建筑设备第九章

第9章建筑电气工程本章学习要点1.电气照明的基本概念；2.常用电光源特点和灯具种类；3.建筑的照明种类和照度标准、灯具的选择及布置；4.照度常用计算方法；5.电气照明设计一般过程。2/3/20231建筑设备教材9.1电气照明基本知识

9.1.1照明的基本概念9.1.2照明方式及种类9.1.3电气照明的基本要求2/3/20232建筑设备教材9.1.1照明的基本概念1.光度学基本知识（1）光光是一种电磁波不同波长的光给人的颜色感觉不同红外线：波长为340nm～780nm；可见光：波长为780nm～380nm；紫外线：波长为380nm～10nm。（2）光通量（F）指光源在单位时间内，向周围空间辐射的使人眼产生光感的辐射能，是表征光源特性的光度量。单位：流明（lm）220v、100w的白炽灯光通量为1000lm。2/3/20233建筑设备教材9.1.1照明的基本概念（3）发光强度（I）简称为光度、光强，指光源向周围空间某一方向单位立体角内辐射的光通量。单位：坎德拉（cd），是国际单位制中的基本单位。1cd=1lm/sr。（4）亮度（L）发光体在视线方向单位投影面上的发光强度。单位：熙提（sb），1sb=1cd/cm2。（5）照度（E）受照物体单位面积上接受的光通量。单位：勒克斯（lx），1lx=1lm/m2。照度与被照面的材料性质无关，与光源的光通量成正比，故照度标准是照明设计的重要依据。2/3/20234建筑设备教材9.1.2照明方式及种类

1．照明的方式（1）一般照明——观众厅、会议厅、办公厅等的照明。均匀照明——指为获得相同的照度而设置的照明。分区照明——指需要提高房间内某些特定工作区 的照度。（2）局部照明——指局限于特定工作部位的固定或移动 照明。（3）混合照明——包括一般照明与局部照明。2/3/20235建筑设备教材9.1.2照明方式及种类

2、照明的种类建筑照明的种类按用途分为:正常照明事故照明警卫值班照明障碍照明彩灯和装饰照明2/3/20236建筑设备教材9.1.3电气照明的基本要求

一般电气照明的基本要求

1.合理的照度和照度的均匀性2.照度的稳定性3.合适的亮度分布4.光源的色温与显色性5.限制眩光2/3/20237建筑设备教材9.2建筑电气照明装置

9.2.1电光源的分类及参数

9.2.2室内常用照明电光源

9.2.3照明灯具2/3/20238建筑设备教材9.2.1电光源的分类及参数

1.电光源的分类

（1）热辐射光源：白炽灯、卤钨灯等（2）气体放电光源：利用蒸汽的弧光放电或非金属的电离激发出可见光金属气体放电光源：汞灯、钠灯等。惰性气体放电光源：氙灯、汞氙灯、霓虹灯等。（3）金属卤化物灯：钠铊铟灯、金属卤素灯等。例：(1)钠铊铟灯NTY——色温5500K，光效80lm/w，寿命1000～2000h,显色指数Ra：60～70。广泛用于室内照明。(2)镝灯DDG——色温6000K，光效80lm/w，寿命500h，显色指数Ra>85。适于舞台，体育馆，大厅摄影棚等照明。(3)钪钠灯KNG——色温3800K，显色指数Ra：65～70。2/3/20239建筑设备教材9.2.1电光源的分类及参数2.照明电光源性能比较和选用（1）电光源性能比较光效高——高压钠灯、金属卤化物灯和荧光灯；显色性好——白炽灯、卤钨灯和荧光灯；寿命长——高压汞灯、高压钠灯；能瞬时起动，再起动——白炽灯、卤钨灯；受电压影响——大：高压钠灯；小：荧光灯（2）电光源的选用按照明设施目的和用途选择光源；按环境要求选择光源；按投资和年运行费选择光源。2/3/202310建筑设备教材9.2.1电光源的分类及参数3.电光源的主要技术参数

（1）额定电压、额定电流和额定功率（2）额定光通量和发光效率（3）平均寿命（4）色表（5）显色性（6）频闪效应2/3/202311建筑设备教材9.2.2室内常用照明电光源

