建筑电气工程讲稿.ppt

建筑电气工程 胜建集团建安工程处,第五章 建筑电气工程,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,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。,建筑电气的分类,建筑强电系统,建筑弱电系统,建筑供配电系统 建筑照明系统 防雷接地系统,火灾自动报警系统 安全防范系统 建筑设备自动化系统 有线电视系统 综合布线系统 有线广播及扩声系统 会议系统,建筑变配电系统及照明,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： 二级负荷： 三级负荷：,中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、公共场所秩序的严重混乱等为一级负荷。,中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、公共场所秩序混乱者为二级负荷。,不属于一、二级的负荷。,中断供电将发生爆炸、火灾或严重中毒、影响计算机网络正常工作等的一级负荷称为特别重要的一级负荷。,供电电源,一级负荷需要两路独立电源供电。 特别重要的一级负荷还需要应急电源（自备发电机组）,二级负荷需要双回路供电。 对于供电困难的地区或负荷较小时，也可以由一 回6kv以上的专用架空线路供电。,三级负荷对供电电源无特殊要求。,一切消防用电设备都属于1或2级负荷，都需要双电源供电，且末端供电。,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,电力网,6.310kv 110500kv 1035kv,电力系统组成原理图,380/220v,220/380,1035kv,负荷分类,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,灯具,插座,空调设备,计算机、电热水器、电饭煲等,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,电源电压的引入方式,0.22/0.38kv低压引入方式 10kv高压引入方式 35kv高压引入方式,主要适用于小型建筑或总用电量较小的建筑。,主要适用于总用电量较大的建筑（一般在315kw以上）,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。,适用于总用电量大的建筑。,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。,聚氯乙稀绝缘电线穿钢管敷设的载流量（a）,聚氯乙稀绝缘电线穿塑料管敷设的载流量（a）,聚氯乙烯绝缘电线明敷设的载流量（a）,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： 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： 宽：600、800、1000 ; 深800、1000 ;高：2200 mm。,2200,600(800、1000）,800（1000）,gcl开关柜尺寸,（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。,配电箱,配电房中的配电柜,应急照明箱,配电箱,配电箱,水泵控制箱,风机控制箱,电梯控制箱,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。主要应用于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。,配电房中的配电柜,配电箱,配电箱,配电箱,母线或 分支电缆,n层 2层 1层,配电房中的配电柜,配电箱,配电箱,配电箱,配电箱,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。,配电房中的配电柜,风机电控箱,风机电控箱,风机电控箱,不宜大于5台,配电箱,配电箱,配电箱,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。,配电房中的配电柜,配电箱,配电箱,配电箱,配电箱,生活泵控制箱,风机控制箱,电梯控制箱,风机控制柜,消防泵控制箱,应急照明箱,污水泵控制箱,配电箱,配电箱,配电箱,建筑电气照明系统,什么是建筑电气照明系统?,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。,灯具、开关、插座、照明配电箱的配电线路设计。,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）,白炽灯,荧光灯,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3900lm。,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）,f,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。,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、气体放电光源。,热辐射光源,钨丝,真空或惰性气体,加入卤素，如溴、碘,玻璃罩,白炽灯,卤钨灯,属于第1代光源,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,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），可提高光效、显色性。