建筑设备(电).doc

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1、第十一章 建筑电气系统概论11.1.建筑电气的基本作用 什么是建筑电气? 以建筑为平台的建筑物内所有电气系统的总称.建筑电气的作用 a服务于建筑；服务于建筑物内人们的工作、生活、学习、娱乐、安全等。11.2.建筑电气的分类 建筑强电系统 a建筑供配电系统 b建筑照明系统 c防雷接地系统建筑弱电系统 a火灾自动报警系统 b安全防范系统 c建筑设备自动化系统 d有线电视系统 e综合布线系统 f有线广播及扩声系统 g会议系统11.3.建筑电气对建筑的影响a影响建筑项目的审批和规模等级; b影响建筑功能的发挥; c影响建筑布局;d影响建筑艺术的体现; e影响建筑使用的安全; f影响建筑的管理; g影响

2、建筑的维护.第十二章 建筑供配电系统12.1.建筑供电系统什么是建筑供电系统？ 建筑物的变电所、配电房内的电气内容。也就是建筑物的电源部分。负荷分级和供电电源 负荷分级：一级负荷：a中断供电将造成人身伤害时。 b中断供电将在经济上造成重大损失时。c中断供电将影响重要用电单位的正常工作在一级负荷中，当中断供电将造成人员伤亡或重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为一级负荷中特别重要的负荷。二级负荷: a中断供电将在经济上造成较大损失时b中断供电将影响较重要用电单位的正常工作。三级负荷： 不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。供电电源一级负荷应由

3、双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷供电，除应由双重电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。二级负荷的供电系统，宜由两回路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6KV及以上专用的架空线路供电。三级负荷对供电电源无特殊要求。负荷分类依据：供电部门执行的电价不同。 照明电价负荷 灯具,插座,空调设备,计算机、电热水器、电饭堡等 非工业电力电价负荷 电梯、各种泵、各种风机、公共厨房设备等 工业电力电价负荷 工矿企业的生产机械电源电压的引入方式0.22/0.38kV低压引入方式 主要适用于小型建筑或总用电量较小的建

4、筑。10kV高压引入方式 主要适用于总用电量较大的建筑（一般在315kw以上）35kV高压引入方式 适用于总用电量大的建筑。此外：高压引入的建筑物中通常都有1、2级负荷，因此，通常需要两路（两回线）引入。12.2.用电负荷的计算单位指标 Pjs = kpNPjs :有功功率计算值(kW) kp:单位负荷指标(W/m2、kW) N单位数量例：某高校教学楼建筑面积为1.5万m2，求该楼的计算负荷（计算有功功率）。Pjs = KpN = 30x15000 = 450kW例：某住宅楼共计36户，每户设计功率为8kW，计算该楼的计算负荷。Pjs = KpN = 36x8 = 288kW需要系数法依据：所

5、有用电设备不可能同时使用，也不可能所有用电设备都工作在最大运行状态。Pjs = Kx Pe Pjs：有功功率计算负荷（KW）Pe用电设备的总功率（KW，设备容量）； Kx：需要系数（查表得）上例：某住宅楼共计36户，每户设计功率为8kW，采用需要系数法计算该楼的计算负荷。Pe = 36x8 = 288kW Pjs = KxPe =0.6x288 = 172.8kW12.3.设备选择导线和电缆的选择 导线类型选择的总体原则小电流选电线，大电流选电缆； 电线一般选BV导线； 电缆一般选YJV电缆。按发热条件选择导线截面积； 按允许电压损失选择导线截面积按机械强度选择导线截面积。 按机械强度选择导线

6、截面积低压电气设备低压隔离开关 符号： 作用：接通或断开电路。特点：灭弧效果，不宜带负荷操作。有明显的断开间隙，用于不经常操作的电路。低压断路器 符号： 作用：在有负荷的情况下接通或断开电路，同时能切断过载和短路电流，某些产品有过电压、失压保护功能。电流互感器 符号： 作用：将电路中流过的大电流变换成小电流（额定电流5A），供仪表（电流表、电能表等）测量及指示用。低压开关柜按照结构形式可分为：a固定式开关柜，主要型号有：XL、GXL等。 b抽屉式开关柜，主要型号有：GCL、GCK等。 c柜体几何尺寸，以低压抽屉式开关柜为例：宽：600、800、1000 ; 深800、1000 ;高：2200

