建筑电气基础知识与识图.ppt

建筑电气基础知识与识图 首先 介绍建筑电气基本概念 建筑电气范围及强电和弱电的基本概念 其次 介绍交流电的基本概念及常用的低压电器设备 再次 介绍建筑照明系统及建筑安全用电和建筑防雷 最后 在掌握以上知识的基础上 识读建筑电气安装工程施工图纸 内容提要 建筑电气基础与识图 一 强电和弱电基本概念 熟悉 强电工程 工程把电能引入建筑物 进行电能再分配并通过用电设备将电能转换成机械能 热能和光能等 弱电工程 工程是实现建筑物内部以及内部和外部间的信息交换 信息传递及信息控制等 第一节建筑电气分类与负荷等级 二 强电工程和弱电工程涉及范围 了解 强电 动力工程 照明工程 变配电工程 防雷接地工程 及其他用电力工程 弱电 通信与计算机网络 CATV电视与卫星电视 闭路电视和监控系统 安全防范系统 电话通信系统 火灾自动报警系统 公共广播系统 三 建筑用电负荷分级 了解 电力负荷分级是根据建筑的重要性和对其短时中断供电在政治上和经济上所造成的影响和损失来分等级的 对于工业和民用建筑的供电负荷可分为三级 一级负荷中断供电将造成人身伤亡 重大政治影响 重大经济损失或将造成分共场所秩序严重混乱的负荷属于一级负荷 二级负荷中断供电将造成较大的政治影响 较大经济损失的建筑用电属于二级负荷 三级负荷凡不属于一 二级负荷者称为三级负荷 第二节交流电基本概念 熟悉 建筑电气工程的主要功能之一是输送电能 分配电能和应用电能 而电能的应用形式主要是交流电 一 交流电 随时间按照正弦规律变化的电动势 电压和电流统称为正弦交流电 简称交流电 以交流电的形式产生电能或供给电能的设备称为交流电源 由交流电源 用电设备和连接导线组成的电流流通路径称为交流电路 二 三相交流电源 1 三相交流电的产生 三相交流电由三相交流发电机产生 三相发电机的每一相绕组都可以看做是一个独立的单相电源分别向负载供电 这种供电方式需用六根输电线 既不经济也体现不出三相交流电的优点 因此 发电机三相定子绕组都是在内部采用星形 Y形 或三角形 形 两种连接方式向外输电 2 三相电源的星形连接 如下页所示 将发电机三个线圈的末端X Y Z连接在一起 这个连接点N称为中性点 自该点引出的导线叫中性线 中性线通常与大地相连 此时又称零线 从三相线圈的首端A B C分别引出三根导线统称为相线 俗称火线 这种具有中线的三相供电方式称为三相四线制 而无中线只引出3根相线的供电方式称为三相三线制 三相四线制供电的特点是可以提供给用电设备 负载 两种电压 一种称为相电压 即相 火 线与零线之间的电压 共有三个 分别用uA uB uC表示 另一种称为线电压 即相线与相线之间的电压 也有三个 分别用uAB uBC uCA表示 三相电源的星形 Y形 连接的比较多 优点是可以同时得到两种不同等级的电压向三相用电设备和单相用电设备供电 三 三相交流电路 由于三相交流电在生产 输送和应用等方面有很多优点 因此建筑物中的供电 配电和用电均是组成三相交流电路来进行 三相交流电路中的电源有三个 每一个电源称为一相电源 一般称为A B C三相电源 三相电源向外供电是采用三相三线制 三相四线制或三相五线 增加一条接地保护线 的形式 所谓三相四线制就是三根相线 火线 一条中性线 零线 的供电体制 接触器的作用是通 断电动机电路或其它负载电路 接触器是可以实现远距离控制的一种控制电器 一 接触器 第三节常用低压控制电器 熟悉 二 继电器 继电器和接触器的工作原理一样 主要区别在于 触发器的主触头可以通过大电流 而继电器的触头只能通过小电流 所以 继电器只能用于控制电路中 1 按钮 1 基本结构 按钮帽 复位弹簧和触头系统 2 工作原理 按钮按下 触头系统动作 弹簧储能 触头系统复位 复位弹簧作用 