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电
十二章、 建筑供配电系统
12.1 建筑电气的含义及分类
●含义: 建筑物及其附属物的各类电气系统的设计与施工以及所用产品、 材料与技术的生产和开发的总称。
●根据对建筑所起作用不同的分类:
1、 创造环境的设备—— 光环境、 温湿度环境、 空气环境、 声音环境
2、 追求方便性的设备——增加方便性、 缩短信息传递时间的设施
3、 增加安全性的设备——保护人身安全、 提高设备的可靠性
4、 提高控制性的设备

＊12.2建筑电气分类系统
＊1.民用建筑电力负荷等级
负荷等级用来衡量建筑物对供电的重要程度。建筑物的电力负荷根据其重要性和中断供电在政治上, 经济上所造成的损失或影响程度, 分为三级:
●一级负荷: 如消防设备
中断供电将造成人身伤亡
在政治上造成重大影响、 经济上造成重大损失、
使公共场所秩序严重混乱以及对于某些特等建筑如交通枢纽、
国家级及承担重大国事活动的会堂、 宾馆、 国家级大型体育中心、
经常见于重要国际活动有大量人员集中的公共场所等
●.二级负荷: 如客梯、 生活供水泵房
中断供电将造成较大政治影响、 较大经济损失、 公共场所秩序混乱者
●三级负荷: 如空调、 照明。不属于一、 二级的电力负荷统。
2．各级负荷对供电的要求:
1) 一级负荷 对于一级负荷要求采用至少两个独立的电源同时供电, 设置自动投入装置控制两个电源的转换。
2) 二级负荷 二级负荷要用两个独立电源供电, 只有一个电源供电时必须采用两个回路。
3) 三级负荷 对供电没特殊要求, 一般都为单回线路供电, 但在可能情况下也应尽力提高供电的可靠性 。
Q: 医院分娩属于什么负荷?

12.3建筑对供电的要求
1.建筑供电的组成( 前四种为强电系统)
建筑供电是整个电力系统用电户的一个组成部分, 主要研究建筑物内部的电力供应、 分配和使用。主要有五个部分组成:
1） 变配电系统: 建筑物内用电设备运行的允许电压 即额定电压, 且低于380V
2） 动力设备系统: 高层建筑物内的很多动力设备, 如水泵、 锅炉、 空调、 电梯
3） 照明系统: 包括各种电光源、 灯具、 照明线路。
4） 防雷和接地装置: 将雷电引泄入地, 使建筑物免遭雷击
5） 弱电系统: 传输各类信号, 如电话系统、 有线广播系统等
注意: 强电系统电流以A为单位, 弱电系统电流以毫安为单位

12.4电力线路常见供电方式
1、 放射式供电: 指从建筑物内的电源点引出一电源回路直接接向各用电点或负荷点, 沿线不支接其它的用电负荷。
2、 树干式供电: 由变配电所高压母线上引出的配电干线上, 沿干线直接引出电源回路到各变电所负荷点。
3、 环形供电: 两路树干式供电系统联接起来
4、 混合式供电: 某两种或两种以上接线方式结合起来, 有各个接线方式的优点。

12.7低压配电系统
1、 低压配电系统的接线方式
①放射式接线:
在每处配电点一般均采用这种方式, 放射式接线供电可靠性高, 各配电回路之间互不影响, 故障停电范围小。
②树干式接线:
这种接线方式简单, 配电设备少。但可靠性差, 停电范围大。
③链式接线:
适用电设备距电源较远而彼此相距很近, 且用电设备容量较小的配电场所。链式接线配电箱或用电设备, 一般不超过5台或总容量不超过10kW

2、 低压一次设备:
配电系统中1000V及其以下的设备。
● 低压断路器: 功能: 它既能带负荷接通和切断电路, 又能在短路、 过负荷和低电压时自动跳闸, 保护电力线路和电气设备免受破坏。( 过载保护、 短路保护、 失压保护) 低压断路器有万能式断路器、 塑料外壳式断路器。

＊补充: 三相四线制P361
三相交流电路中的电源有三个, 每一个电源称为一相电源。所谓三相四线制就是三根相线(火线)一条中性线( 零线) , 提供两种电压, 差根号3倍的供电体制。
动力配电系统的电压采用380V/220V三相电压, 以满足三相动力用电设备的额定电压。 照明配电系统的电压采用220V单相电压, 以满足单相220V照明设备的需要, 照明系统配电干线多采用三相四线制, 因此仍需采用380V／220V三相电压供电。