1、白炽灯

（见图9-1）（1）原理白炽灯是最早出现的光源。即所谓第一代光源，它是将灯丝加热到白炽的程度，利用热辐射发出可见光。（2）特点白炽灯具有显色性好，结构简单，使用灵活，能瞬时点燃，无频闪现象，可调光，可在任意位置点燃，价格便宜等特点。因其极大部分辐射为红外线，故光效最低。由于灯丝的蒸发很快，所以寿命也较短。白炽灯的色温约为2400~2900K。（3）种类白炽灯的种类很多，有普通型、磨砂型、漫射型、反射型、装饰型、局部照明灯、水下灯泡等。2/3/202312建筑设备教材1—玻璃泡壳2—钨丝3—引线4—钼丝支架5—杜美丝6—玻璃夹封7—排气管8—芯柱9—焊泥10—引线11—灯头12—焊锡触点图9-1白炽灯的结构2/3/202313建筑设备教材9.2.2室内常用照明电光源2、卤钨灯（见图9-2）（1）原理白炽灯的钨丝在热辐射过程中蒸发并附着在灯泡内壁，使灯泡射出伪光通愈来愈低。为了减缓这种进程，通常在灯泡内充以惰性气体以抑制钨丝的蒸发。灯管所充的卤素为碘或溴。溴比磺的化学性活泼，所以清洁管壁的效果更好。溴乃无色透明，故溴钨灯较碘钨灯的光效高，色温也有所提高。（2）特点它与白炽灯比较，光效提高30％，寿命增长50%。卤钨灯具有体积小、功率大、能够瞬时点燃、可调光、无频闪效应、显色性好和光通维持性好等特点。这种灯多用于较大空间、要求高照度的场所，其色温特别适用于电视转播摄象照明。2/3/202314建筑设备教材a）单端引出b）两端引出

图9-2卤钨灯外形2/3/202315建筑设备教材9.2.2室内常用照明电光源3、荧光灯（见图9-3）（1）原理荧光灯是所谓第二代光源，它是一种低压汞蒸气放电灯。（2）种类：按其荧光粉的不同可分为：日光色（6500K），与微阴的天空光相似；白色（4500K）与日出两小时后的太阳直射光相似；暖白色（3000K），与白炽灯光接近。按外形不同可分为直管形、环形和U形；按灯丝工作方式分为热阴极式及冷阴极式；按用途分为普通照明及装饰用的彩色荧光灯管以及小功率高光效的节能型灯管等。2/3/202316建筑设备教材图9-3荧光灯的结构2/3/202317建筑设备教材9.2.2室内常用照明电光源4、高压汞灯（见图9-4）（1）原理高压汞灯在接通电源后，第一主电极与辅助电极间首先击穿产生辉光放电，使管内的汞蒸发，再导致第一主电极与第二主电极击穿，发生弧光放电产生紫外线，使管壁荧光物质受激励而产生大量的可见光。（2）特点高压汞灯具有光效高、耐震、耐热、寿命长等特点。但启动时间较长，不宜于作室内照明光源，也不能单独做为事故照明光源。多用于车间、礼堂、展览馆等室内照明，或道路、广场的室外照明。高压汞灯的寿命通常是按每启动一次点燃5小时计算的，如果开关频繁则寿命缩短。2/3/202318建筑设备教材

1—外泡壳；2—放电管；3、4—主电极；5—辅助电极；6—灯丝；L—镇流器材；C—补偿电容器；S—开关

图9-4外镇流式高压汞灯的构造和工作线路图2/3/202319建筑设备教材9.2.2室内常用照明电光源5、高压钠灯（见图9-5）

（1）原理高压钠灯是在放电发光管内充入适量的氩或氙惰性气体，并加入足够的钠，主要以高压钠蒸气放电，其辐射光波集中在人眼较灵敏的区域内，故光效高，约为荧光高压汞灯的两倍，可达110lm/W。（2）特点高压钠灯具有光效高、紫外线辐射小、透雾性能好、光通维持性好、可任意位置点燃、耐震等特点，但显色性差，平均显色指数为21。它广泛用于道路照明，当与其它光源混光后，可用于照度要求高的高大空间场所。2/3/202320建筑设备教材S—开关；L—镇流器；H—加热线圈；b—双金属片；E1、E2—电极；1—陶瓷放电管；2—玻璃外壳