三 其它控制电器 特点 受力触头动作 力消失触头复位 3 图形文字符号 2 闸刀开关 刀开关种类很多 按极数分为单极 双极和三极 刀开关一般与熔断器串联使用 以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路 图形文字符号 作用 可实现短路 过载 失压保护 3 自动空气断路器 自动开关 基本结构 电流电磁系统 电压电磁系统 脱扣系统 触头系统 弹簧系统等组成 4 熔断器 熔断器主要作短路或过载保护用 串联在被保护的线路中 线路 正常工作时起通路作用 当线路短路或过载时熔断器熔断 起到保护线路上其他电器设备的作用 图形文字符号 FU 一 按安装方式分类 1 吸顶式照明器吸附在顶棚上 2 悬吊式照明器挂吊在顶棚上 根据挂吊的材料不同可分为线吊式 链吊式和管吊式 第四节建筑照明器分类 3 壁式照明器吸附在墙壁 5 台式主要供局部照明用 6 庭院式 4 嵌入式照明器的大部分或全部嵌入顶棚内 只露出发光面 1 开启式其光源与外界的空间相通 2 闭合式其光源被透光罩包合 但内外空气仍能流通 3 密闭式 4 防爆式 二 按灯具的结构特点分 1 照明配电系统一般由进户线 总配电箱 干线 分配电箱 支线和用电设备 灯具 插座等 组成 第五节照明配电系统 一 照明配电系统的组成及形式 2 三相电源与三相负载的连接形式 1 TN系统在此系统中 电源有一点与大地直接连接 负荷侧电气装置的外露可导电部分则同过PE线与该点直接连接 PE线 即保护导体 是为防止发生危险而与裸露导电部件 外露导电部件 主接地端子 接地装置 电源接地点或认为中性点等部件进行电气连接的一种导体 2 TT系统在此系统中 电源有一点与大地直接连接 负荷侧电气装置外露可导电部分连接的接地极和电源的接地极无电气联系 3 IT系统在此系统中 电源与大地绝缘或经阻抗接地 电气装置外露可导电部分则接地 TN系统分为TN C TN S TN C S三种 TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统 称作接零保护系统 一旦设备出现外壳带电 接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流 这个电流很大 是TT系统的5 3倍 实际上就是单相对地短路故障 熔断器的熔丝会熔断 低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸 使故障设备断电 比较安全 TN C方式供电系统它是用工作零线兼作接零保护线 可以称作保护中性线 可用PEN表示 TN S方式供电系统它是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统 称作TN S供电系统 系统正常运行时 专用保护线上不有电流 只是工作零线上有不平衡电流 PE线对地没有电压 所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上 安全可靠 TN C S两者的结合 在建筑施工临时供电中 如果前部分是TN C方式供电 而施工规范规定施工现场必须采用TN S方式供电系统 则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线 二 照明配电系统常用的结线方式结线方式指配电箱之间的连接方式 如下图 4 常用导线型号 BBLX BBX 棉纱编制橡皮绝缘铝芯 铜芯电线 三 照明配电线路 1 进户线它是由建筑物外引至总配电箱的一段线路 2 干线它是从总配电箱到分配电箱的线路 3 支线它是由分配电箱引到各用电设备的线路 BLV BV 塑料绝缘铝芯 铜芯电线 XLV