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建筑电气洛阳理工学院工程管理系房地产经营与估价专业胡举Z09085823建筑电气在现代飞速发展的科学技术的影响之下,人们也提高了对生活环境、工作环境的要求,智能建筑电气设计便是在这种要求之下而诞生的。建筑电气化是现代建筑的基本特征之一，电和气给人们的生活带来了许多方便，使人们的生活进入了自动化和智能化，电和气可谓是现代建筑的灵魂。一、供电和配电系统现代建筑基本上都是以电作为动力的。由于发电厂大都距离负荷中心较远，从发电厂到用户只有通过输电线路和变电系统，才能把电能输送给用户。为了提高供电的可靠性和实现经济运行，常将许多发电厂和电力网连接在一起并联运行组成了电力系统。1.配电系统——由各变电站(发电厂)10(6)kV出线母线侧刀闸开始至公用配电变压器二次侧出线套管为止，及10(6)kV高压用户的高压设备与供电部门的产权分界点为止范围内所构成的配电网络。2.配电系统设备(1)配电系统变电站设备——包括从变电站(发电厂)10(6)kV母线侧出线刀闸算起，至下述各连接点为止的所有中间设备。即：当以架空线路出线时，至出线终端杆塔引连线为止；当以电缆线路出线的架空线路时，至出线终端杆塔电缆头搭头为止；当以电缆出线的长距离电缆线路时，至变电站(发电厂)开关柜下部出线隔离开关与电缆头连接点为止。(2)线路设备——由变电站(发电厂)10(6)kV出线杆塔或出线电缆头搭头至用户用电配电变压器二次侧出线套管或用户高压设备引连线搭头为止所连接的中间设备。(3)电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成影响的程度进行分级，并应符合下列规定符合下列情况之一时，应为一级负荷：1)中断供电将造成人身伤害时。2)中断供电将在经济上造成重大损失时。3)中断供电将影响重要用电单位的正常工作。符合下列情况之一时，应为二级负荷：1)中断供电将在经济上造成较大损失时。2)中断供电将影响较重要用电单位的正常工作。民用建筑中消防用电的负荷等级，应符合下列规定：1、一类高层民用建筑的消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、电动的防火卷帘及门窗以及阀门等消防用电应为一级负荷，二类高层民用建筑内的上述消防用电应为二级负荷；2、特、甲等剧场，本条1款所列的消防用电应为一级负荷，乙、丙等剧场应为二级负荷；3、特级体育场馆的应急照明为一级负荷中的特别重要负荷；甲级体育场馆的应急照明应为一级负荷。电压选择和电能质量3.4.1同[供配电系统设计规范]GB50052-20095.0.13.4.2当用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160KVA及以上时，宜以10(6)KV供由当用电设备总容量在250kW以下或变压器容量在160KVA以下时，可由低压供电。3.4.3对大型公共建筑，应根据空调冷水机组的容量以及地区供电条件，合理确定机组的额定电压和用电单位的供电电压，并应考虑大容量电动机启动时对变压器的影响。3.4.4用电单位受电端供电电压的偏差允许值，应符合下列要求：1、10KV及以下的供电电压允许偏差应为标称系统电压的±7％；2、220V单相供电电压允许偏差应为标称系统电压的+7％、-10％；3、对供电电压允许偏差有特殊要求的用电单位，应与供电企业协议确定。3.4.5正常运行情况下，用电设备端子处的电压偏差允许值(以标称系统电压的百分数表示)，宜符合下列要求：1、对于照明，室内场所宜为±5％；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为+5％、-10％；应急照明、景观照明、道路照明和警卫照明宜为+5％、-10％；2、一般用途电动机宜为±5％；3、电梯电动机宜为±7％；4、其他用电设备，当无特殊规定时宜为±5％。无功补偿供配电设计中应正确选择电动机、变压器的容量，并应降低线路感抗。