建筑电气工程基础知识

2建筑电气工程基础知识2.1概述2.2建筑电气照明工程2.3防雷接地工程2.4建筑电气控制电路2.5建筑弱电工程2.6住宅智能化系统2.1概述2.1.1建筑电气工程项目的分类(1)外线工程室外电源供电线路、室外通信线路等，涉及强电和弱电，如电力线路和电缆线路。(2)变配电工程由变压器、高低压配电框、母线、电缆、继电保护与电气计量等设备组成的变配电所。(3)室内配线工程主要有线管配线、桥架线槽配线、瓷瓶配线、瓷夹配线、钢索配线等。(4)电力工程各种风机、水泵、电梯、机床、起重机以及其他工业与民用、人防等动力设备（电动机）和控制器与动力配电箱。(5)照明工程照明电器、开关按钮、插座和照明配电箱等相关设备。(6)接地工程各种电气设施的工作接地、保护接地系统。(7)防雷工程建筑物、电气装置和其他构筑物、设备的防雷设施，一般需经有关气象部门防雷中心检测。(8)发电工程各种发电动力装置，如风力发电装置、柴油发电机设备等。(9)弱电工程智能网络系统、通信系统（广播、电话、闭路电视系统）、消防报警系统、安保检测系统等。建筑电气工程图是根据建筑电气工程设计要求,按照国家颁布的有关电气技术标准和符号(包括图形符号和文字符号)绘制而成的。建筑电气施工图是进行电气施工安装的主要依据,是一个严谨的技术文件,同时,它也具有法律依据。2.1.2建筑电气工程图建筑电气技术人员可依此进行交流，依据电气施工图纸进行设计施工、购置设备材料、编制审核工程概预算，以及指导电气设备的运行、维护和检修。电气工程图种类很多，一般按功用可以分成电气系统图、内外线工程图、动力工程图、照明工程图、弱电工程图及各种电气控制原理图。(1)图幅图幅尺寸有五种规格:A0,A1,A2,A3,A4(2)比例应根据图样的用途与被绘对象的复杂程度选用比例。普通照明平面图、电力平面图均采用1:100的比例；特殊情况下,可使用1:50或1:200。大样图可以适当放大比例；电气接线图例可不按比例绘制；复制图纸不得改变原样比例。(3)图线(4)字体字体应采用长仿宋字。一.建筑电气工程图的基本规定建筑电气制图一般可主要参见《GB/T50001-2001房屋建筑制图统一标准》及《GB/T18135-2000电气工程CAD制图规则》等。电气制图中的图形符号、文字符号及项目代号可参照标准《GB4728电气图用图形符号》、《GB/T54652-1996电气设备用图形符号》、《GB/T5094-1985电气技术中的项目代号》等。建筑电气工程图的内容主要通过如下图纸表达，即系统图、位置图（平面图）、电路图（控制原理图）、接线图、端子接线图、设备材料表等。建筑电气工程图具有如下特点：(1)在建筑电气施工图中的电气元件和电气设备并不采用比例画其形状和尺寸，均采用图形符号进行绘制。(2)任何电路均为闭合回路，一个合理的闭合回路一定包括四个基本元素，即电源、用电设备、导线和开关控制设备。正确读懂图纸还必须了解各种设备的基本结构、工作原理、工作程序、主要性能和用途，便于对设备安装及运行的了解。二.建筑电气工程图的特点(3)连接导线在电气图中使用非常多，在施工图中为了使表达的意义明确并且整齐美观，连接线应尽可能水平和垂直布置，并尽可能减少交叉。(4)导线的表示可以采用多线和单线的表示方法。每根导线均绘出为多线表示，见图2.1。图8.1中导线上的短斜线的根数表示导线的根数，也可用短斜线加数字的方法来表示（图2.3）。(5)当用单线表示的多根导线其中有导线离开或汇入时，一般可加一段短斜线来表示，见图2.2。(6)为了进一步对设计意图进行说明，在电气工程图上往往还有文字标注和文字说明，对设备的容量、安装方式、线路的敷设方法等进行补充说明。Skip图2.1导线的表示方法(a)多线表示；(b)单线表示图2.2导线汇入或离开线组图2.3简图中导线的示意表示方法三.建筑电气施工图的组成(1)目录(2)设备材料表包括各种设备的名称、型号、规格、材质和数量。(3)设计和施工说明指图样的文字解释。