XV 橡皮绝缘 聚氯乙烯护套铝芯 铜芯电力电缆 BLVV BVV 塑料绝缘塑料护套铝芯 铜芯电线 BLXF BXF BLXY BXY 橡皮绝缘 氯丁橡胶护套或聚氯乙烯护套铝芯 铜芯电线 VLV VV 聚氯乙烯绝缘 聚氯乙烯护套铝芯 铜芯电力电缆 又称全塑电缆 YJLV YJV 交联聚氯乙烯绝缘 聚氯乙烯护套铝芯 铜芯电力电缆 所谓暗敷设 就是将导线穿于管子 线槽等保护体内 敷设于墙壁 顶棚 地坪及楼板等内部或在混凝土板孔内敷设等 四 照明配电线路的敷设 照明线路按其敷设方式可以分为明敷设和暗敷设两种 所谓明敷设 就是将绝缘导线直接或穿于管子 线槽等保护体内 敷设于墙壁 顶棚的表面及桁架 支架等处 明敷有几种方法 瓷珠 瓷夹 瓷瓶 绝缘子 明敷 塑料卡 铝卡 金属卡明敷 导线穿塑料管 钢管明敷 导线通过塑料线槽 金属线槽明敷等 绝缘导线穿入保护管内敷设 称为管子配线 这种配线方法安全 可避免腐蚀气体的侵蚀和遭受机械损伤 更换导线方便 因此 此种配线方法是目前采用最广泛的一种 管子配线工程的施工内容可分为两大部分 即配管 管子敷设 和穿线 常用配线方法有 瓷瓶配线 管子配线 线槽配线 塑料护套配线 钢索配线等 1 管子配线 2 线槽配线 线槽配线就是先将线槽固定在建筑物上 然后再将导线敷设在线槽中的配线方式 它由槽底 槽盖 及附件组成 线槽分金属线槽和塑料线槽两种类型 金属线槽多由厚度为0 4 1 5mm的钢板制成 一般适用于正常环境 干燥和不易受机械损伤 的室内场所明敷设 其中具有槽盖的封闭式金属线槽 具有与金属管相当的耐火性能 可用在建筑物顶棚内敷设 塑料线槽由难燃型硬质聚氯乙烯工程塑料挤压成型 塑料护套线具有双层塑料保护层 即线芯绝缘为内层 外面再统包一层塑料绝缘护套 常用有BVV型 BLVV型 BVVB型和BLVVB型 塑料护套线配线主要用于住宅及办公等建筑室内电气照明等明敷线路 用铝皮线卡 钢精轧头 或塑料钢钉线卡将导线直接固定于墙壁 顶棚或建筑物构件的表面 但应避开烟道和其他发热表面 与各种管道相遇时 应加保护管保护且绕行 与其他管道间的最小距离不得小于规范规定 3 塑料护套线配线 在一般工业厂房或高大场所内 当屋架较高 跨度较大 而又要求灯具安装高度较低时 照明线路可采用钢索配线 4 钢索敷线 钢索配线就是在建筑物两端墙壁上或柱 梁之间架设一根用花篮螺栓拉紧的钢索 再将导线和灯具敷设悬挂在钢索上的配线方式 导线在钢索上敷设可以采用管子配线 鼓形瓷瓶配线和塑料护套线配线等 与前面不同的是增加了钢索的架设 漏电保护器是漏电电流动作保护的简称 是断路器的一个重要分支 主要用来防止人身电击伤亡及因电气设备或线路漏电而引起的火灾事故 第六节照明控制及保护设备 控制及保护设备是一些常用的低压电器 它们在电路中主要实现通断 保护 控制或调节作用 如熔断器 自动空气开关 漏电保护器 照明开关 插座 照明配电箱等 照明线路的过流保护一般采用熔断器或自动开关 低压断路器 一 漏电保护器 漏电保护器 单相的漏电保护器可作为低压电网的单相线路的总保护 装在总配电箱中 末端保护 装在分配电箱中 单机 装在控制箱中 和家庭用电保护 装在住户配电箱中 等 三相的漏电保护器可作为低压电网的三相线路的总保护等 漏电保护器在民用建筑中用得较多 广泛应用于中性点直接接地的低压电网线路中 如TN C S TN S系统 二 照明开关 插座是各种移动电器的电源接取口 如台灯 电视机 电风扇 洗衣机等都使用插座 插座的安装高度应符合设计的规定 当设计无规定时应符合施工规范要求 照明开关按其安装方式可分为明装开关和暗装开关两种 按其开关操作方式有拉线开关 跷板开关 床头开关等 按其控制方式有单控开关和双控开关 三 插座 同一场所的三相插座 其接线的相位必须一致 