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1、一级注册建筑师建筑物理电气电气（31-37讲）20120217电力系统第六章建筑电气一、电力系统由各种电压的电力线路将发电厂、变电所（站）和电力用户联系起来的一个集发电、输电、变电、配电和用电的整体称为电力系统。（一）发电厂一次能源是自然界中以天然的形式存在的、未经加工转换的能量资源，如原煤、原油、天然气、油页岩、核燃料、植物秸秆、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等等。二次能源是由一次能源直接或间接转换而得来的其他形式的能源，如电力、煤气、汽油、蒸汽、甲醇等等，也称为人工能源。（二）电力网电力网是将输电、变电、配电连接起来的一个整体。电力网按供电范围的大小和电压高低可分为地方电网（1

2、l0kV或35kV，送电距离几十千米）、区域电网（110220kV，送电距离数百千米）以及超高压电网（330750kV或500kV）三种类型。1输电线路输电线路的作用是把发电厂生产的电能，输送到远离发电厂的地区我国的一些设计、制造和安装规程通常是以l000V为界限来划分电压高低的。一般规定：（1）低压：额定电压在l000V及以下者；（2）高压：额定电压在l000V以上者。现阶段城市电力网国家标准标称电压：（1）220kV以上，为送电电压；（22万）（2）110、66、35kV，为高压配电电压；（3）l0kV，为中压配电电压；（4）380220V，为低压配电电压。通常，绝大多数主要的用户变配电所

3、和民用建筑中常用的电压等级是以l0kV为主。2变配电所配电所的任务是从电源受电，然后向负荷（用户）配电。配电所由相应电压等级的配电装置组成。通常我们说的变电所基本都是降压变电所，分布于负荷中心或网络中心。配电所与变电所的区别，主要在于配电所比变电所少了一级变压，也就是变电所比配电所多了降压或升压用的电力变压器。凡不进行电压变换而用开关设备实现电路开闭的配电所习惯称为开闭所。电力负荷分级及供电要求（常识）电力负荷又称电力负载，它有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用电单位（用户），如说重要负荷，不重要负荷等；另一是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小，如说轻负荷（轻载）、重负荷（重载）

4、和空负荷（空载）等。工业与民用的电力负荷，按其供电可靠性要求及中断供电在政治上、经济上所造成的损失或影响的程度，分为三级。（一）符合下列情况之一时，应为一级负荷（1）中断供电将造成人身伤亡时。（2）中断供电将造成重大影响造成重大损失时。重大设备损坏、重大产品报废（3）中断共电将破坏有重大影响的用电单位的正常工作或造成公共场所秩序严重混乱。重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。一级负荷应有两回路（或两回路以上）的独立电源供电。两路电源应分别来自不同电源点（城市变电

5、站或发电厂）或同一城市变电站的不同变压器的母线段。当其中一路电源发生故障时，另一路电源不受到影响，且能承担全部负荷。一级负荷中特别重要的负荷的电源，除应满足上述要求外，还必须设立应急电源（发电机）。（1）独立于正常电源的发电机组。 （2）供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路。 （3）蓄电池。 （4）干电池。根据允许的中断供电时间可分别选择下列应急电源：（1）允许中断供电时间为15s以上的供电，可选用快速自启动发电机组。（2）自投装置的动作时间能满足允许中断供电时间的，可选用带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路。（3）允许中断供电时间为毫秒级的供电，可选用蓄电池静止型不间断供电装置

6、、蓄电池机械贮能电机型不间断供电装置或柴油机不间断供电装置。常用的应急电源有柴油发电机、UPS、EPS等。（二）符合下列情况之一时，应为二级负荷（1）中断供电将在政治上、经济上造成较大损失时。（2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作或造成公共场所秩序混乱。二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。（三）三级负荷不属于一级和二级负荷的电力负荷。对于三级负荷供电无特殊要求，但应采取技术措施，尽可能地不断电以保证居民生活用电源。电压选择和电能质量三、电压选择和电能质量（1）根据国家主管部门的有关规定，用户用电设备安装

7、容量在250kW或需用变压器容量在60kVA以下者，应以低压方式供电，即由当地供电局低压公共网络标称电压为380220V系统接电源，称为低压用电户；（2）近期发展建设的大型工矿企业以及宾馆、饭店等公共建筑，由于用电量大、输电距离较远，建设了一批110kV、35kV的用户变电所，但在城市中各类民用建筑工程的电气设备用电的变电所，多数是以10kV中压变配电所为主。 （3）电能质量的主要指标，是用电设备正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值（以额定电压百分数表示）1）电动机为5、电梯电动机为7。 2）照明：在一般工作场所为5；变配电设备与应急备用发电机组第二节 变配电所和自备电源一、变配电设备

