建筑电气化作业.doc

建筑电气洛阳理工学院 工程管理系 房地产经营与估价专业胡举Z09085823建筑电气在现代飞速发展的科学技术的影响之下,人们也提高了对生活环境、工作环境的要求,智能建筑电气设计便是在这种要求之下而诞生的。建筑电气化是现代建筑的基本特征之一，电和气给人们的生活带来了许多方便，使人们的生活进入了自动化和智能化，电和气可谓是现代建筑的灵魂。一、 供电和配电系统现代建筑基本上都是以电作为动力的。由于发电厂大都距离负荷中心较远，从发电厂到用户只有通过输电线路和变电系统，才能把电能输送给用户。为了提高供电的可靠性和实现经济运行，常将许多发电厂和电力网连接在一起并联运行组成了电力系统。 1.配电系统由各变电站(发电厂)10(6)kV出线母线侧刀闸开始至公用配电 变压器二次侧出线套管为止，及10(6)kV高压用户的高压设备与供电部门的产权分 界点为止范围内所构成的配电网络。 2.配电系统设备 (1)配电系统变电站设备包括从变电站(发电厂)10(6)kV母线侧出线刀闸算 起，至下述各连接点为止的所有中间设备。即： 当以架空线路出线时，至出线终端杆塔引连线为止； 当以电缆线路出线的架空线路时，至出线终端杆塔电缆头搭头为止； 当以电缆出线的长距离电缆线路时，至变电站(发电厂)开关柜下部出线隔离开 关与电缆头连接点为止。 (2)线路设备由变电站(发电厂)10(6)kV出线杆塔或出线电缆头搭头至用户 用电配电变压器二次侧出线套管或用户高压设备引连线搭头为止所连接的中间设 备。 (3)电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成影响的程度进行分级，并应符合下列规定符合下列情况之一时，应为一级负荷：1) 中断供电将造成人身伤害时。2) 中断供电将在经济上造成重大损失时。3) 中断供电将影响重要用电单位的正常工作。符合下列情况之一时，应为二级负荷：1) 中断供电将在经济上造成较大损失时。2) 中断供电将影响较重要用电单位的正常工作。民用建筑中消防用电的负荷等级，应符合下列规定：1、一类高层民用建筑的消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、电动的防火卷帘及门窗以及阀门等消防用电应为一级负荷，二类高层民用建筑内的上述消防用电应为二级负荷；2、特、甲等剧场，本条1款所列的消防用电应为一级负荷，乙、丙等剧场应为二级负荷；3、特级体育场馆的应急照明为一级负荷中的特别重要负荷；甲级体育场馆的应急照明应为一级负荷。电压选择和电能质量3.4.1 同供配电系统设计规范GB50052-2009 5.0.13.4.2 当用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160KVA及以上时，宜以10(6)KV供由当用电设备总容量在250kW以下或变压器容量在160KVA以下时，可由低压供电。3.4.3 对大型公共建筑，应根据空调冷水机组的容量以及地区供电条件，合理确定机组的额定电压和用电单位的供电电压，并应考虑大容量电动机启动时对变压器的影响。3.4.4 用电单位受电端供电电压的偏差允许值，应符合下列要求：1、10KV及以下的供电电压允许偏差应为标称系统电压的7；2、220V单相供电电压允许偏差应为标称系统电压的+7、-10；3、对供电电压允许偏差有特殊要求的用电单位，应与供电企业协议确定。3.4.5 正常运行情况下，用电设备端子处的电压偏差允许值(以标称系统电压的百分数表示)，宜符合下列要求：1、对于照明，室内场所宜为5；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为+5、-10；应急照明、景观照明、道路照明和警卫照明宜为+5、-10；2、一般用途电动机宜为5；3、电梯电动机宜为7；4、其他用电设备，当无特殊规定时宜为5。无功补偿 供配电设计中应正确选择电动机、变压器的容量，并应降低线路感抗。当工艺条件允许时，宜采取采用同步电动机或选用带空载切除的间歇工作制设备当采用提高自然功率因数措施后，尚达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。