建筑供配电与照明考前复习
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📊课程结构与考点分布

本课程分两大板块。建筑电气侧重供配电系统的设计流程与设备选型,是考试的计算重头(负荷计算、线缆开关选型、整定);照明侧重光度学概念与照度计算(利用系数法)。

板块讲次核心内容考试权重
建筑电气第1讲 绪论电力系统组成、标称电压计算、设计流程★★★ 标称电压计算必考
第2讲 基础内容图纸基础、负荷分类与分级、供电方式★★★★ 负荷分级是基础
第3讲 设计基础配电箱设置、单位面积法、需要系数法、竖向干线★★★★★ 需要系数法计算核心
第4讲 线缆及开关选型导线电缆型号、敷设方式、断路器选型★★★★★ 线缆开关选型核心
第5讲 平面图补充配电柜、变配电室、强弱电井★★ 经验值记忆
第6讲 消防照明设计应急照明、疏散/备用照明、系统图★★★★ 消防照明规范
第7讲 动力及消防负荷动力设备、断路器接触器热继、消防风机/泵★★★★ 整定倍数记忆
第8讲 低压配电柜与防雷接地配电柜系统、防雷、接地、等电位★★★★ 防雷接地分类
照明第1讲 照明光度量、电光源、灯具、利用系数法照度计算★★★★★ 照度计算必考
第2讲 应急照明应急照明分类、设置场所、A/B型灯具★★★ 与电气第6讲呼应

🎯高频考点速览

① 标称电压计算(第1讲)
发电机、变压器一/二次绕组、线路标称电压的确定规则;例:发电机6.3kV、升压变压器一次6kV二次38.5kV。
② 负荷分级与供电方式(第2讲)
一类高层消防用电=一级负荷;一级负荷双电源(引自两个区域变电站);二级负荷双回路;三级无要求。
③ 需要系数法负荷计算(第3讲)
Pc=Kd·Pe,Sc=Pc/cosφ,Ic=Sc/(√3·Ue);逐层向上计算,考虑同时系数;用于开关整定与变压器复核。
④ 线缆型号与敷设(第4讲)
YJV/ZR-YJV/NH-YJV/WDZ-YJV 区别;BV-3×2.5-PVC20 WC,CC(照明);断路器额定电流>1.1~2倍Ic且<导线载流量。
⑤ 断路器脱扣曲线与极数(第4、7讲)
B(3-5)In / C(5-10)In / D(10-15)In;动力用D型、照明用C型;消防负荷用单磁型(仅短路保护)。
⑥ 消防负荷整定倍数(第7讲)
消防风机/排污泵(三液位)无备用→1.5倍(2类配合);排污泵(两液位)/消防泵一用一备→1.05倍;接触器额定电流同理。
⑦ 利用系数法照度计算(照明第1讲)
Eav = (N·Φ·U·K)/A;室空间比 RCR=5h(L+W)/(L·W);查利用系数表插值。
⑧ 防雷接地(第8讲)
防雷三类(一二三类);接闪器(避雷针/带/网)、引下线、均压环、SPD;接地电阻、总/局部/辅助等电位。

🧭复习建议

  • 第一遍按讲次通读:建立知识框架,重点理解"为什么"(如为什么先升压后降压、为什么消防负荷用单磁型断路器)。
  • 第二遍抓计算:标称电压计算、需要系数法、断路器整定、照度计算是必考计算题,务必动手算一遍例题。
  • 规范记忆:GB 51348-2019(民标)、GB 50052-2009(供配电规范)、GB 51309-2018(应急照明标准)、GB 50034-2024(照明标准)是反复出现的依据。
  • 善用搜索:顶部搜索框输入关键词(如"需要系数""避雷针""A型灯具")可跨讲定位。
💡 复习路径推荐

建筑电气按 1→2→3→4→7→6→8→5 的顺序复习(计算先行:1标称电压、3负荷计算、4线缆开关、7整定;再规范:6消防照明、8防雷;5平面图为补充)。照明两讲放最后,照度计算与第3讲需要系数法思路相通。

1.1什么是电力系统

电力系统:由各种电压的电力线路将发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个电能生产、输送、变电、配电和用电的整体。

电力系统组成示意图
电力系统组成:电源(发电厂)→ 电力网 → 电力用户

1. 电源(发电厂)

发电:将一次能源转化为电能的过程。各类发电方式特点:

类型特点
火力发电初投资少,能耗高、成本大、污染严重
水力发电可再生无污染,电源往往离用电负荷远
风力发电灵活分散可再生,噪声大、对无线通信有干扰
核能发电体积小、运输量小、无灰渣,核泄漏会污染
潮汐/地热/太阳能可再生、无污染;太阳能容量小、发电量不高

2. 变电与配电

  • 变电所功能:接受电能、转换电压和分配电能。由电力变压器、配电装置和二次装置构成。
  • 按性质任务分:升压变电所(与发电机相连)、降压变电所(其余均为降压)。
  • 按地位作用分:枢纽变电所、地区变电所、用户变电所。
  • 配电所:仅接受和分配电能,不变换电压。换流所:交流与直流互相转换。

3. 电力线路 / 4. 电能用户

电力线路完成输送和分配电能的任务。电能用户(电力负荷)按行业分为工业、农业、商业及公共工程、居民生活用户等。

🧠 理解:为什么"先升压后降压"?

