建筑设备(电).doc

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 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；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； 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 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： 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、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