插座的接线应符合下列要求 单相两孔插座 面对插座的右孔或上孔与相线相接 左孔或下孔与零线相接 单相三孔插座 面对插座右孔与相线相接 单相三孔 三相四孔及三相五孔插座的接地线或接零线均应接在上孔 插座的接地端子不应与零线端子直接连接 四 照明配电箱 照明配电箱的安装高度应符合施工图纸要求 若无要求时 一般底边距地面为1 5m 安装垂直偏差不应大于3mm 配电箱上应注明用电回路名称 照明配电箱有标准型和非标准型两种 标准配电箱可按设计要求直接向生产厂家购买 非标准配电箱可自行制作 照明配电箱型号繁多 但其安装方式有悬挂式明装和嵌入式暗装两种 照明配电箱 这是一种最简单的照明控制线路 其平面图上的多线表示如下页图 a 所示 图 b 为一只开关控制多盏灯 五 照明控制 照明控制主要满足安全 节能 便于管理和维护等要求 熟悉掌握照明基本控制线路是提高读图效率的基本手段 常用照明基本控制线路见下页图 1 一只开关控制一盏灯或多盏灯 开关必须接在相线上 零线不进开关 直接接灯座 图 c 控制开关装在相线上 控制灯的亮灭 而插座不受开关控制 线路中间不能有接头 接头要在接线端子处 一只开关控制多盏灯时 几盏灯均应并联接线 而不是串联接线 2 一只开关控制一盏灯并与插座相连 3 一组双控开关控制一盏灯 图 d 是用2只双控开关控制一盏灯的线路 从图中看出双控开关比普通开关多了一个接点 开关上要接3根线 所以也有人称双控开关为三线开关 通常用于楼梯 走廊等处 主要表示照明供配电系统各部分的组成以及各部分之间的相互关系 照明系统图一般用单线图的形式绘制 图中还标出配电箱 开关 熔断器 导线的型号和规格 保护管径和敷设方式 用电设备名称等 第七节照明工程图 一 照明工程图的组成照明工程图主要由施工说明 主要设备材料表 照明系统图和照明平面图组 1 照明系统图 图中还用规定的文字符号对电气设备 电气线路等进行标注 多层建筑可绘出标准层照明平面图 一般照明工程无剖面图 2 照明平面图 主要表示照明设备的具体安装平面位置以及照明线路的平面走向路径 照明平面图一般是在建筑平面图的基础上 用规定的电气图形符号以单线图的形式绘制的 二 常用电气图形符号 在系统图或平面图的图线旁标注一固定的文字符号 用以说明线路的用途 导线型号 规格 根数 线路敷设方式及敷设部位等 绘制系统图用符号绘制平面图用符号绘制导线用符号 三 常用电气文字标注 1 导线的标注 导线标注的基本格式是 a b c d e f其中a 线路编号或线路用途的符号 b 导线型号 c 导线根数 d 导线截面 单位为mm2 e 保护管管径 单位为mm f 线路敷设方式和敷设部位 其具体的文字符号见下表 表示有3根截面分别为4mm2的铝芯橡皮绝缘导线 穿直径15mm的水煤气钢管 沿墙暗敷设 在此未标注线路的用途也是允许的 例1 WP1 BLV 3 50 1 35 K WE 即表示1号电力线路 导线型号为BLV 铝芯聚氯乙烯绝缘导线 共有4根导线 其中3根截面分别为50mm2 1根截面为35mm2 采用瓷瓶配线 沿墙明敷设 例2 BLX 3 4 G15 WC 2 照明灯具的标注照明灯具的标注一般用于平面图中 文字标注方式一般为 当灯具安装方式为吸顶安装时 则标注应为 式中a 灯具的数量 b 灯具的型号或编号 c 每盏照明灯具的灯泡 管 数 灯具安装方式的文字代号可参见下表 常用光源的种类有 白炽灯 IN 荧光 FL 汞灯 Hg 钠灯 Na 碘类 I 氙灯 xe 氖灯 Ne 等 但光源种类一般很少标注 d 灯泡容量 W e 灯泡安装高度 m f 灯具安装方式 l 光源的种类 它表示有10盏型号为Y型的荧光灯 每盏灯有2个40w灯管 安装高度为2 5m 采用链吊安装方式 例1 某灯具旁标注有 例2 某灯具旁标注有 