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建筑电气工程介绍一、建筑电气概论二、建筑电气详细分类第一章建筑电气概论A、建筑电气定义及基本组成B、强电弱电的基本概念A、建筑电气定义及基本组成定义：研究电能（强电）和电信号（弱电）在建筑物中输送、分配、应用的一门学科。作用：服务于建筑及建筑物内人们的生活、工作、娱乐、安全等基本组成：由配电线路、控制和保护设备（配电盘/空气开关）、用电设备三大基本部分所组成。B、强电和弱电基本概念强电工程：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、光能等。弱电工程：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。从电压等级上划分，强电一般是110V以上，弱电一般是60V以下二、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建筑动力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供配电系统定义：接受电源输入的电能，变压之后向用电设备分配电能的系统。供配电系统侧重于研究：建筑物供电电源的确定建筑物中用电设备的负荷分类、负荷等级的确定。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（一）建筑供配电系统供配电系统（强电）电能的生产、输送和分配发电厂电力网用电户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6.3~10kV110~500kV10~35kV380/220V电力系统组成原理图380/220V电能转换热能（火力发电厂）核能（核能发电厂）水能（水力发电厂）风能（风力发电厂）太阳能（太阳能电站）地热能（地热发电厂）电能转换类型锅炉燃料的化学能热能汽轮机机械能发电机电能其能量转换过程是：(1)．火力发电厂火力发电厂简称火电厂，它是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能来生产电能的。我国的火电厂主要是燃煤，煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧，将锅炉内的水烧成高温高压的蒸汽，推动汽轮机转动，使与它联轴的发电机旋转发电。(蒸汽管道)（冷凝器)（河流或水库）（变电所）输送带（涡轮）（煤炭供应）（锅炉）（大烟囱）（发电机）（冷却水）水流位能水轮机机械能发电机电能(2)．水力发电厂水力发电厂简称水电厂或水电站。（它是利用水流的位能来生产电能的。当控制水流的闸门打开时，水流沿进水管进入水轮机蜗壳室，冲动水轮机，带动发电机发电。）其能量转换过程是：(3)．核能发电厂利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。反应堆核裂变能热能汽轮机机械能发电机电能其能量转换过程是：(4)．太阳能发电厂太阳能的能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能），是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。我们生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后，再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。光能热能机械能发电机电能太阳能集热器汽轮机其能量转换过程是：(5)．风力发电厂风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。光能机械能发电机电能其能量转换过程是：(6)．地热能发电厂地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术。其基本原理与火力发电类似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。热能机械能发电机电能汽轮机其能量转换过程是：电力系统的电压和频率电压等级交流电力网的额定电压等级有：220V、380V、3KV、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV、330KV、550KV习惯上把1KV以上的电压称为高压，1KV以下的称为低压。各种电压等级的适用范围（见下表）★强电变配电的主要设备变压器高压配电装置低压配电装置负荷：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,计算机等民用建筑负荷分布与负荷级别负荷分布特点(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60~65%非工业电力电价负荷约占35~40%办公楼、综合楼类照明电价负荷约占65~70%非工业电力电价负荷约占30~35%普通照明负荷占20~30%空调负荷占35~45%普通照明负荷占30~40%空调负荷占35~45%民用建筑负荷分布与负荷级别住宅楼类照明电价负荷约占75~85%非工业电力电价负荷约占15~25%(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15~30%空调负荷占50~65%民用建筑负荷分布与负荷级别二.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。民用建筑负荷分布与负荷级别属于一级负荷的设备有:消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动的防火门窗、卷帘、阀门等消防用电设备;保安设备;主要业务用的计算机及外设、通信设备;重要场所的应急照明属于二级负荷的设备有:客梯、生活供水泵房等属于三级负荷的设备有：空调、照明等民用建筑负荷分布与负荷级别注：一切消防用电设备均属于一级或二级负荷各负荷级别相对应的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。民用建筑负荷分布与负荷级别是指在自然采光不足之处或夜间，提供必要的照度，满足人们的视觉要求(属生理要求)，以保证所从事的生产生活活动正常进行而采用的照明系统。事故照明——是当工作照明因事故而中断时，供暂时继续工作或人员疏散用的照明。警卫值班照明障碍照明——装设于高大建筑物的顶部。作为飞行障碍标志的照明。彩灯和装饰照明二、建筑电气照明系统（强电）——在重要的场所，如值班室、警卫室等地方所设的照明正常照明————布置在高大建筑物轮廓线上，用来显示筑物的艺术造型，以增添节日的欢乐气氛。分类防雷接地分为两个概念，一是防雷，防止因雷击而造成损害；二是静电接地，防止静电产生危害。三、建筑物防雷接地系统（强电）主要类型一、工厂防雷分为整体结构防雷，就是主厂房防雷，主要基础打接地极、接地带，形成一个接地网，接地电阻小于10欧。再与主厂房的钢筋或钢构的主体连接。水泥混凝土屋顶接避雷带或避雷针，墙外地面还得留有接地测试点，钢构应用镀锌扁铁作直接引到屋顶。二、供电系统接地分为保护接地和工作点接地，保护接地是带电设备外壳接地。工作点接地指零线接地，接地网做法与避雷接地方式一样，接地电阻小于4欧。三、仪器仪表接地系统。该系统接地电阻小于1欧，不能与防雷接地连接。四、防静电接地，如油管等，每隔（弯头）35米就得有一处可靠接地（可系统也可独立），电阻小于30欧。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。雷电的危害依据《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以上的建筑等防雷等级使用电动机，拖动水泵、风机等运行。如供暖通风、上水、热水供应系统、电梯系统等，所以建筑动力系统实质上就是向电动机配电，以及对电动机进行控制的系统。四、建筑动力系统（强电）五、火灾自动报警系统（弱电）火灾自动报警系统由火灾自动报警系统、消防联动控制系统、火灾应急广播系统、消防专用电话系统等组成，是建筑弱电中最重要、最复杂的系统之一。是建筑电气与建筑给排水、建筑环境与设备、建筑学等各个专业之间结合最紧密的系统。了解火灾自动报警设备的组成及基本应用。掌握消防设备的联动控制方法。所谓智能化建筑，就是由系统集成中心通过综合布线系统来控制3A的系统，（BA：建筑设备自动化；CA：通信自动化；OA：办公自动化）实现高度自动化、信息化及舒适化的现代建筑。六、建筑智能化系统（弱电）用电设备的主要特点：鲜明的功能性；配电线路的主要特点：功能上的单一性和布置上的分散性；控制和保护设备主要特点：功能上的方便可靠性，布置上的集中性。建筑电气与建筑的关系