一、 选题的依据及意义：

1.1选题依据

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[1]。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[2]。

1.2选题意义

国民经济的飞速发展，人民生活水平的提高，出现了智能建筑。智能建筑符合了人们对居住的环境、信息的获取、娱乐、教育等方面的要求，所以在21世纪得以飞速的发展。近几年来房地产业的飞速发展，人们越来越重视住宅的环境舒适化、安全化建设,所以应运而生了智能建筑，而现代化的楼宇电气技术是智能建筑的保障本[3]。科学技术的飞速发展以及人们生活水平答案不断提高，高层建筑正向着自动化、节能化、信息化、智能化的方向蓬勃发展。住宅的功能完善与发展离不开电气，从某种意义上来讲，建筑电气也决定了住宅建筑答案现代化程度，所以在住宅电气工程设计时既要充分考虑用电负荷日益增长答案需要，又要充分满足供电的可靠性及安全性的要求。当前由于住宅用电范围的大幅度攀升，住宅电气设计不能适应这种现代住宅的用电安全需求，那么用户在进户后势必进行大规模答案线路改造，一方面造成大量的浪费，更重要的是不能符合安全用电的要求，为日后的安全用电带来安全隐患[4]。

二、 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：

2.1引言

随着我国经济的发展，社会的进步，人们生活水平的提高，城乡居民居住条件的逐步改善，住宅的作用越来越重要，住宅的设计成为每个家庭共同关心的问题。住宅电气的设计是住宅设计的重要组成部分，而家庭用电量的不断的增加，使住宅电气部分设计更加不容忽视。为了适应我国全面建设小康社会的要求，必须科学合理的设计住宅的电气系统，不仅要满足居民实际和潜在用电量的需要，注重防火、防灾，而且还要营造舒适、优雅的生活环境[5]。住宅作为人们生活中不可缺少的一个重要部分，住宅用电是整个电力系统的使用端，是电能的消费端[6]。建筑电气是以电能、电气设备和电气技术为手段创造、维持和改善室内空间的电、光、热、声环境的一门科学[7]。住宅配电设计必须满足居民的安全、方便和美观的要求，即应做到供电可靠并保证电源质量；尽可能做到系统接线简单且具有一定的灵活性；保证操作安全、维修方便。住宅的配电设计，首先应考虑住宅的用电负荷等级、每户用电量和用电计量方式，然后，确定配电系统方式，合理选择线路保护电器，完成配电系统和电气平面图的施工图设计[1]。建设部提出的小康住宅的10条标准与现行的《住宅设计规程》（GB 50096—1999）相比较可以看出不同之处：小康住宅是在原基础上，套型面积稍有增加，“中国小康住宅通用体系”仍然将套型划分为三个面积档次，但对居住功能、设备设施、居住环境等几个方面，提出了更高的要求，这是与我国的国情密切相关的[8-10]。

2.2国内外民用住宅建筑电气照明设计发展对比

我国改革开放已三十年，大规模的建设促进了建筑设计行业的蓬勃发展。境外建筑师事务所、机电顾问公司的作品，在国内建筑市场中所占的比重也越来越大，这也充分体现了中华文化强大的包容性。传统的机电设计，应突破藩篱，充分吸纳境外机电顾问的优点，符合工程建设的需求。因此，本文从工程建设管理及配电系统做法方面，总结和比较了国内外主流电气做法的特点和差异，与业内同仁分享[11]。

工程管理方法会影响到各个环节的组织、表达和衔接，所以了解国内、外工程建设管理方面的差异非常必要，下文对存在差异之处进行详细介绍。基于上述分析，国外的初步设计文件作为设计的终极产品，其文件深度要超出国内的初设文件。下面以某个项目为例进行展开说明。

1)机电专业划分

MEP(机电)工程分为Mechanical(设备)、Electrical(电气)和Plumbing(管道)三部分。境外机电顾问公司通常按Electrical(电气)、LowCurrent(弱电)和Mechanical(设备)三个专业进行工作划分[12]。相对于国内的机电设计，其特点如下：

(1)弱电设计由独立的专业工程师负责，不属于“电气设计”的范畴，更能体现专业性。

(2)机电顾问为建筑师提供电梯需求分析报告。

(3)不分“水”、“暖”，更有利于系统的设备各子系统的综合设计考量。

2)内容编排

国外的机电初步设计文件一般按从平面到系统的顺序编排，电气专业的设计文件内容及特点如下( 以某公司的设计举例)：

(1)通用部分(说明、文字符号、图例、安装作法图)