它表示有5盏型号为DDB306型的圆口方罩吸顶灯 每盏有4个白炽灯泡 灯泡功率为60w 吸顶安装 3 阅读照明系统图 了解整个系统的基本组成 相互关系 了解进户线规格型号 干线数量和规格型号 各支路的负荷分配情况和连接情况 四 照明平面图阅读方法及注意事项 1 了解建筑物的基本情况 如房屋结构 房间分布与功能等 2 应按阅读建筑电气工程图的一般顺序进行阅读 首先应阅读施工说明 施工说明表达了图中无法表示或不易表示 但又与施工有关的问题 由于照明灯具控制方式的多样性 使得导线之间的连接关系较复杂 需注意的是 相线必须经开关后再接灯座 而零线则可直接进灯座 保护线则直接与灯具金属外壳相连接 4 阅读照明平面图 熟悉电气设备 灯具等在建筑物内的分布及安装位置 同时明确它是属于哪条支路的负荷 从而弄清它们之间的连接关系 一般从进线开始 经过配电箱后 一条支路一条支路地看 5 平面图只表示设备和线路的平面位置而很少反映空间高度 但在阅读平面图时 必须建立起空间概念 这对造价技术人员特别重要 可以防止在编制工程预算时 造成垂直敷设管线的漏计 6 相互对照 综合看图 为避免建筑电气设备及电气线路与其他建筑设备及管路在安装时发生位置冲突 在阅读照明平面图时要对照阅读建筑设备安装工程施工图 同时还要了解规范求 如电气线路与管道间的距离应符合规定 雷电是带有电荷的 雷云 之间或 雷云 对大地或物体之间产生急剧放电的的一种自然现象 第八节建筑物防雷 雷电是一种常见自然现象 能产生强烈的闪光 霹雳 落到地面上 会击毁房屋 杀伤人畜 给人类带来极大危害 因此防雷是现代建筑物 电气设备和线路必须采用的重要安全保护措施 防雷接地工程图是建筑电气工程图中不可缺少的图纸 一 雷电的形成及危害 指省级的重点建筑 可能遭受雷击的建筑物 二 建筑物防雷等级的划分 按 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 的规定 将建筑物防雷等级分为3类 1 第一类防雷建筑物 指具有爆炸物质或具有爆炸危险环境的建筑物 2 第二类防雷建筑物 指国家级的重点建筑 具有爆炸危险环境的建筑物以及可能遭受雷击的建筑物 3 第二类防雷建筑物 三 建筑物易受雷击的部位 建筑物易受雷击部位与多种因素有关 特别是建筑物屋顶坡度与雷击部位关系较大 建筑物易受雷击部位 如下图所示 四 建筑物防雷装置的组成 建筑物防雷装置由接闪器 引下线和接地装置三部分组成 作用原理 将雷电引向自身并安全导入大地内 从而使被保护的建筑物免遭雷击 所有接闪器都必须经过接地引下线与接地装置相连接 1 接闪器 接闪器是专门用来引导雷击的金属导体 可分为避雷针 避雷带 线 避雷网以及兼作接闪的金属屋面和金属构件 如金属烟囱 风管 等 1 避雷针 避雷针是安装在建筑物突出部位或独立装设的针形导体 是 引雷针 1 避雷针材料 避雷针通常采用镀锌圆钢或镀锌钢管制成 避雷针可以安装在电杆 支柱 构架或建筑上 下端经引下线与接地装置焊接 如下页图 针长1m以下 圆钢直径 12mm 钢管直径 20mm 针长为1 2m时 圆钢直径 16mm 钢管直径 25mm 烟囱顶上的避雷针 圆钢直径 20mm 钢管直径 40mm 2 避雷针安装 单支避雷针保护范围的三维立体空间 可以近似地看成是一个尖顶帐篷所包围的空间 2 避雷带和避雷网 1 避雷带和避雷网的材料 避雷带用小截面圆钢或扁钢装于建筑物易遭雷击的部位 如屋脊 屋檐 屋角 女儿墙和山墙等的条形长带 避雷网是纵横交错的避雷带叠加在一起 形成多个网孔 它既是接闪器 又是防感应雷的装置 因此是接近全部保护的方法 一般用于重要的建筑物 避雷网也可做成笼式避雷网 简称为避雷笼 避雷笼是用来笼罩整个建筑物的金属笼 