8、与应急备用发电机组 1变压器按冷却方式分为油浸式、干式。2高压开关柜：高压开关柜有固定式和手车式(又称移开式)两大类。（城市电网）3低压开关柜：用于小于500V的供电系统中，提供电力和照明配电。低压开关柜有固定式和抽屉式两大类。（小区，每栋楼宇下面）开关柜是配电箱的上一级4无功补偿电容器柜（类似于水泵的作用）保持电压5配电箱可分为监视、控制、保护三大功能，对于民用建筑可简单划分为计量、动力、照明等几类。6应急备用发电机组变配电所所址的选择二、变配电所所址的选择独立式、附贴楼房式变配电所已不能适应新形势，建筑物内置l0kV变配电所已在建筑电气领域中很快发展起来了，而且在今后一段时期内将处在主导地

9、位。(1)接近负荷中心(10kV中压变电所低压配出线半径以不超过400m为宜，一般取250m)； (2)进出线方便，所址选择应以主变压器为中心，要求变压器运输时进出口及消防通道通行方便； (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或高温的场所； (6)不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧； (7)不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻； (8)不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现

10、行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定； (9)不应设在地势低洼和可能积水的场所： (10)高层建筑地下层变配电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所； (11)变配电所位于高层建筑(或其他地下建筑)的地下层时，不宜设在最底层，当地下仅有一层时，应采取适当抬高该所的地面150300mm等防水措施。并应避免洪水或积水从其他渠道淹渍变配电所的可能性；(12)高层建筑的变配电所。宜设在地下层或首层，当建筑物高度超过l00m时，也可在高层区的避难层或上技术层内设置变电所；(13)一类高、低层主体建筑物内，严禁设置装有可燃性油电气设备的配变电所。二类高、低层主体建筑物内不宜设置装有可燃性

11、油电气设备的变配电所，(14)无特殊防火要求的多层建筑中，装有可燃性油电气设备的变电所，可设在底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的上方、下方、贴邻或疏散出口两旁； (15)注意对公用通讯设施的抗干扰措施；(16)在多层和高层主体建筑物的底层布置装有可燃性油的电气设备时，其底层外墙开口部位的上方应设置宽度不小于1.0m的防火挑檐。多油开关室和高压电容器室均应设有防止油晶流散的设施。变配电所对建筑的要求及设备布置（掌握）三、变配电所对建筑的要求及设备布置(1)可燃油油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。非燃(或难燃)介质的电力变压器室、高压配电装置室、高压电容器室和地下电缆敷设存放层的耐火等级不

12、应低于二级。低压配电装置和低压电容器室等无燃油设备室的耐火等级不应低于三级。(2)配变电所的门应为防火门，并应符合下列规定（非常容易考） 1）配变电所位于高层主体建筑（或裙房）内时，通向其他相邻房间的门应为甲级防火门，通向过道的门应为乙级防火门； 2 ）配变电所位于多层建筑物的二层或更高层时通向其他相邻房间的门应为甲级防火门，通向过道的门应为乙级防火门； 3 ）配变电所位于多层建筑物的一层时，通向相邻房间或过道的门应为乙级防火门 4 ）配变电所位于地下层或下面有地下层时，通向相邻房间或过道的门应为甲级防火门， 5 ）配变电所附近堆有易燃物品或通向汽车库的门应为甲级防火门 6 ）配变电所直接通向

13、室外的门应为丙级防火门(3)变压器室的通风窗，应采用非燃烧材料。 (4)变压器室及配电装置室门的宽度宜按不可拆卸部件最大宽度加030m，高度宜按不可拆卸部件最大高度加050m。(5)配变电所设置在建筑物内时，应向结构专业提出荷载要求并应设置运输通道当其通道为吊装孔或吊装平台，吊装平台、门或吊装孔的尺寸，应能满足吊装最大设备的需要，吊钩与吊装孔的垂直距离应满足吊装最高设备的需要。(6)高压配电室和电容器室，宜设不能开启的自然采光窗，窗口下沿距室外地面高度不宜小于1.8m；配电室，低压配电室可设能开启的自然采光窗。临街的一面不宜开窗。(7)变压器室、配电室、电容器室的门应向外开，并装有弹簧锁。相邻

