建筑电气

建筑电气课件第1章建筑电气概论§1.建筑分类及高层建筑定义一.建筑分类分类的依据：建筑物的重要性建筑物的高度、层数防火等级一类建筑：19层以上的住宅楼、建筑高度50m以上的其他民用建筑、特别重要的公共建筑等。二类建筑：10~18层的住宅楼、建筑高度24~50m之间的其他民用建筑、重要的公共建筑等。三类建筑：10层以下的住宅楼、建筑高度不超过24m的其他民用建筑。二.高层建筑的定义依据：《高层民用建筑设计防火规范》10层及10层以上的住宅楼建筑高度超过24m的其他民用建筑高层建筑属于一类或二类建筑，但一、二类建筑不一定是高层建筑。本课程侧重于介绍高层民用建筑电气§2.建筑电气研究的内容供电系统照明系统电力系统（动力系统）低压配电线路建筑物防雷、接地系统火灾报警系统电话系统广播音响系统有线电视系统安全防范系统智能建筑自动化系统********建筑强电建筑弱电第2章建筑供电系统供电系统侧重于研究：建筑物中用电设备的负荷分类、负荷等级的确定。建筑物供电电源的确定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连接P13380/220V§1.民用建筑负荷级别与负荷分布特点负荷：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2.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%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%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。一切消防用电设备均属于一级或二级负荷。2.对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。连接P8三.电力负荷的计算方法负荷计算就是求:设备容量、计算容量、计算电流等。设备容量（Pe）：又称为安装容量，是用户所安装的用电设备的额定容量或额定功率之（设备名牌上的数据）。计算容量（Pjs）：又称为计算负荷，是用户的最大用电功率。是选择变压器、备用电源容量、无功补偿容量的依据，也是计算配电系统各回路中电流的依据。计算电流（Ijs）：是计算负荷在额定电压下的电流。是选择导线、断路器、功率损耗等的依据。1.单位指标法KWPjs=KVASjs=有功功率计算负荷（KW）；Sjs：视在功率计算负荷（KVA）；Kp：单位负荷指标（W/m2，W/户，W/人）Ks：单位负荷指标（VA/m2，VA/户，VA/人）N：单位数量。如：建筑面积m2、户数、人数Kp·N1000Ks·N1000建筑类别用电指标（W/m2）建筑类别用电指标（W/m2）公寓30~50医院40~70旅馆40~70高等学校20~40办公40~80中小学12~20商业一般：40~80展览馆50~80大中型：70~130体育40~70演播厅250~500剧场50~80汽车库8~15各类建筑物的用电指标例：某教学楼建筑面积1.5万m2，已知单位负荷指标Kp=30W/m2，计算总有功功率？解：Pjs==450KW例：某高层住宅楼共172户，每户设计功率为8KW，计算总有功功率？Pjs==1376KW(误差很大）30x1500010008000x17210002.需要系数法依据：所有用电设备不可能同时使用，也不可能所有用电设备都工作在最大运行状态。Pjs=Kc·PePjs：有功功率计算负荷（KW）；Pe：用电设备的总功率（KW）；Kc：需要系数（查表得）例：接上例，查表得Kc=0.45Pjs=0.45x8x172=0.45x1376=619KW按单相配电计算时所连接的基本户数按三相配电计算时所连接的基本户数需要系数通用值推荐值39114120.950.956180.750.808240.660.7010300.580.6512360.500.6014420.480.5516480.470.5518540.450.5021630.430.5024720.410.4525~10075~3000.400.45125~200375~6000.330.35住宅用电负荷需要系数3.计算电流（1）380/220V三相平衡负荷的计算电流Ijs=Pjs/√3x380xcosφA）（2）220V单相负荷的计算电流Ijs=Pjs/220xcosφA）常用设备的功率因数（cosφ)负荷名称功率因数负荷名称功率因数荧光灯（电感）0.55空调0.8荧光灯（电子）0.9水泵、风机0.8普通插座0.9冷冻机房设备0.8~0.85电热水器、电饭堡1电梯0.7白炽灯1洗衣机房、厨房设备0.8~0.9§2.低压电气设备1.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。2.低压负荷开关符号：作用：接通或断开电路。可以带负荷操作。3.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。低压断路器依据体、通过的额定电流大小、保护功能等可分为：微型断路器塑壳式断路器框架式断路器主要用于125A以下的配电保护主要用于630A以下的配电保护主要用于2500A以下建筑物进线处大电流的保护4.