标录入。2 设计依据、范围、内容、建筑电气系统的主要指标3 各系统的施工要求和注意事项(包括布线、设备安装等)。4 设备主要技术要求(亦可附在相应图纸上)。,9 本工程选用标准图图集编号、页号。图例符号。,施工图设计电气总平面图(仅有单体设计时,可无此项内容),1 标注建(构)筑物名称或编号、层数或标高、道路、地形等高线和用户的安装容量;2 标注变、配电站位置、编号;变压器台数、容量;室外配电箱的编号、型号;室外照明灯具的规格、型号、容量;3 架空线路应标注:线路规格及走向,回路编号,杆位编号、档数、档距,杆高、拉线、重复接地、避雷器等(附标准图集选择表);,施工图设计电气总
13、平面图,4 电缆线路应标注:线路走向、回路编号、电缆型号及规格、敷设方式(附标准图集选择表)、人(手)孔位置;5 比例、指北针;6 图中未表达清楚的内容可附图作统一说明。,施工图设计变、配电站设计图,1 高、低压配电系统图(一次线路图)图中应标明母线的型号、规格;变压器的型号、规格;标明开关、断路器、互感器、继电器、电工仪表(包括计量仪表)等的型号、规格、整定值。图下方表格标注:开关柜编号、开关柜型号、回路编号、设备容量、计算电流、导体型号及规格、敷设方法、用户名称、二次原理图方案号,(当选用分格式开关柜时,可增加小室高度或模数等相应栏目)。,施工图设计变、配电站设计图,2 平、剖面图 按比例
14、绘制变压器、开关柜、控制柜、直流及信号柜、补偿柜、支架、地沟、接地装置等平、剖面布置、安装尺寸等,当选用标准图时,应标注标准图编号、页次;标注进出线回路编号、敷设安装方法,图纸应有比例。,变配电所的结构,图5-50是99D28图集中的一个干式变压器室的结构布置图:,图5-50 干式变压器室的结构布置图1-主变压器(610/0.4KV)2-负荷开关或隔离开关 3-负荷开关或隔离开关的操作结构 4-高压电缆 5电缆头 6电缆芯端接头 7电缆保护管 8电缆支架 9高压母线 10高压母线夹具 11高压支柱绝缘子 12高压母线支架 13低压母线 14接地线 15低压母线夹具 16电缆线路绝缘子 17低压
15、母线支架 18PE接地干线 19固定钩 20安装底座 21固定螺栓 22低压母线穿墙板 23临时接地的接线端子 24预埋钢板 25木栅栏,施工图设计变、配电站设计图,3 继电保护及信号原理图 继电保护及信号二次原理方案,应选用标准图或通用图。当需要对所选用标准图或通用图进行修改时,只需绘制修改部分并说明修改要求。控制柜、直流电源及信号柜、操作电源均应选用企业标准产品,图中标示相关产品型号、规格和要求。,施工图设计变、配电站设计图,4 竖向配电系统图。以建(构)筑物为单位,自电源点开始至终端配电箱止,按设备所处相应楼层绘制,应包括变、配电站变压器台数、容量、发电机台数、容量、各处终端配电箱编号,
16、自电源点引出回路编号(与系统图一致),接地干线规格。,图8.15竖向配电系统图,施工图设计配电、照明设计图,1 配电箱(或控制箱)系统图,应标注配电箱编号、型号,进线回路编号;标注各开关(或熔断器)型号、规格、整定值;配电回路编号、导线型号规格,(对于单相负荷应标明相别),对有控制要求的回路应提供控制原理图;对重要负荷供电回路宜标明用户名称。上述配电箱(或控制箱)系统内容在平面图上标注完整的,可不单独出配电箱(或控制箱)系统图。,配电箱系统图,施工图设计配电、照明设计图,2 配电平面图应包括建筑门窗、墙体、轴线、主要尺寸、工艺设备编号及容量;布置配电箱、控制箱,并注明编号、型号及规格;绘制线路
17、始、终位置(包括控制线路),标注回路规模、编号、敷设方式,图纸应有比例。,施工图设计配电、照明设计图,3 照明平面图,应包括建筑门窗、墙体、轴线、主要尺寸、标注房间名称、绘制配电箱、灯具、开关、插座、线路等平面布置,标明配电箱编号,干线、分支线回路编号;凡需二次装修部位,其照明平面图随二次装修设计,但配电或照明平面上应相应标注预留的照明配电箱,并标注预留容量;有代表性场所的设计照度值和设计功率密度值;图纸应有比例。4 图中表达不清楚的,可随图作相应说明。,其它系统施工图设计。,施工图设计计算书,施工图设计阶段的计算书,只补充初步设计阶段时应进行计算而未进行计算的部分,修改因初步设计文件审查变更
18、后,需重新进行计算的部分。,第2章 供电系统,供配电系统的设计应按负荷性质、用电容量、工程特点、建筑规模和发展规划以及当地供电条件,合理确定设计方案。供配电系统的设计应保障安全、供电可靠、技术先进和经济合理。供配电系统的构成应简捷明确,保证供电质量,减少电能损失,并便于管理和维护。,2.1 确定负荷等级和各类负荷容量,用电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。JGJ 16-2008 表3.2.2 常用用电负荷分级表 p378民用建筑中消防用电的负荷等级,应符合高层民用建筑设计防火规范GB50045、建筑设计防火规范等国家现行的相