,属于第2代光源,属于第3代光源,灯具,灯具 = 电光源 + 灯罩（控罩器）,灯罩的作用,重新分配光源发出的光通量。,发光强度,发光强度,= 0,= 90,= 0,= 90,提高光效,改善眩光,灯具的分类 灯具的分类可以有很多种方式，如: 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、庭院灯、广场灯、应急灯、防潮灯、防爆灯、工矿灯、泛光灯等。,照明光源和灯具的选择 照明光源的选择 房屋功能； 周围环境； 光源的性能参数； 灯具的选择 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。,绿色照明：,限制白炽灯的使用；,采用紧凑型节能荧光灯取代白炽灯（光效提高 7倍，寿命提高10倍）；,推荐采用高光效的细管荧光灯（16mm、26mm 现阶段主要有t5、t8系列灯管，光效比普通荧光灯 提高1/3，寿命提高5倍）。,推荐采用金属卤化物灯。,采用卤钨灯取代白炽灯（光效提高1倍）；,灯具的布置,总体原则：灯具的布置应考虑到工作面的照度、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,均匀性布灯,选择性布灯,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。,根据工作场所设施布置情况，有选择的布 置。,照明设计图纸,照明平面图,照明平面图主要应表达下列内容： 在建筑平面图的基础上绘制出配电箱、灯 具、开关、插座、线路等平面布置，标出回 路的编号。 标注出线路走向、引入线规格、线路敷设 方式和标高、灯具型号容量及安装方式和标 高。等等。,照明设计图纸由照明平面图和照明系统图组成.,l1 l2 l3 l1 l2 l3 l1l2l3 l1l2l3,dpn16a/1p,dpnvigi16a/2p,c65n20a/4p,int10063a/4p,wl1bv2x2.5pvc16cc,wx1bv3x2.5pvc20fc,wl2bv2x2.5pvc16cc,wl3bv2x2.5pvc16cc,wl4bv2x2.5pvc16cc,wx2bv3x2.5pvc20fc,wx3bv5x4pvc25fc,wx4bv5x4pvc25fc,照明 照明 照明 照明,单相插座 单相插座 三相插座 三相插座,pe = 18kw kx =0.8 cos=0.85 pjs = 14.4kw ijs = 27.3a,wl1-bv5x10-pvc40-wc/fc,某照明系统图,导线标注格式：ab（c x d）ef 其中： a：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）,火灾自动报警及消防设备联动控制系统,建筑消防 系 统,灭火系统,(建筑给排水专业),防排烟系统,(建筑环境与设备专业),防火分区、阻隔、疏散通道,（建筑学专业）,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。,o,a,b,c,温度,时间,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。,火灾形成特点,a,b,c,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。,输入电信号,暗箱,烟雾,电源,输出,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。,水流指示器,湿式报警 系统,p,p,p,压力开关,水流指示器,至喷淋泵,水喷淋灭火系统,压力开关,火灾人工报警设备,消火栓按钮,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。,由给排水设计人员确定 位置及数量.,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： 向探测器等报警设备提供24vdc电源； 监视线路中的设备有无故障、断线等； 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； 向联动控制器输出信号。,集中报警器,水流 指示器,消火栓 按纽,烟感,手动报警 按纽,温感,短路隔离器,监视模块,压力开关,消火栓 按纽,烟感,手动报警 按纽,温感,监视模块,2,2,火灾自动报警系统原理图之一,消防中心机房,一条2总线制报警输出回路可连接64242个 报警设备（视厂家产品说明书）。,1层,n层,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。,集中报警器,水流 指示器,消火栓 按纽,烟感,手动报警 按纽,温感,短路隔离器,监视模块,压力开关,消火栓 按纽,烟感,手动报警 按纽,温感,监视模块,2,2,火灾自动报警系统原理图之二,电源,消防中心机房,火灾显示盘,火灾显示盘,2,2,2,2.消防设备联动控制系统,当确认火灾发生后，消防中心需要联动控制建 筑物内部的各种消防设施的动作。,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,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,其他设备,防火卷帘门；非消防电梯 ；非消防电源切除等。,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、消防电梯、各类 送排风机。