因施工图由中标承包商负责，因而设计文件中会给出各类安装做法要求，对后续的工作指令明确( 国内设计通常引用“标准图”，若选用不够细致或附加说明不到位，会引起加工制作上的偏差) 。安装做法中还包含照明控制接线原理图。

(2)应急照明平面，表述各类消防应急灯具的布置及回路划分。

(3)照明平面，表述各类普通照明灯具的布置、控制要求和开关设置等。

目前中国虽然被称为“世界工厂”，能够生产出很多的产品，但好的设计并不体现在数量上，而是体现在品质、技术水平上的。据统计，目前民用住宅建筑电气照明设计行业产值占建筑电气行业总产值的10%左右[13]。纵观目前国内的情况，室外城市景观民用住宅建筑电气照明设计大部分由民用住宅建筑电气照明设计工程公司来做，室内大部分则由民用住宅建筑电气照明设计灯具销售方来做，这样的情况往往会带来一些弊病，例如导致民用住宅建筑电气照明设计有所偏离，不是根据实际需要而去设计。国外的情况则不一样，他们的民用住宅建筑电气照明设计是独立的。实际上专业民用住宅建筑电气照明设计师是为业主服务的，为电气设计师服务的，他们考虑的是应该只是有怎样的效果，应该用什么档次的灯，应该用什么特点的灯，这样才能不断保证民用住宅建筑电气照明设计水平的提高。所以国内外的差距，既有技术方面的原因，也有目前国内体制方面的原因[14]。

国外民用住宅建筑电气照明设计行业发展要早于中国很多年，因此市场相对成熟和稳定。国外的民用住宅建筑电气照明设计较之中国，水平更高，技术更全面，操作更规范，这就保证了最终的设计质量。民用住宅建筑电气照明设计在国外能得到很多业主和建筑师、室内设计师的认同与重视，因此民用住宅建筑电气照明设计师具有合理的话语权和能够被给予足够的尊重，这保证了设计师的想法和意见能够得到贯彻和实施[15-16]。

总体来说，我国民用住宅建筑电气照明设计行业前景还是非常广阔的。设计师要适当学习与借鉴，针对实际问题找出根源，结合所学理论，从根源上缩短差距。

2.3发展趋势及应用

正因为此，电气工程的教育和科研一直在发达国家大学中占据十分重要的地位。传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和，此定义本已经十分宽泛，但随着科学技术的飞速发展，21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴，传统的建筑电气设计已不能满足现代人们的生活要求，现代的建筑电气设计除采用先进的技术、先进的手段实现不断发展的建筑功能要求外，正向着人性化，智能化方向进一步发展。本次智能建筑电气设计，本着"以人为本"的理念，严格遵循建筑电气设计规范、标准，进行设计。旨在通过设计，将建筑物的四个基本要素即结构、系统、服务、管理以及四者之间的联系相结合，为人们提供了高效舒适的生活环境。

本次毕业设计课题源自工程设计，设计中需要我们将大学四年所学课程及知识与具体工程设计相结合，初步掌握民用建筑强、弱电系统设计的基本方法，进行独立的建筑电气施工设计。同时让自己可以更加系统地学习建筑设计规范，提高自己独立完成工程设计的实际操作和研究能力。通过此次设计使我们掌握建筑电气系统设计的方法、步骤和内容，熟悉相关建筑电气设计规范，为今后工作打下坚实基础。

三、 本课题研究内容：

3.1工程概况

某住宅楼实际工程作为选题，该工程为砖混结构，建筑面积4800m2 ,主体六层，层高2.8米，两个单元，单元内每层均两户，A户型（三室两厅）建筑面积134 m2 ，B户型建筑面积96 m2 。

3.2设计内容

本工程电气照明设计的主要任务是根据实际生活条件和要求，结合经济技术的可能性，选择配光合理的光源，合理的照度分布，利用一般照明与局部照明相配合，使室内各部分亮度的变化、眩光以及光色和显色等限制在合理的范围内，从而达到美观、舒适的效果。本次设计的内容主要包括光源的选择、灯具的布置、照度计算、灯具造型等方面，目的是要增强整个设计方案的适用性、安全性、现代性和可拓展性，符合以人为本的宗旨。本设计严格遵守按照规范的要求，并综合考虑各种思路和方案。

