苏州工业园区某学校建筑电气工程设计开题报告

 2022-02-24 19:44:59

1. 研究目的与意义

1.1 研究背景:

随着国内外科学技术的飞速发展和生活水平的不断提高,人们对于建筑中有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、网络等系统的要求也越来越高,使得建筑向着高品质、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。而建筑电气与智能化专业作为一个介于电气与土建之间的一个新兴学科,是建筑工程邻域不可或缺的一部分。建筑电气工程能够将建筑物中用于楼宇自控,综合布线,计算机系统的各种相关网络中所有分离的设备的及其功能信息有机地组合成一个既关联又统一协调的整体,能够真正实现对建筑的智能化管理。

供配电技术就是研究电力的供应及分配问题。随着社会科学技术的进步,电能成为人们生活中必不可缺的能源之一,是现代文明的物质技术基础。现代社会的网络化和信息化都是建立在电气化的基础之上的。电能的稳定供应决定了人们日常生活的质量,现代人无法离开电能。变配电系统是电力系统中电能传输必不可或缺的环节,其设计的好坏直接关系了建筑中电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。而本次对园区某工业学校的电力系统的设计,对于保证正常的生活、学习、工作,有着十分重要的意义。

电气照明技术是将电能转化为光能的一种人工照明技术,具有灯光稳定、易于控制、调节及安全、经济等优点。电气照明方式是指照明设备按其安装部位或光的分布而构成的基本制式。按安装部位可分为一般照明、局部照明和混合照明等;按光的分布和照明效果可分为直接照明和间接照明。电气照明的种类有正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍照明和景观照明。其中应急照明包括疏散照明、安全照明、备用照明。火灾备用照明是指发生火灾时,仍然需要坚持工作的房间所用的照明。疏散照明最主要的目的则是保证人员安全,在险情发生时,及时疏散人群。备用照明是正常照明在出现故障时,为了保证正常活动继续进行而设置的应急照明部分。而电气照明设计一般要求具备相应的电学和光学知识,还要学会绘制电气照明图。建筑照明电气图分为建筑照明平面图和建筑照明系统图。照明平面图是用图形和文字符号来展示建筑中照明配电系统的铺设方式的。而系统图则是标明整个系统的施工全貌。

防雷接地是为了泻掉雷电电流,为了保护建筑物、电气设备而设计的,并且是设计中不可替代的一项工程。建筑物的防雷接地一般分为避雷针和避雷线两种方式。电力系统的接地一般与防雷接地系统分别进行安装和使用,为了避免雷电对电气设备的损害,尤其针对高层建筑,除屋顶防雷外,还有防侧雷击的避雷带以及接地装置等,通常是将楼顶的避雷针、避雷线与建筑物的主钢筋焊接为一体,再与地面上的接地体相连接,构成建筑物的防雷装置,即自然接地体与人工接地体相结合,以达到最好的防雷效果。

1.2 研究目的及意义:

目前我国正处在城市化进程的快速发展期,城市建设突飞猛进,需要大量的建筑工程技术人才。同时,随着社会结构和人们生活方式的改变,建筑规模不断扩大,人们的工作和生活环境越来越依赖于建筑物,也对建筑物的功能提出了越来越高的要求。作为建筑工程领域的一个重要组成部分,建筑电气与智能化系统设计在整个工程活动中的作用是其他专业无法替代的。建筑电气与智能化系统设计与人们的生活息息相关,可为用户提供方便、快捷、高效的工作与生活环境。因此通过毕业设计来完成一个实际工程的设计工作是一种十分有益的尝试。

通过对该工程项目的变配电系统的设计,本着安全、高效、经济的原则,能够合理地选择相应的低压侧设备,保证系统运行时的安全,以及日后维护的便利,有效的保障该学校人员日常生活、学校时的用电稳定,满足用户的需求。

电气照明的设计则是在建筑的基础之上布置灯具,通过不同种类的灯具的组合应用,以满足不同区域的功能需求。同时由于建筑照明每天需要消耗大量的电能,因此对于电气照明的节能减耗的要求也是十分必要的。在设计中以经济实用的原则来选择相应区域所需的灯具的规格和数量,还要对安装灯具的线路、开关严格把控,减少能源消耗,避免有电能浪费的情况,达到节能、美观舒适的目的。同时还要求另外设置应急照明系统和备用照明,以应对紧急情况的发生。

同时,防雷接地的设计也是不可或缺的,接地防雷第一是为了保护建筑物电气设备,第二是为了防止静电伤害。为了使接闪器截获直接雷击的雷电流或通过防雷器的雷电流安全泄放入地,以保护建筑物,建筑物内人员和设备安全。

本次毕业设计是通过对苏州工业园区某学校建筑电气工程设计,从变配电系统,电气照明系统,防雷接地系统的设计,让我将所学的专业知识与现实实际的工程项目相结合,在此过程中将理论与实际进一步融会贯通,以达到进一步加深和巩固所学知识的效果。同时也加强了我将专业知识转化为分析问题和解决问题的能力。其次通过对相关资料的搜集和调查中,又可以学习到在学校和书本中学不到的知识,拓展了个人的知识面。还能使我掌握相应的电气设计规范,熟练我的画图设计的技能。通过这次的设计,也能了解到有关智能建筑的设计理念:以人为本,以建筑为平台,利用所学的建筑照明知识与有关规范创造一个安全、美观、经济、节能的智能建筑。相信通过这次毕业设计,一定能够为我未来的工作中提供相应的经验,为未来的工作奠定坚实的基础。