当工艺条件允许时，宜采取采用同步电动机或选用带空载切除的间歇工作制设备当采用提高自然功率因数措施后，尚达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。用户端的功率因数值，应符合国家现行标准的有关规定。采用并联电力电容器作为超负荷运转补偿装置时，宜就地平衡补偿，并符合下列要求：1、低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿；2、高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿；3、容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单独就地补偿；4、补偿基本无功功率的电容器组，应在配变电所内集中补偿。5、在环境正常的建筑物内，低压电容器宜分散补偿。应急电源装置(EPS)本节适用于应急电源装置(EPS)用作应急照明系统备用电源时的选择和配电设计EPS装置的选择应符合下列规定：1、EPS装置应按负荷性质、负荷容量及备用供电时间等要求选择。2、EPS装置可分为交流制式及直流制式。电感性和混合性的照明负荷宜选用交流制式；纯阻性及交、直流共用的照明负荷宜选用直流制式。3、EPS的额定输出功率不应小于所连接的应急照明负荷总容量的1.3倍。4、EPS的蓄电池初装容量应保证备用时间不小于90miN。5、EPS装置的切换时间应满足下列要求：1)用作安全照明电源装置时，不应大于0.25s；2)用作疏散照明电源装置时，不应大于5s；3)用作备用照明电源装置时，不应大于5s；金融、商业交易场所不应大于1.5s。二、电气照明利用电来发光而作为光源的，称为电气照明。电气照明广泛应用于生产和日常生活中，对电气照明的要求是保证照明设备安全运行，防止人身或火灾事故的发生，提高照明质量，节约用电。电气照明按发光的方法分，有热辐射放电（如白炽灯）、气体放电（如日光灯）两类；按照明的方式分，有一般照明、局部照明、和混合照明三类、按使用的性质分，有正常照明、事故照明、值班照明、警卫照明、障碍照明、装饰性照明（如射灯，闪灯）、广告性照明（如霓虹灯）等。在现代建筑中白炽灯已经退出了舞台，取而代之的是节能的日光灯下面就对日光灯照明作简要阐述1、荧光灯的发光效率大约是55-80lm/W（Philips公司T8荧光灯的发光效率为72lm/W），而LED的发光效率在100lm/W以上，最近Cree公司的XLampXP-G的发光效率已经到130流明/W，而且以后还会不断提升。二者之差现在已经将近一倍。而以后有可能达到3倍以上。2.灯具效率高：灯具的效率主要是指有效光效，因为荧光灯是360度发光的，而在反方向发出的光就没有什么用处。所以荧光灯通常采用一个白色的灯罩，可以把相当一部分的反向光反射回来，一般来说，荧光灯的灯具效率大约只有70%。而LED日光灯则是120度发光的，所以全部光都是有效光。虽然有时候也会觉得120度发光角度窄了一点，不过大多数情况下还是够用的。而且这个发光角度也是可以根据需要来加以调整的。6a/k-Na5C前面提到Philips的T8荧光灯的发光效率为72lm/W，36W的荧光灯一共发出2592流明，但是灯具效率只有70%，所以有效的流明数为1814.4流明，而LED的发光效率已经超过130lm/W，假定为100lm/W，那么只要18W就可以达到1800流明，也就是只要荧光灯一半的功率就可以有相同的亮度。而且LED的发光效率还在逐年升高。3.电源效率高因为所有灯具除白炽灯以外都是需要有专门的电源供电的，电源的效率也就影响了整个灯具的效率。下面以Philips公司的36WT8荧光灯为例。它的额定输出功率为36W，但是由于接入了电感镇流器，实测输入功率为42.4W，也就是铁芯电感损耗了6.4W,效率降低为85%，大多数国产的铁芯电感功耗在10W以上，功率因素低于0.512。而LED的电源效率通常高达90%，一个18W的LED日光灯只要20W的输入功率。功率因素也可以达到0.9以上。和荧光灯相比大约可以节省一半以上的电，也就是说采用一个18瓦的LED日光灯可以取代一个36瓦的荧光灯。