照明系统主要包括照度计算，灯具选择及数量的确定，负荷计算主要是确定导线截面、型号和断路器等配电设备的类型，防雷接地系统包括防雷等级的确定以及各种防雷措施，接地选择和测试方法。

1、进户线为电缆，三相五线制，进户线长度为50米，电源位于楼的西侧。

2、照度计算，该设计要求对主卧室、餐厅、书房、楼梯间进行一般照度计算。照度标准为：主卧室75Lx，餐厅150 Lx，起居室100 Lx，楼梯间地面15 Lx，未标明者均为0.75米处水平面上的照度标准。顶棚、墙面、地面反射系数为0.7、0.5、0.2。

3、该住宅用电负荷为三级，每户用电负荷用电标准为5KW，单相电度表规格为10（40）A。

4、每户住宅进户线截面不小于10 mm2 ，分支回路截面不小于2.5 mm2 ，全部选用BV-500V 型铜芯导线穿管暗敷设。

5、每套住宅照明：一般电源插座，空调电源插座，厨房电源插座，卫生间电源插座， 应设置独立回路供电。

6、卧室、厨房要求在适当位置设单相三孔加两孔插座两组，客厅设三组，卫生间设置防溅型两组，客厅设置空调插座一组，无特殊要求的房间均设两组插座。

7、卫生间设局部等电位连接，每个单元设分等电位箱，住宅楼设总等电位箱。

8、住宅楼总配电箱要求设置隔离开关，漏电保护开关。每户配线为单相三线制，低于2.5米的灯具外壳必须接PE 线，插座回路断路器应具有漏电保护功能。

9、接地采用TN-C-S系统，电源进户做重复接地R＜10Ω 。

3.3设计程序

1、根据设计依据及要求在单元平面图上布灯、插座及开关，根据照度计算结果决定照明器的型号、功率和数量。

2、根据设计依据及要求在单元平面图上进行单元配电设计，根据配电箱的位置与配电回路数，进行导线连接，一定要标明回路导线根数。

3、在一层及二至六层平面图上按设计依据及要求绘制电源进线、总配电箱和单元配电箱，户内配电箱位置及相互关系导线连接。

4、根据照明平面图绘制照明支线图、干线图。

5、根据系统图标注的负荷进行负荷计算，选择导线及开关，并标注在系统图上。

6、对所选用的导线进行电压损失校核，规定ΔU%＜2.5，如不符合规定应对导线进行重设计。

7、根据平面图、系统图编制电气工程主要设备材料表。

8、综合以上内容按要求写出电气照明说明书。

9、根据以上内容编制图纸目录。

10、附照度计算书一份

11、附负荷计算书一份（含电压损失校核计算）

12、要求图纸清晰、干净，设计文件准确

四、 本课题研究方案：

按照设计手册和设计规范对该楼进行负荷的计算，照明方式的选择及设计，低压配电系统的选择及设计，防雷设施的设计，设计图纸的绘制等。其中包括建筑照明配电系统的设计以及线路敷设方式的研究，另外还需要绘制标准层单元电气照明平面设计图。

（1）对整个系统的负荷、电流进行计算，熟悉配电箱编号以及开关熔断器的型号、规格和导线型号、大小、穿线管径，敷设方式，利用CAD绘制供配电系统图。

（2）了解清晰线路走向，灯、开关、插座等的具体位置，并附有主要设备材料表，绘制标准层单元强弱电平面图。

（3）依据“经济、美观、功能、安全”的原则进行建筑电气的平面布置、空间布置、线路敷设方式设计，并同时严格按照各种建筑电气规范进行设计。

五、研究目标、主要特色及工作进度：

1.研究目标

随着我国城市化建设的不断的发展人们对建筑的要求日益增高随之而带来的能源紧缺已成为我国非常重视的问题因而建筑的电气节能也就刻不容缓。本次论文所要研究的是建筑电气的节能设计即针对目前我国的能源紧张问题提出本文的解决方案。主要针对建筑的供配电系统、照明系统进行节能设计希望通过本文的研究设计为建筑的节能设计能达到以下几个目标：