用户端的功率因数值，应符合国家现行标准的有关规定。采用并联电力电容器作为超负荷运转补偿装置时，宜就地平衡补偿，并符合下列要求：1、低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿；2、高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿；3、容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单独就地补偿；4、补偿基本无功功率的电容器组，应在配变电所内集中补偿。5、在环境正常的建筑物内，低压电容器宜分散补偿。应急电源装置(EPS)本节适用于应急电源装置(EPS)用作应急照明系统备用电源时的选择和配电设计EPS装置的选择应符合下列规定：1、EPS装置应按负荷性质、负荷容量及备用供电时间等要求选择。2、EPS装置可分为交流制式及直流制式。电感性和混合性的照明负荷宜选用交流制式；纯阻性及交、直流共用的照明负荷宜选用直流制式。3、EPS的额定输出功率不应小于所连接的应急照明负荷总容量的1.3倍。4、EPS的蓄电池初装容量应保证备用时间不小于90miN。5、EPS装置的切换时间应满足下列要求：1) 用作安全照明电源装置时，不应大于0.25s；2) 用作疏散照明电源装置时，不应大于5s；3) 用作备用照明电源装置时，不应大于5s；金融、商业交易场所不应大于1.5s。二、电气照明利用电来发光而作为光源的，称为电气照明。电气照明广泛应用于生产和日常生活中，对电气照明的要求是保证照明设备安全运行，防止人身或火灾事故的发生，提高照明质量，节约用电。电气照明按发光的方法分，有热辐射放电（如白炽灯）、气体放电（如日光灯）两类；按照明的方式分，有一般照明、局部照明、和混合照明三类、按使用的性质分，有正常照明、事故照明、值班照明、警卫照明、障碍照明、装饰性照明（如射灯，闪灯）、广告性照明（如霓虹灯）等。在现代建筑中白炽灯已经退出了舞台，取而代之的是节能的日光灯下面就对日光灯照明作简要阐述1、荧光灯的发光效率大约是55-80 lm/W（Philips公司T8荧光灯的发光效率为72lm/W），而LED的发光效率在100 lm/W以上，最近Cree公司的XLampXP-G的发光效率已经到130流明/W，而且以后还会不断提升。二者之差现在已经将近一倍。而以后有可能达到3倍以上。 2. 灯具效率高：灯具的效率主要是指有效光效，因为荧光灯是360度发光的，而在反方向发出的光就没有什么用处。所以荧光灯通常采用一个白色的灯罩，可以把相当一部分的反向光反射回来，一般来说，荧光灯的灯具效率大约只有70%。而LED日光灯则是120度发光的，所以全部光都是有效光。虽然有时候也会觉得120度发光角度窄了一点，不过大多数情况下还是够用的。而且这个发光角度也是可以根据需要来加以调整的。 6a/kNa5C前面提到Philips的T8荧光灯的发光效率为72lm/W，36W的荧光灯一共发出2592流明，但是灯具效率只有70%，所以有效的流明数为1814.4流明，而LED的发光效率已经超过130lm/W，假定为100lm/W，那么只要18W就可以达到1800流明，也就是只要荧光灯一半的功率就可以有相同的亮度。 而且LED的发光效率还在逐年升高。3. 电源效率高 因为所有灯具除白炽灯以外都是需要有专门的电源供电的，电源的效率也就影响了整个灯具的效率。 下面以Philips公司的36WT8荧光灯为例。它的额定输出功率为36W，但是由于接入了电感镇流器，实测输入功率为42.4W，也就是铁芯电感损耗了6.4W,效率降低为85%，大多数国产的铁芯电感功耗在10W以上，功率因素低于0.512。而LED的电源效率通常高达90%，一个18W的LED日光灯只要20W的输入功率。功率因素也可以达到0.9以上。和荧光灯相比大约可以节省一半以上的电，也就是说采用一个18瓦的LED日光灯可以取代一个36瓦的荧光灯。 不仅如此，LED日光灯还有很多其他优点： 4. 寿命长：一个仔细设计的LED日光灯的寿命可以达到5万小时。而一个荧光灯的寿命通常只有5,000小时（有些国产的荧光灯寿命只有300小时）。