建筑电气设计基础知识汇总

1、建筑电气,设计基础 强弱电系统,第1章 建筑电气概论 1.建筑分类及高层建筑定义 一.建筑分类 分类的依据： 建筑物的重要性 建筑物的高度、层数 防火等级,一类建筑：19层以上的住宅楼、建筑高度50m以 上的其他民用建筑、特别重要的公共建筑等。 二类建筑：1018层的住宅楼、建筑高度2450m 之间的其他民用建筑、重要的公共建筑等。 三类建筑：10层以下的住宅楼、建筑高度不超过 24m的其他民用建筑。,二.高层建筑的定义 依据：高层民用建筑设计防火规范 10层及10层以上的住宅楼 建筑高度超过24m的其他民用建筑 高层建筑属于一类或二类建筑，但一、二类 建筑不一定是高层建筑。 本课程侧重于介绍

2、高层民用建筑电气,2. 建筑电气研究的内容 供电系统 照明系统 电力系统（动力系统） 低压配电线路 建筑物防雷、接地系统 火灾报警系统 电话系统 广播音响系统 有线电视系统 安全防范系统 智能建筑自动化系统,* * * * * * * *,建筑强电,建筑弱电,第2章 建筑供电系统 供电系统侧重于研究： 建筑物中用电设备的负荷分类、负荷等级的 确定。 建筑物供电电源的确定 建筑物变配电所（房）内电气设备的选择与布置、电气参数的计算、电气主结线图的设计等。 本章重点： 负荷分类、负荷等级的确定 低压电气主结线图,发电厂 区域电力网 地方线路网,区域变电所,地区变电所,用户变电所,用户低压配电线路,

3、电力网,6.310kV 110500kV 1035kV 380/220V,电力系统组成原理图,连接P13,380/220V,1.民用建筑负荷级别与负荷分布特点 负荷：指用电设备，也指用电设备消耗的电能 或电功率。负荷又称为用电量。 一.负荷分类及分布特点 1.负荷分类 依据：供电部门执行的电价不同。 照明电价负荷 非工业电力电价负荷 工业电力电价负荷,电梯、各种泵、各种风机、公共厨房设备等,工矿企业的生产机械,生活照明电价 办公照明电价 商业照明电价,民用灯具,插座,空调机,计算机等,2.负荷分布特点 (1).不同类型建筑负荷分布的特点 旅馆类 照明电价负荷约占6065% 非工业电力电价负荷约

4、占3540% 办公楼、综合楼类 照明电价负荷约占6570% 非工业电力电价负荷约占3035%,普通照明负荷占2030% 空调负荷占3545%,普通照明负荷占3040% 空调负荷占3545%,住宅楼类 照明电价负荷约占7585% 非工业电力电价负荷约占1525% (2).同一建筑中不同部位负荷分布特点 负荷主要集中与建筑物底部、顶部，大型建筑的中间部位等。,普通照明负荷占1530% 空调负荷占5065%,二.负荷级别及对供电电源的要求 1.负荷级别 分级依据：用电设备（负荷）对供电可靠性的要求及中断供电造成的危害程度。 一级负荷：中断供电会造成人员伤亡、重大政治影响、重大经济损失。 二级负荷：中

5、断供电将在政治、经济上造成较大损失、将影响正常工作、将造成公共场所秩序混乱。 三级负荷：不属于一、二级负荷者。 一切消防用电设备均属于一级或二级负荷。,2.对供电电源的要求 一级负荷需要有两个独立电源供电。 二级负荷需要双回路供电。 三级负荷只要求单电源供电。 一个建筑物中的用电设备，可能含有几种级别的负荷。某些设备需要双电源供电，某些设备只需要单电源供电。,连接P8,三.电力负荷的计算方法 负荷计算就是求 :设备容量、计算容量、计算电流等。设备容量（Pe）：又称为安装容量，是用户所安装的用电设备的额定容量或额定功率之（设备名牌 上的数据）。 计算容量（Pjs）：又称为计算负荷，是用户的 最大

