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自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文開(kāi)題報告
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題 目:某綜合樓電氣工程設計
一、選題背景及依據(簡(jiǎn)述國內外研究現狀、生產(chǎn)需求狀況,說(shuō)明選題目的、意義,列出主要參考文獻)
1.1背景
醫院電氣設計是醫院建筑設計中的一個(gè)重要組成部分,其供電的質(zhì)量和可靠性直接關(guān)系到醫務(wù)工作的療效。醫院建筑由于其醫療科目繁多、功能復雜、醫療流程及使用對象特殊、設備多而分散、工藝及安全防護要求高、電氣系統種類(lèi)多、對供電可靠性要求高,其作為民用建筑中的一個(gè)重要分支已經(jīng)受到越來(lái)越多建筑設計人員的重視。
隨著(zhù)我國經(jīng)濟發(fā)展,醫院建筑發(fā)生顯著(zhù)的變化,如病房樓不在是以前規模偏小、布局陳舊、功能不全、設備簡(jiǎn)陋的落后狀況,以家庭化、全空調病房為代表的新型病房樓正在普及;醫院手術(shù)區針對手術(shù)區流程、手術(shù)室材料結構、手術(shù)器具配置、凈化標準等方面與國外的差別、以國際標準的先進(jìn)凈化手術(shù)室為樣板進(jìn)行設計和改造,或一些二級、三級醫院直接引進(jìn)大刀國際先進(jìn)水平的整體凈化手術(shù)室;門(mén)診急診樓則把掛號、付費、化驗、配藥等窗口集中在一起引入建筑中庭的形式,使醫院人流密集的中樞部位寬敞及明亮,減少病人和家屬在等候時(shí)的沉悶感;醫院的醫療設備更新速度快,大型X線(xiàn)機、CT、加速器、核磁共振、超聲診斷、電生理診等先進(jìn)的醫療設備日新月異,且發(fā)展迅速;許多三級醫院根據其發(fā)展要求,有針對性地建設一些靈活建筑空間來(lái)配合醫療設備的調整,近10年是我國醫院改造、新建的高峰期。
對此我國十分關(guān)注國外醫院的建設及相應的標準,國外的醫院建設標準是基于自身國情和對醫療環(huán)境控制的認識與實(shí)踐,大多是以專(zhuān)業(yè)學(xué)(協(xié))會(huì )標準、行業(yè)標準為標準,遵循法規和條列。而我國則是以國家標準為準。國外醫院建設大體呈現以下情況:公立醫院與私立醫院差別較大;注重醫院工藝平面布局,人流與物流流線(xiàn)設置,比較注重通風(fēng)情況,常采用機械通風(fēng);節能的重點(diǎn)放在改善玻璃的性能上;采用“能源站”系統節能的方式有效節能減排;加大醫院設施的使用率;綜合手術(shù)室發(fā)展迅速。隨著(zhù)交流的深入,很多發(fā)達國家的建設標準已經(jīng)被翻譯,我國醫院建設正結合我國的國情及醫院的特點(diǎn),正確理解每一個(gè)國家醫院建設標準內涵及實(shí)施細則,借鑒其醫療技術(shù),推動(dòng)我國醫院建設的發(fā)展。
1.2選題目的
隨著(zhù)人民生活水平的日益改善和醫療水平的不斷提高,涌現出了許多新的醫院建筑,人們對醫院建筑設備的現代化要求也與日劇增。醫院建筑電氣設計一直是國內電氣設計行業(yè)相對薄弱的一個(gè)領(lǐng)域。職業(yè)病防治綜合樓的電氣設備具有電設備種類(lèi)多、用電量大且負荷密度高、供電可靠性要求高、電氣系統復雜、電氣線(xiàn)路多、電氣用房多等特點(diǎn),設計的復雜性也增加很多。AutoCAD是目前國內外使用最廣泛的計算機輔助繪圖和設計軟件之一,是電氣工程設計人員需要的基本工具,熟練的掌握本軟件的使用對電氣工程設計者有重要的意義。為了提高醫院建設電氣設計水平,培養學(xué)生嚴謹的科學(xué)態(tài)度和扎實(shí)的實(shí)踐技能、良好的工程意識,并能在設計中學(xué)會(huì )如何發(fā)現、分析和解決工程實(shí)踐問(wèn)題的技能和方法,將所學(xué)知識綜合應用于工程實(shí)踐中。讓學(xué)生得到一次進(jìn)行獨立設計的工程實(shí)踐鍛煉,同時(shí)熟練一種繪圖的基本工具,為今后踏上工作崗位打下基礎。
