大连理工大学网络教育学院
本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：住宅小区电气智能化设计研究
学习中心：
层 次： 专科起点本科
专 业： 工程管理
年 级： 年 季
学 号：
学 生：
指导教师：
完成日期： 2022年4月26日
住宅小区的智能化和多功能化在一些大中型城市和经济发达地区已成为房地产发展的一种趋势，多功能智能化综合性住宅小区的建设规模将越来越大。这就要求住宅小区的建设规模，要适应小区的总体规划及用电负荷特征，合理选择住宅小区的供电方式，以保证供电系统的安全可靠运行。
本文的主要内容为中粮大道住宅小区的电气智能化设计。首先确定了小区负荷等级。然后设计了中粮大道小区商住楼的配电、弱电两部分。供配电系统的设计主要是进线柜、楼层配电箱和分户配电箱的连接关系，合理的选择开关和导线；弱电系统的设计主要包括有线电视系统设计、电话通信系统设计、宽带网络系统设计三部分。
关键词：电气智能化；住宅小区；低压配电系统；负荷等级
目 录
时光飞逝，人类在不断流逝的时间里积极创新，持续进步，科技、人文等方面都有了质的飞跃，人们对于物质水平的追求也越来越高，对衣食住行各个方面的要求都有了相当大的提高，为了满足人类日益增长的物质文化需求，现代的建筑等也面临着新的革命，对其功能、安全性等的要求愈来愈高。与人类生活相关的各个方面都面临着挑战，稍有落后便会被淘汰，其中，建筑电气技术是建筑技术中极其重要的一环，所以它面临的革命浪潮必将来的很早，所以行业内的工作人员必须紧跟潮流，不断创新。设计人员一直在不断努力的去创新，从现在越来越多有独特功能和特点的的令人惊叹的建筑物可见一斑，比如端庄肃穆的综合行政楼、高端大气的商务区 CBD、标新立异的休闲会所、功能多元化的智能化住宅小区等，在创新方面，行业内的设计人员也面临着极其严峻的挑战。智能化住宅小区的就在这样的背景下出现于上个世纪九十年代，并且伴随着建筑电气的进步而不断的发展进步。但智能化住宅小区在中国还算比较新的概念，发展的并不是很好。但是经过这么多年的发展，智能化住宅小区在中国也算有了一席之地，但是智能化住宅小区的发展具有明显的地域差异，它明显地在上海等沿海城市以及北京等一线城市发展速度比较快。在某些内陆地区及不发达城市，智能化住宅小区基本只实现了部分住宅甚至还停留在理论阶段。但纵观国内外的发展历程，智能化住宅小区的出现并潮流化是历史前进的必然结果，也是人类进化的必经之路。
在进行对智能化住宅小区的整体设计过程中，最关键的是建筑电气的建设，要保证智能化住宅小区的安全稳定的运转，必须要做好建筑电气的建设，以此保证该小区各项业务更加的智能化。建筑电气技术作为建设智能化住宅小区必不可少的一部分，也在时间的锤炼中越来越发达。建筑电气是一门创造、维持与改善限定空间和环境的科学，不但利用传统技术又运用现代的科学技术，它主要以电能、电气设备和电气技术等为基本建设方法。
1.1 智能住宅小区的发展背景
建筑电气的设计与一栋建筑设备是否合理并且安全的选择和布置、建筑是否良好稳定运行密切相关。如果在进行智能化住宅小区的设计时，设备的选择和布置不合理，将会造成严重的后果，例如资源浪费，运行危险等。而且现代技术的发达为建筑电气的发展提供了新的思路，建筑电气中加入了各种各样的新兴智能的元素。那么对于建筑电气的设计人员来说，将面对更为严峻的挑战，需要掌握更多更精深的知识和技术。虽然智能化住宅小区的兴起也有了不断的历史，但是它在中国这个古老的国家的发展才刚刚进入初级发展阶段，对于其的设计、建设等都没有具体的统一的国家标准，且在中国的智能化住宅小区的建设进展不一，所以相关设计建设人员的工作开展的并不十分顺利，可以参照的例子实在太少，还需要自己慢慢摸索，尽力去设计的方案可能并不符合现实，可行性较低。本文尽力去采用一种程序化、标准化的方法设计出了一个较为详细的建筑电气工程，期望能够设计出合理的、能够稳定运行的、符合实际的智能化住宅小区。