6、用电功率。是选择变压器、备用电源容量、无功补偿容量的依据，也是计算配电系统各回路中电流的依据。 计算电流（Ijs）：是计算负荷在额定电压下的电流。是选择导线、断路器、功率损耗等的依据。,1.单位指标法 KW Pjs = KVA Sjs = 有功功率计算负荷（KW）； Sjs：视在功率计算负荷（KVA）； Kp：单位负荷指标（W/m2，W/户，W/人） Ks ：单位负荷指标（VA/m2，VA/户，VA/人） N：单位数量。如：建筑面积m2、户数、人 数,KpN 1000,KsN 1000,各类建筑物的用电指标,例：某教学楼建筑面积1.5万m2，已知单位负荷指 标Kp=30W/m2，计算总有功功率

7、？ 解： Pjs = = 450 KW 例：某高层住宅楼共172户，每户设计功率为8KW，计算总有功功率 ？ Pjs = = 1376 KW(误差很大）,30 x15000 1000,8000 x172 1000,2.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 = Kc Pe Pjs：有功功率计算负荷（KW）； Pe： 用电设备的总功率（KW）； Kc：需要系数（查表得） 例：接上例，查表得 Kc =0.45 Pjs = 0.45 x 8 x 172 = 0.45x1376 = 619 KW,住宅用电负荷需要系数,3.计算电流 （1）380

8、/220V三相平衡负荷的计算电流 Ijs=Pjs/3 x380 xcosA） （2）220V单相负荷的计算电流 Ijs=Pjs/220 xcosA） 常用设备的功率因数（cos),2.低压电气设备 1.低压隔离开关 符号： 作用：接通或断开电路。 特点：灭弧效果差，不宜带负荷操作。有明显的断开间隙，用于不经常操作的电。 2.低压负荷开关 符号： 作用：接通或断开电路。可以带负荷操作。,3.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。低压断路器依据体、通过的额定电流大小、保护功能等可分为： 微型断路器 塑壳式断路器 框架式断

9、路器,主要用于125A以下的配电保护 主要用于630A以下的配电保护 主要用于2500A以下建筑物进线 处大电流的保护,4.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。 5.电容器 符号： 作用：补偿用电设备的功率因素cos。 国家规定：高压供电的电源侧cos0.9，低 压供电电源侧cos0.85。,6.低压开关柜 按照结构形式可分为： 固定式开关柜，主要型号有：XL、GXL等。 抽屉式开关柜，主要型号有：GCL、GCK等。 柜体几何尺寸，以低压抽屉式开关柜为例： 高：2.2 m 深：0.8、1.0 m 宽：0.6、0.

10、8 m 在供电系统中，还要经常采用高压开关柜及各种高压元器件。,3.变配电所主结线的确定 一.建筑物供电电源的确定 主要研究的问题： 需要几路供电电源。 （依据建筑物的负荷等级确定） 是高压还是低压引入。 （依据建筑物总负荷的大小确定）,1. 0.22/0.38kV 低压电源供电 应用于总负荷较小、负荷等级为二、三级 的建筑。多数场合为三类建筑。 2.一路10（6）kV高压、一路0.22/0.38kV低压电源供电 应用于总负荷较大，负荷等级可为1、2、3 级的,其中需要提供双电源的备用电源负荷较小 ，或无法获取第二路高压的一类、二类建筑。,3.两路10（6）kV高压电源供电 应用于总负荷较大，

11、负荷等级可为1、2、3级的 一类、二类建筑。是现阶段一、二类建筑常采用的供 电方案。 4.两路10（6）kV电源供电、自备发电机组备用 应用于含有大量一级负荷的特别重要的一类建筑。 5.两路35kV电源供电、自备发电机组备用 应用于总负荷特别大的一类建筑。,二.低压电气主结线 主结线：由电力变压器、各种开关电器、母 线、电力电缆、电容器等电气设备依照一定次序 相连接的接受和分配电能的电路。 主结线分为高压主结线、低压主结线。 母线：又称为汇流排，是接受电能、分配电能的导体。,10kV,10kV,电力 照明 电力,分计量,分计量,低压电气主结线图（一）,联络,母线,连接A-PD.DWG,连接P9

