【正文】 第二章 建筑設(shè)備工程 第一節(jié) 供配電系統(tǒng) 第二節(jié) 照明系統(tǒng) 第三節(jié) 空調(diào)系統(tǒng) 第四節(jié) 給排水系統(tǒng) 建筑設(shè)備工程 教學(xué)基本要求 ： ?掌握供配電、照明系統(tǒng)、電梯及其監(jiān)控的相關(guān)內(nèi)容； ?理解空調(diào)、給排水、冷熱源等系統(tǒng)的監(jiān)控控制。 建筑設(shè)備工程 第一節(jié) 供配電系統(tǒng) 一、 電力網(wǎng)、電壓等級和負(fù)荷分類 (一 )電力系統(tǒng)及電力網(wǎng) 電力系統(tǒng) (Power System)： 由各種電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。 電力網(wǎng) (Power Network)： 電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所。 220/380V 6~10kV 35~500kV ~20kV 低壓配電線 高壓 配電線 高壓 輸電線 用戶 區(qū)域變電所 發(fā)電廠 升壓變壓器 發(fā)電機(jī) G 降壓變壓器 降壓變壓器 建筑設(shè)備工程 低壓，是指 1kV以下的電壓。 1kV及以上的電壓稱為高壓。一般還把 10kV等級的電壓稱為配電電壓，把高壓降為這些等級電壓的降壓變壓器稱為配電變壓器；接在 35kV及以上電壓等級的變壓器稱為主變壓器。因此，配電網(wǎng)是由 10kV及以下的配電線路和配電變壓器所組成的，它的作用是將電力分配到各類用戶。 安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)當(dāng)發(fā)生人身及設(shè)備事故。 可靠：應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的地要求。 優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對電壓質(zhì)量和頻率等方面的要求。 經(jīng)濟(jì)：供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 建筑設(shè)備工程 (二 ) 電力網(wǎng)的電壓等級 電力網(wǎng)的電壓等級是比較多的，不同的電壓等級有不同的作用。 從輸電的角度看 ， 電壓越高則輸送的距離就越遠(yuǎn) ， 傳輸?shù)娜萘吭酱?， 電能的損耗就越小 ； 但電壓越高 ， 要求絕緣水平也越高 ， 因而造價(jià)也越高 。目前，我國電力網(wǎng)的電壓等級主要有、 、 3 1 220kV共 8級。 G M M M 用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)的額定電壓 UN ＋ 5％ — 5％ 用電設(shè)備的額定電壓：規(guī)定與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。 發(fā)電機(jī)的額定電壓：規(guī)定高于同級電網(wǎng)額定電壓的 5％。 電網(wǎng) (電力線路 )的額定電壓：是確定各類電力設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)。 建筑設(shè)備工程 電力變壓器的額定電壓： G M 電力變壓器的額定電壓 T2 T1 UN +10% +5% +0% +5% 當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí) (如 T1)， 其一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同，即高于同級電網(wǎng)額定電壓的 5％。 當(dāng)變壓器不與發(fā)電機(jī)相連，而是連接在線上 (如 T2)， 則可看作是線路的用電設(shè)備，因此其一次繞組的額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)額定電壓相同。 (1)一次繞組的額定電壓： 建筑設(shè)備工程 (2)二次繞組的額定電壓 若變壓器二次側(cè)供電線路較長 (如為較大的高壓電網(wǎng) )時(shí)，則變壓器二次側(cè)的額定電壓，一方面要考慮補(bǔ)償變壓器滿載時(shí)內(nèi)部 5％的電壓降，另一方面要考慮變壓器滿載時(shí)輸出的二次電壓還要高于電網(wǎng)額定電壓 5％，以補(bǔ)償線路上的電壓降，故它要比電網(wǎng)額定電壓高 10％ (如 T1)。 如果變壓器二次側(cè)線路不太長 (如為低壓電網(wǎng)或直接供電給高 /低壓用電設(shè)備時(shí)額定電壓 )時(shí)，則變壓器二次側(cè)的額定電壓，只需高于電網(wǎng)額定電壓的 5％，僅考慮補(bǔ)償變壓器內(nèi)部的 5％的電壓降 (如 T2)。 建筑設(shè)備工程 (三 )用電負(fù)荷的分類 三級負(fù)荷 ：凡不屬一級和二級負(fù)荷者 二級負(fù)荷 ：中斷供電將造成較大政治影響、較大經(jīng)濟(jì)損失、 公共場所秩序混亂。 一級負(fù)荷 ：中斷供電將造成人員傷亡、重大政治影響者、 重大經(jīng)濟(jì)損失、公共場所秩序嚴(yán)重混亂。 在智能樓宇用電設(shè)備中，屬于一級負(fù)荷的設(shè)備有：消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報(bào)警、自動滅火裝置、火災(zāi)事故照明、疏散指示標(biāo)志和電動的防火門窗、卷簾、閥門等消防用電設(shè)備；保安設(shè)備；主要業(yè)務(wù)用的計(jì)算機(jī)及外設(shè)、管理用的計(jì)算機(jī)及外設(shè)；通信設(shè)備；重要場所的應(yīng)急照明。屬于二級負(fù)荷的設(shè)備有：客梯、生活供水泵房等?？照{(diào)、照明等屬于三級負(fù)荷。 建筑設(shè)備工程 二、 典型樓宇供配電系統(tǒng) 中大型樓宇的供電電壓一般采用 10kV， 有時(shí)也可采用 35kV，變壓器裝機(jī)容量大于 5000kVA。 為了保證供電可靠性，應(yīng)至少有兩個獨(dú)立電源，具體數(shù)量應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨(dú)立電源運(yùn)行方式，原則上是兩路同時(shí)供電，互為備用。此外，必要時(shí)還需裝設(shè)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組。 (一 )負(fù)荷分布及變壓器的配置 高層建筑的用電負(fù)荷一般可分為空調(diào)、動力、電熱、照明等類。對于全空調(diào)的各種商業(yè)性樓宇，空調(diào)負(fù)荷屬于大宗用電，約占 40％ 50％。冷熱源設(shè)備一般放在大樓的地下室、首層或下部。 動力負(fù)荷 主要指電梯、水泵、排煙風(fēng)機(jī)、洗衣機(jī)等設(shè)備。普通建筑的動力負(fù)荷都比較小，隨著建筑高度的增加，在超高層建筑中，由于電梯負(fù)荷和水泵容量的增大，動力負(fù)荷的比重將會明顯的增加。動力負(fù)荷中的水泵、洗衣機(jī)等亦大部分放在下部，因此，就負(fù)荷的豎向分布來說，負(fù)荷大部分集中在下部，因此將變壓器設(shè)置在建筑物的底部是有利的。 建筑設(shè)備工程 但在 40層以上的高層建筑中，電梯設(shè)備較多，此類負(fù)荷大部分集中于大樓頂部。豎向中段層數(shù)較多，通常設(shè)有 分區(qū)電梯 和 中間泵站 。在這種情況下，宜將變壓器按上、下層配置或者按上、中、下層分別配置。供電變壓器的供電范圍大約為 15— 20層。 為了減少變壓器臺數(shù)，單臺變壓器的容量一般都大于1000kVA。 由于變壓器深入負(fù)荷中心而進(jìn)入樓內(nèi)，從防火要求考慮， 不應(yīng)采用一般的油浸式變壓器和油斷路器 等在事故情況下能引起火災(zāi)的電氣設(shè)備，而應(yīng)采用干式變壓器和真空斷路器。 負(fù)荷中心 是供配電設(shè)計(jì)一個重要的概念。變電所應(yīng)盡量設(shè)在負(fù)荷中心，便于配電，節(jié)省導(dǎo)線，也有利于施工。負(fù)荷中心實(shí)際上是一種最佳配電點(diǎn)，它需要按所要達(dá)到的優(yōu)化目標(biāo)不同的計(jì)算條件而列出的目標(biāo)函數(shù)來確定。