19、关规范的规定。,一级负荷的供电电源应符合下列要求:,(1)一级负荷应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷容量较大或有10kV用电设备时,应采用两路10kV或35kV电源。如一级负荷容量不大时,应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源,亦可采用应急发电机组。如一级负荷仅为照明或电信负荷时,宜采用不间断电源UPS或EPS作为备用电源。(2)一级负荷中的特别重要负荷,尚应增设应急电源,并严禁将其他负荷接入应急供电系统。,下列电源可作为应急电源:,(1)独立于正常电源的发电机组。(2)供电网络中有效地独立于正常电源的专用的馈电线路。(3)不间断电源UPS或E
20、PS。,备用电源和应急电源容量、性能要求;自备发电机启动方式及与市电网关系。,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,二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时,可为一回路架空线供电;当采用电缆线路时,应采用两根电缆组成的线路供电,其每根电缆应能承受100%的二级负荷。,三级负荷对供电无特殊要求。,2.2 电源及10kV供配电系统,10kV供配电线路宜深入负荷中心。根据负荷容量和分布,宜使变电所靠近低压用电负荷中心。同时供电的两回路及以上供配电线路中,其中一个回路中断供电时,其余线路应能满足全部一级负荷及全部或部分二级负荷的供电。应急
21、电源与正常电源之间必须采取防止并列运行的措施。,对于负荷较大而又相对集中的高层建筑及建筑高度超过100m的超高层建筑,除底层、地下层外,可根据负荷分布将变压器设在顶层、中间层。对于空调、采暖等季节性负荷所占比重较大的民用建筑,在确定变压器台数、容量时,应考虑变压器的经济运行。一级负荷中特别重要负荷宜设置专用低压母线段。10kV配电系统宜采用放射式,根据具体情况也可采用环形或树干式。,2.3 负荷计算,负荷计算的内容包括:(1)计算负荷,作为按发热条件选择配电变压器、导体及电器的依据,并用来计算电压损失和功率损耗。亦可作为电能消耗量及无功功率补偿的计算依据。(2)尖峰电流,用以校验电压波动和选择
22、保护电器。(3)一级负荷、二级负荷,用以确定备用电源或应急电(4)季节性负荷,从经济运行条件出发,用以考虑变压器的台数和容量。,在方案设计阶段可采用单位指标法,变压器装置指标,确定单位建筑面积安装功率指标后,乘以总建筑面积,即得建筑物的总视在功率。单位建筑面积安装功率指标法的计算公式:S30=式中S30-计算的视在功率(KVA)K-单位指标(VA/m2)F-建筑面积(m2)。,在初步设计及施工图设计阶段,宜采用需要系数法。,进行负荷计算时,应按下列规定计算设备功率:1 对于不同工作制的用电设备的额定功率应换算为统一的设备功率。1)连续工作制电动机的设备功率等于额定功率。2)断续或短时工作制电动
23、机的设备功率,当采用需要系数法计算时,是将额定功率统一换算到负载持续率为25%时的有功功率。3)电焊机的设备功率是指将额定功率换算到负载持续率为100%时的有功功率。,2 照明用电设备的设备功率为:1)白炽灯、高压卤钨灯是指灯泡标出的额定功率。2)低压卤钨灯除灯泡功率外,还应考虑变压器的功率损耗。3)气体放电灯、金属卤化物灯除灯泡的功率外,还应考虑镇流器的功率损耗。,3 整流器的设备功率是指额定交流输入功率。4 成组用电设备的设备功率,不应包括备用设备。(设计时注意设备中的三相和单相用电负荷),消防用电的计算有功功率大于火灾时可能同时切除的一般电力、照明负荷的计算有功功率时,应按未切除的一般电
24、力、照明负荷加上消防负荷计算低压总的设备功率、计算负荷。否则计算低压总负荷时,不应考虑消防负荷。当消防负荷中有与平时兼用的负荷时,该部分负荷尚应计入一般电力、照明负荷。,应急发电机的负荷计算应满足:,1 当应急发电机仅为消防用电设备供电时,应以消防用电设备的计算容量作为选用应急发电机容量的依据。2 当应急发电机为消防用电设备和一级负荷供电时,应将两者计算负荷之和作为选用应急发电机容量的依据。,单相负荷应均衡分配到三相上,当单相负荷的总计算容量小于计算范围内三相对称负荷总计算容量的15%时,全部按三相对称负荷计算;当超过15%时,应将单相负荷换算为等效三相负荷,再与三相负荷相加。,对用电设备进行
25、分组计算时,应按下列条件考虑:,1 三台及以下的用电设备,计算负荷等于其设备功率的总和;三台以上时,其计算负荷应通过计算确定。2 类型相同的用电设备,其总设备容量可以取其代数和。3 类型不同的用电设备,其总设备容量应按有功和无功负荷分别相加确定。,当采用需要系数法计算负荷时,应将配电干线范围内的用电设备按类型统一划组。配电干线的计算负荷为各用电设备组的计算负荷之和再乘以同时系数。变电所或配电所的计算负荷,为各配电干线计算负荷之和再乘以同时系数。计算变电所10kV侧负荷时,应加上变压器的功率损耗。,介绍负荷计算工具,2.4 无功补偿,合理选择变压器的容量、线缆及敷设方式等,减少线路感抗以提高用电
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