7、mm。 12.4.（低压）配电系统配电系统 根据建筑物内所有用电设备负荷（功率）大小、负荷类型、对供电可靠性的要求（重要程度）等因素，确定对各个用电设备（箱、柜）供电的方式。配电系统有低压配电系统和高压配电系统两种，建筑物内部主要为低压配电系统.放射式配电特点：各楼层的配电箱、柜与配电房的总配电柜之间是单独敷设的线路，各配电线路故障互不影响，供电可靠性高。该方式主要用于多层建筑，或高层建筑的部分配电。有图树干式配电特点：多个配电箱（柜）共用一条干线与配电房总配电柜连接。该方式系统灵活性好，干线故障时影响范围较大。主要应用设备分布比较均匀的场合，尤其适用于高层建筑的照明配电。链式配电特点与树干式

8、配电相似，适用于距配电房较远而彼此相距又较近的小容量的用电设备，链接的台数不宜大于5台，总容量不宜大于10kw。混合式配电高层建筑的干线配电方式一般均为树干式、放射式配电的混合。12.5.变配电所(室)设计概述变配电所总体设计原则a变电所的设计，应根据变电所510年的发展规划进行设计，做到远近结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。b变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案。c变电所的设计，必须坚持节约用地的原则变配电所所址选择要求a接近负荷中心；b进出线方便；c接近电源侧；d设备运输方便

9、；e不应设在有剧烈振动或高温的场所；f不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；g不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方h不应设在有爆炸危险、火灾危险的正上方或正下方i不应设在地势低洼和可能积水的场所。第十三章 建筑电气照明系统什么是建筑电气照明系统? a建筑物中各个功能性房间内的灯具、风扇、开关、插座的数量及平面布置，以及照明配电箱的数量及平面布置。 b灯具、开关、插座、照明配电箱的配电线路设计。13.1.照明基本知识光通量（F） 光源单位时间内向周围空间辐射出去的使人产生光的感觉的能量。单位：流明（lm） 40W普通白炽灯的光通量约为330lm；

10、 40W普通荧光灯的光通量约为2200lm； 36W高光效荧光灯的光通量约为3600lm。发光强度（I） 光源在某一特定方向上，单位立体角内的光通量。 单位：坎德拉（cd）照度（E）被照面（工作面）上单位面积接受的光通量。单位：勒克斯（lx）教室照度：300lx以上，走廊照度：50lx以上。光效光源每消耗1W的电功率所发出的流明数。单位：lm/w。显色性光源照射到物体上所显示出来的颜色，与日光下该物体的颜色相比较（日光下为100），称为光源的显色性。色温当一个光源的颜色与完全辐射体（黑体）在某一温度时发生的光色相同时，完全辐射体的温度（k）就称为此光源的色温。13.2.光源和灯具电光源 什么是

11、电光源？将电能转换为光能的设备电光源种类：热辐射光源 白炽灯 卤钨灯 属于第1代光源气体放电光源 荧光灯属于第2代光源 金属卤化物灯属于第3代光源发光二极管(LED)光源 属于第4代光源 目前，光效约30140lm/W主要特点a寿命长b启动时间短c节能、环保d可以做成薄型灯具e工作电压低（624V DC）灯具 = 电光源 + 灯罩（控罩器）灯罩的作用 a重新分配光源发出的光通量。提高光效 b改善眩光灯具的分类按照安装方式分类：壁灯、吸顶灯、吊灯、嵌入式灯、地脚灯等。按照用途分类：普通灯、庭圆灯、广场灯、应急灯、防潮灯、防爆灯、工矿灯、泛光灯等。照明光源的选择a房屋功能；b周围环境；c光源的性能

12、参数； 灯具的选择a灯具的光学特性；b灯具的经济性;c灯具的使用环境;d灯具与建筑物、室内装饰效果的色彩、造型、安装方式等的协调。 灯具的布置 总体原则：灯具的布置应满足工作面的照度、照度均匀性、眩光的限制、维修方便、美观、与建筑风格协调。布灯的合理性 距高比合适（L/h） L：灯具的间距， h：灯具的计算高度，灯具离墙的距离一般为灯具间距的1/21/3 灯具安装高度适宜 照度计算单位容量法 nS/S：被照面积（m2） ：每个灯具内灯泡总功率（W） ：单位面积所需安装功率（W/m2） n：被照面积内灯具数量利用系数法 F0：每个灯具中光源的总光通量（lm）E0：工作面上的平均照度（lx）S：房