图9-5高压钠灯的构造和工作线路图2/3/202321建筑设备教材9.2.2室内常用照明电光源6、金属卤化物灯

金属卤化物灯是近年发展起来的所谓第三代光源，它与高压汞灯类似，但在放电管中除了充有汞和氢气外，还加充发光的金属卤化物（以碘化物为主）。如：镝灯、钠铊铟灯。金属卤化物灯发光效率高、显色性能好、但平均寿命短。2/3/202322建筑设备教材9.2.3照明灯具

1.吊灯吊灯主要是用于室内的一般照明，由于它处于室内空间的中心位置，所以具有很强的装饰性，影响着室内的装饰风格。2.吸顶灯吸顶灯的使用功能及特性基本与吊灯相同，只是形式上有所区别。与吊灯的不同是在使用空间上，吊灯多用于较高的性质比较重要空间环境中，而吸顶灯多用于较低的空间中。3.投射灯投射灯是利用光束集中照射于某一物品、某一场地等的照明灯具，室内装饰照明常用于小型投光灯，主要用于物品的陈列及其它重点照明等。2/3/202323建筑设备教材9.2.3照明灯具

4.台灯、地灯是以某种支撑物来支撑光源，从而形成统一的整体，当运用在台面上时叫台灯。运用在地面上时叫地灯。5.壁灯安装于墙壁上的灯具叫壁灯。壁灯具有一定的功能性，如在无法安装其他照明灯具的环境，就要考虑用壁灯来进行功能性的照明。壁灯设计得当可以创造出理想的艺术效果。6.舞台灯在舞台照明上广泛使用的灯种。为演出时用于侧光、面光、顶光，及其它需要布光的场合，如礼堂、会场、剧场等。类型很多种如：聚光灯、散光灯、回光灯、柔光灯、追光灯、PAR灯、电脑灯、舞台幻灯等。2/3/202324建筑设备教材9.3常用照明装置的布置与安装

9.3.1照明灯具的布置9.3.2照明灯具的安装2/3/202325建筑设备教材9.3.1照明灯具的布置

1、布置原则（1）合理的照度水平，并具有一定的均匀度；（2）适当的亮度分布；（3）必要的显色性和入射方向；（4）限制眩光作用和阴影的产生；（5）美观、协调。2/3/202326建筑设备教材9.3.1照明灯具的布置

2、灯具的高度布置确定灯具的悬吊高度应考虑如下因素：（1）保证电气安全；（2）限制直接眩光；（3）便于维护管理；（4）和建筑尺寸配合；（5）应防止晃动；（6）应提高经济性。

2/3/202327建筑设备教材9.3.1照明灯具的布置

3、灯具的水平布置

灯具的平面布置应考虑以下因素:（1）与建筑结构配合，做到考虑功能、照顾美观、防止阴影、方便施工；（2）与室内设备布置情况相配合，尽量靠近工作面，但不应装在大型设备的上方；（3）应保证用电安全，和裸露导电部分应保持规定的距离；（4）应考虑经济性。室内一般照明通常采用均匀布置，均匀布置是否合理，主要取决于灯具的悬挂高度及距高比是否恰当。常见的几种均匀布置方案见图9-62/3/202328建筑设备教材图9-6灯具的均匀布置2/3/202329建筑设备教材9.3.2照明灯具的安装

1.白炽灯的安装室内用白炽灯通常有吸顶式、壁式和悬吊式3种。白炽灯安装的主要步骤与工艺要求：①木台的安装。②挂线盒的安装。如图9-7(a)所示。③灯座的安装。如图9-7(b)所示。④开关的安装。⑤插座的安装。2/3/202330建筑设备教材(a)挂线盒接法(b)灯座的打结方法