1.2 智能建筑的发展现状与趋势
这些年来，科技和经济的快速发展，推动了建筑技术的长足发展，同时推动了建筑电气技术的发展。而现代先进科学技术的广泛使用，更加促进了建筑电气技术的创新与发展。建筑电气技术的智能化、数字化网络化逐渐加强。为了跟上时代的潮流，设计人员必须努力创新，使建筑电气技术的发展能够紧跟科学技术的发展，进而有力的推动现代经济、科技的长足进步。
1.2.1 建筑电气技术智能化发展
伴随着现代科技、人文的连续进步，中国的建筑电气技术也越来越智能化，智能建筑的思想与理念慢慢渗透到各国建筑行业，并且经过时间的发酵，智能建筑的一些观念和思想已经逐渐深人到我国建筑工程的领域中，人们也愈来愈关注建筑电气。智能化建筑技术不断突破和创新，我们已经逐渐实现了对建筑电气技术的自动化工程，这些高科技产品和适宜的设计正在慢慢的代替人们做一些简单重复的工作，不仅节约了人类的时间，让人们可以得到充足的休息时间，而且可以让人们将精力放在其他还不是很先进的方面，这样不仅节约资源，还能实现现代社会各方面协调发展的目的。这跟中国提出的可持续发展战略目标的理念是相符合的。从现在的建筑行业发展情况来看，智能化建筑越来越多，这说明智能化建筑已经成为了中国建筑行业发展的主要趋势。而这种趋势势必需要更加智能的技术和设备，所以面对这样的状况，于建筑行业专业人士来说，他们必须不断地努力学习、不断地进步，才能在智能化发展的道路上走的更远。针对这种情况，我们应当从大方向上制订一个大体的发展指导，即从中国的具体发展情况出发并与中国的实际国情相结合，致力于发展出一条具有中国特色的建筑电气智能化发展道路，来指导我国智能化建筑电气的发展。
1.2.2 建筑电气技术的绿色化发展
随着时代的进步，人们对于环境保护越来越上心，全球环境保护的理念也接收到越来越广泛的关注，各行各业的发展都开始注意环境保护，并受到各方面的监督。在这种大环境下，建筑电气的发展也开始注重环境保护方面的问题，整个发展趋势呈现出明显的绿色道路化。在我国无数人的不断努力下，同时在可持续发展战略的严格指导下，近来绿色环保的智能建筑电气技术发展理念已经获得了广泛认可和接受，绿色建筑电气也慢慢地开始纳入行业设计师的考虑范围。中国的建筑工程设计师致力于通过愈加智能化的体系来完成如今多需求、高标准的建筑需求。而作为建筑电关键组成部分的建筑电气技术的绿色发展则是最引人注目的。关于绿色建筑电气技术的创新与发展也是最为突出和关键的。除此之外，为了实现绿色发展，我们在建筑电气工程中所需要的设备以及材料的选取方面，也是以新型环保、节约能源的设备和材料为主，并且努力把现代信息技术，主要包括计算机技术以及通信技术等加入具体的建筑电气工程的实施过程中，并且十分注意节约资源和能源，努力做到有效控制建筑电气工程，致力于实现环保节能这一可持续发展战略目标，为世界的环境保护尽一份力基于高科技人才的不断努力，全球的科学技术得以获得持续不断地创新与发展，经济也随之愈加繁荣，这就为中国的科学技术的发展提供了基石。相应地，建筑电气技术的发展也会朝着智能化、绿色化的方向和目标不断创新发展，并且在创新与发展的过程中，不断研发制备节能环保的新型建筑电气产品，实现资源的有效利用和环境保护的目的并且推动建筑电气技术的不断进步和成熟。为了这个目的，我们还需要不断地努力，大胆创新，致力于实现建筑电气的可持续发展地战略目标，推动建筑电气技术的不断迈向智能化和绿色化发展之路。
1.3 我国智能建筑发展中存在的问题