2. 研究内容和预期目标

2.1 主要研究内容:

本课题主要完成苏州工业园区某学校建筑电气工程设计。

该学校的工程概况为有H综合楼共11层加地下室1层;体育馆2层;I学生创意园4层;G艺术实训楼4层;E科技楼5层;J食堂3层;A4、A5、A6宿舍各6层。工程由一个人完成其以下电气系统的设计:10/0.4kV变配电系统设计,电力配电系统设计,电气照明系统设计,防雷接地系统设计。本设计按照常规电气设计流程完成AutoCAD平面图和系统图,并根据实际所选的场所利用DIALux软件进行严格地一对一模拟仿真设计,构建三维照明状况图,编写设计说明书。

要求设计方案安全可靠、满足使用要求、经济合理。采用AutoCAD 2007以上版本软件和DIALux软件进行绘图,具体设计要求如下:

a) 光源及灯具的选择。

b) 照度计算。

c) 构建房间三维照明图,并进行相关参数计算。

d) 进行电力负荷计算,电气配电箱要做到布局合理,选型正确,使用方便,且满足用电要求。

e) 低压配电系统设计

f) 照明布线和插座布线设计。

g) 变配电系统设计,根据相应计算得出的负荷选择主变压器和低压侧设备。

h)防雷接地图,根据建筑物防雷等级,拟定防雷接地系统方案和等电位连接系统方案。

以上各部分均应编写设计说明书及设计计算书,其中应包括设计依据、计算依据、产品选择。电源进线位置、电压大小、导线型号、敷设方式等。在绘制图纸的过程中, 图纸编号、绘图比例等都要符合国家制图标准。标题栏按照给定的格式绘制。要用国际或国家标准图例中的图形符号和文字符号表达设计意图,正确使用电气图例符号、电气线路标注。图形符号的大小和线条粗细要分明得当,导线由细到粗的顺序为:建筑图,设备图,电气线路图。不仅要做到图面布局合理,更要做到和其他专业的协调,保证管线走向明确、敷设合理,设备安装到位,相关数据标注详细,能够具有一定的施工价值。

2.2 预期目标:

运用相关理论知识及建筑电气设计相关标准及规范等,结合实际的建筑电气设计图纸,合理的确定系统方案,完成工程图纸设计,撰写设计论文。

(1)变配电系统:通过对建筑总体的负荷计算,选择相应的变压器型号和数量,确定变电所主接线方案,计算短路电流,改善功率因数,选择高、低压侧设备,继电保护和二次接线设计,及变电所防雷接地设计。

(2)电力照明系统:按照照度计算方法确定灯具数量,灯具及光源的选用要满足不同功能房间的需求。插座、开关设置满足规范要求,根据不同功能要求合理配置。房间内还应设有空调插座。完成所有楼层的平面图和系统图,并利用DIALux软件构建三维照明状况图。

(3)低压配电系统:根据照明系统确定建筑物计算负荷,拟定低压供配电方案。选择低压供配电系统一次设备及主要二次设备,确定低压主接线方式,绘制相应的系统图。

(4)防雷接地系统:学习研究防雷及接地系统设计,根据综合楼工程具体概况,采用适合本工程的防雷及接地系统计算、辅助方案来进行设计,严格遵守国家规定,确保设计方案安全可靠、经济合理。


3. 研究的方法与步骤

认真研读任务书的要求,调研和收集设计过程中可能使用的资料、例图,熟悉建筑电气设计的有关规范,结合建筑供配电、智能楼宇技术及国家规范确定设计方案,进行电气设计,用AutoCAD2014软件和浩辰电气绘制各系统平面图及系统图,利用DIALux软件进行辅助照明系统设计。具体分为以下步骤:

(1)做好资料收集工作,准备好建筑电气设计方面的规范,以备随时查阅。

(2)对原始建筑图纸进行处理。

(3)按学校各楼层的各个房间功能要求进行照明平面图的设计,包括:灯具选型、照度计算、灯具布置、开关插座布置等,并绘制三维照明图。

(4)绘制应急照明的平面图,包括:应急灯具的选择、应急线路的确定、应急配电箱的布置等。

(5)根据平面图,对照明系统图进行正常照明系统图和应急照明系统图的绘制,包括:照明线路的确定,导线类型及截面的选择,电气配线箱的选择等。

(6)根据设备容量计算设备的负荷,确定干线的敷设方式,绘制电力系统图。

(7)根据照明系统确定建筑物计算负荷,选择低压一次设备和主要二次设备,确定低压主接线方式。并绘制低压配电系统的系统图。

(8)确定变电所变压器的选型和接线方式的选择,并进行相应的验算。绘制变电所平面图及系统图。

(9)绘制建筑的防雷接地图。

(10)编写、整理毕业设计论文,包含计算说明书,准备毕业答辩。

4. 参考文献

[1] 谢秀颖,郭宏祥.电气照明技术. 2.北京:中国电力出版社,2009.7;

[2] 北京照明学会照明设计委员会.照明设计手册.北京:中国电力出版社,2006.12;

[3] 雍静.供配电系统.北京:机械工业出版社,2011.12;

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5. 计划与进度安排

(1)2022.2.24―2022.3.10(2周)查阅资料,撰写开题报告;

(2)2022.3.11―2022.3.25(2周)用户需求分析,方案论证;

(3)2022.3.26―2022.4.24(4周)电气计算与绘制设计图纸;

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