14、配电室之间有门时，有高压开向低压。(8)配变电所各房间经常开启的门窗，不宜直通相邻的酸、碱、蒸汽、粉尘和噪声严重的建筑。(9)长度大于8m的配电装置室应设两个出口，并宜布置在配电室的两端。长度大于60m时，宜增加一个出口。当配电室为楼上楼下两部分布置时，位于楼上的配电装置室至少应设置一个通向该层走廊或室外的安全出口。另配变电所应设有设备的运输通道。(10)变压器室、配电装置室、电容器室等应有防止雨、雪和小动物从采光窗、通风窗、门、电缆沟等进入室内的措施。 (11)变压器室宜采用自然通风，夏季的排风温度不宜高于45oC，进风和排风的温差不宜大于15oC。 (12)变压器室和电容器室尽量避免西晒，

15、控制室、值班室尽可能朝南。(13)配电所、变电所的电缆夹层、电缆沟和电缆室，应采取防水、排水措施。 (14)变压器室、电缆夹层、电容器室和电缆室、配电装置室、控制室内不应有与其无关的管道和线路通过。 (15)值班室与高压配电室宜直通或经过通道相通，值班室应有门直接通向户外或通向通道（要有逃生通道）。(16)高压配电装置距室内屋顶(除梁外)的距离不小于08m。 (17)成排布置的配电屏，其长度超过6m，屏后的通道应设两个出口，并宜布置在通道的两端，当两出口之间的距离超过15m时，其间尚应增加出口。柴油发电机房四、柴油发电机房 (1)符合下列情况之一时，宜设自备应急柴油发电机组：（重要） 1)为保

16、证一级负荷中特别重要的负荷用电； 2)有一级负荷，但从市电取得第二电源有困难或不经济合理时；3)大、中型商业大厦，当市电中断供电将造成经济效益有较大损失时。(3)机组宜靠近一级负荷或配变电所设置，不宜设在大型民用建筑的主体内，可布置在建筑物的首层或地下一、二层，不应布置在地下三层及以下。(4)发电机间、控制室、配电室不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。(6)发电机间应有两个出入口，其中一个出口的大小应满足搬运机组的需要，否则应预留吊装孔。应采取防火、隔声措施，并应设置向外开启的甲级防火门。发电机间与控制室及配电室之间的门和观察窗应采取防火隔声措施。门应开向发电机间。(7)储油间

17、与机房相连布置时，采用防火墙隔开，当必须在防火墙上开门时，应设自行关闭的甲级防火门，并向发电机房间开启。配电系统的接线方式第三节 民用建筑的配电系统一、配电系统的接线方式民用建筑的配电系统的接线方式原则上有三种类型：放射式、树干式、环状式。(一)高压配电系统的接线方式（仅作了解）1高压单回路放射式2高压双回路放射式3树干式4单侧供电环式(开式)(二)低压配电系统的接线方式低压配电方式的选择对提高用电的可靠性和节省投资有着重要意义，基本配电方式如下：1低压放射式系统灵活性较差、消耗有色金属较多。一般用于容量大、负荷集中或重要的用电设备，2低压树干式系统灵活性好，消耗有色金属较少，干线故障时影响范

18、围大，一般用于用电设备布置比较均匀，容量不大，又无特殊要求的场所。3低压链式4低压环式带电导体系统的型式选择二、配电系统（一）高压配电系统（二）低压配电系统低压配电系统是指从降压变电所的低压侧到建筑内部低压设备的电力线路，其电压一般为380220V，1带电导体系统的型式选择所谓带电导体是指正常通过工作电流的相线和中性线。带电导体系统的形式，有单相二线制、两相三线制、三相三线制、三相四线制，如图610图612所示。2住宅的低压配电系统（1）高层建筑配电系统采用树干式，分区树干式，放射式。应将照明与电力负荷分成不同的配电系统，消防及其他防灾用电设施的配电宜自成系统，工作电源与备用电源应在末端自动切

19、换。（2）多层建筑住宅多层建筑采用树干式配电，层配电箱至各户采用放射式。亦可采用环式（开环）方式配电。应将照明与电力负荷分成不同配电系统。多层住宅以外的其他多层建筑，对于较大的集中负荷或较重要的负荷应从配电室以放射方式配电，也可采用树干式或分区树干式向各层配电间或配电箱配电。低压配电系统的接地形式3低压配电系统的接地形式低压配电系统的接地形式，有TN、TT、IT三种形式。（1）TN系统。1）TN-S系统，整个系统的中性线N和保护线PE是分开的，(最常用)见图613。2）TN-C系统，整个系统的中性线N线和保护线PE线是合一的，（一般只用于工业项目）见图614。3）TN-C-S系统，系统中有一部