13章、 建筑照明系统
13.1照明要点
1、 照明的基本概念
●光通量: 光源在单位时间内向周围空间辐射并引起视觉的能量
公式13-1 指在立体角内传播的光通量
2光源效率: 每一瓦电力所发出光的亮度, 值越高表示光源效率越高
公式: 光源效率( lm/w) =流明( lm) /耗电量( w)

13.2照明种类
●按照明方式分类
1) 一般照明: 特点是光线分布较均匀, 使空间宽敞明亮, 用于会议厅办公厅等
2) 分区一般照明: 根据各区主要需要设置的照明
3) 局部照明: 局限于特定工作部位的固定或移动照明, 特点是能为特定工作面提供更为集中的光线, 能形成有特点的气氛和意境。如投光灯、 壁灯。
4) 混合照明: 一般照明与局部照明共同组成的照明, 用于办公楼、 展览厅等。
●按照明用途分类( 前四种为工作照明)
1)工作照明: 在正常工作时使用的照明。
2) 事故照明: 在正常照明因故障熄灭后, 供事故情况下继续工作或安全通行的照明。
3) 警卫照明: 用于警卫地区周围附近的照明
4) 值班照明: 照明场所在无人工作时保留的一部分照明
5) 障碍照明: 装在建筑物上作为障碍标志的照明, 和前四种不同, 非工作照明

13.3照明电光源
1、 发光效率: 灯泡所发出的光通量F( lm) 与消耗的功率P( W) 之比, 表征光源经济型参数
2、 电光源种类
1热辐射光源: 利用电流将物体加热至白炽程度而产生发光的光源, 利用电流热效应。如白炽灯
2)放电光源: 利用电流经过气体或蒸汽而发射的光源。特点是发光效率高, 寿命长, 使用极广泛, 如氖灯。
3常见电光源
1) 普通照明白炽灯: 显色性好, 价格低, 寿命短, 光效低
2) 卤钨灯: 填充气体有卤族元素, 光效比白炽灯提高一倍以上
3) 低气压放电灯: 荧光灯, 即日光灯, 工作温度18-25C, 寿命长、 光效高
4) 其它光源: 发光二极管( LED)

13.4灯具的种类与选择
灯具的种类
●按灯具的结构分类:
1) 开启型( 最多) : 光源与外界直接相通, 没有包合物, 配照、 广照、 深照灯
2) 闭合型: 具有闭合的透光罩, 灯罩内外可自由通气, 圆球、 双罩、 吸顶灯
3) 封闭型: 透光罩接合处加以一般封闭, 灯罩内外有限通气
( 前三是正常照明)
4) 密闭型: 透光罩接合处严密封闭, 灯罩内外空气严密隔绝, 防水、 防尘、 密闭荧光灯
5) 防爆型: 透光罩及接合处加高强度支撑物, 可承受要求的压力, 防爆安全灯
6) 隔爆型: 在灯具内部发生爆炸时, 经过一定间隙的防爆面后, 不会引起灯具外部爆炸。
7) 安全型: 在正常工作时不产生火花、 电弧, 在危险的部件上采用安全措施
8) 防震型: 可可装在振动的设施上
●按安装方式分类
1) 壁灯: 装在墙壁、 庭柱, 用于局部照明、 装饰照明、 不适在顶棚装灯具场所
2) 吸顶灯: 将灯具吸贴在顶碰面上, 用于无吊顶房间。
3) 嵌入式灯:灯具嵌入吊顶内安装, 用于有吊顶房间。
4) 半嵌入式灯: 将灯具一半嵌入顶棚内, 另一半露在顶棚外, 使用吊顶深度不够的场所, 走廊运用较多。
5) 吊灯: 最普通最广泛的安装方式, 适用于顶棚较高的场所
6) 地脚灯: 照明走道, 便于人员行走, 用于医院病房、 公共走廊
7) 台灯 8) 落地灯: 用于局部照明、 装饰照明
另外还有: 庭院灯、 道路广场灯、 移动式灯、 应急照明灯

