建筑电气设计基础知识汇总(新手必备).pptx
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1、建筑电气 设计基础强弱电系统第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:1018层的住宅楼、建筑高度2450m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
2、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 6.310kV 110500kV 1035kV 380/220V电力系统组
3、成原理图连接P13380/220V1.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6065%非工业电力电价负荷约占3540%办公楼、综合楼类 照明电价负荷约占6570%非工业电力电价负荷约占3035%普通照明负荷占2030%
4、空调负荷占3545%普通照明负荷占3040%空调负荷占3545%住宅楼类 照明电价负荷约占7585%非工业电力电价负荷约占1525%(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1530%空调负荷占5065%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
5、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
6、率损耗等的依据。1.单位指标法KW Pjs=KVA Sjs=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KpN1000KsN1000建筑类别用电指标(W/m2)建筑类别用电指标(W/m2)公寓3050医院4070旅馆4070高等学校2040办公4080中小学1220商业一般:4080展览馆5080大中型:70130体育4070演播厅250500剧场5080汽车库815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
7、Kp=30W/m2,计算总有功功率?解:Pjs=450 KW 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=1376 KW(误差很大)30 x1500010008000 x1721000 2.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 Pe Pjs: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=0.45 Pjs=0.45 x 8 x 172=0.45x1376=619 KW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
8、值推荐值39114120.950.956180.750.808240.660.7010300.580.6512360.500.6014420.480.5516480.470.5518540.450.5021630.430.5024720.410.4525100753000.400.451252003756000.330.35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/3 x380 xcosA)(2)220V单相负荷的计算电流 Ijs=Pjs/220 xcosA)常用设备的功率因数(cos)负荷名称功率因数负荷名称功率因数荧光灯(电感)0.55
9、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0.80.85电热水器、电饭堡1电梯0.7白炽灯1洗衣机房、厨房设备0.80.92.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6
10、30A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cos。国家规定:高压供电的电源侧cos0.9,低压供电电源侧cos0.85。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:2.2 m 深:0.8、1.0 m 宽:0.6、0.8 m 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
11、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
12、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P91x3x3 x3x3 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
13、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22
14、0V荧光灯电路图荧光灯:按管径分类 38、26、16mm;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
15、 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57倍);推荐采用26、16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=0=90=0=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
16、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1/21/3 灯具安装高度适宜h垂度计算高度工作面高度一般为0.75mLL B BAA双管荧光灯嵌入式安装AA方向:L/h 1.25BB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。
17、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GB 50034-2004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陈列室、目录室、出纳室0.75m水平面300工作间0.75m水平面300书 库0.75m垂直面50图书馆建筑照明标准值类 别参考平面及其高度照度标准值(lx)普通办公室0.7
18、5m水平面300高档办公室0.75m水平面500会议室0.75m水平面300接待室、前台0.75m水平面300营业厅0.75m水平面300资料、档案室0.75m水平面200办公建筑照明标准值类 别参考平面及其高度照度标准值(lx)教室课桌面300实验室实验桌面300美术教室桌面500多媒体教室0.75m水平面300教室黑板黑板面500学校建筑照明值标准连接P55二.照度计算方法 1.利用系数法 F=N=EavANKEavAFK式中:F:每个灯具中光源的总光通量(lm)Eav:工作面上的平均照度(lx)A:房间面积(m2)N:灯具数量(盏)K:维护系数(一般为0.70):灯具的利用系数(查利用系
19、数表得到)2.单位容量法 N式中:S:被照面积(m2)P:每个灯具内灯泡总功率(W)W:单位面积所需安装功率(W/m2)N:被照面积内灯具数量WSP计算高度(m)房间面积(m2)荧光灯照度(lx)3050751001502002310151525255050150150300300以上3.22.72.42.11.91.85.24.53.93.43.23.07.86.75.85.14.74.510.48.97.76.86.35.915.613.411.610.29.48.9211815.413.612.511.834101515202030305050120120300300以上4.53.33.