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。5.电容器符号：作用：补偿用电设备的功率因素cosφ。国家规定：高压供电的电源侧cosφ≥0.9，低压供电电源侧cosφ≥0.85。6.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：高：2.2m深：0.8、1.0m宽：0.6、0.8m在供电系统中，还要经常采用高压开关柜及各种高压元器件。§3.变配电所主结线的确定一.建筑物供电电源的确定主要研究的问题：需要几路供电电源。（依据建筑物的负荷等级确定）是高压还是低压引入。（依据建筑物总负荷的大小确定）1.0.22/0.38kV低压电源供电应用于总负荷较小、负荷等级为二、三级的建筑。多数场合为三类建筑。2.一路10（6）kV高压、一路0.22/0.38kV低压电源供电应用于总负荷较大，负荷等级可为1、2、3级的,其中需要提供双电源的备用电源负荷较小，或无法获取第二路高压的一类、二类建筑。3.两路10（6）kV高压电源供电应用于总负荷较大，负荷等级可为1、2、3级的一类、二类建筑。是现阶段一、二类建筑常采用的供电方案。4.两路10（6）kV电源供电、自备发电机组备用应用于含有大量一级负荷的特别重要的一类建筑。5.两路35kV电源供电、自备发电机组备用应用于总负荷特别大的一类建筑。二.低压电气主结线主结线：由电力变压器、各种开关电器、母线、电力电缆、电容器等电气设备依照一定次序相连接的接受和分配电能的电路。主结线分为高压主结线、低压主结线。母线：又称为汇流排，是接受电能、分配电能的导体。10kV10kV电力照明电力分计量分计量低压电气主结线图（一）联络母线连接A-PD.DWG连接P91x3x3x3x3照明动力低压电气主结线图（二）动力分计量2200600(800、1000）800（1000）GCL开关柜尺寸第3章照明系统照明系统主要包含：照明设计光源、灯具的选择与布置，开关、插座的选择与布置等。照明配电线路设计照明配电线路的保护及敷设等。本章重点：室内照明设计平面图、系统图的识读几种常见低压配电系统的特点§1.灯具的选择与布置灯具=光源+控照器+附件一.灯具的选择1.光源的选择（1）光源的种类热辐射光源利用电流将灯丝加热到白炽程度而产生热辐射发光的一种光源。属于第1代电光源。白炽灯：卤钨灯：钨丝真空或惰性气体加入卤素，如溴、碘玻璃罩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：按管径分类Φ38、Φ26、Φ16mm；按色温分类日光色、冷光色、暖白色；按灯管形状分类直管形20W、30W、36W、40W等；环形20W、22W、30W、32W、40W等；紧凑形8W、11W、15W、22W等荧光灯属于第2代电光源。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）构成。可提高：光效、显色性等。金属卤化物灯属于第3代电光源。（2）光源的性能指标总体性能指标：热辐射光源：色温低（暖色）、显色性好、便于调光、功率因素高、光效低、寿命短。气体放电光源：色温有高有低、显色性有高有低、功率因素低、点燃迟、光效高、寿命长。（3）光源的选择总体原则：节能、绿色照明。一般场合均选用荧光灯，特殊场合根据需要选择其他光源。绿色照明：限制白炽灯的使用；采用卤钨灯取代白炽灯（光效提高1倍）；推荐采用紧凑形荧光灯取代白炽灯（寿命提高10倍、光效5~7倍）；推荐采用Φ26、Φ16细管荧光灯（寿命提高5倍）推荐采用金属卤化物灯。2.灯具的选择（1）控罩器（灯罩）的作用改变光源的配光曲线提高光效改善眩光发光强度发光强度θ=0°θ=90°θ=0°θ=90°（2）灯具的分类按照安装方式分类：壁灯、吸顶灯、吊灯、嵌入式灯、地脚灯等。按照用途分类：普通灯、庭圆灯、广场灯、应急灯、防潮灯、防爆灯、工矿灯、泛光灯等。灯具的分类可以有很多种方式。（3）灯具的选择灯具的选择应从光源、灯罩两个方面考虑。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。二.灯具的布置总体原则：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。1.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1/2~1/3灯具安装高度适宜工作面高度一般为0.75mLLBBAA双管荧光灯嵌入式安装A—A方向：L/h≤1.25B—B方向：L/h≤1.20灯具的布置图2.均匀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。3.选择性布灯根据工作场所设施布置情况，有选择的布置。§2.照度标准与照度计算方法一.照度标准不同类型的建筑、同一建筑中不同功能的房间、不同的部位，照度标准不相同。工程设计中，按照《建筑照明设计标准》GB50034-2004执行。类别参考平面及其高度照度标准值（lx）一般阅览室、0.75m水平面300老年读者阅览室0.75m水平面500陈列