第1章建筑电气系统概述

建筑电气西南交通大学机械学院2012第1章建筑电气系统概述建筑电气是以电能、电气设备和电气技术为手段创造、维持与改善室内空间的电、光、热、声环境的一门科学。1．1建筑电气的含义建筑电气，是“建筑电气工程”的简称，是指电气工程技术在建筑中的应用。建筑电气是建筑设备工程中的重要组成部分之一。建筑电气的基本含义是：建筑物及其附属建筑的各类电气系统的设计与施工以及所用产品、材料与技术的生产和开发的总称。民用建筑电气的基本任务：一是以传输、分配、转换电能为标志，承担实现电能供应、输配、转换和利用；另一个是以传输信号，进行信息交换为标志，承担着实现各类信息的获取、传输、处理、存储、显示和应用。习惯上，前者称之为“强电”，后者称之为“弱电”。从电压等级上划分，强电一般是110V以上，而弱电一般是60V以下。★强电动力工程照明工程变配电工程防雷接地工程及其他用电力工程★弱电CATV电视与卫星电视闭路电视和监控系统安全防范系统电话通信系统火灾自动报警系统公共广播系统最近的10年是建筑电气步入高科技领域的10年，不仅原有的配电系统如照明、供电等方面技术不断更新，而且电子技术、自动控制技术与计算机技术也迅速进入到建筑电气设计与施工的范畴，与之相适应的新技术与新产品也正以极快的速度被开发和应用，并且在不断地更新。近年来，由于建筑物向着高层和现代化的方向不断发展，使得在建筑物内部电能应用的种类和范围日益增加和扩大。因此，不仅是目前，今后建筑电气对于整个建筑物建筑功能的发挥、建筑布置和构造的选择、建筑艺术的体现、建筑管理的灵活性以及建筑安全的保证等方面．都起着重要的作用。1．2建筑电气的作用根据在建筑中所起作用范围的不同，可将建筑电气设备分为如下几类：1．创造环境的设备2．追求方便性的设备3．增强安全性的设备4．提高控制性能的设备1．创造环境的设备对居住者的直接感受最大的环境因素是光、温湿度、空气和声音等。(1)创造光环境的设备在人工采光方面，无论是满足人们生理需要为主的视觉照明，还是满足人们心理需要为主的气氛照明，均是采用电气照明装置实现的。(2)创造温湿度环境的设备为使室内温湿度不受外界自然条件的影响，可采用空调设备实现。(3)创造空气环境的设备补充新鲜空气，排除臭气、烟气、废气等有害气体，可采用通风换气设备实现。(4)创造声音环境的设备可以通过广播系统形成背景音乐，将悦耳的乐曲或所需的音响送入相应的房间、门厅、走廊等建筑空间。2．追求方便性的设备方便生活和工作是建筑设计的重要目的之一，电气设备是实现这一目的的主要措施。(1)增加居住者和使用者生活和工作方便的设施1)满足生活基本需要的给排水设施2)电梯3)保证随时随地使用的各种电插座(2)缩短信息传递时间的系统1)满足个人间交换信息用的电话系统2)满足个别人和群体、多用户间沟通信息的广播系统3)时间显示器系统4)用于迅速传递火灾信息的报警系统5)防盗报警系统6)计算机网络3．增强安全性的设备1)保护人身与财产安全的设备，如：自动排烟、自动化灭火设备、消防电梯、事故照明等。2)提高设备和系统本身可靠性的设备，如：备用电源的自投、过电流、欠电压、接地等多种保护方式等。4．提高控制性能的设备增设提高控制性能和管理性能的设备，可以使建筑物的使用寿命延长，并使各项费用降低。具有这样性能的设备是各种局部自动控制系统。如消火栓消防泵自动灭火系统、自动空调系统等。当前建筑大楼设置的计算机管理系统已得到越来越多的应用，国外正在开发的“钥匙住宅”就是这种系统的高级阶段。只要用“钥匙”启动计算机系统，就可以对建筑物内的全部设备和系统随时进行监测、控制和调节，使之处于最佳运行状态，而使建筑物达到维持功能、延长寿命、减少损耗、降低费用等效果。综上可见，建筑电气不仅是建筑物内必要和重要的组成部分之一，而且其作用和地位日益增强和提高，因而应引起建筑设计人员越来越多的重视。1.3建筑与建筑电气的关系建筑与建筑电气的关系由建筑电气系统的类型、作用和基本组成所决定。一、建筑电气系统的基本组成各类建筑电气系统虽然作用各不相同，但它们一般都是由用电设备、配电线路、控制和保护设备三大基本部分所组成。用电设备如照明灯具、家用电器、电动机、电视机、电话、喇叭等，种类繁多，作用各异，分别体现出各类系统的功能特点。配电线路用于传输电能和讯号。各类系统的线路均为各种型号的导线或电缆，其安装和敷设方式也都大致相同。控制和保护设备是对相应系统实现控制保护等作用的设备。这些设备常集中安装在一起，组成如配电盘、柜等。若干盘、柜常集中安装在同一房间中，即形成各种建筑电气专用房间，如变配电室，共用电视天线系统前端控制室，消防中心控制室等。这些房间均需结合具体功能，在建筑平面设计中统一安排布置。二、建筑与建筑电气的关系建筑电气系统各组成部分具有不同特点，形成了与建筑的不同关系，分别体现在对建筑的功能和规模，建筑的布置和构造，建筑的管理和安全各方面产生不同的影响。用电设备的主要特点是鲜明的功能性。建筑的等级、功能和规模常有用电设备的类型、数量和容量来体现。用电设备常布置在建筑内的明显位置，故其光、色、型、体及布置方式，常应和建筑的整体艺术性相协调。