(4)系统图指将整个工程的供电线路用单线连接形式示意性地表示的线路图。(5)平剖面图(平面图)。(6)控制原理图只有当工程需要时才绘制。(7)详图指电气设备（配电盘、柜）布置和安装的大样图。大样图上的各部位都注有详细的尺寸。四.电气线路在平面图上的表示方法电气施工图一般都绘制在简化了的土建平面图上，为了突出重点，土建部分用细实线表示，电气管线用粗实线表示。导线的文字标注形式为：a-b(c×d)e-f其中a——线路的编号；b——导线的型号；c——导线的根数；d——导线的截面积（mm2）；e——敷设方式；f——线路的敷设部位。例如：WP1-BV(3×50＋1×35)CTCE则表示：1号动力线路，导线型号为铜芯塑料绝缘线，3根50mm2、1根35mm2，沿顶板面用电缆桥架敷设。又如：WL2BV(3×2.5)SC15WC则表示：2号照明线路、3根2.5mm2铜芯塑料绝缘导线穿钢管沿墙暗敷。线路敷设方式及附设部位的文字符号见表2.1、表2.2。表8.1线路敷设方式的文字符号表8.2线路附设部位的文字符号五.照明及动力设备在平面图上的标注方法(1)用电设备的文字标注为：其中a——设备编号；b——额定功率(kW)；c——线路首端熔断器体或断路器整定电流(A)；d——安装标高（用来表示线路和电气设备的安装高度）(m)。aacbbd或(2)配电箱的文字标注为：ab/c或a－b－c，当需要标注引入线的规格时，则标注为：例如：AP4（XL-3-2）÷40则表示4号动力配电箱，其型号为XL-3-2,功率为40kW。又如：AL4-2（XRM-302-20）÷10.5则表示第四层的2号配电箱，其型号为XRM-302-20,功率为10.5kW。()bcadefg（3）照明灯具的标注形式为：式中，a-某场所同种类型照明器的套数。通常在一张平面图中，各类型照明器分别标注；b-照明器类型符号，可以查阅施工的图册或产品样本；c-每只照明器内安装的光源数。通常可以不表示；d-光源的功率，单位为W;e-照明器的安装高度，单位为m;f-安装方式代号。照明器的主要安装方式的标注符号如表2-3所示;l-光源种类。cdlabfe照明灯具的标注形式为：灯具的安装方式标注文字符号的意义见表2.3。例如：则表示10盏型号为YG2-2的双管荧光灯，采用链吊式安装方式，高度为2.5m。cdlabfe22240102.5YGch表2.3照明灯具安装方式标注文字符号一、照明方式(一)一般照明为照亮整个场所而设置的均匀照明。(二)分区一般照明对某一特定区域，如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮该区域的一般照明。(三)局部照明特定视觉工作用的、为照亮某个局部而设置的照明。2.2建筑电气照明工程2.2.1照明方式及种类(四)混合照明由一般照明与局部照明组成的照明。视觉工作照度分级范围/lx照明方式适用场所示例简单视觉工作的照明＜30一般照明普通仓库一般视觉工作的照明50～500　一般照明、分区一般照明、混合照明　设计室、办公室、教室、报告厅特殊视觉工作的照明750～2000　一般照明、分区一般照明、混合照明大会堂、综合性、体育馆、拳击场视觉工作对应的照度分级范围按照明的功能，照明可分成如下几类：①工作照明正常工作时使用的室内外、值班照明同时使用，但控制线路必须分开。②事故照明当工作照明由于电气事故而断电后，为了继续工作或从房间内疏散人员而设置的照明。③值班照明在非生产时间内为了保护建筑物及生产的安全，供值班人员使用的照明。④障碍照明装设在建筑物上作为障碍标志用的照明。二．照明种类⑤装饰照明装饰照明是为美化和装饰某一特定空间而设置的照明。⑥艺术照明艺术照明是通过运用不同的灯具、不同的投光角度和不同的光色制造出一种特定空间气氛的照明。热辐射光源气体放电光源利用电能使物体加热到白炽状态而发光的光源利用气体和蒸气放电而发光的光源白炽灯、卤钨灯荧光灯、高压钠灯电光源2.2.2电光源一．