电能远距离输送时,电压越高,线路损耗越小(同样功率下电流小,I²R 损耗低)。所以发电厂出口先升压(便于传输),到用户端再逐级降压(便于安全使用)。这也是为什么电力系统中有多个降压变电所——逐级降压并沿途分配电能。

📝 课件填空题(3分)

电力系统由 [填空1][填空2][填空3] 组成。

查看答案
电源(发电厂)、电力网、电力用户。
📝 课件填空题(2分)

电能从发电厂传输过程中,先升压是为了方便 [填空1],后降压是为了方便 [填空2] 电能。

查看答案
传输(输送);使用(分配/消费)。

1.2电力系统的特点

  • 易实现自动化:分配控制简单,可远距离自动控制。
  • 暂态过程非常短
  • 电能不能大量储存,传输速度快,输送距离远;发电—输电—变(配)电—消费几乎同时进行

供电可靠性与电能质量

  • 供电可靠性:供电系统对用户持续供电的能力(供电的连续性)。
  • 电能质量:电压、波形和频率的质量。

主要规范

  • 《民用建筑电气设计标准》GB 51348-2019(简称"民标"),2020年8月1日实施。
  • 《供配电系统设计规范》GB 50052-2009,2010年7月1日实施。
  • 《电能质量 供电电压偏差》GB/T 12325-2008
  • 《电能质量 电力系统频率偏差》GB/T 15945-2008
📌 频率偏差(记忆点)

我国电力系统标准频率为 50Hz。供电频率允许偏差:电网容量≥300万kW 为 ±0.2Hz;<300万kW 为 ±0.5Hz。实际运行多保持在 ±0.1Hz 内。

1.3标称电压及电压选择 ★必考计算

标称电压定义

  • 用电设备的额定电压:电气设备能正常运行且具有最佳经济效果时的电压。规定与同级电网的标称电压相等
  • 系统标称电压:用以标志或识别系统电压的给定值。"标称电压"等同于"额定电压"。
  • 由于线路运行有电压损耗,首末两端电压不同,故取首末两端平均值作为电力网标称电压。
  • 同级电网标称电压 = 同级线路上的标称电压
同级电网与同级线路示意图
同级电网与同级线路:相邻电压等级构成同一级电网

标称电压的计算规则

标称电压的计算围绕发电机、用电设备、电力变压器三类设备展开:

1. 发电机

发电机是电能的"源头",线路首端,要比电网标称电压高 5%(补偿升压变压器一次侧及线路压降)。

U发电机 = U × 1.05

2. 用电设备

用电设备额定电压 = 同级电网标称电压

3. 电力变压器

变压器分一次绕组(接受电能)和二次绕组(发送电能):

情形电压关系说明
一次绕组(与发电机直接相连)=发电机额定电压即同级电网×1.05
一次绕组(不与发电机直接相连,接线路)=同级电网标称电压作为该级线路的用电设备
二次绕组(供电线路长)=同级电网×1.15%补偿变压器满载内阻压降 + 5%补偿线路压降
二次绕组(供电线路短)=同级电网×1.05仅补偿变压器内5%压降
📌 5% 与 10% 的由来

变压器满载时内部约有 5% 电压降(二次绕组额定电压定义为:一次侧加额定电压、二次侧空载时的电压)。所以二次侧要再加 5% 补偿。若二次侧供电线路长,再额外加 5% 补偿线路压降 → 共 10%(×1.1);线路短则只加 5%(×1.05)。

标称电压计算说明图
发电机、用电设备、变压器一/二次绕组电压关系
📝 课件例题(标称电压计算 · 重点)
试确定下图所示供电系统中:发电机,变压器 T1 二次绕组,变压器 T2、T4 的一、二次绕组,供电线路 L2、L3 的标称电压。
供电系统标称电压计算例题图
例题供电系统图(标注:6.3kV / 35/11kV / 110kV)

解题思路:从已知电压等级倒推各级电网标称电压,再按规则确定各设备电压。

图中给出 发电机 6.3kV、T1 标注 35/11kV、线路 110kV

  1. 发电机=6.3kV(已知,为 6kV 电网×1.05)。
  2. T1 一次侧与发电机直接相连 → = 发电机电压 = 6.3kV(对应 6kV 电网)。
  3. T1 二次侧标注 35kV,二次侧接较长线路(送往下一级变电所)→ 二次绕组 = 35kV电网×1.1 ≈ 38.5kV(标注35/11kV中的35指电网标称35kV,二次实际38.5kV)。
  4. 线路 L2 所在电网标称 35kV
  5. T2 一次绕组接35kV线路(不与发电机直接相连)= 35kV
  6. T2 二次侧接较短线路(10kV配电)→ = 10kV×1.05 = 10.5kV(若接长线路则为11kV,图中标注11kV对应长线路情形×1.1)。
  7. 线路 L3 所在电网标称 10kV(或6kV视具体)。
要点:发电机6.3kV;T1二次38.5kV;T2一次35kV、二次10.5/11kV;线路标称电压取电网标称值(35kV、10kV)。关键口诀:发电机+5%,变压器二次线路长+10%/短+5%,一次接线路=电网、接发电机=发电机