20、22.72.42.11.97.56.25.34.53.93.43.211.39.38.06.85.85.14.81512.410.697.76.86.3231915.913.611.610.29.5302521.218.115.413.512.6带发射罩荧光灯单位面积安装功率(W/m2)例:某教室长15m,宽10m,高3.5m,拟选用带有反射罩的2x40W双管荧光灯均匀性布置,吸顶安装,桌面设计平均照度为300lx,采用单位容量法,确定该教室的灯具数量。解:灯具计算高度 h=3.5-0.75=2.75m 查表得 W=20.4W/m2 N =31.9只 该教室的灯具数量取32只。WSP20.4
21、x 1502x(40+8)3.室内照明设计概论 不同类型的建筑、同一座建筑中不同功能的房间,室内照明设计的要求、方法有所不同。室内照明设计需要考虑到多方面的要求,如:照度标准、照度均匀性、眩光控制、显色性、维护等。这些方面都反映在灯具的选择与布置中。室内照明设计的一般步骤为:确定设计照度值 选择光源 选择灯具类型和型号、确定灯具的布置 照度的计算或验算(通过计算,确定灯具的数量、光源的安装功率;或反之,初定房间灯具的数量,验算照度值,如不符,再调整之。)此外,还有照明配电设计。例:某教室长15m,宽10m,高3.5m,完成该教室的室内照明设计。解:确定设计照度 查表得:300lx 选择光源:荧
22、光灯 选择灯具:YG22(2x40W),均匀性布灯,吸顶安装。照度计算:采用单位容量法,得 N=32只(前述例题结果)连接P48教室灯具平面布置15000100004.照明配电系统一.照明配电方式 1.照明配电对低压电源的要求 普通照明:单电源(单回路)供电。应急照明:双电源(双回路)供电。普通照明配电箱应急照明配电箱 2.干线配电方式 “干线”:变、配电所(房)中配电柜 配电箱(柜)之间、配电箱(柜)配电箱之间的连接线路。配电房中的配电柜配电箱配电箱配电箱配电箱水泵控制箱风机控制箱电梯控制箱风机控制柜 放射式配电 特点:各楼层的配电箱、柜与配电房的总配电柜之间是单独敷设的线路,各配电线路故障
23、互不影响,供电可靠性高。该方式主要用于多层建筑,或高层建筑的部分配电。配电箱配电房中的配电柜应急照明箱配电箱配电箱水泵控制箱风机控制箱电梯控制箱 树干式配电 特点:多个配电箱(柜)共用一条干线与配电房总配电柜连接。该方式系统灵活性好,干线故障时影响范围较大。主要应用于设备分布比较均匀的场合,尤其适用于高层建筑的照明配电。配电房中的配电柜配电箱配电箱配电箱母线或分支电缆n层2层1层配电房中的配电柜配电箱配电箱配电箱配电箱 链式配电 特点与树干式配电相似,适用于距配电房较远而彼此相距又较近的小容量的用电设备,链接的台数不宜大于5台,总容量不宜大于10kw。配电房中的配电柜风机电控箱风机电控箱风机电
24、控箱不宜大于5台配电箱配电箱配电箱 混合式配电 高层建筑的干线配电方式一般均为树干式、放射式配电的混合。配电房中的配电柜配电箱配电箱配电箱配电箱生活泵控制箱风机控制箱电梯控制箱风机控制柜消防泵控制箱应急照明箱污水泵控制箱配电箱配电箱配电箱 3.配电支线 “配电支线”:指末端配电箱的输出回路(即末端配电箱至用电设备之间的连接线路)。配电支线的类型 可以是单相出线支路,也可能是三相出线支路。灯具、插座一般不共用同一条支路。住宅楼厨、卫、空调应分别单独设置支路。配电箱 每条出线支路的导线根数 单相电:灯具回路 23根线(一般为2根)插座回路 3根线 三相电:45根线 接三相插座,原则上4根线;接三相
25、用电设备的控制箱,原则上5根线;从控制箱接电动机类设备,4根线。出线支路的导线截面积 单相电:灯具回路 2.5mm2 插座回路 2.5、4mm2 三相电:2.5、4、mm2 总体原则:每条灯具回路的电流不宜大于15A,一条回路灯具串接数量不超过25只。每条单相插座回路电流一般不超过15A(有时也可为20A),插座数量不超过10只。三相回路的电流按所连接设备的功率计算得到。多数情况下一条回路只连接一台设备。二.配电箱的设置配电箱的作用:完成的进线与各个出线支路的配电。1.配电箱数量的确定 主要从下列几点考虑:该配电箱需要连接的总设备负荷的大小(末端配电箱总电流一般可控制在80A以内、即总负荷在4
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