1.3選題的意義
醫院建筑電氣因其醫療科目繁多、功能復雜、醫療流程及使用對象特殊、設備多而分散、工藝及安全防護要求高、電氣系統種類(lèi)多、對供電可靠性要求高,并且所涵蓋的內容包括:負荷分級;供電系統;低壓配電系統;照明設計;導線(xiàn)電纜選擇;電氣安全及電力系統保護;節能措施及弱點(diǎn)系統等,對醫院電氣設計者來(lái)說(shuō),要求嚴格,越來(lái)越受到電氣設計者的重視,而我國的醫院電氣設計行業(yè)相對薄弱。電氣工作者通過(guò)對工程實(shí)踐的鍛煉,積累經(jīng)驗,在設計中學(xué)會(huì )如何發(fā)現、分析和解決工程實(shí)踐問(wèn)題的技能和方法,將所學(xué)知識綜合應用于工程實(shí)踐中。在未來(lái)有很大的發(fā)展前景。
參考文獻
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二、主要研究(設計)內容、研究(設計)思想及工作方法或設計流程
2.1研究?jì)热?/p>
本課題是某職業(yè)病防治中心的電氣工程設計,該樓層屬于三級乙等綜合醫院,總樓層共七層,占地面積約1674平方米,高34.2米,總共七層,一層為門(mén)診大廳;二層為職業(yè)病康復治療中心,血透區,消毒室,潔具間;三層為職業(yè)病診斷室,教學(xué)培訓室;四~七層為病房,醫護站;屋頂為電梯機房,水箱間。各層吊頂高為:一層3.4米,二層2.9米,三~四層3.4米,五~七層2.5米,走道2.4米,電梯機房3.9米。其中護士站與血透區供電負荷等級為一級負荷,其余為二級負荷。工程樓內由220V/380V低壓電源供電,由樓外引兩路電力電纜直埋引入一層配電室。具體設計內容如下:
(1)完成低壓供配電系統設計,供電電壓為380/220V三相四線(xiàn)制。
(2)完成電力設備的供配電設計,其中噴淋泵、消防電梯為一級負荷,其供電采用雙回路供電,在末端自動(dòng)切換。
(3)完成電氣照明設計,設普通照明、事故照明、疏散指示照明。
(4)計算大樓負荷,完成線(xiàn)纜及配電設備的選則與校驗。
(5)完成防雷接地設計。
2.2設計方案
2.2.1 照明設計
本設計中照明部分包括普通照明、疏散指示照明和事故應急照明。在電梯處、消火栓處、自動(dòng)扶梯的安全出口、疏散樓梯處、疏散走道、公共出口出設置疏散指示照明。疏散指示照明設在安全出口的頂部嵌墻安裝,或在安全出口門(mén)邊墻上距地2.2~2.5米處明裝;疏散走道及轉角處在離地1米以下的墻上嵌墻安裝。疏散指示照明照度為0.5lx,正常工作時(shí)由配電系統供電,浮充電,斷電時(shí)由內部電池供電,由末端自投裝置控制,維持時(shí)間為30min。配電室、門(mén)診大廳、走廊、消防栓處等設置事故應急照明,設置在墻面和頂棚上,系正常照明燈具中的一部分,其照度不低于正常照度。正常時(shí)由配電系統供電,浮充電,事故時(shí)由內部電池供電,供電時(shí)間為1h。普通照明設計如下:
根據醫院建筑等級要求及相關(guān)醫院建筑照明標準,確定相關(guān)區域的平均照度值,
根據《建筑照明設計標準》GB50034-2004及實(shí)際工程實(shí)踐中統計醫院建筑照度標準值對比如下: 工程實(shí)踐及我國醫院建筑照度標準值對比表
房間或場(chǎng)所 行業(yè)標準 美國IESNA-2001 日本JISZ9110-1979 本標準
治療室 50-100 300 300-750 300
化驗室 75-150 500 200-500 500
手術(shù)室 100-200 3000-10000 750-1500 750
