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1、青年建筑师跨专业学习培训建筑电气的基本知识 与设计实例讲座院副总工程师、电气总工程师 李蔚【授课三目的】 有助于备考注册建筑师 有益于提高建筑设计技能 有利于专业互通当好设总 学以致用【授课三内容】 1、双基知识点拨（讲懂：基本概念、基 础知识） 2、经验数据分享（讲实：常用、实用） 3、设计实例讲评（讲活：加深理解）一、建筑电气的基本概念与 基础知识：（1）负荷分级与供电要求：说明：1.本表格根据供配电系统设计规范 GB50052-95编制。2.本表电力负荷分级是根据对供电可靠性的要求及 中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进 行划分。（2）应急电源种类：下列电源可作为应急电源： 1
2、 供电网络中有效地独立于正常电源的专用馈电线路； 2 独立于正常电源的发电机组； 3 蓄电池（静止型不间断电源UPS或EPS）。 根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源： 1 快速自动起动的应急发电机组，适用于允许中断供电时 间为 15-30s的供电。 2 带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路， 适用于允许中断时间大于电源切换时间的供电（PC级ATSE ：切换时间0.1s，CB级ATSE：切换时间1-3s）。 3 不间断电源装置UPS，适用于要求连续供电或允许中断供 电时间为毫秒级的供电。 4 应急电源装置EPS，适用于允许中断供电时间为毫秒级的 应急照明供电。 应急电源与正常
3、电源之间必须采取防止并列运行的措施（ 强条）。（3）电压选择： 当用电设备总容量在250kW及以上或需用 变压器容量在 160kVA及以上时，宜以 10kV供 电；当用电设备容量较大时，可由35kV供电； 当用电设备总容量在 250kW以下或需用变 压器容量在160kVA以下者，可由低压供电；供 电电压等级尚应满足供电部门的具体规定。（4）变配电所所址选择：配变电所位置选择，应根据下列要求综合考虑确定： 1 深入或接近负荷中心。 2 进出线方便。 3 接近电源侧。 4 设备吊装、运输方便。 5 不应设在有剧烈振动的场所。 6 不宜设在多尘、水雾或有腐蚀性气体的场所，如无 法远离时，不应设在污染
4、源的下风侧。 7 不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的 正下方，且不宜与上述场所贴邻。如果贴邻，相邻隔 墙应做无渗漏、无结露等防水处理。 8 配变电所为独立建筑物时，不宜设置在地势低洼和 可能积水的场所。 9 配变电所可设置在建筑物的地下层，但不宜设置在 最底层，当设置在最底层时，应采取适当抬高该所地 面等防水措施。并应避免洪水、消防水或积水从其他 渠道淹渍配变电所的可能性。 10 配变电所设置在地下层时，宜选择在通风、散热、 防潮条件较好的场所。且尚宜加设机械通风及去湿设 备。 11 民用建筑内附配变电所，宜设置在一层或地下层， 但当供电负荷较大，供电半径较长时，高层建筑也可 分设避
5、难层、设备层、屋顶层等处。 12 住宅小区可设独立式配变电所，也可附设在建筑物 内或选用户外预装式变电所。（5）供电方式： 1、放射式：可靠性较高，对于单台容量较大的负荷， 或重要负荷（如消防、电梯、医疗设备等）采用放射 式供电。 2、树干式：灵活性较好，对于普通照明及一般电力负 荷采用分区树干式供电（与放射式相结合）。 3、链式：对于作用相同、性质相同且容量较小的设备 ，可视为一组设备，并采用一个分支回路链式供电， 每个分支回路所供设备不宜超过 5 台，总计容量不宜 超过10kW。 4、混合式：放射式与树干式相结合。 一级负荷：采用双电源供电并在末端切换，非消防负 荷自投自复、消防负荷自投不