二者相差将近10倍。最好的长寿命日光灯也只有10,000小时，二者也还相差5倍。室内照明要求1.明亮环境的构成(1)亮度变化。主要取决于灯具的亮度和颜色的变化，这些可以通过不同表面的反射、颜色的变化和照度的变化来达到。(2)表面颜色。环境的颜色往往决定着工作人员的情绪。对于小办公室可以把墙、工作面和靠墙的柜子漆成一样的颜色，因它们反射相同，故给人的感觉是房问增大。对于大办公室，在照度水平较低的情况下，应尽量减少颜色的种类。对办公室房间和家具所推荐的反射比，(3)光源颜色。它包括色温、显色指数两个含义。1)色温。一般办公室照明光源的色温选择在33005300K之间比较合适。2)显色指数。办公室照明光源的一般显色指数选择在6080的范围内，同时还要考虑初期投资、安装维修费用及节能等因素。2、照度的选择照度应按照国家标准GB50034-2004建筑照明设计标准确定，标准虽然比原标准 GBJ 1331990有所提高，但比发达国家的标准还有一定差距，另外我国地区经济差别较大，采用照度要结合实际情况。所以照度的选择应注意以下几点：(1)在确定照度时，不仅考虑视力方面，而且对心理方面的需要程度也必须考虑周到。(2)根据实际情况需要，对高档办公楼，其照度值应取高值，对于普通办公楼可取低值。3、电气照明的注意事项（1）、认真于都电气施工图纸（2）、灯具的安装必须平正明敷设的照明线路要横平竖直。（3）、照明线路中的接地与接零（4）、无功功率的补偿安全用电与建筑防雷1.触电的原因及危害人体本身是电导体，当人体接触带电体承受过高电压形成回路时，就会有电流流过人体，由此引起局部伤害或死亡现象叫做触电。一般规定36V以下为安全电压。人体通过30mA以上的电流就具有危险性。但由于人体电阻值有较大的差异，即使同一个人，他的体表电阻也与皮肤的干燥程度、清洁程度、健康状况及心情等因素有很大的关系。当皮肤处于干燥、洁净和无损伤状态下，人体电阻在4K以上；当皮肤处于潮湿状态，人体电阻约为1K。由此可见，安全电压也是因人而异的。2.触电方式（1）直接触电人体的某一部位接触电气设备的带电导体，另一部位与大地接触，或同时接触到两相不同的导体所引起的触电，叫做直接触电。此时加在人体的电压为相电压或线电压。（2）间接触电间接触电是指人体接触到故障状态的带电导体，而正常情况下该导体是不带电的。比如电气设备的金属外壳，当发生碰壳故障时就会使金属外壳的电位升高，这时人触及到金属外壳就会发生触电。人体同时触到不同电位的亮点时，会在人体加一电压，此电压叫做接触电压。减小接触电压的方法是将在后面讲述的等电位连接。（3）跨步电压触电在接地装置中，当有电流流过时，此电流流经埋设在土壤中的接地体向周围土壤中刘三，使接地体附近的地表面任意两点之间都可能出现电压。如图3.4.1，当人走到附近时，两脚之间的电压U就叫作跨步电压。当供电系统出现对地短路或有雷电流流经输电线入地时，都会在接地体上流过很大的电流，使接触电压大大超过安全电压，造成触电伤亡。因此，一般接地体的电阻应尽量小，以减小跨步电压。3.触电急救措施（1）尽快使触电者脱离电源。可就近断开电源；若距电源开关较远，则用干燥的不导电物体拨开电源线；可采用短路法使电源开关掉闸。（2）现场急救。触电者脱离电源后需积极抢救，时间越快越好。若触电者失去知觉，但仍能呼吸，应立即抬到空气畅通、温暖舒适的地方平卧。若触电者已停止呼吸，心脏停止跳动，这种情况往往是假死，一般通过人工呼吸和心脏挤压的方法使触电者恢复正常。4.防止触电的主要措施（1）建立各项安全规章制度，加强安全教育和对电气工作人员的培训。（2）设立屏障，保证人与带电体的安全距离，并挂标示牌。（3）采用联锁装置和继电保护装置，推广使用漏电断路器对人进行保护。 1.雷电的基本知识（1）雷电的形成及危害空气中不同的气团相遇后，凝成水滴或冰晶，形成积云。积云在运动中分离出电荷，当其积聚到足够数量时，就形成带电雷云。在带有不同电荷雷云之间，或在雷云及由其感应而生的不同电荷之间发生击穿放电，即形成雷电。雷电放电电流很大，幅值可达数十至数百千安。雷电感应所产生的电压高达几百千伏至几百万伏，放电时产生的温度达2000K。