11章 建筑电气系统概述

第11章建筑电气系统概述11.1建筑电气的任务与组成11.2建筑电气设备的类型11.3建筑电气设备的分类11.4建筑电气设计与有关的单位及专业间的协调主要内容返回目录11.1建筑电气的任务与组成11.1.1建筑电气的任务11.1.2研究建筑电气的意义11.1.3建筑电气系统的组成主要内容返回目录11.1.1建筑电气的任务1、什么是建筑电气它是以电能、电气设备、计算机技术和通讯技术为手段，创造、维持和改善室内空间的电、光、热、声以及通讯和管理环境的一门科学。主要内容下一页11.1.1建筑电气的任务2、本课程的任务本课程的任务，主要是讲述现代建筑内部的电能供应和分配问题,并讲述电气照明、电工基本知识以及电气设备的结构、安装、运行、维护等知识。最后介绍了建筑的智能化及建筑电气的设计与施工。通过本课程的学习，使学生获得一定的建筑电气实际知识和技能，并初步掌握建筑供配电系统和电气照明运行维护和设计计算所必须的基本理论和基本知识，能看懂建筑电气施工图，为今后从事工作奠定一定的基础。主要内容返回目录11.1.2研究建筑电气的意义随着建筑技术的迅速发展，建筑电气所涉及的范围已由原来单一的供配电、照明、防雷和接地，发展成为电磁学、无线电电子学、机械电子学、光学、声学等为基础的建筑工程领域内应用性一门新兴学科。不仅使建筑物的供配电系统、保安监视系统实现自动化，而且对给水排水系统、空调制冷系统、自动消防系统、保安监视系统、通信及闭路电视系统实行控制和管理。因此，现代建筑电气已成为现代化建筑的一个重要标志；是一门综合性的技术科学。主要内容返回目录11.1.3建筑电气系统的组成利用电气技术、电子技术及近代先进技术与理论，在建筑物内外人为创造并合理保护理想的环境，充分发挥建筑物功能的一切电工、电子设备的系统，统称为建筑电气。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。主要内容下一页11.1.3建筑电气系统的组成用电设备：照明灯具、家用电器、电动机、电视机、电话、音响等，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：用于传输电能和信号。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、保护等设备：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。将若干盘、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，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。主要内容返回目录11.2建筑电气设备的类型建筑电气设备的类型繁多，根据其性质和功能来分也各不相同。以下仅从建筑电气设备在建筑中的作用和专业属性来分类。根据在建筑中所起的作用不同来分类根据建筑电气设备的专业属性来分类主要内容返回目录11.2.1根据在建筑中所起的作用不同来分类1．创造环境的设备：为人们创造良好的光、温湿度、空气和声音环境的设备，如照明设备、空调设备、通风换气设备、广播设备等。2．追求方便的设备：为人们提供生活工作的方便以及缩短信息传递时间的设备，如电梯、通讯设备等。3．增强安全性的设备：主要包括保护人身与财产安全和提高设备与系统本身可靠性的设备，如报警、防火、防盗和保安设备等。4．提高控制性及经济性的设备：主要包括延长建筑物使用寿命、增强控制性能的设备，以及降低建筑物维修、管理等费用的管理性能的设备，如自动控制设备和电脑管理主要内容返回目录11.2.2根据建筑电气设备的专业属性来分类1．供配电设备如变电系统的变压器、高压配电系统的开关柜、低压配电系统的配电屏与配电箱、二次回路设备、发电设备等。2．照明设备如各种电光源及灯具。3．动力设备各种靠电动机拖动的机械设备，如吊车、搅拌机、水泵、风机、电梯等。4．弱电设备如电话、通讯设备、电视及CATV、音响、计算机与网络、报警设备等。5．