13.5灯具的布置
灯具的安装:
------------包括: 照明配电箱、 照明线路、 照明配电保护装置( 低压断路器、 漏电保护器) 、 照明开关、 插座、 照明灯具的安装
● 照明开关
按面板上开关的数量分为: 单联、 双联、 三联、 四联、 五联( 联是指控制回路上几个开关就几联)
按安装方式可分为: 明装开关( 接线盒凸起) 、 暗装开关( 嵌入墙中)
按操作方式可分为: 拉线开关( 距地1.8m为明装) 、 跷板开关、 床头开关、 声控开关、 节能开关
按控制方式可分为: 单控开关、 双控开关。用n个开关控制一盏灯为n控
补充: 教室开关: 暗装、 跷板、 双联、 单控
火线近开关, 零线近灯头,开关控制火线, 见图P359
教室配电箱图: P305
照明供电保护装置: 低压断路器、 漏电保护器
● 插座: 各种移动电器的电源接线口, 插孔为左零右火
安装: 暗装安全型一般距地0.3-0.5m, 明装普通型插座距地1.4-1.8m, 幼儿园暗装接地不宜低于1.8m

N线

Q : ● 一个回路上接四盏灯, 需几联开关控制
P362 ● 画出交流线路双控原理图( 必考)
● 开关、 插座安装要求

十四章、 建筑防雷( 对建筑) 及接地系统( 对人)
14.1雷电的形成及对建筑物的危害
●雷电是一种自然放电现象
●产生的物理效应和作用:
1) 、 电效应: 雷电放电, 产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压, 足以烧毁电
力系统设备, 引起绝缘击穿和短路, 导致可燃、 易燃易爆物品着火爆炸。
2) 、 热效应: 强大雷电流入导体, 雷击点能量产生大量的热
3) 、 机械效应: 雷电的热效应使结构中间的缝隙里空气剧烈膨胀, 使水分及其它物质分解为气体, 因而在雷击物体内部出现强大机械压力, 导致破坏或爆炸。
4) 、 静电感应: 当金属物处于雷云和大地电场中时, 金属物产生大量电荷。累晕放电后, 云层和大地间电场虽然消失, 但金属物上所感应的电荷来不及逸散, 产生数万伏的对地电压, 可击穿数十厘米的空气间隙, 发生火花放电。对粮仓危险
5) 电磁感应: 雷电周围空间存在强大的交变磁场, 这会使处在其中的导体感应出较大电动势, 并在构成闭合回路的金属物上产生感应电流, 若回路上某处接触电阻较大, 就会局部发热或发生火花放电
6) 防雷装置上的高压对邻近建筑物有反击作用: 当防雷装置接受雷击时, 如与建筑物内外电气设备距离很近, 它们之间将产生成为反击的放电现象。

14.2雷电对建筑物的主要危害
1) 、 直击雷: 雷云直接对建筑物或地面上其它物体放电的的现象
2) 、 感应雷: 雷电感应是雷电的第二次作用, 及雷电流产生的电磁效应和静电效应的作用
3) 、 雷电波侵入: 当架空线路或金属管道遭雷击, 或与遭雷击的物体相碰, 同时由于雷云在附近放电, 在导体上感应很高电动势, 沿线路或管路将高电位引进建筑物内部。
4) 球雷

14.3建筑防雷措施
建筑物防雷装置主要: 避雷针( 防直击雷) 、 避雷线、 避雷网、 避雷带、 避雷器
● 接闪器
1) 、 避雷针: 引雷。它对雷电场产生由于雷云对避雷针产生静电感应引起的附加电场, 使雷电场畸变, 并将雷云放电的通路从建筑物吸引到避雷针本身, 然后经与避雷针相连的引下线和接地装置将雷电引入地下。用于保护露天变电、 配电设备、 建筑物和构筑物。一般采用镀锌圆钢或焊接钢管制作, 针长1m以下, 圆钢d12mm, 钢管d20mm; 针长1~2m, 圆钢d16mm, 钢管d25mm
2) 、 避雷网、 避雷带: 建筑物顶部及边缘处装设明装避雷带、 网为了保护建筑物表层不被击坏。用于跨度较大建筑物。
● 引下线
引下线指连接接闪器与接地装置的金属导体。有明装和暗装。一般采用圆钢和扁钢。现在建筑多采用结构柱钢筋做引下线, 钢筋D=16mm及以上, 利用两根钢筋做引下线( 绑扎和焊接) ; 钢筋D=10mm及以上, 用四根钢筋。
● 接地装置
1) 、 垂直埋设的接地体: 建建筑物外单独做接地体, 采用圆钢、 钢管、 角钢。2~5根为一组, 垂直打入地下, 再用水平接地体将垂直接地体焊接。
2) 、 人工接地体: 埋入地下的金属结构、 管道在满足安全前提下可作为接地装置