6、自复。 二级负荷：采用双电源供电，在末端（或其它合适位 置）互投。三级负荷：采用单电源供电。（6）低压配电线路保护：低压配电线路应根据不同故障类别和具体工 程要求，装设短路保护、过负载保护、接地故障保护 、过电压及欠电压保护，作用于切断供电电源或发出 报警信号。 配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有 选择性，各级之间应能协调配合；对于非重要负荷的 保护电器，可采用无选择性切断（配电一般不超过三 级）。配电线路的短路保护，应在短路电流对导体和连 接件产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路 电流（强条）。即：开关分断能力 短路电流对于突然断电比过负载造成的损失更大的线路， 其过负载保护应
7、作用于信号而不应切断电路（强条） 。如：消防负荷、急救和手术用电负荷等。接地故障保护：剩余电流动作保护RCD（漏 电保护）根据漏电电流动作保护器安装和运行（ GB13955-2005）、民用建筑电气设计规范（ JGJ16-2008）（以下简称新民规）7.7.10，下列 设备的配电线路应设置漏电保护：“1.手持式及移动式 用电设备”、“2.室外工作场所的用电设备”、“3.环境特 别恶劣或潮湿场所的电气设备”、“4.家用电器回路或插 座回路”、“5.由TT系统供电的用电设备”、“6.医疗电气 设备，急救和手术用电设备的RCD宜作用于报警”。其它如铁路电力设计规范（TB10008-2006） 9.4
8、.15 亦有类似的规定。 设计易犯错误：1.仅交待移动式用电设备设置RCD ；2.室外施工用电设备，未设RCD；3.潜水泵等潮湿场 所设备，未设RCD；4. 由TT系统供电的室外照明线路 ，漏设RCD；5.急救和手术用电设备的RCD仅作用于报 警不跳闸，未予明确。尚需提醒，新民规10.8.1-12新增要求：住宅 配电除壁挂式空调器外，其它所有插座回路（含立柜 式空调器）均应设RCD。为防止人身电击、电气火灾（漏电导致电弧性短 路，引发火灾），低压配电系统有关设备的配电线路 设置剩余电流保护装置（RCD）。防人身电击RCD的 动作电流30mA，动作时间0.1s；防电气火灾RCD的 动作电流500
9、mA，动作时间0.3s。（7）照明、电机保护CPS（控制保护开 关 组合式电器装置） 表征照明质量特性的6项指标：照度E、照度均匀度、统 一眩光值UGR、色温、显色指数Ra、表面反射比。如办公 室：E=300lx（LPD11W/）；均匀度（最小/平均） 0.7；UGR=1922；色温=3300-5300K（中间）； Ra80。 照明功率密度LPD不应大于建筑照明设计标准（ GB50034-2004）中的现行值（照明节能强条）。 照明方式可分为：一般照明、分区一般照明、局部照明和 混合照明。 照明种类可分为：正常照明、应急照明、值班照明、警卫 照明、景观照明和障碍照明。 应急照明包括备用照明（供
10、继续和暂时继续工作的照明） 、疏散照明和安全照明。 所有交流电动机均应装设相间短路保护、接地故障保护 ，并根据具体情况分别装设过负荷、断相或低电压保护。（8）防雷分类、电涌保护SPD：建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷 电事故的可能性及后果，按防雷要求进行分类。 根据国标建筑物防雷设计规范（ GB50057-94）(2000年版)对建筑物的防雷分类规定， 民用建筑中无第一类防雷建筑物，其分类应划分为第 二类及第三类防雷建筑物。在雷电活动频繁或强雷区 ，可适当提高建筑物的防雷保护措施。符合下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物： 1 高度超过100m的建筑物。 2 国家级重点文物保护建筑物。