,集中报警器,联动控制器,电源,控制模块,配电箱,控制模块,卷帘门,控制模块,防火阀,控制模块,排烟阀,控制模块,正压风口,2,2,控制模块,配电箱,控制模块,卷帘门,控制模块,防火阀,控制模块,排烟阀,控制模块,正压风口,2,2,消防泵 电控箱,喷淋泵 电控箱,7,7,风机 电控箱,57,电梯 电控箱,正压风机 电控箱,3,7,消防设备联动控制系统原理图之一,3.火灾事故广播与消防专用电话系统,火灾事故广播系统,主要功能：发生火灾时通知人员从消防通道疏散。 主要技术要求： 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。,图,消防广播模块,消防专用电话系统,主要功能：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。,消防专用电话模块,4.火灾自动报警与消防设备联动控制系统原理图,自动报警设备,手动报警设备,报警控制器,联动控制器,广播电话主机,电源,消防中心,楼层显示器,灭火设备,防排烟设备,其它消防设备,消防广播、电话设备,至119,火灾自动报警系统原理框图,集中报警器,水流 指示器,消火栓 按纽,烟感,手动报警 按纽,短路隔离器,监视模块,压力开关,消火栓 按纽,烟感,手动报警 按纽,监视模块,2,2,联动控制器,电源,火灾 显示盘,火灾 显示盘,2,2,控制模块,配电箱,控制模块,卷帘门,控制模块,正压风口,控制模块,消防泵 电控箱,喷淋泵 电控箱,电梯 电控箱,正压风机 电控箱,消防 广播,控制模块,配电箱,控制模块,卷帘门,控制模块,正压风口,控制模块,4,4,2,5,2,2,2,二总线制火灾自动报警系统原理图,7,7,7,消火栓 按纽,烟感,手动报警 按纽,监视模块,温感,控制模块,配电箱,控制模块,卷帘门,控制模块,正压风口,控制模块,消火栓 按纽,烟感,手动报警 按纽,监视模块,温感,控制模块,配电箱,控制模块,卷帘门,控制模块,正压风口,控制模块,水流 指示器,压力 开关,消防泵 电控箱,喷淋泵 电控箱,排烟风机 电控箱,电梯 电控箱,正压风机 电控箱,火灾 显示盘,火灾 显示盘,火灾报警控 制器（联动型）,联动电源,消防广播主机,电话主机,5,2,2,2,2,2,4,2,7,7,7,2,全二总线制火灾自动报警系统原理图,7,建筑电气安全,安全电压,1.触电的形式,a,b,c,设备,变压器,单相触电,三相触电,2.影响触电严重程度的因素 电流和人体电阻 触电的时间 电流的频率 电流的路径 周围环境 3.安全电压 一般场所：36v； 潮湿场所：24v； 特别潮湿场所：12v,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 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。 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。,2.防雷等级 依据民用建筑电气设计规范，建筑物的防雷分为三级： 一级防雷建筑：特别重要的建筑、高度超过100m的 超高层建筑等。 二级防雷建筑：大型建筑、19层以上住宅楼、高度超过50m的其他民用建筑等. 预计年雷击次数大于0.06次/年的省部级办公建筑物、预计年雷击次数大于0.3次/年的住宅、办公楼等。 三级防雷建筑：20m以上的民用建筑、雷电活跃地区15m以上的建筑等。 预计年雷击次数大于0.01次/年、小于0.06次的省部级办公建筑，预计年雷击次数大于0.06次/年、小于0.3次的住宅楼、办公楼等。,3.防雷措施 防雷可分为：防直击雷、防侧击雷、防雷电波侵入等。 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,hx,he,h,1.5h,单支避雷针保护范围,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： 一级防雷：10x10m、或12x8m; 二级防雷：15x15m 三级防雷：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： 一级防雷建筑：18m； 二级防雷建筑：20m； 三级防雷建筑：25m.,接地测试卡,0.8m,接地装置 作用:将从引下线来的大电流迅速散入到 大地。,0.8m,做法一：利用建筑物基础圈梁 内（外围）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。,0.8m,2.5m,5m 5m,3m,接地极,接地母线,断接卡,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。 消雷装置,- - - - - - - - - -,消雷装置,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,侧击雷,当建筑物高度超过30m 时，需要设计防侧击雷。 做法：30m以上每隔三 层设水平均压环，可利用建 筑物圈梁内两根主钢筋构成 环网。30m以上的所有外 墙的金属门窗与均压环连接。,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： 室外进户线采用埋地电缆，入户后 电缆金属外壳接地。 装设电涌保护器,进户电缆,电涌保护器,雷电波,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）,a,b,c,三相设备,单相设备,pen,tnc接地系统,pen线：既是工作零线、又是保护零线。 tnc接地系统在建筑物内部不采用。,变压器,0,tns接地系统（三相五线制）,a,b,c,三相设备,单相设备,tns接地系统,变压器,0,n,pe,n线：工作零线； pe线：保护零线,tncs接地系统（局部三相五线制）,a,b,c,三相设备,单相设备,tncs接地系统,变压器,0,n