13、间面积（m2）n：灯具数量（盏）K：维护系数 （一般为0.80）：灯具的利用系数（查利用系数表得到）例：某教室长15m，宽10m，高3.5m，拟选用带有反射罩的2x40W（每只灯管的光通量为2200lm）普通双管荧光灯均匀性布置，吸顶安装，桌面设计平均照度为300lx，采用单位容量法，确定该教室的灯具数量。解：灯具计算高度 h =3.5-0.75 = 2.75m查表得 = 20.4W/m2 照明系统图上通常可表示： 配电箱进、出线的型号、规格、根数、敷设方式及部位；各种开关的型号规格，用电参数（如：设备容量、需要系数、计算容量、计算电流、cos等）；回路编号、相序等。导线标注格式：ab（c x

14、 d）efa：回路编号（WL：照明回路； WX：插座回路）b：导线型号c：导线根数d：导线截面积（mm2) e：敷设管材及管径f：敷设部位 （FC：地面内暗敷，CC：顶板内敷设） 第十四章 几种建筑弱电系统简介14.1.火灾自动报警及消防设备联动控制系统建筑消防系统 a灭火系统(建筑给排水专业) b防排烟系统(建筑环境与设备专业)c防火分区、阻隔、疏散通道（建筑学专业）d火灾自动报警及消防设备联动控制（建筑电气专业）1.火灾自动报警系统火灾自动报警设备 依据火灾发生初期的物理现象，自动进行早期预报。OA段： 火灾初始期，产生少量烟雾。AB段： 火灾成长期，产生大量烟雾、温度上升很快。BC段：

15、火灾最盛期，产生明火。C以后：火灾衰减期，火逐渐熄灭。感烟探测器（烟感） 当室内烟的浓度达到一定值时自动报警。一个烟感探测器的保护面积在6080m2左右。保护半径在5.86.7m.感温探测器（温感） 当室内温度达到某一定值（如70时），自动报警；或当室内温度上升的速率达到某一定值时，自动报警。感光探测器 可燃气体探测器工程中主要采用的是感烟探测器、感温探测器，尤其是感烟探测器。火灾人工报警设备消火栓按钮 由给排水设计人员确定位置及数量.手动报警按钮 设置位置：走廊、楼梯口、大厅等明显位置处。设置数量：任何位置到邻近的手动报警按纽的距离小于30m。任何火灾自动报警系统中，都必须设置火灾人工报警设

16、备，以此作为火灾的确认信号。火灾自动报警控制器集中报警器主要作用：a向探测器等报警设备提供24VDC电源b 监视线路中的设备有无故障、断线等；c接收各种报警设备输入的报警信号、并显示火灾报警部位（有声光提示）等；d向需要联动控制的消防设备输出控制信号，并接收消防设备动作的反馈信号。火灾显示盘主要作用： 显示本防火分区内报警和故障的部位，具有声光提示等功能。2.消防设备联动控制系统需联动控制的消防设备灭火设备 消防泵； 喷淋泵防排烟设备、通风设备送风机、排风机、 排烟风机、新风机 、正压风机、空调机组、防火阀、排烟阀、正压风口、排烟口等。其他设备防火卷帘门、非消防电梯 、非消防电源切除、应急照明

17、的强制点亮等。消防设备联动控制的方法总线制联动控制 所有需联动控制的消防设备共用4根线路，其中2根为电源线，2根为信号线。当发生火灾时，由消防中心的联动控制器发出动作信号给控制模块，通过控制模块驱动相应设备动作。多线制联动控制 需要控制的消防设备与消防中心（联动控制器）之间都是单独的连接线路。主要为重要的消防设备：消防水泵、喷淋水泵、各类排烟风机、正压风机等。3.火灾事故广播与消防专用电话系统火灾事故广播系统 功能：发生火灾时通知人员从消防通道疏散。技术要求： 应该具有分层控制功能。建筑物中任何部位离开最近的扬声器的距离小于25m，扬声器功率不小于3W。消防专用电话系统 功能：发生火灾时，供消

18、防队员在火灾现场与消防中心联系用、或作为消防中心值班人员确认火灾用。需要设置消防专用电话分机的位置有：消防水泵房、发电机房、变配电房、主要通风和空调机房、排烟机房、消防电梯机房等。14.2.智能建筑简介以建筑物为平台，兼顾信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供一个安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。智能化系统集成（IIS）：Intelligented Integration System信息设施系统（ITSI）：Information Technology System Infrastructure信息化