图9-7挂线盒的安装

2/3/202331建筑设备教材9.3.2照明灯具的安装

2.荧光灯的安装荧光灯由灯管、灯架、镇流器、起辉器(启动器)及电容器等组成，接线如图9-8所示。电路接好后，合上开关，应看到启辉器有辉光闪烁，灯管在3s内正常发光。如果发现灯管不发光，说明电路或灯管有故障，应进行简单的故障分析，其步骤如下：①先旋转灯管，使其四个点接触良好。②旋转启辉器，使其两点接触良好。③如果仍不能点燃灯管，更换启辉器或灯管。④如果仍不能点燃灯管，检查线路。2/3/202332建筑设备教材S—开关；L—镇流器；EL—灯管；K—启辉器图9-8荧光灯的接线图2/3/202333建筑设备教材9.4照明节能

9.4.1照明节能措施9.4.2节能灯具的选择9.4.3照明控制系统的经济性9.4.4有关电气设备节能的选择9.4.5交流电动机的节电9.4.6配电线路的合理配置2/3/202334建筑设备教材9.4.1照明节能措施照明节能是电气设计中节能的重点，在建筑照明设计标准中提出将照明功率密度作为照明节能的评价标准，并规定办公、商店、旅馆、医院、住宅以及工业建筑的照明以功率密度作为强制性的规定，设计时必须执行。设计时可从光源、灯具、光源配件、灯具安装的布置和控制等方面按节能要求作出选择或提出限制性要求。2/3/202335建筑设备教材9.4.2节能灯具的选择（1）灯具高挂时宜采用敞开式结构；而低吊的灯具可用封闭式结构。（2）除装饰需要外，应优先选用直射光通比例高、控光性能合理的高效灯具。灯具的结构和材质应易于维护、清洁和更换光源。（3）除建筑装饰灯具外，室内用灯具效率不宜低于0.7，装有遮光格栅的不低于0.6。室外用灯具效率不宜低于0.5，室外投光灯灯具效率不宜低于0.6。（4）有吊顶的办公室将照明灯具与空调风口结合设置，以保证最佳的光通量输出。（5）对于气体放电光源，电器附件的耗电量也同样不可轻视。按估算一般占照明系统总耗电量的10%～20%。2/3/202336建筑设备教材9.4.3照明控制系统的经济性（1）照明控制系统的实用性：照明控制系统应根据需要确定控制功能，选择切实可行的要求以实现节能和节省设备投资。这些功能包括：①控制器能根据需要调控不同类型的光源，而且有良好的性能；能满足现场操作控制各种控制界面的需要；②有与其它设备进行互联的各种输入/输出接口；③方便直接或直观地调试/监测软件。2/3/202337建筑设备教材9.4.3照明控制系统的经济性（2）系统的经济性：照明控制系统的经济性体现在系统的初始投资、系统运行后节省电能以及降低维护运行费用等方面。①由于照明控制的性能特点改善了照明灯的运行工作条件，从而延长了灯的使用寿命，减少了换灯的数量，降低了维护费用。②通过对照明的工作状况做到科学管理和控制，才会将节省电能变成现实。2/3/202338建筑设备教材9.4.4有关电气设备节能的选择（1）选用低损耗变压器过去几年，由于增加变压器的容量就要增加“电费补贴”，因此将变压器的负载设计在80%以上，无形中加大了变压器的热能损耗。为了保证变压器的经济运行，变压器负荷率一般为其容量的65%～70%。（2）高压开关柜用弹簧操作机构随着真空断路器和六氟化硫断路器的普遍应用及弹簧操作机构质量的提高，这两种断路器配备的弹簧机构均得到了广泛应用，节省了很多的电能。CT12弹簧操作机构储能电动机功率只有450W，当电压为110V时，合闸线圈电流小于9.5A；220V时合闸线圈电流小于5A，分励脱扣器电流分别小于2.5A和1.2A。由此看来，弹簧操作机构的节能效果显而易见。2/3/202339建筑设备教材9.4.5交流电动机的节电建筑物内的电梯、水泵、风机等都以交流电动机为拖动设备。应采用高效节能的电动机，如Y系列及其由Y系列发展起来的其它系列，其电动机具有体积小、重量轻、噪声低、启动性能好和绝缘水平高等优点。如选用YX系列高效电动机其效率比Y系列又提高3%。当电动机的负载率选择恰当时，可使其在高效率下运行。负载率在70%～85%之间运行时可获得高效率。根据负荷变化的情况选择交流电动机的调速方式，是降损节能的有效措施，因此建筑物内水泵、风机、电梯等电动机可配置变频调速控制器。2/3/202340建筑设备教材9.4.6配电线路的合理配置民用高层建筑物中设备多，照明灯具数量大，因此配电线路的要求是很严格的。导线和电缆环境要求，首先要考虑采用什么敷设方式，考虑供电的可靠性和安全性，应全部采用铜导体，这也是符合节能要求的。为了减少线损，还应对大容量的回路适当放大一级截面的电线和电缆，尽可能缩短配电线路的长度。最后值得注意的是三相平衡，三相线路之间的负荷需要保持平衡。无论是动力还是照明，在三相上所接负荷应尽量保持大小相等或相差很小，逐级线路都贯彻这一原则，避免因负荷不平衡而造成电能的额外损失。2/3/202341建筑设备教材