12、1,x3,x3,x3,x3,照 明 动 力,低压电气主结线图（二）,动力分计量,2200,600(800、1000）,800（1000）,GCL开关柜尺寸,第3章 照明系统 照明系统主要包含： 照明设计 光源、灯具的选择与布置，开关、插座的选择与布置等。 照明配电线路设计 照明配电线路的保护及敷设等。 本章重点： 室内照明设计平面图、系统图的识读 几种常见低压配电系统的特点,1.灯具的选择与布置 灯具 = 光源 + 控照器 +附件 一.灯具的选择 1.光源的选择,（1）光源的种类 热辐射光源 利用电流将灯丝加热到白炽程度而产生热辐 射发光的一种光源。属于第1代电光源。 白炽灯： 卤钨灯：,钨丝

13、,真空或惰性气体,加入卤素，如溴、碘,玻璃罩,气体放电光源 利用电流通过灯管中气体而产生放电发光的 一种光源。通过掺入不同的气体可有荧光灯、 高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等。,S,灯管,镇流器,触发装置,220V,荧光灯电路图,荧光灯： 按管径分类 38、26、16mm； 按色温分类 日光色、冷光色、暖白色； 按灯管形状分类 直管形 20W、30W、36W、40W等； 环形 20W、22W、30W、32W、40W等； 紧凑形 8W、11W、15W、22W等 荧光灯属于第2代电光源。,金属卤化物灯： 在气体放电管内添加金属卤化物（碘、 溴、钠、镝、钍、等）构成。 可提高：光效、显色性等。 金

14、属卤化物灯属于第3代电光源。,（2）光源的性能指标 总体性能指标： 热辐射光源：色温低（暖色）、显色性好、 便于调光、功率因素高、光效低、寿命短。 气体放电光源：色温有高有低、显色性有高 有低、功率因素低、点燃迟、光效高、寿命长。,（3）光源的选择 总体原则：节能、绿色照明。一般场合均选用荧光灯，特殊场合根据需要选择其他光源。 绿色照明： 限制白炽灯的使用； 采用卤钨灯取代白炽灯（光效提高1倍）； 推荐采用紧凑形荧光灯取代白炽灯（寿命提 高10倍、光效57倍）； 推荐采用26、16细管荧光灯（寿命提高5倍） 推荐采用金属卤化物灯。,2.灯具的选择 （1）控罩器（灯罩）的作用 改变光源的配光曲线

15、 提高光效 改善眩光,发光强度,发光强度,= 0,= 90,= 0,= 90,（2）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。 灯具的分类可以有很多种方式。,（3）灯具的选择 灯具的选择应从光源、灯罩两个方面考虑。 灯具的光学特性 灯具的经济性 灯具的使用环境 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。,二.灯具的布置 总体原则：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。 1.布灯的合理性 距高比合适（L/h） L：灯具的间距， h：灯具的

16、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,h,垂度,计算高度,工作面高度 一般为0.75m,L,L,B B,A,A,双管荧光灯嵌入式安装 AA方向：L/h 1.25 BB方向：L/h 1.20,灯具的布置图,2.均匀性布灯 不考虑室内设施的摆设位置，将灯具均匀的有规律的排列。一般场合均采用此方案。 优点：照度均匀、美观、整体效果好。 需注意与风扇、风口、扬声器、探头、喷淋头的位置配合。 3.选择性布灯 根据工作场所设施布置情况，有选择的布置。,2.照度标准与照度计算方法 一.照度标准 不同类型的建筑、同一建筑中不同功能的房间、不同的部位，照度标准不相同。 工程设

17、计中，按照建筑照明设计标准GB 50034-2004执行。,图书馆建筑照明标准值,办公建筑照明标准值,学校建筑照明值标准,连接P55,二.照度计算方法 1.利用系数法 F = N =,EavA NK,EavA FK,式中： F：每个灯具中光源的总光通量（lm） Eav：工作面上的平均照度（lx） A：房间面积（m2） N：灯具数量（盏） K：维护系数 （一般为0.70） ：灯具的利用系数（查利用系数表得到）,2.单位容量法 N 式中： S：被照面积（m2） P：每个灯具内灯泡总功率（W） W：单位面积所需安装功率（W/m2） N：被照面积内灯具数量,WS P,带发射罩荧光灯单位面积安装功率（W/m2）,例：某教室长15m，宽10m，高