1)减少建筑物在使用维护中的耗能缓解能源紧张问题。

2)减少耗能的同时为居民提供健康、环保的工作或居住环境。

3)减少城市发展对地球生态的影响如二氧化碳的排放和城市热岛效应。

4)提高办公楼的电气实用的使用性能，加快办公效率。

2.主要特色

设计过程中照度计算先采用单位容量法进行估算，再通过利用系数法进行校验，负荷计算采用需用系数法进行电气元件和线路的选择，在开关和插座设计时综合考虑环境条件选择多种类型插座，尽量将事故发生的可能性降到最低，有线电视系统用户电平计算采用顺算法计算，使各用户端电平均达到了684dB的要求而且图像清晰度良好。工程防雷等级经计算得出为三级，设置了防直击雷、防雷电波感应和防雷电波侵入的装置，接闪器与引下线接地体可靠连接，接地方式为TN-C-S系统，综合接地电阻为1欧姆。

3.工作进度

1、2018年12月24日-2019年03月03日 熟悉了资料及任务书，并翻阅了关于普通民用住宅建筑电气照明的资料，初步完成普通民用住宅建筑电气照明的设计方案，并开始对开题报告进行撰写。

2、2019年03月04日-03月24日 经过翻阅资料与上网查询关于普通民用住宅建筑电气照明的信息，初步完成了开题报告。

3、2019年03月25日-04月01日 在老师的指导下慢慢的改进并完善了开题报告，并通过相关资料开始对照明系统图和平面图设计。

4、2019年04月01日-04月05日 进一步的完成了照明系统图和平面图。

5、2018年04月06日-04月09日 通过上网查询及咨询，基本完成了外文资料的翻译和毕业设计的初稿。

6、2018年04月10日-04月14日 毕业设计仿真性能指标达到要求，并完成了外文翻译和初稿的设计，开始毕业设计的第一次中期检查。

7、2018年04月15日-04月25日 继续完善毕业设计，完成毕业设计论文二稿、三稿，期间准备第二次中期检查。

8、2018年04月26日-05月05日 毕业设计后期完善工作：完成毕业设计系统整体联调，达到产品要求，准备第三次中期检查。

9、2018年05月06日-05月19日 按规范整理毕业设计资料，打印毕业论文，准备论文答辩。

10、2019年05月20日-05月26日 进行毕业论文的答辩。

六、参考文献：

[1] 朱林根 .现代住宅建筑电气设计 . 北京：中国建筑工业出版社，2004

[2]苏邦礼，朱文坚.建筑物避雷与接地.广州：华南理工出版社，1988

[3]王时煦，马宏达.建筑物防雷设计,北京：中国建筑工业出版社，1988

[4]陈一才.高层建筑电气设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1990

[5]韩风.建筑电气设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1991

[6]俞丽华，朱桐城.电气照明.上海：同济大学出版社，1990

[7]丁明往，汤继东.高层电气工程.北京：水利水电出版社，1988

[8]杜先智，李育才.建筑电气技术.上海：同济大学出版社，1990

[9] 《供配电系统设计规范》 GB50052-95中国建筑工业出版社

[10] 李英姿.住宅电气系统设计教程 北京：机械工业出版社，2005.1

[11]徐志强.建筑电气设计技术.广州：华南理工大学出版社，1988

[12] 朱小清.《照明技术手册》  北京：中国电力出版  2004

[13] 李宏毅.《建筑电气设计及应用》 北京：科学出版社. 2001.2

[14] 魏立明.《智能建筑电气技术与设计》 北京：化学工业出版社，2009.11

[15] Kavaklioglu K. Robust modeling of heating and cooling loads using partial least squares towards efficient residential building design[J]. Journal of Building Engineering, 2018：S2352710218301128.

[16]Saudi Diyar Consultants Architects and EngineersAL-MADATOWEＲS(JEDDAH，K．S．A)

七、指导老师意见：

本毕业设计课题主要综合训练学生运用供配电技术、现代建筑技术、电气照明技术等对住宅楼的供配电、照明及电气布线、住宅供电、供配电技术等专业知识，完成该办公楼的电气设计。通过此次设计培养学生独立分析问题和解决问题的能力，使学生受到科学研究和工程设计的基本训练，达到专业素质培养目标的要求，拓宽学生的知识面和就业面。

本设计课题的主要设计内容条理清楚，结构合理，逻辑性强，并具有一定的实际应用意义，工作量适当、深浅度适中，开题报告内容较详细，工作计划安排合理，同意该同学进入毕业设计。