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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
2、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,
3、电力网,6.310kV 110500kV 1035kV 380/220V,电力系统组成原理图,连接P13,380/220V,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6065% 非工业电力电价负荷约
4、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% 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
5、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
6、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 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,KpN 1000,KsN 1000,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
7、? 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),30x15000 1000,8000x172 1000,2.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,住宅用电负荷需要系数,3.计算电流 (1)380/2
8、20V三相平衡负荷的计算电流 Ijs=Pjs/3 x380xcosA) (2)220V单相负荷的计算电流 Ijs=Pjs/220xcosA) 常用设备的功率因数(cos),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
9、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
10、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
11、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。,10kV,10kV,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P91,x3
12、,x3,x3,x3,照 明 动 力,低压电气主结线图(二),动力分计量,2200,600(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
13、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 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
14、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