診室 75-150 300 300-750 300
候診室、掛號廳 50-100 100 150-300 200
病房 15-30 50 100-200 100
護士站 75-150 300 300-750 300
由工程圖紙可知各層吊頂高,根據一般醫院建筑材料確定天花板、墻壁、地板的反射系數ρc、ρw、ρf ,選擇合適的燈具及平面布局,確定燈的數量及燈泡的功率。
燈的數量:
根據《現代建筑電氣設計指南》表11-71選取多布列熒光燈距高比L/H
按較為合理的距離比選擇燈具數量。
計算高度:
H=H1-Ha
式中H—計算高度(m);
H1—燈懸高度(m);
Ha—工作面高度(m);
室型指數:
式中W—居室寬度(m);
L—居室長(cháng)度(m);
燈具的最小照度系數:Z燈具維護系數:k燈具利用系數:
每個(gè)燈的光通量:
式中E—平均照度(lx);
Z—最小照度系數 (若所給照度為平均照度則Z為1);
A—居室面積(m2);
K—維護系數(查《現代建筑電氣設計指南》表11-70);
N—燈具數量;
—利用系數(根據IR、ρc、ρw、ρf查《現代建筑電氣設計指南》表11-81);
根據以上結果,查《現代建筑電氣設計指南》表11-9選相應型號的熒光燈,其額定通光量Fg>F即可。所選型號熒光燈實(shí)際平均照度 看是否符合規定的照度要求。
炫光:
炫光限制的評價(jià)檢驗按照CIE(國際照明委員會(huì ))的推薦以統一炫光指數UGR表達,其基本公式為:
式中Lb—背景亮度(cd/m2);
L—觀(guān)測者視線(xiàn)內每個(gè)照明器的亮度(cd/m2);
—觀(guān)測者視線(xiàn)內每個(gè)照明器的發(fā)光部分的立體角(cd/m2);
P—位置系數,由視線(xiàn)內剛好可以看到的最后一個(gè)照明器確定。
進(jìn)行UGR指數計算時(shí),需要掌握位置系數表和燈具廠(chǎng)商提供的完整的燈具表面亮度數據,故在目前國內的實(shí)際應用尚不能完全推廣。故可根據《建筑電氣專(zhuān)業(yè)技術(shù)措施》表8.2.23得熒光燈無(wú)反射罩,光源功率>36的最低懸掛高度2.0米;無(wú)反射罩,光源功率 36的最低懸掛高度3.0米;有反射罩的最低懸掛高度2.0米;進(jìn)行炫光條件的驗證。
2.2.2 供配電設計
本工程樓由220V/380V低壓電源供電,由樓外引兩路電力電纜直埋引入一層配電室,由電源切換箱進(jìn)行自動(dòng)切換,經(jīng)動(dòng)力配電箱后供向各層照明配電箱。其中護士站與血透區供電負荷等級為一級負荷,其余為二級負荷。干線(xiàn)穿鋼管沿墻向上敷設,分別引至各層照明配電箱,對各層照明配電進(jìn)行分區,每層由2~3個(gè)照明配電箱進(jìn)行分區域供電,每個(gè)照明配電箱引5~7路供電線(xiàn)路,照明和插座在不同回路,插座回路設漏電保護,每條線(xiàn)路連接不超過(guò)4個(gè)房間,并且所有配電箱預留一條線(xiàn)路備用。其中一層CT室,DR室,MR室和二層血透區所在配電線(xiàn)路設EPS應急電源,并且由干線(xiàn)動(dòng)力配電箱各引一條線(xiàn)路接交流電源配電板并配有應急電源,其功率和容量根據用戶(hù)需要自行購置。機房、電梯機房、配電間供電由支線(xiàn)動(dòng)力配電箱供應,并且由兩條線(xiàn)路分別引至,在末端進(jìn)行自動(dòng)切換。
2.2.3負荷計算
由于綜合樓的電氣設備具有電設備種類(lèi)多、用電量大且負荷密度高、供電可靠性要求高、電氣系統復雜、電氣線(xiàn)路多、電氣用房多等特點(diǎn),《全國民用建筑工程設計技術(shù)措施》電氣部分中指出了醫院的用電負荷指標:40—70W/m2,《建筑照明設計標準》中指出的照明功率密度值約為12W/m2,本設計根據以上依據進(jìn)行負荷的估算Pg,利用需要系數法進(jìn)行負荷計算:
計算電流:
用電設備組計算負荷:
線(xiàn)計算負荷
式中: ------------------同時(shí)系數
------------------需要系數
Q-------------------用電設備組無(wú)功功率(KVA)
P--------------------用電設備組有功功率(W)
---------------------計算電流(A)
根據計算電流和導線(xiàn)的熱效應進(jìn)行導線(xiàn)的選型和斷路器等電氣設備的選型和校驗。
2.2.4 防雷接地系統
本工程為第三類(lèi)防雷建筑,沿女兒墻,屋角,屋沿,屋脊,屋頂四周敷設避雷帶,并在屋面組成不大于20mx20m的網(wǎng)格.避雷帶沿預制支架敷設.支架為25X4mm扁鋼,突出屋頂的金屬物,均與避雷帶焊接;非金屬物體,在其上部增加避雷帶或避雷針,與其它避雷帶焊接成一體.防雷引下線(xiàn)不少于2根,引下線(xiàn)沿建筑物周邊均勻對稱(chēng)布置,與柱內主筋焊接,引下線(xiàn)間距小于25m,引下至基礎鋼筋網(wǎng),以基礎鋼筋網(wǎng)加輔助接地做接地體,接地電阻小于0.5歐姆,要求從一層向上柱內主筋每層應可靠焊接,柱內主筋與每層框架梁可靠焊接.并與基礎內主筋可靠焊接,基礎內主筋搭接處可靠焊接,使整體形成可靠的電氣通路。為防止雷電流流過(guò)引下線(xiàn)及接地裝置產(chǎn)生很高的電位,對附近的金屬物及線(xiàn)路產(chǎn)生反擊,采用共同接地裝置,設置總等電位、層等電位連接。低壓線(xiàn)路在進(jìn)入總配電線(xiàn)箱處設避雷器。
2.3工作流程
(1)認真審題,根據設計題目查閱醫院建筑電氣設計相關(guān)資料。
(2)根據前期查閱的資料明確設計思路和設計方案。
(3)進(jìn)一步熟悉AutoCAD軟件。
(4)進(jìn)行照明布置設計,完成照明設備的選型及相應圖紙。
(5)進(jìn)行供配電設計,完成相應圖紙。
(6)根據計算電流選擇相應設備進(jìn)行校驗,完成設計系統圖。
(7)優(yōu)化設計圖,完成系統的總體設計,寫(xiě)論文準備答辯。
三、畢業(yè)設計(論文)工作進(jìn)度安排
第一階段:開(kāi)題報告
20xx.03.01— 20xx.03.04 了解醫院建筑電氣設計的國內外現狀,熟悉相關(guān)的規則和標準,查找相關(guān)資料。
20xx.03.05— 20xx.03.08 閱讀并理解所找的資料,初擬設計方案、寫(xiě)開(kāi)題報告初稿。
20xx.03.09— 20xx.03.13 完善方案和開(kāi)題報告,學(xué)習AutoCAD軟件。
第二階段:設計階段
20xx.03.13— 20xx.03.20 查看圖紙,對圖紙進(jìn)行全面的掌握與熟悉。
20xx.03.21— 20xx.03.27 根據相關(guān)的規則和標準進(jìn)行照明的設計與選型。
20xx.03.28— 20xx.04.02 根據相關(guān)的規則和標準進(jìn)行供配電的設計。
20xx.04.03— 20xx.04.10 進(jìn)行負荷的計算和相關(guān)設備的選型并進(jìn)行校驗。
20xx.04.11— 20xx.04.15 優(yōu)化設計圖,完成系統的設計。
第三階段:論文撰寫(xiě)
20xx.04.16— 20xx.04.25 整理設計階段資料,撰寫(xiě)畢業(yè)論文初稿。
20xx.04.26— 20xx.05.08 校驗整個(gè)系統的設計,完成畢業(yè)論文初稿。
20xx.05.09— 20xx.05.21 根據指導老師意見(jiàn)修改畢業(yè)論文。
20xx.05.22— 20xx.05.30 完善畢業(yè)論文,完成終稿。
第四階段:答辯
20xx.06.01— 答辯前 論文打印、裝訂、評審,評審通過(guò)后參加答辯
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