配电线路的主要特点是功能上的单一性和布置上的分散性。其作用都是传输电能或讯号。线路的布置一般只有放射式、树干式和混合式三类。但线路的布置却十分分散，在整个建筑内纵横上下穿越，和很多建筑构件交叉。为便于大量导线的敷设，常设置一定尺寸的电缆沟和电缆井，有时可利用吊顶或楼板的空心敷设线路等。因而配电线路对建筑的布置和构造有很大的影响。控制和保护等设备的主要特点是功能上的方便性和可靠性，布置上的集中性。因而这类设备性能的好坏，对于整个建筑物管理是否方便，使用是否安全具有直接影响。为便于维护管理，常将这类设备集中安装在经常有人值班的控制室等专门房间内。1.4建筑电气工程图基本知识一、建筑电气工程图概述建筑电气工程图是用于工程建设的电气图，它是建筑电气工程安装施工的主要依据，也是电气安装工程预算计价的主要依据。建筑电气工程图必须按照国家制订和颁布的电气制图标准来绘制。1.电气图的表达形式国标GB6988《电气制图》规定电气图的表达形式分为4种：（1）图图是用图示法的各种表达形式的统称。图示法的常见表达形式为：投影法:建筑施工图采用的是投影法图形符号:各种施工图中的各类表格表格:电气施工图中的设备采用的是图形法（2）简图简图是“用图形符号、带注释的围框或简化外形表示系统或设备中各组成部分之间相互关系及其连接关系的一种图。在不致引起混淆时，简图也可简称为“图”。应该说明的是，“简图”是技术术语，简图是电气图的主要表达形式。在电气图中的大多数图种，如系统图、电路图和接线图等都属于简图。（3）表图表图是表示两个以上变量之间关系的一种图。表图所表示的内容和方法都不同于简图。例如经常碰到的电流波形图、电压时序图都属于表图之列。（4）表格表格是“把数据按纵横排列的一种表达形式，用以说明系统、成套装置或设备中各组成部分的相互关系或连接关系，或者用以提供工作参数。表格也可简称“表”。表格可以作为图的补充，也可以用来代替某种图。例如主要设备材料表、接线表等。2.电气图的种类及用途(1)种类GB6988《电气制图》规定电气图的种类经过综合和统一，按照用途划分为15种。即：数据单、系统图或框图、功能图、逻辑图、功能表图、电路图、等效电路图、端子功能图、程序图、设备元件表、接线图或接线表、单元接线图或单元接线表、互连接线图或互连接线表；位置简图或位置图、端子接线图或端子接线表。后来又增加电缆配置图或电缆配置表，故现在实际分为16种。建筑电气工程中常见的只是其中的部分种类。(2)系统图或框图用符号或带注释的框概略表示系统或分系统的基本组成、相互关系及其主要特征的一种简图。其用途是：为进一步绘制其他种类的电气图或编制详细的技术文件提供依据；供操作和维修时参考。系统图的规模有大有小，一个变配电所的系图规模一般都比较大，一个住宅楼的系统图就比较简单。如下页图是某住宅楼照明配电系统图。从系统图中所表达的内容，可以了解到A栋2单2元3层楼的电度表箱共有2户，电表箱的进线为3相5线，其中的L1（A）相与电度表连接，经过1个40A的漏电保护自动开关再通过3根(相线L1、零线N和接地保护线PE)1Omm2的BV型号导线进入户内，户内也有一个配电箱，又分成5个回路经自动开关向用户的电气设备配电。(3)位置简图或位置图表示成套装置、设备或装置中各个项目的位置的一种简图或图。位置简图是用图形符号绘制的图。其作用是表示一个区域或一个建筑物内成套电气装置中的元件和连接布线。而位置图则是用投影法绘制的图，根据描述对象的不同，它可以用来表示一个地理区域、一个建筑物或一个设备中的各个项目的位置。在建筑电气工程中所常见的“照明平面布置图”或“动力平面布置图”等均属于位置简图或位置图。例如下页图就是某住户照明配电平面布置图。照明配电平面布置图中所表达下列内容：用户的配电情况，灯具、开关、插座的安装位置情况配电导线的走向等平面布置图能反映安装位置，但不能反映安装高度，安装高度一般通过说明或文字标注进行了解，还需了解建筑结构，因导线的走向和布置与建筑结构密切相关。平面布置图的识读方法是课程的重点之一，将在后面详细介绍。(4)电路图用图形符号按工作顺序排列，表述电路、设备或成套装置的基本组成和连接关系，不考虑其实际位置的一种简图。作用是：理解电路、设备或成套装置及其组成部分的工作原理；分析和计算电路特性；为测试和寻找故障提供信息；作为编制接线图的依据。电路图形式如下页。在建筑电气工程中，这种电路图常用于说明某种设备的控制原理。3.电气图用图形符号图形符号是用于电气图或其他文件中表示一个设备或概念的一种图形、记号或符号，是电气技术领域中最基本的工程语言。简图主要是用图形符号绘制的，因此，对于图形符号，我们不仅要熟悉它，还要熟练地应用它。二、建筑电气工程图的特点建筑电气工程图是建筑电气工程进行安装施工和确定工程造价的主要依据之一，它具有电气图共有的特点。1.建筑电气工程图大多是采用统一的图形符号并加注文字符号绘制出来的，属于简图之列。2.图中的任何电路都必须构成其闭合回路。3.电路中的电气设备、元件等，彼此之间都是通过导线将其连接起来构成一个整体的。4、建筑电气施工是与主体工程和其它安装工程相互配合的，故建筑电气施工图不能与其它施工图发生冲突