20、分中性线N线和保护线PE线是合一的，见图6-15。（2）TT系统，见图616 TT电力系统有一个直接接地点。（3）IT系统，见图617 1T电力系统的带电部分与大地间不直接连接，而电气设施的外露可导电部分则是接地的。4超低压配电额定电压为50V及以下的配电，称为超低压配电。安全电压限值有两档：正常环境50v潮湿环境25V。室外配电线路三、配电线路（一）室外线路1架空线路高压线路的导线，应采用三角排列或水平排列；低压线路的导线，宜采用水平排列。高、低线路宜沿道路平行架设，2电缆线路（1）埋地敷设。沿同一路径敷设，8根及以下且现场有条件时，应埋设于冻土层以下，敷设的深度不应小于07m。（2）电缆沟

21、敷设。沿同一路径敷设，18根以下时，宜采用电缆沟敷设。（3）电缆隧道敷设。沿同一路径敷设多于18根时，宜采用电缆隧道敷设。3各种管线的埋设顺序应符合下列规定（1）离建筑物的水平排序，由近及远宜为：电力管线或电信管线、燃气管、给水管、雨水管、污水管。（2）各类管线的垂直排序，由浅入深宜为：电信管线、小于10kV电力电缆、大于10kV电力电缆、燃气管、给水管、雨水管、污水水管。室内配电线路（二）室内线路布线用的塑料管、塑料线槽及附件，应采用氧指数27以上的难燃型产品。1直敷布线适用于正常环境室内场所和挑檐下室外场所。建筑物顶棚内，严禁采用直敷布线。2金属管布线适用于室内、室外场所。但对金属管有严重

22、腐蚀的场所不宜使用。在建筑物顶棚内必须采用金属管布线。穿金属管道的交流线路，应将同一回路的所有相线和中性线穿于同一管内。3刚性塑料导管（槽）布线适用于室内场所和有酸碱腐蚀性介质的场所。在高温和易受机械损伤的场所不宜采用明敷设。刚性塑料导管暗敷设或埋地敷设时，引出地（楼）面的管路应采取防止机械损伤的措施。5.电缆桥架布线（地下室车库用得较多）适用于电缆数量较多，或较集中的场所。桥架水平敷设时，距地高度一般不宜低于250m；垂直敷设时，距地180m以下应加金属盖板保护。桥架穿过防火墙及防火楼板时，应采取防火隔离措施。7电气间内布线电气间是配电间与弱电间的总称，一般适用于多层和高层建筑内强电及弱电垂

23、直干线的敷设。竖井的布置（5）电气间的墙壁应是耐火极限不低于1h的非燃烧体，电气间在每层楼应设维护检修门并应开向公共走廊，其耐火等级不应低于丙级，楼层间应采用防火封堵材料封堵。高层建筑凡需进人的电气间，配电间进深12001500mm，弱电间进深11001400mm，长度根据电气设备及管线的多少定，门为800mm宽的单扇门；若电气间不进人并利用通道作为检修面积时，配电间进深取800mm，弱电间进深取600mm，门为单扇、双扇、多扇门，且宽度800mm。多层住宅中考虑管线敷设，建议设净深不少于350mm，宽度1000mm的电气间。照明（34-讲）20120217照明的基本概念第四节 电 气 照 明

24、一、照明的基本概念二、照度标准分级-单位是勒克斯lx三、照明质量1照明均匀度（1）公共建筑的工作房间和工业建筑作业区域内的一般照明照度均匀度，不宜小于07，而作业面邻近周围的照度均匀度不应小于05。（2）采用分区一般照明时，房间或场所内的通道和其他非作业区域的一般照明的照度不宜低于作业区域一般照明照度值的13。且不宜低于50lx。可用下列方法防止或减少光幕反射和反射眩光：（1 ）避免将灯具安装在干扰区内；（ 2 ）采用低光泽度的表面装饰材料；（ 3 ）限制灯具亮度；（ 4 ）照亮顶棚和墙表面，但避免出现光斑；（ 5 ）可采用馄合照明（ 6 ）可在视线方向采用特殊配光灯具或采取间接照明方式。光源