空调与通风设备如制冷机泵、防排烟设备、温湿度自动控制装置等。6．洗衣设备如湿洗及脱水机、干洗机等。7．厨房设备如冷冻冷藏柜、加热器、自动洗刷机、清毒机、排油烟机等。8．运输设备如电梯、运输机、文件及票单自动传输设备等。主要内容返回目录11.3建筑电气系统的分类建筑电气系统一般由用电设备、供配电线路、控制和保护装置三大基本部分组成，根据上述三大基本部分的性质不同，可以构成种类繁多的各种建筑电气系统。从电能的供入、分配、输运和消耗使用来看，全部建筑电气系统可分为：建筑供配电系统建筑用电系统两大类主要内容返回目录11.3.1建筑供配电系统接受发电厂电源输入的电能，并进行检测、计算、变压等，然后向用户和用电设备分配电能的系统，称为供配电系统，一般供配电系统包括：1．一次接线2．二次接线主要内容返回目录11.3.2建筑用电系统根据用电设备的特点和系统中所传递能量的类型，又可将用电系统分为三种：建筑照明系统建筑动力系统建筑弱电系统主要内容返回目录11.3.2建筑用电系统1．建筑电气照明系统将电能转换为光能的电光源进行采光，以保证人们在建筑物内外正常从事生产和生活活动，以及满足其他特殊需要的照明设施，称为建筑电气照明系统。它由电气系统和照明系统组成。（1）电气系统：（2）照明系统：（3）电气和照明系统的关系：主要内容返回目录11.3.2建筑用电系统2．建筑动力系统将电能转换为机械能的电动机，拖动水泵、风机等机械设备运转，为整个建筑提供舒适、方便的生产与生活条件而设置的各种系统，统称为建筑动力系统。建筑动力系统实质就是向电动机配电，以及对电动机进行控制的系统。包括（1）电动机的种类及在建筑中的应用（2）电动机的控制：主要内容返回目录11.3.2建筑用电系统3．建筑弱电系统电能为弱电讯号的电子设备，它具有讯号准确接收、传输和显示，并以此满足人们获取各种信息的需要和保持相互联系的各种系统，统称为建筑弱电系统，如共用电视天线系统、广播系统、通讯系统、火灾报警系统、智能保安系统、综合布线系统、办公自动化等。随着现代建筑与建筑弱电系统的进一步融合，智能建筑也随之出现。因此，建筑物的智能化的高低取决于它否具有完备的建筑弱电系统。主要内容返回目录1.3.1建筑供配电系统1．一次接线直接参与电能的输送与分配，由母线、开关、配电线路、变压器等组成的线路，这个线路就是供配电系统的一次接线，即主接线。它表示着电能的输送路径。一次接线上的设备称为一次设备。主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材返回目录11.3.1建筑供配电系统2．二次接线为了保证供配电系统的安全、经济运行以及操作管理上的方便，常在配电系统中，装设各种辅助电气设备（二次设备），例如控制、信号、测量仪表、继电保护装置、自动装置等，从而对一次设备进行监视、测量、保护和控制。通常把完成上述功能的二次设备之间互相连接的线路就称为二次接线（二次回路）。主要内容返回目录11.3.2建筑用电系统主要内容返回目录（1）电气系统：它是指电能的生产、输送、分配、控制和消耗使用的系统。它是由电源（市供交流电源、自备发电机或蓄电池组）、导线、控制和保护设备和用电设备（各种照明灯具等）组成。11.3.2建筑用电系统主要内容返回目录（2）照明系统：它是指光能的产生、传播、分配（反射、折射和透射）和消耗吸收的系统。它是由光源、控照器、室内空间、建筑内表面，建筑形状和工作面等组成。11.3.2建筑用电系统主要内容返回目录（3）电气和照明系统的关系：电气和照明两套系统，既相互独立，又紧密联系。因此，在实际的电气照明设计中，一般程序是根据建筑设计的要求进行照明设计，再根据照明设计的成果进行电气设计，最后完成统一的电气照明设计。11.3.2建筑用电系统1）电动机的种类表1.1电动机分类表主要内容电动机交流电动机直流电动机同步电动机异步电动机它激式直流电动机自激式直流电动机鼠笼式绕线式串激式并激式复激式下一页11.3.2建筑用电系统电动机的特点同步电动机构造复杂、价格贵，在建筑动力系统中很少采用。