9.5建筑电气施工图

9.5.1建筑电气施工图的基本知识

9.5.2建筑电气施工图的识读2/3/202342建筑设备教材

9.5.1建筑电气施工图的基本知识建筑电气施工图包括系统图、平面图(剖面图)、电路图和接线图等四种。系统图用来表示各种系统的基本组成、相互关系及其主要特征，供了解设备或装置的总体情况。平面图(剖面图)用来详细、具体地标注各种电气成套装置、设备、组件和元件的实际位置，电气线路的具体走向，电气设备的型号、安装方式，线路敷设方式等。它是系统图实际位置的具体体现，是施工安装的主要依据。电路图用来表示电路、设备或成套装置的组成、连接关系和原理作用，为调整、安装和维修提供依据。2/3/202343建筑设备教材9.5.1建筑电气施工图的基本知识电路图有一次电路(也叫“主电路”)和二次电路(也叫“控制电路”)之分。主电路用来表示电源供配电以及电动机主电路情况，控制电路包括控制、保护、测量和信号等线路，电路图包括各种弱电系统的原理电路。接线图，也叫“安装线路图”，用来表示电路元件、电气设备的实际接线方式、实际(相对)安装位置等。在通常情况下，系统图与平面图相对应，电路图和接线图相对应。所有电气施工图上的图形符号、文字符号以及制图方式，均按有关国家标准执行。2/3/202344建筑设备教材1.