尽管我国在“七五”期间就确定了“智能化办公大楼可行性研究”的攻关课题，但对智能建筑的理论研究和相关科技产品的开发一直未能得到足够的重视和发展，对其认识也停留在国外的研究成果上。专业学术刊物直到96年才出现，而且很难见到符合中国国情的有深度的文章，专业理论著作更是凤毛麟角，智能建筑相关的全国统一标准规范也是千呼万唤没出来[5]。而我国的智能建筑却不能坐等理论的发展。一座座根据自己理解的“智能大厦”迫不及待地次第而出，没有先进而成熟的科学理论作指导，实践就没有明确的方向，摸索着前进，就难免出现这样那样的问题，“智能大厦”不遂人愿也就不足为怪了。
由于缺少相应的规范，对大厦智能化的规划往往是发展商说了算，根据他们的要求提出的设计方案也往往缺乏全面性和长远性，同时因为专业工程师的极度匮乏，施工质量也难以保证。深圳市的深纺大厦号称全市第一座智能大厦，但到验收时连线路都不通。另据建设部科技委智能建筑技术开发推广中心于97年组织有关专家对我国几十座自称“智能建筑”的建筑物进行的调查结果看，开通率极低，功能单调，用户不满意[6]。其原因也就是在没有很好的智能系统规划设计和技术、产品选择的情况下就盲目上马，管理和维护水平又跟不上，结果自然是事倍功半，浪费投资。
在整个智能建筑领域仍然存在着一些技术上的缺陷，比如网络频宽的限制：数据传输量迅速增加和多媒体的使用，要求有宽阔的通讯空间；使用天线局域网络也要重新分配宝贵的音波频律。在新网络科技如ATM、Frame-relay等问世后，通讯空间的问题可获部分解决，但缺乏全面而完整的数据模型，各个建筑物自动化和应用系统之间仍然无法有效地交换数据[7]。另外数据安全性和无缝话音与数据通讯之间还存在着矛盾，很多机构非常关注其内部资讯系统的安全性，以及保护其电脑和话音系统免被非法接达的问题，但如果把某建筑物隔离起来提供保护的话，就会导致无法使用更先进的通讯工具。
1.4 本论文的主要工作
本文所设计的工程是一个处于某市内的住宅小区。共规划该小区占地面积大概为 150 亩，类别上是属于二类居住用地。该住宅小区主要包括总层数为一层的地下停车库，占地面积为大概有 19700 平方米，该停车库里面一共设计有 490 个停车位，并且在内部配备有风机房、柴油发电机房，弱电机房、生活水泵房，消防控制室、消防水泵房等设备专用用房间。住宅小区的建筑电气设计主要分为前期设计以及实施过程中的具体设计，前期设计包括定位设计、内容设计等。但因为文章的篇幅限制，本文中只详细叙述配电自动化设计、住宅小区防雷设计、火灾监控系统设计与消防探测器设置这三部分内容。
本论文首先在绪论部分介绍了智能建筑和智能化住宅小区的发展背景及概况，分析了智能建筑发展中存在的问题。
第二章介绍了智能化住宅小区的相关概念和国内外发展状况，并介绍了住宅小区智能化系统的构成。
第三章和第四章以中粮大道小区为研究对象，介绍了其智能化系统的构成，并对其用户部分供配电系统进行了电气智能化设计。
第五章对全文进行了总结和展望。
2.1 国内外住宅小区智能化系统的发展概况
中国在这些年来，有前赴后继、源源不断的人才正在努力做好中国与国际电工委员会（IEC）标准的联系以及和国际接轨的工作，这部分工作目前来看已经初显成效，进来中国国内对智能化建筑电气的一些规范和要求已经越来越接近国际标准，全国范围内电气工程正在逐步地等同或等效使用IEC标准，这将会为中国电气工程的发展提供极其有利地条件，中国的电气工程型人才也将得到更多展现自我、实现自我、大放异彩的机会和平台。同时这也有利于国内外技术的交流与进步。
而且一个行业的发展是相关行业共同发展，因此智能化住宅小区的发展同时也是和电气科技以及建筑技术的发展分不开的，他们可以说是一荣俱荣的关系。经过这么多年人类的不断创新，高科技的发展越来越先进，带动了智能化建筑电气的进步，从智能化建筑电气中应用的各种高科技设备便可见一斑。就像以前科技没有那么发达的时候，常常在一级负荷中应用到的的双电源末端互投切换开关只能进行小规模、低端化的生产模式，而现在他在现代科技的帮助下已经成功的走向了集生产和研发为一体的形成一条产业链的生产道路，而且这种生产模式下生产出来的产品品质更高，能解决的问题更广泛，而且可以让供电系统拥有更好的可靠和连续的性能。随着生活水平的提高，对于配电系统的设计越来越具有针对性，且相关具有针对性的特殊装置已有了实际应用。举一个简单的例子，比如人类研发出的剩余电流监控系统，比较完善的解决了医院手术室里对漏电保护的高标准要求问题，对其起到了较好的防护作用。