25、的色表分组表6-8色表分组色表特征相关色温（K）适用场所举例暖5300设计室、计算机房、热加工车间、高照度场所长期工作或停留的房间或场所，照明光源的一般显色指数（Ra）不宜小于80。但在采用安装高度大于6m的下射灯照明的工业建筑部分场所，Ra可低于80，但必须能够辨别安全色。四、照明方式与种类1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。（1）所有工作场所，通常应设一般照明；（2）同一场所内的不同区域有不同照度要求时，应采用分区一般照明；（3）一般照明或分区一般照明不能满足照度要求的场所，应增设局部照明，在一个工作场所内不应只设局部照明；（4）对于部分作业面照度要求较高，单独装

26、设一般照明不合理的场所，应采用混合照明。3应急照明的照度和设置（1）疏散照明的地面水平照度不应低于051x，疏散照明宜设在疏散出口的顶部或疏散走道及其转角处距地lm以下的墙面上，走道上的疏散指示标志灯间距不宜大于20m。（2）工作场所内安全照明的照度不宜低于该场所一般照明照度的5。6障碍标志灯障碍照明应采用能透雾的红光灯具。标志灯的装设应符合下列要求：（1）水平、垂直距离不宜大于45m；（2）应装设在建筑物或构筑物的最高部位。当至高点平面面积较大或为建筑群时，除在最高端装设障碍标志灯外，还应在其外侧转角的顶端分别设置；8路灯照明室外照明主要是路灯照明，光源宜采用高压汞灯、高压钠灯、金卤灯、白炽

27、灯等。光源及灯具（什么样的灯具用在什么地方）五、光源及灯具 （一）光源1白炽灯、卤钨灯白炽灯能迅速点燃，不需要启动时间，能频繁开关，显色指数高（Ra100），有良好的调光性能，防止电磁波干扰，光效低（40W的灯泡881mW），寿命短（平均1000h）。用于生活照明、工矿企业普通照明。卤钨灯，填充气体内含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯。具有普通照明白炽灯的全部特点，光效和寿命比普通照明白炽灯提高一倍以上，且体积小。用于会议室、展览展示厅、客厅、商业照明、影视舞台、仪器仪表、汽车、飞机以及其他特殊照明。2气体放电灯（1）低气压放电灯其特点为发光效率特高、寿命长、光通维持率高、透雾性强，但显色性

28、差。用于隧道、港口、码头、矿场等照明。（2）高强度气体放电1）荧光高压汞灯。其特点为寿命长、成本相对较低。用于道路照明、室内外工业照明、商业照明。2）高压钠灯。其特点为寿命长、光效高、透雾性强。用于道路照明、泛光照明、广场照明、工业照明等。3）金属卤化物灯。其特点为寿命长、光效高、显色性好。用于工业照明、城市亮化工程照明、商业照明、体育场馆照明以及道路照明等。4）陶瓷金属卤化物灯。其特点为性能优于一般金卤灯。用于商场、橱窗、重点展示及商业街道照明。3其他电光源 （1）高频无极灯。用于公共建筑、商店、隧道、步行街、高杆路灯、保安和安全照明及其他室外照明。 （2）发光二极管（LED）用于交通信号灯

29、、高速道路分界照明、道路护栏照明、汽车尾灯、出口和人口指示灯、桥体或建筑物轮廓照明及装饰照明等。2灯具的选择 在满足眩光限制和配光要求条件下，应选择效率高的灯具。（1）室内用灯具效率不低于75（装有遮光格栅时不低于60），室外灯具不应低于 40，但室外投光灯灯具的效率不宜低于55。三）照明节能照明节能的评价指标是采用照明功率密度值（ LPD）（1）一般房间优先采用荧光灯，在显色要求较高的场所宜采用三基色荧光灯、稀土节能荧光灯、小功率高显钠灯等高效光源。 （2）高大房间和室外场所的一般照明宜采用金属卤化物灯、高压钠灯等高光强气体放电光源。 （3）当需要热辐射光源时，宜选用双螺旋（双绞丝）白炽灯，小功率高效卤钨灯。六、照度计算利用系数法考虑了直射光和反射光两部分所产生的照度，计算结果为水平面上的平均照度；而逐点计算法则只考虑直射光产生的照度。但可以计算任意面上某一点的直射照度。在具体设计中，一般采用单位容量法或逐点法进行计算。单位容量计算法适用于均匀的一般照明计算，常在方案设计过程中使用。一般民用建筑和生活福利设施和环境反射条件较好的小型生产房间，可利用此法计算，生产厂房可利用此法估算。安全用电第五节 电气