事實(shí)上，負(fù)荷的大小不是恒定不變的，因此負(fù)荷中心常會變動。在設(shè)計(jì)時(shí)也往往由于各種實(shí)際因素而不能將配電點(diǎn)布置在計(jì)算而得的負(fù)荷中心上。只有在負(fù)荷比較平穩(wěn)的部門，才可將變電所設(shè)在負(fù)荷中心或大負(fù)荷的近旁。 建筑設(shè)備工程 (二 )供電系統(tǒng)的主結(jié)線 電力的輸送與分配，必須由母線、開關(guān)、配電線路、變壓器等組成一定的供電電路，這個電路就是供電系統(tǒng)的一次結(jié)線，即主結(jié)線。智能樓宇由于功能上的需要，一般都采用雙電源進(jìn)線，即要求有兩個獨(dú)立電源，常用的供電方案如圖所示。 圖 a為兩路高壓電源，正常時(shí)一用一備，即當(dāng)正常工作電源事故停電時(shí)，另一路備用電源自動投入。此方案可以減少中間母線聯(lián)絡(luò)柜和一個電壓互感器柜，對節(jié)省投資和減小高壓配電室建筑面積均有利。這種結(jié)線要求兩路都能保證 100％的負(fù)荷用電。當(dāng)清掃母線或母線故障時(shí)，將會造成全部停電。因此， 這種接線方式常用在大樓負(fù)荷較小，供電可靠性要求相對較低的建筑中 。 圖 b為兩路電源同時(shí)工作，當(dāng)其中一路故障時(shí)，由母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)對故障回路供電。該方案由于增加了母線聯(lián)絡(luò)柜和電壓互感器柜，變電所的面積也就要增大。這種接線方式是商用性樓宇、高級賓館、大型辦公樓宇常用的供電方案。當(dāng)大樓的安裝容量大，變壓器臺數(shù)多時(shí)，尤其適宜采用這種方案，因?yàn)樗?能保證較高的供電可靠性 。 建筑設(shè)備工程 S1 S2 市電 2 備用 10KV母線 市電 1 主供 常用的高壓供電方案 一用一備 同時(shí)供電 S1 S2 市電 2 備用 10KV母線 市電 1 主供 母線聯(lián)絡(luò)開關(guān) 建筑設(shè)備工程 當(dāng)變壓器臺數(shù)較少時(shí) ， 尚可從鄰近樓宇高壓配電室以放射式向該樓宇變壓器供電 。 我國目前最常用的主結(jié)線方案如圖所示 ，采用兩路 l0kV獨(dú)立電源 ， 變壓器低壓側(cè)采取單母線分段的方案 。對于規(guī)模較小的建筑 ， 由于用電量不大 ， 當(dāng)?shù)孬@得兩個電源又較困難 ， 附近又有 400V的備用電源時(shí) ， 可采用一路 10kV電源作為主電源 ， 400V電源作為備用電源的高供低備主結(jié)線方案 ， 如圖所示 。 建筑設(shè)備工程 智能樓宇高壓供電只是將高壓電源移至大樓附近而已，大樓內(nèi)的用電設(shè)備仍是以低壓為主。 S2 S1 雙電源主接線方案 10kV/400V 變壓器 10kV母線 市電 1 市電 2 400V母線 高供低備主接線方案 10kV/400V母線 10kV/400V變壓器 380V/220V備用 10kV 建筑設(shè)備工程 (三 )低壓配電方式 低壓配電方式是指低壓干線的配線方式。低壓配出干線一般是指從變電所低壓配電屏分路開關(guān)至各大型用電設(shè)備或樓層配電盤的線路。用電負(fù)荷分組配電系統(tǒng)是指負(fù)荷的分組組合系統(tǒng)。智能樓宇由于負(fù)荷的種類較多，低壓配電系統(tǒng)的組織是否得當(dāng)，將直接影響大樓用電的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)管理。 低壓配電的結(jié)線方式可分為放射式和樹干式兩大類。放射式配電是一獨(dú)立負(fù)荷或一集中負(fù)荷均由一單獨(dú)的配電線路供電，它一般用在下列低壓配電場所： ①供電可靠性高的場所。 ②單臺設(shè)備容量較大的場所。 ③容量比較集中的地方。 對于大型消防泵、生活水泵和中央空調(diào)的冷凍機(jī)組，一是供電可靠性要求高，二是單臺機(jī)組容量較大，因此考慮以放射式專線供電。對于樓層用電量較大的大廈，有的也采用一回路供一層樓的放射式供電方案。 建筑設(shè)備工程 樹干式配電是一獨(dú)立負(fù)荷或一集中負(fù)荷按它所處的位置依次連接到某一條配電干線上。樹干式配電所需配電設(shè)備及有色金屬消耗量較少，系統(tǒng)靈