电气施工图的分类电气施工图按其性质分为：变电所工程图外线工程图动力工程图防雷接地工程图照明工程图2.建筑电气设备图表述的内容建筑电气设备图由文字说明和图样两大部分组成。文字说明指“电施”目录、设计说明、主要设备和材料表、工程概预算。图样主要有系统图、各层平面图和详图。9.5.2建筑电气施工图的识读2/3/202345建筑设备教材2.建筑电气设备图表述的内容目录指对各图样依次编号，并注明各图样名称。从目录上可得知电气施工图的张数，每张图的名称，可以区分新绘制图样、标准图图样、重复使用图样等。设计说明是对概况、工程设计范围、工程类别、防火防雷防爆负荷的级别、电源概况、导线、照明器、电机功率、开关、插座选型、电气保安措施和施工质量等予以概要说明。主要设备及材料表中列出了如变压器、开关、照明器、配电箱(盘)、导线的型号和数量。工程概预算确定了该工程的造价。9.5.2建筑电气施工图的识读2/3/202346建筑设备教材2.建筑电气设备图表述的内容电气系统图是建筑电气设备图中的重要图样，它也可称为原理图或流程图，不像管道施工图中的轴测图是按比例画出轴测图，但它详细标出了电源、变压器、导线、开关柜(箱)、各支路编号名称、用电设备名称及功率等。通过系统图识读，可以了解电气设备、导线的布局和走向。电气平面图是根据建筑平面对用电设备、导线、开关、插座的详细布置。通过对平面图的识读，可知用电设备、导线、开关、插座的详细位置，还可按建筑图的比例量出导线的长度。9.5.2建筑电气施工图的识读2/3/202347建筑设备教材2.建筑电气设备图表述的内容详图有标准图和采用放大比例结合现场情况绘制的详细图样，供施工人员重复使用或用于对某些构件的制作加工。识读建筑电气施工图，应按照目录→设计说明→主要设备材料表→系统图→平面图有顺序地识读，重点弄清系统图并与平面图互相对应看。看不明白的地方，再看详图、设计说明、主要设备材料表等。9.5.2建筑电气施工图的识读2/3/202348建筑设备教材3.建筑电气施工图识读举例某六层住宅楼为例说明电气施工图的识读步骤和方法。(1)本住宅楼为砖混结构，地上六层，地下一层，全楼共有五个单元，每单元各层三户，每户有阳台一个。伸缩缝设置在16轴与17轴之间。设计内容主要有电气照明设计。由于五个单元在各层均为同样的结构与布置，所以电气施工图只绘出一个单元的标准层平面图，但一层的楼梯间与标准层的不一样，故另绘出一层楼梯间单元的电气平面图。9.5.2建筑电气施工图的识读2/3/202349建筑设备教材9.5.2建筑电气施工图的识读(2)图样目录，如表9-1所示。表9-1图样目录(设计实例1)图别图号图样名称建施1标准层建筑平面图（略）建施21—1剖面图电施3配电系统图电施4标准层单元电气平面图电施5一层楼梯间单元电气平面图电施6地下室单元电气平面布置图选用图选自《建筑电气安装工程图集》2/3/202350建筑设备教材(3)设计说明①电源电压为380/220V三相五线制供电，各单元额定工作电压为220V，进户线设在B轴处，进户线标高为2.750m。②进户线采用BLX型铝芯橡皮绝缘线，保护线的截面比电源线截面小1级。进户线架空引下，然后沿墙钢管引入户内。户内线全部采用BLV型铝芯塑料绝缘线。进户线、干线穿钢管暗敷，户内分支线穿硬塑料管暗敷。9.5.2建筑电气施工图的识读2/3/202351建筑设备教材(3)设计说明③配电箱底边离地高度1.5m，插座离地高度1.8m，拉线开关离地高度2.0m，搬把开关离地高度1.4m，其余电气设备的安装高度见施工图。④本工程采用TNS系统保护，进户处保护线设置重复接地装置。⑤本住宅楼建在住宅小区，三相负荷平衡由整个小区统一考虑。9.5.2建筑电气施工图的识读2/3/202352建筑设备教材(4)施工图样I-I剖面图(图号2)如图9-9所示配电系统图(图号3)如图9-10所示标准层单元电气平面图(图号4)如图9-11所示一层楼梯间单元电气平面图(图号5)如图9-12所示地下室单元电气平面布置图(图号6)如图9-13所示9.5.2建筑电气施工图的识读2/3/202353建筑设备教材图9-9I-I剖面图(图号2)2/3/202354建筑设备教材图9-10配电系统图(图号3)2/3/202355建筑设备教材图9-11标准层单元电气平面图(图号4)2/3/202356建筑设备教材图9-12一层楼梯间单元电气布置平面图(图号5)2/3/202357建筑设备教材图9-13地下室单元电气平面布置图(图号6)2/3/202358建筑设备教材9.5.2建筑电气施工图的识读识读该建筑电气施工图的具体方法如下：(1)工程概况：共5个单元，各单元每层3户，每户均有厅、厨、厕和居室。各室均有照明器和插座。(2)图样目录：目录中图号3、4、5、6均为电气施工图，还有选用图，对选用图有关部分应细读。(3)设计说明：掌握用电电压、进户线型、户内线型及导线敷设方式、用电器具各类及高度。(4)主要设备和材料表：掌握有关配电箱、灯头、插座、开关、导线的型号、规格和数量。2/3/202359建筑设备教材然后看系统图和平面图，首先看系统图，依电源→开关箱→电表箱→导线→用电设备详读。进户线BLX3×35+1×25+1×25G50至干线BLV3×25+1×16G40至BLV3×16G32，总开关为DZ10X10/030。各单元进线BLV3×16G32，单元总表DD2840A，开关HK1