直流电动机构造比较复杂、价格贵，而且需要直流电源，因此，除在对调速性能要求较高的客运电梯上应用外，其他场所也很少应用。异步电动机构造简单，价格便宜，起动方便，在建筑动力系统中得到广泛应用，其中鼠笼式用得最多。当起动转矩较大，或负载功率较大，或需要适当调速的场合，采用绕线式异步电动机。主要内容返回目录11.3.2建筑用电系统（2）电动机的控制电动机控制通常可分为：人工控制和自动控制两种。1）人工控制：靠人直接操纵执行设备（如刀闸等）为电动机配电，这种方式称为人工控制，或刀闸控制。它适用于电机功率较小，且允许现场直接控制的场合。主要内容下一页11.3.2建筑用电系统2）自动控制：就是使用控制设备或电气元器件通过一定的接线方式和程序对电动机进行自动控制。最常用的是继电器接触器控制方式或可编程逻辑控制器（PLC）控制方式。有时为了节能，还采取变频控制方式。当人直接控制不太安全时，或当电动机距控制地点太远无法就地直接控制以及需要远距离集中控制时，就需要采用自动控制方式主要内容返回目录11.4建筑电气设计与有关的单位及专业间的协调主要内容返回目录包括：11.4.1与建设、施工及公用事业单位的关系11.4.2建筑电气设计与其它专业设计的协调11.4.1与建设、施工及公用事业单位的关系主要内容返回目录1．与建设单位的关系2．与施工单位的关系3．与公用事业单位的关系11.4.1与建设、施工及公用事业单位的关系1．与建设单位的关系主要内容返回目录工程完工后总是要交付给建设单位使用，满足使用单位的需要是设计的最根本目的。因此，要做好一项建筑电气设计，必须首先了解建设单位的需求和他们所提供的设计资料。不是盲目的去满足，而是在客观条件许可的情况下，恰如其分地去实现。11.4.1与建设、施工及公用事业单位的关系2．与施工单位的关系主要内容返回目录设计是用图纸表达工程的产品，而工程的实体则须靠施工单位去建造。因此，设计方案必须具备实施性，否则仅是“纸上谈兵”而已。一般来讲，设计者应该掌握电气施工工艺，至少应了解各种安装过程，这样以免设计出的图纸不能实施。通常在施工前，需将设计意图向施工一方进行交底。交底的过程中，施工单位一般严格按照设计图纸进行安装，若遇到更改设计或材料代用等需经过“洽商”，洽商作为图纸的补充，最后纳入竣工图内。11.4.1与建设、施工及公用事业单位的关系主要内容返回目录3．与公用事业单位的关系电气装置使用的能源和信息是来自市政设施的不同系统。因此，在开始进行设计方案构思时，应考虑到能源和信息输入的可能性及其具体措施。与这方面有关的设施是供电网络，通讯网络和消防报警网络等。因此，需和供电、电信和消防部门进行业务联系。11.4.2建筑电气设计与其它专业设计的协调1．建筑电气与建筑专业的关系2．建筑电气与建筑设备专业的协调主要内容返回目录11.4.2建筑电气设计与其它专业设计的协调1．建筑电气与建筑专业的关系主要内容建筑电气与建筑专业的关系，视建筑物的功能不同而不同。在工业建筑设计过程中，生产工艺设计是起主导作用的，土建设计是以满足工艺设计要求为前提，处于配角的地位。民用建筑设计过程中，建筑专业始终是主导专业，电气专业和其它专业则处于配角的地位，即围绕着建筑专业的构思而开展设计，力求表现和实现建筑设计的意图，并且在工程设计的全过程中服从建筑专业的调度。下一页1.4.2建筑电气设计与其它专业设计的协调由于各专业都有各自的特点和要求，有各自的设计规范和标准，所以在设计中不能片面地强调某个专业的重要而置其它专业的规范于不顾，影响其它专业的技术合理性和使用的安全性。如电气专业在设计中应当在总体功能和效果方面努力实现建筑专业的设计意图，但建筑专业也要充分尊重和理解电气专业的的特点，注意为电气专业设计创造条件，并认真解决电气专业所提出的技术要求。主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材返回目录11.4.2建筑电气设计与其它专业设计的协调2．建筑电气与建筑设备专业的协调主要内容返回目录建筑电气与建筑设备（采暖、通风、上下水、煤气）争夺在盘的矛盾特别多。因此，在设计中应很好地协调，与设备专业合理划分地盘，