电光源的分类按电光源的发光原理,电光源主要分为两大类。(1)热辐射光源和电光源热辐射光源是当物体受热且热能足够大，使原子或分子发生激烈的相互碰撞而激发产生的光的发射。电光源是利用电流将物体加热到白炽程度而产生的光。属于热辐射光源的灯有白炽灯、卤钨灯。（2）放电光源放电是指在电场作用下，载流子在气体(或蒸气)中产生和运动，而使电流通过气体(或蒸气)的过程。这个过程导致光的发射，可作为光源，即放电光源。这种光源具有发光效率高、使用寿命长等特点，很有发展前途。按放电媒质分为：①气体放电灯。是利用气体中的放电发光，例如氙灯、氖灯等。②金属蒸气灯。是利用金属蒸气(如汞蒸气、钠蒸气等)中的放电，而主要由金属蒸气产生光，例如汞灯、钠灯等。按放电形式分：①辉光放电灯。这种灯由辉光放电产生光。放电要有阳极和阴极。放电时，阴极温度不高，但要有足够的电子发射，又叫冷阴极灯。②弧光放电灯。是由弧光放电产生光。阴极工作在较高的温度下，又叫热阴极灯，如荧光灯、汞灯、钠灯等。1）白炽灯2）卤钨灯工作原理与白炽灯相同。除在灯泡内充入惰性气体外还充入有少量的卤族元素(氟、氯、溴、碘)，利用卤钨循环来提高发光效率的一种光源。3）荧光灯4）高压气体放电灯5）氙灯内含高纯度氙气的弧光放电灯,高压氙气放电时能产生很强的白光,接近连续光谱,和太阳光十分近似,故有“小太阳”之称。二．常用电光源1)白炽灯灯头支架发光材料玻璃外壳惰性气体白炽灯的结构靠电能将灯丝加热到白炽状态而发光。灯丝一般都用钨丝制成。白炽灯的发光原理就是当钨丝通过电流时，产生大量的热，使灯丝温度升高到白炽的程度(2400～2900K)而发光。白炽灯结构及卤钨循环：石英玻璃管金属支架灯丝单端式双端式2)卤钨灯卤钨灯除在灯泡内充入惰性气体外还充入有少量的卤族元素(氟、氯、溴、碘)，这样对防止玻壳黑化具有较高的效能。为了使管壁处生成的卤化物处于气态，管壁温度要比普通白炽灯高得多，相应地卤钨灯的玻壳尺寸就要小得多，温度也高得多，因而必须使用耐高温石英玻璃或高硅氧玻璃。卤钨灯，由于卤钨循环作用，而能防止管壁发黑，改进了灯的工作特性，使灯的光效比普通白炽灯有显著的提高(约为18~30lm／W)。由于卤钨灯的充气压力比普通白炽灯高，所以寿命指数较低，并且容易受振动、冲击而产生机械断丝。显色性好，一般显色指数为Ra＝97，色温为3000～3200K。3）荧光灯荧光灯属于放电光源，是靠低压汞蒸气放电，利用放电过程中的电致发光和荧光质的光致发光，形成光源。它的优点是：结构简单、制造容易、价格便宜并且发光效率高、光色好、寿命长。常见的普通荧光灯是圆形截面的直长玻璃管子。在管子两端各放一个电极。荧光灯的典型结构如下图所示。图2-4荧光灯管1—灯头；2—灯脚；3—玻璃芯柱；4—灯丝（钨丝，电极）；5—玻管（内壁涂覆荧光粉，管内充惰性气体）；6—汞（少量）图2.5荧光灯的接线图荧光灯需要镇流器和启辉器才能正常工作。它的接线如下图所示。“高强度气体放电灯(HID－HighIntensityDischange)是高压汞灯、金属卤化物灯和高压钠灯的统称，其放电管的管壁负荷大于3W/cm2(即3×104W/m2)，工作期间蒸气压在10132.5~101325Pa(0.1~1atm)之间。4)高强度气体放电灯(HID灯)①荧光高压汞灯1、灯头2、起动电阻3、起动电极4、主电极5、放电管6、金属支架8、辅助电极9、外玻壳荧光高压汞灯的结构高压汞灯又名高压水银灯，它是靠高压汞蒸气放电而发光。这里所说的“高压”是指工作状态下的气体压力为1～5个大气压，以区别于一般低压荧光灯。高压汞灯的优点是光效高、寿命长、省电、耐震。②金属卤化物灯20世纪60年代在高压汞灯基础上发展起来的新型光源。2、起动电阻3、起动电极4、主电极5、放电管6、金属支架7、消气剂9、外玻壳10、保温膜金属卤化物灯的结构94、主电极5、放电管6、金属支架7、消气剂8、辅助电极9、外玻壳③高压钠灯是利用高压钠蒸气放电发光的光源高压钠灯的结构92.2.3照明基本线路