11、（省级：为三类） 3 国家级的会堂、办公建筑物、档案馆、大型博展 建筑物；特大型、大型铁路旅客站；国际性的航空港 、通讯枢纽；国宾馆、大型旅游建筑；国际港口客运 站。 4 国家级计算中心、国家级通信枢纽等对国民经济 有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。 5 年预计雷击次数大于0.06次的部、省级办公建筑 及其他重要或人员密集的公共建筑物。（0.012-0.06 次：为三类） 6 年预计雷击次数大于0.3次的住宅、办公楼等一 般民用建筑物。（0.06-0.3次：为三类） 建筑物防雷设计规范（GB50057-94）(2000年版 )3.1.1：各类防雷建筑均应采取防直击雷和防雷电波侵入的 措施（
12、防直击雷：避雷带+避雷网格+引下线+接地体；防 雷电波侵入：进出建筑物的电缆、金属管道，应在其进出 处将电缆的金属外皮、金属管道就近接到防雷接地装置上 ）（共性通用） 第一类防雷建筑（电火花直接引起爆炸）和本规范第 2.0.3（4）（5）（6）所规定的第二类防雷建筑物（电火花 不易引起爆炸，但存在爆炸隐患）应采取防雷电感应的措 施（个性） 第一类H30M、第二类H45M、第三类H60M需采取 防侧击雷的措施。（H以上的栏杆门窗等较大的金属物、竖 向金属管的顶和底与防雷装置连接） （个性） 第3.1.2条装有防雷装置的建筑物，再防雷装置与其他 设施及建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位连
13、接（共性通用） 要通过计算年预计雷击次数来确定防雷类别或者不设 防雷。电涌保护SPD：防雷击电磁脉冲（防电涌保护SPD：信息系统才 考虑加设，一般工程要进行技术经济比较，不能一味 增加投资。）标准配置SPD分为三级保护：波形为 8/20us,最大泻放电流65kA,40kA,8-15 kA。要分别配 4P-50A，4P-20A，2P-10A的开关保护SPD。SPD要接 地。根据新民规11.3.4-5：当低压电源采用全长电 缆或架空线换电缆引入时，应在电源引入处的总配电 箱装设电涌保护器（SPD）；又11.9.4 ：低压配电系 统及电子信息系统传输线路在穿过各防雷区界面处， 宜采用电涌保护器（SP
14、D）保护。（9）低压接地系统形式、等电位联结： 低压配电系统接地型式有以下三种： 1、TN系统：电源端有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通 过保护线与接地点连接。按照中性线与保护线组合情况， 又可分为三种型式1）TN-S系统：整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是分 开的。适用较广：计算机房、住宅及公建等。2）TN-C系统：整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是 合一的。3）TN-C-S 系统：系统中前一部分线路的中性线与保护 线是合一的。采用TN-C-S系统时，当保护导体与中性导体从某点(一 般为进户处)分开后就不能再合并，且中性导体不应再接地 （强条）。 2、TT系统 电源端有一
15、点直接接地，受电设备的外露可导电部 分通过保护线接至与电源端接地点无直接关联的接地 极。 如：室外照明配电系统。 3 IT系统 电源端的带电部分与大地间无直接连接，或有一点 经足够大的阻抗接地，受电设备的外露可导电部分通 过保护线接至接地极。如：手术室、ICU、CCU等。又：根据住宅设计规范GB50096-1999(2003 年版)6.5.2（1），住宅供配电系统应采用TT、TN-C-S 、TN-S接地方式,三种系统都有专用的PE线,是住宅中 最可靠的接地方式。等电位连接：是指为达到等电位的目的而实施的导体连接，连接 的导体正常时不通过电流，只传递电位。仅在故障时才通过故障电 流。等电位连接的目的是发生触电时减少电击危险。采用接地故障保护时，在建筑物内应将下列导电体作总等电位联 结： 1）PE、PEN干线； 2）电气装置接地极的接地干线； 3）建筑物内的水管、煤气管、集中采暖和空调系统的金属管道 ； 4）条件许可的建筑物金属构件等导电体。上述导电体宜在进入建筑物处接向总等电位联结端子。等电位联 结中金属管道连接处应可靠地连通导电。 当电气装置或电气装