不仅如此，LED日光灯还有很多其他优点：4.寿命长：一个仔细设计的LED日光灯的寿命可以达到5万小时。而一个荧光灯的寿命通常只有5,000小时（有些国产的荧光灯寿命只有300小时）。二者相差将近10倍。最好的长寿命日光灯也只有10,000小时，二者也还相差5倍。室内照明要求1.明亮环境的构成(1)亮度变化。主要取决于灯具的亮度和颜色的变化，这些可以通过不同表面的反射、颜色的变化和照度的变化来达到。(2)表面颜色。环境的颜色往往决定着工作人员的情绪。对于小办公室可以把墙、工作面和靠墙的柜子漆成一样的颜色，因它们反射相同，故给人的感觉是房问增大。对于大办公室，在照度水平较低的情况下，应尽量减少颜色的种类。对办公室房间和家具所推荐的反射比，(3)光源颜色。它包括色温、显色指数两个含义。1)色温。一般办公室照明光源的色温选择在3300～5300K之间比较合适。2)显色指数。办公室照明光源的一般显色指数选择在60～80的范围内，同时还要考虑初期投资、安装维修费用及节能等因素。2、照度的选择照度应按照国家标准GB50034-2004《建筑照明设计标准》确定，标准虽然比原标准GBJ133—1990有所提高，但比发达国家的标准还有一定差距，另外我国地区经济差别较大，采用照度要结合实际情况。所以照度的选择应注意以下几点：(1)在确定照度时，不仅考虑视力方面，而且对心理方面的需要程度也必须考虑周到。(2)根据实际情况需要，对高档办公楼，其照度值应取高值，对于普通办公楼可取低值。3、电气照明的注意事项（1）、认真于都电气施工图纸（2）、灯具的安装必须平正明敷设的照明线路要横平竖直。（3）、照明线路中的接地与接零（4）、无功功率的补偿安全用电与建筑防雷1.触电的原因及危害人体本身是电导体，当人体接触带电体承受过高电压形成回路时，就会有电流流过人体，由此引起局部伤害或死亡现象叫做触电。一般规定36V以下为安全电压。人体通过30mA以上的电流就具有危险性。但由于人体电阻值有较大的差异，即使同一个人，他的体表电阻也与皮肤的干燥程度、清洁程度、健康状况及心情等因素有很大的关系。当皮肤处于干燥、洁净和无损伤状态下，人体电阻在4K以上；当皮肤处于潮湿状态，人体电阻约为1K。由此可见，安全电压也是因人而异的。2.触电方式（1）直接触电人体的某一部位接触电气设备的带电导体，另一部位与大地接触，或同时接触到两相不同的导体所引起的触电，叫做直接触电。此时加在人体的电压为相电压或线电压。（2）间接触电间接触电是指人体接触到故障状态的带电导体，而正常情况下该导体是不带电的。比如电气设备的金属外壳，当发生碰壳故障时就会使金属外壳的电位升高，这时人触及到金属外壳就会发生触电。人体同时触到不同电位的亮点时，会在人体加一电压，此电压叫做接触电压。减小接触电压的方法是将在后面讲述的等电位连接。（3）跨步电压触电在接地装置中，当有电流流过时，此电流流经埋设在土壤中的接地体向周围土壤中刘三，使接地体附近的地表面任意两点之间都可能出现电压。如图3.4.1，当人走到附近时，两脚之间的电压U就叫作跨步电压。当供电系统出现对地短路或有雷电流流经输电线入地时，都会在接地体上流过很大的电流，使接触电压大大超过安全电压，造成触电伤亡。因此，一般接地体的电阻应尽量小，以减小跨步电压。3.触电急救措施（1）尽快使触电者脱离电源。可就近断开电源；若距电源开关较远，则用干燥的不导电物体拨开电源线；可采用短路法使电源开关掉闸。（2）现场急救。触电者脱离电源后需积极抢救，时间越快越好。若触电者失去知觉，但仍能呼吸，应立即抬到空气畅通、温暖舒适的地方平卧。若触电者已停止呼吸，心脏停止跳动，这种情况往往是假死，一般通过人工呼吸和心脏挤压的方法使触电者恢复正常。4.防止触电的主要措施（1）建立各项安全规章制度，加强安全教育和对电气工作人员的培训。（2）设立屏障，保证人与带电体的安全距离，并挂标示牌。（3）采用联锁装置和继电保护装置，推广使用漏电断路器对人进行保护。1.雷电的基本知识（1）雷电的形成及危害空气中不同的气团相遇后，凝成水滴或冰晶，形成积云。积云在运动中分离出电荷，当其积聚到足够数量时，就形成带电雷云。