雷电产生的机械效应、热效应及电气效应几乎同时瞬间发生，往往造成突然性危害。可炸裂或击毁被击建筑物；通过导体时，烧断导线，烧毁设备，引起金属熔化而造成火灾及停电事故；雷电流流入地下或雷电波侵入室内时，在相邻的金属构架或地面上产生很高的对地电压，造成接触电压和跨步电压升高，导致电击危险。（2） 雷电的种类直击雷带电雷云直接对大地或地面凸出物放电，叫做直击雷。直击雷一般作用于建筑物顶部的突出部分或高层建筑的侧面（又叫侧击雷）感应雷感应雷分为静电感应和电磁感应两种。静电感应是雷云接近地面时，在地面凸出物顶部感应大量异性电荷，在雷云离开时，凸出物顶部的电荷失去束缚，以雷电波的形式高速传播。电磁感应雷是在雷击后，雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场，处在强磁场范围内的金属导体上会感应出过高的过电压形成。雷电波侵入雷电打击在架空线或金属管道上，雷电波沿着这些管线侵入建筑物内部，危及人身或设备安全，叫做雷电波侵入。（3）雷电的活动规律雷电的活动主要取决于气象、季节、地域及地物等因素。从气候上来说，热而潮湿的地区比冷而干燥的地区雷电活动多，我国以华南、西南及长江流域比较多，华北、东北较少，西北最少；从地域上看，山区的雷电活动多于平原，平原的雷电活动多于沙漠，陆地的雷电活动多于湖海；从季节上看，雷电主要活动在夏季，其次是春夏和夏秋交接时期。2.建筑物的防雷（1）建筑物的防雷等级根据建筑物的重要程度、实用性质、雷击可能性大小以及造成后果的严重程度，将建筑物的防雷等级分为三类。第一类防雷建筑物具有特别重要用途的建筑物、国家级重点文物区保护的建筑物和构筑物及高度超过100m的建筑物，为第一类防雷建筑物。如国家级的会堂、办公建筑、档案馆、大型博展建筑；特大型、大型铁路枢纽站、国际航空港、通讯枢纽；国家宾馆、大型旅游建筑、客运站等。这类防雷建筑物除避雷针避雷网之外，还需装设独立的避雷器。第二类防雷建筑物重要的或人员密集的大型建筑物、省级重点文物保护的建筑物和构筑物、19层以上的住宅建筑、高度超过50m的其它民用建筑及省级以上大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物等，为第二类防雷建筑物。如部、省级办公楼、省级会堂、体育馆、大型商店及影剧院等。这类防雷建筑物防雷措施与第一类防雷建筑物基本相同。第三类防雷建筑物当年预计雷击次数大于或等于0.05时，或通过调查确认需要防雷的建筑物；建筑群中最高或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物；高度15m及以上的烟囱、水塔等孤立的建筑物或构筑物，在雷电活动较弱地区其高度可为20m以上；历史上雷电事故严重地区或雷电事故较多地区的较重要建筑物，以上都为第三类防雷建筑物。这类防雷建筑物防雷措施并无特殊要求。在确定防雷分级时，除按以上规定外，在雷电活动频繁地区或强雷区可适当提高建筑的防雷等级。电气技术在智能建筑中的作用 第一,计算机多媒体技术是数字视频监控报警系统中普遍采用的技术,报警探头大多采用电荷耦合元件摄像机。不易漏报是这种全屏幕报警系统的最大特点,这主要是因为,摄像机中有主机设备,主机将经过摄像头获取的视频信号送往高速图像处理器分析比较背景图像与视频信号形成的图像,当存在差异时便进行报警。虽然它具有以上优点,然而,此种系统往往不能正常工作,这主要是由于光发射机的光端数据接口、室外摄像机的防护罩配置经常损坏,例如温度继电器、冷却风扇、电加热器、雨刷器等烧毁的几率极大,需要更换的次数更多,需要更多的维护工作。产生这些损坏的主要原因是频繁开关的电力负载和频繁变化的负荷。除此之外,三相可控整流是电磁铁直流电源的主要来源,谐波电压所限制和谐波电流的允许值已经达到了最大限度,配电线路及设备严重地受到了谐波危害的威胁。所以,净化电源是智能化系统中的首要选择,从而能够使瞬流和谐波的产生抑制的有效性得到提高。为了能够使电源质量的改善和提高程度最大,从而使智能化系统的安全得到有效地保证,低压配电线路上还具有以下保护功能,即雷电过电压功能、电磁兼容功能、电磁脉冲功能。第二,作为超高层智能建筑中不可或缺的重要设施,电梯系统在服务高层和超