19、应用系统（ITAS）：Information technology Application system 建筑设备管理系统（BMS）：Building management system公共安全系统（PSS）：Public security system2.综合布线系统的结构综合布线系统从结构上可以分为7个部分（或子系统）a工作区;b配线子系统（水平子系统）;c干线子系统（垂直子系统）;d管理;e设备间f建筑群子系统;g进线间配线子系统的线缆类型-双绞线缆双绞线缆按是否含有屏蔽层分为：非屏蔽型（UTP）和屏蔽型（FTP）两大类。双绞线缆按最高能传输的频率分为：3类、5类、5e类、6类、6A类、

20、7类。3类双绞线电缆（16MHz）；用于语音传输和最高传输速率为10Mbit /s的数据传输，主要用于10Base-T。5类双绞线电缆（100MHz）；用于语音传输和最高传输速率为100Mbit /s 的数据传输，主要用于100Base-T、10Base-T、1000Base-T。5e类双绞线电缆（100MHz）；主要应用于100Base-T、1000Base-T 。6类双绞线电缆（250MHz）；主要可用于1000Base-T、1000Base-TX等各种计算机网络系统。6A类双绞线电缆，可达500MHz。7类双绞线电缆（600MHz）；可支持多数据、多媒体、宽带视频如CATV等应用系统及各

21、种计算机网络系统。近年来，也有厂家生产了7A类双绞线电缆，可达1200MHz。配线架基本作用：配线架主要是完成双绞线电缆之间、大对数电缆之间、双绞线电缆与大对数电缆之间、光缆与光缆之间的互连或交接、管理装置。依据安装部位有：建筑群配线架（CD）、建筑物配线架（BD）、楼层配线架（FD）。依据连接材质有：铜缆配线架、光纤配线架。干线子系统的线缆类型语音传输：3类大对数电缆。（有25对、50对、100对）。数据传输：光纤（有4芯、6芯、12芯等，通常采用6芯多模光纤）。6类双绞线缆。设备间（电信间）设备间是在每幢建筑物的适当地点进行网络管理和信息交换的场地。设备间主要是安装建筑物配线设备。电话交换

22、机、计算机主机设备及入口设施也可与配线设备安装在一起。设备间需要考虑的建筑、环境、电源 结构条件结构条件 对地面荷载的要求：A级：500kg/m2 B级：300kg/m2每个工作区信息插座模块（电、光）数量不宜少于2个，并满足各种业务的需求。第15章 建筑电气安全15.1 安全电压1.触电的形式2.影响触电严重程度的因素a触电的时间b电流的频率c电流的路径d周围环境3.安全电压a一般场所：36V；b潮湿场所：24V；c特别潮湿场所：12V15.2.建筑防雷地面水蒸气受热上升:高空遇冷空气形成水滴 :受高空气流影响分解成小水珠:分解时相互碰撞、摩擦:形成带正或负电荷的云层。1.雷电的危害 a雷云

23、直接对建筑物放电；此时，若没有良好的接地通路，大电流会引起火灾、损坏建筑物、损坏电气设备等。b建筑物上产生的感应电荷，在雷云放电后，不会立即消失，电荷会互相排斥，形成巨大的能量，损坏建筑物；形成的高电位，会造成电气设备、线路的破坏。如何防雷？ 关键是在建筑物内部提供一个良好的接地通路。防雷等级依据最新出版的民用建筑电气设计规范JGJ16-2008，民用建筑物的防雷分为两个类别等级：二类防雷建筑 A高度超过100m的建筑物;B国家级重点文物保护建筑物；C国家级的会堂、办公建筑物、档案管、大型博展建筑物；国际性的航空港、通信枢纽；国宾馆；大型铁路旅客站等；D国家级计算中心、国家级通信枢纽等对国民经

24、济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物；E年预计雷击次数大于0.06的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物；F年预计雷击次数大于0.3的住宅、办公楼等一般民用建筑物。三类防雷建筑 A省级重点文物保护建筑物及省级档案馆；B省级大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物；C 19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑物；D年预计雷击次数大于0.012且小于或等于0.06的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物；E年预计雷击次数大于或等于0.06且小于或等于0.3的住宅、办公楼等一般民用建筑物。F建筑群中最高的建筑物或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物；G通过调查确

25、认当地遭受过雷击灾害的类似建筑物；历史上雷击事故严重地区或雷害事故较多地区的较重要建筑物；H在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度大于或等于15m的烟囱、水塔等孤立的高耸构筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度大于或等于20m的烟囱、水塔等孤立的高耸构筑物。 建筑物年预计雷击次数的计算: :建筑物年预计雷击次数（次/a）；:校正系数。一般情况下取1，位于空旷孤立的建筑物取2；位于河边、湖边山坡下等处取1.5。:建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（次/km2a）。:与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2 :年平均雷暴日（南京32.6天） :建筑物的长、宽、高（m)3.防雷措施 建