智能化建筑电气在漫长的发展过程中，渐渐的融入了其他技术，包括通信技术、电子技术以及计算机技术等，基于此现在对于智能化建筑电气的划分就已经不能仅仅简单的将其分为电工类、控制类等类设备了。例如在小区供电系统开关柜中有广泛应用的智能断路器，该智能断路器的核心设备是微处理器，微处理器可以用来监控供电线路的工作情况是否正常，然后通过一些措施将智能断路器连入计算机网络，这便实现了网络实时监控，整个小区的安全性得到了明显提高。所以可以发现，目前智能化建筑电气愈来愈多的加入了其他技术，已经存在很少的纯强电系统了。
现代智能化住宅小区的进步是体现在各个方面到的，包括它在技术上获得的长足进步和在与它相关的一些理论和科研的高度上也有了相当巨大的发展。在二十世纪八十年代时，中国的智能化建筑电气行业人士就已经意识到了智能化建筑电气是具有重要历史地位和行业地位的相对独立的一个工种，而不是作为土建工程附属的一项简单配套工作。而且在当初，中国国家建设局就审批进而成立了中国第一个智能化建筑电气专业组织。就在1992年，就由中国建设部制定并且发布了《民用智能化建筑电气设计规范》(JGJ/T16-1992)。紧接着，由国家技术质量监督局制定的国家标准《智能化建筑电气工程施工质量验收规范》(GB50303-2002)在2002年首次面世了。而在国际上，从1992年开始，国际电工组织IEC就陆续发布了《建筑物电气装置》（IEC60364）的第1~7部分标准。并且因为智能化住宅小区和智能化技术等的发展和兴起，中国针对智能建筑和智能化技术也颁布了一系列相应的规章制度，中国工程建设标准化协会通信工程委员会经起草、审议、修改之后，在二十世纪九十年代颁布了《建筑与建筑群综合布线系统设计规范》。同年，中国第一本地方性的智能建筑设计标准---上海市的智能建筑设计标准被发布，这是由华东建筑设计研究院编撰的智能建筑设计标准。紧随其后，中国多个城市也陆续发布了各自城市编纂的智能建筑设计标准。接着在2000年中国建设部就完成了编纂和发布GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》的工作。同年，经建设部同意的GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》和GB/T50312-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》正式公布，这是由信息产业部主编的。这一系列规章制度的编纂和颁布是中国智能建筑以及智能化住宅小区正式开始发展的标志，也为它们的快速发展奠定了基础，更是相关从业人员的行事准则。
而在二十世纪八十年代，中国高校中的名校上海同济大学开始招收智能化建筑电气工程专业的学生，中国开始有意识地培养专业技术人员。以此为起点，国内各大高校陆续开设了智能化建筑电气专业。同样还是同济大学，在二十世纪九十年代末开始对智能智能化住宅小区方向招收研究生。二十一世纪初，中国开始实行注册电气工程师考试。
2.2 智能住宅小区的定义
智能化住宅小区是智能建筑的一大门类。国家建设部住宅产业化办公室提出的住宅小区智能化的基本概念，是指“住宅小区智能化是利用4C（即计算机、通讯与网络、自控、IC卡）技术”，通过有效的传输网络，将多元化信息服务与管理、物业管理与安防、住宅智能化系统集成，为住宅小区的服务与管理提供技术的智能化手段，以期实现快捷高效的超值服务与管理，提供安全舒适的家居环境[11]。