根据电学中的Faraday笼的原理 对于雷电它起到均压和屏蔽的作用 任凭接闪时笼网上出现多高的电压 笼内空间的电场强度为零 笼内各处电位相等 形成一个等电位体 因此笼内人身和设备都是安全的 避雷带 网可以采用镀锌圆钢或扁钢 圆钢直径不应小于8mm 扁钢截面积不应小于48mm2 其厚度不得小于4mm 装设在烟囱顶端的避雷环 其圆钢直径不应小于12mm 扁钢截面积不得小于100mm2 其厚度不得小于4mm 它适于安装在建筑物的屋脊 屋檐 坡屋顶 或屋顶边缘及女儿墙 平屋顶 等处 对建筑物易受雷击部位进行重点保护 见下页图 a 图 b 高层建筑防雷设计多采用避雷笼 避雷笼特点把整个建筑物梁 柱 板 基础等主要结构钢筋连成一体 因此是最安全可靠的防雷措施 2 避雷带和避雷网的安装 避雷带和避雷网的安装可分为明装和暗装一两种方式 明装 女儿墙上压顶为现浇混凝土时 可利用压顶板内的通长钢筋作为建筑物的暗装避雷带 当女儿墙上压顶为预制混凝土板时 就在顶板上预埋支架设避雷带 暗装 暗装避雷网是利用建筑物内的钢筋做避雷网 它较明装避雷网美观 尤其是在工业厂房和高层建筑中应用较多 A 用建筑物V形折板内钢筋做避雷网 建筑物有防雷要求时 可利用V形折板内钢筋做避雷网 B 用女儿墙压顶钢筋做暗装避雷带 建筑物全部为钢筋混凝土结构时 可将结构圈梁钢筋与柱内充当引下线的钢筋进行连接 焊接 作为均压环 当建筑物为砖混结构但有钢筋混凝土组合柱和圈梁时 均压环做法同钢筋混凝土结构 没有组合柱和圈梁的建筑物 应每3层在建筑物外墙内敷设一圈12mm镀锌圆钢作为均压环 并与防雷装置的所有引下线连接 C 高层建筑暗装避雷网的安装 暗装避雷网是利用建筑物屋面板内钢筋作为接闪装置 2 引下线 引下线是连接接闪器和接地装置的金属导体 采用圆钢时 直径不应小于8mm 采用扁钢时 其截面不应小于48mm2 厚度不应小于4mm 1 引下线材料 烟囱上安装的引下线 圆钢直径不应小于12mm 扁钢截面不应小于100mm2 厚度不应小于4mm 2 引下线安装 引下线应沿建筑物外墙明敷 并经最短路径接地 建筑艺术要求较高者可暗敷 但其圆钢直径不应小于10mm 扁钢截面不应小于80mm2 明敷的引下线应镀锌 焊接处应涂防腐漆 引下线还可利用混凝土内钢筋 钢柱等作自然引下线 3 断接卡 设置断接卡的目的是为了便于运行 维护和检测接地电阻 采用多根专设引下线时 为了便于测量接地电阻以及检查引下线 接地线连接状况 宜在各引下线上于距地面0 3m至1 8m之间设置断接卡 断接卡应有保护措施 当利用混凝土内钢筋 钢柱等自然引下线并同时采用基础接地体时 可不设断接卡 利用钢筋作引下线时应在室内外适当地点设若干连接板 该连接板可供测量 接人工接地体和做等电位连接用 当仅利用钢筋做引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时 应在每根引下线上距地面不低于0 3m处设接地体连接板 采用埋于土壤中的人工接地体时应设断接卡 其上端应与连接板焊接 连接板处宜有明显标志 3 接地装置 接地装置是接地体 或称接地极 和接地线的合称 它的作用是把引下线引下的雷电流迅速流散到大地土壤中去 1 接地体 明敷引下线与断接卡 明敷引下线与断接卡 细部 暗敷引下线与断接卡 暗敷引下线与断接卡 细部 暗敷引下线 明测试卡 暗敷引下线 暗装测试盒 施工中 暗敷引下线 暗装测试盒 自然接地体即兼作接地用的直接与大地接触的各种金属构件 如建筑物的钢结构 行车钢轨 埋地的金属管道 可燃液体和可燃气体管道除外 等 指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的金属导体 接地体分人工接地体和自然接地体两种 人工接地体即直接打入