26、筑物需要考虑的防雷措施有可分为：防直击雷、防侧击雷、防雷电波侵入、防雷击电磁脉冲等。 建筑物的防雷实质上是一种综合性的防雷系统。防直击雷 从建筑物顶部直接击中建筑物的雷称为直击雷。建筑物的防直击雷系统由：接闪器、引下线、接地装置三个部分组成。接闪器（受雷装置、引雷装置） 作用：将雷云放电诱导过来。避雷针 保护角：约45左右。 材质：镀锌圆钢1216、 镀锌钢管2025避雷带、避雷网 做法:在建筑物的四周边缘、顶部等布置避雷带、避雷网。材质：镀锌圆钢8mm、或镀锌扁钢48mm2。网格间距：二类防雷：10x10m、或12x8m;三类防雷：20x20m、或24x16m.所有屋面裸露的金属物体外壳均应

27、与避雷网连成一体引下线 作用：为接闪器承受的大电流提供良好的接地通路。 做法:在建筑物四周及部分中间的柱子内布置引下线。 材质：柱内两根16主钢筋、或8镀锌圆钢明敷设。引下线间距：二类防雷建筑：18m； 三类防雷建筑：25m.接地装置 作用:将从引下线来的大电流迅速散入到大地。做法一：利用建筑物基础圈梁内（外围圈梁）的二根主钢筋焊接成环网，引下线与环网焊成一体。做法二：在室外做人工接地体。接地电阻（冲击接地电阻） 一、二级防雷建筑冲击接地电阻10；三级防雷建筑冲击接地电阻30。雷装置 当雷电场达到一定程度时，触发消雷装置，放出正电荷，将雷电流先导入大地，使雷云中和，雷电场减弱，从而减少雷击。防

28、侧击雷 当建筑物高度超过30m时，需要设计防侧击雷。做法：A外围结构圈梁中的钢筋每三层连成闭合回路，并同防雷引下线连接B 45m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大金属物直接或通过预埋件与防雷装置相连。防雷电波侵入雷电波会沿着架空线路、埋地线路进入建筑物，损坏设备，尤其是计算机类、电子类设备。采取措施：A室外进户线采用埋地引入。B进入建筑物的各种线路及金属管道采用埋地引入，并在入户端将电缆的金属外皮、钢导管及金属管道与接地网连接。防雷击电磁脉冲雷电波会沿着架空电源线路、埋地电源线路等进入建筑物，损坏设备，尤其是计算机类、电子类设备。采取措施：A装设浪涌保护装置。B建筑物中最多需要装设三级浪涌保护装置

29、。15.3.接地“接地”指的是建筑物内部的电气系统、设备的接地要求。接地分为:工作接地和保护接地.1.接地类型工作接地为了保证电气系统正常运行而进行的接地。如：通信设备的接地；变压器中性点接地；电子设备的逻辑地；等等。保护接地 为了保证设备的安全、人身的安全而进行的接地。2.TN接地系统民用建筑中，都采用“TN”接地系统。“ T ”表示电源（变压器）中性点直接接地。“ N ”表示设备外壳与电源系统接地点或与该点引出的导体相连接。依据设备外壳如何与电源接地点引出线连接，可分为多种TN接地系统。TNC接地系统（三相四线制）TNC接地系统在建筑物内部不采用。TNS接地系统（三相五线制）TNCS接地系

30、统（局部三相五线制）3.重复接地 在电力系统中,除了电源中性点接地以外,在系统中的保护零线PE(若是TN-C接地系统则为PEN线)再一次或多次地与接地极(接地装置)做金属联接称为重复接地.15.4.等电位联结 等电位联结是防止触电危险的一项重要安全措施。1.总等电位联结总等电位联结：将建筑物内所有保护接地线（PE、PEN）；钢筋混凝土基础；进入大楼的裸露的金属物体：水管、煤气管；空调管道等均联结于同一点：即房屋的接地装置（配电房中的总等电位端子箱MEB）。建筑物的防雷需要接地，室外电源引入室内后需要重复接地，建筑物内部的各个金属物体外壳、各个电气系统需要总等电位联结，也要接地。现阶段，绝大多数建筑都是采用联合接地：即各种接地都是以房屋基础做为接地装置。此时，要求接地电阻1。