14.4接地的类型和作用
人体触电时能摆脱的最大电流称为安全电流。中国规定安全电流为30 mA, 且经过时间不超过1 s, 即30 mA·s。
1、 保护接地:将高压设备的外壳与大地连接。一是为了防止机壳上积累电荷, 产生静电放电而危及设备和人身安全; 二是当设备的绝缘损坏而机壳带电时, 促使电源的保护动作而切断电源, 以便保护工作人员的安全; 三是能够屏蔽设备的巨大电场, 起到保护作用。

2、 防雷接地: 当电子衡器被雷击时, 若缺乏相应保护, 设备可能受到很大损坏甚至报废。为了防止雷击, 一般在高处设置避雷针与大地相连, 给防雷保护装置向大地泄放雷电流提供通道。
3、 屏蔽接地: 当用完整的金属屏蔽体将带电导体包围起来时, 在屏蔽体内测将感应出与带电导体等量异种的电荷, 外侧出现与带电导体等量同种的电荷, 因另外侧仍有电荷存在。若将金属屏蔽体接地, 外侧电荷流入大地, 金属外壳将不存在电场, 相当于壳内带电体被屏蔽起来。
4、 工作接地: 电路正常工作提供的一个基准点位, 一般设为零。该基准点位可设为电路系统中某一点、 某一段等。当该基准电位不与大地相接时, 视为相对零电位, 但它是不稳定的, 会随外界电磁场变化而变化, 从而导致系统不稳定。当基准点位与大地连接时, 基准电位视为大地零电位, 而不随外界磁场变化而变化。
5、 重复接地: 除工作接地以外, 专用保护线PE上一处或多处再次与接地装置相连结。1) 一旦零线断了能够保护人身安全 2) 它与工作接地电阻相并联, 降低接地电阻总值, 使工作零线对地电压漂移减少 3) 增大故障电流, 使自动脱扣器更可靠 4) 使不平衡的三相负载相电压稳定平衡。

＊14.6常见低压系统中几种保护接地方式( 结构特点+应用)
PE: 保护零线 N: 工作零线
1、 TN系统
T----电源变压器中性点直接接地
N----电气设备的外壳( 外露导电部分) 与系统的接地中性线PE相连
1) 、 TN-C系统: PE线与N线合并
● 适用于三相负载基本平衡的场合
2) 、 TN-S系统: PE线与N线完全分开
● 适用于防电击要求高、 爆炸和有火灾危险场所, 以及建筑物内装有大量信息技术设备等安全要求较高, 经济条件较好的处所。
3) TN-C-S系统: 前半部分PE和N线合并, 后半部分PE和N线完全分开。
● 适用于三相电力变压器工作接地情况良好, 三相负载比较平衡时
● 总结: 当设备带电部分与外壳相连时, 短路电流经外壳和PEN线而形成单相短路, 显然该短路电流较大, 可使保护线快速而可靠地动作, 将故障部分与电源断开, 消除触电危险。

TN-C

TN-S

TN-C-S
2、 IT系统
I----电源变压器中性点不接地
T----电气设备外壳( 外露导电部分) 接地
●主要用于供电连续性要求较高, 如应急电源、 手术室等场所
●总结: 设备故障, 人体电阻与接地电阻并联, R人>Re,由于分流作用, 经过人体电流远小于流经Re的故障电流, 极大减小触电危害

IT
3、 TT系统
T----电源变压器中性点直接接地
T----电气设备外壳( 外露导电部分) 接地
适用于城市220/380V电网供电的用户采用
总结: 设备故障, 经过分流, 使电阻分较大故障电流。对容量较小的电气设备, 熔丝会熔断跳闸; 对容量较大的电气设备, 加装漏电保护开关。

TT

14.7建筑物等电位联接: 见练习本

十五章
15.9火灾自动报警与消防联动控制系统
1、 系统组成: 火灾探测与报警系统、 通报 疏散 监视系统、 灭火控制系统、 防排烟控制系统。
2、 火灾探测器: 由火灾早期产生的烟雾、 光、 气体选择合适的探测器
● 分类
1) 感烟式: 对火灾前期及早期报警很有效, 应用最广
2) 感温式: 响应异常温度、 温升速率、 温差
3) 感光式: 响应红外线、 紫外线、 可见光
4) 气体: 敏感响应探测区域气体参数
5) 复合: 响应两种或两种以上火灾参数
注意: 消防对水、 电、 暖的应用:
水: 消火栓系统、 自喷系统
暖: 防排烟
电气: 联动系统
建筑学: 防火、 防烟分区