电压等级分类(GB/T 2900.50-2008)

分类电压范围
低压≤1000V(配电交流系统)
高压>1kV 且 <330kV
超高压>330kV 且 <1000kV
特高压≥1000kV
💡 建筑电气重点

本课程重点学习 10kV 及以下供配电系统。建筑楼群按规模:大型→35-110kV终端变电所;中型→多个6-10kV变电所;小型→单个6-10kV变电所。

1.4供配电系统设计流程

设计内容(四大块)

  • 变配电所设计:负荷计算及无功补偿、确定主接线、变压器容量台数型式、变电所位置、开关导线电缆选择、短路电流计算、自备电源、二次回路及继电保护、防雷接地、图纸概预算(11项)。
  • 供配电线路设计:建筑物外部(电源、电压、线路)+ 内部(高低压配电系统)。
  • 照明设计:室内和室外照明系统。
  • 防雷接地设计:依雷电情况及防雷等级选择措施。

设计流程

  1. 设计委托书(甲方提供,供电方案为核心):变配电室位置容量线缆敷设、单体配电间消控室空调、与其他专业配合等。
  2. 开始设计:各专业配合,以建筑物结构图为基础。
  3. 审图:提交政府机构,主要查是否违反强条。
  4. 合格施工图:甲方据此招标、做预算。
  5. 施工:与施工单位反复沟通修改,竣工验收后结束。

设计文件四件套

文件作用构成
一、设计说明系统图和平面图的补充,指导施工工程概况、设计范围、设计依据、各系统
二、系统图平面图的补充,与平面图相辅相成照明/消防/动力系统图;含电源电压、总/分路开关、导线规格、敷设方式、回路编号容量
三、平面图与系统图一一对应,指导施工照明/动力/消防/弱电/防雷/接地平面;设备、配电箱、连接导线、回路编号
四、大样图平面图的局部放大详图标高、尺寸线等
系统图示例
系统图构成示例:电源电压、总开关、分路开关、导线规格、回路编号
📝 课件单选题(1分)

由于时间紧张,甲方可以用未经过图纸审查单位的图纸进行施工?

A. 对 B. 错 (另有"一边改一边施工""先施工再改图"干扰项)

查看答案
B. 错。施工图必须经过审图合格后方可用于施工,不得使用未经审查的图纸施工。

2.1图纸基础

图框与图签

不同尺寸图纸其图框不同边间距不同。图纸含图签栏(标题栏)和会签栏

关于比例

  • 电脑上:实物长度 = 图线画出的长度(1:1)。
  • 图纸上:实物长度 = 图线长度 × 比例(如1:50、1:100、1:200)。
  • 不论采用何种比例,图样上的尺寸标注必须为实际尺寸
📝 课件单选题

不论采用何种比例画图,图上的尺寸标注必须为?
A. 建筑物的实际尺寸 B. 建筑物的实际尺寸 / 比例数

查看答案
A。尺寸标注永远是实际尺寸,与比例无关。

图幅分区

为快速定位图上内容,将图纸相互垂直的两边等分。每边分区数目须为偶数,每分区长度 25~75mm,分区线用细实线。竖边用大写拉丁字母、横边用阿拉伯数字;分区代号字母在前数字在后(如 B3)。

常用文字及图形符号

查找符号含义途径:① 图纸的设备材料表;② 09DX001 建筑电气工程设计常用图形和文字符号

配电箱符号及标注

图形/符号名称
AT电源自动切换箱
AP电力配电箱
APE应急电力配电箱
AL照明配电箱
ALE应急照明配电箱
AW电度表箱
📌 配电箱命名规则

楼宇 + 配电箱性质 + 楼层 + 数量。如:总箱 1ALZ、1ALZ1;层箱 1AL1、1ALF1;户箱 1AL1-1、1AL1-2。可灵活配置,注意区分即可。

2.2负荷的分类与分级

强电与弱电

了解负荷分类前,先了解强电弱电设计范围。为什么要对负荷分类?——规范要求及电价不同。

负荷的分类(按性质)

负荷一般分三种类型:照明负荷、动力负荷、消防负荷

类型典型设备
照明负荷住宅住户用电、公建办公照明与插座
动力负荷电梯、中央空调、生活水泵、消防补风机(平时用)
消防负荷消防电梯、稳压泵、正压风机、排烟风机、消防泵
⚠ 易错点

电梯不一定都是动力负荷——消防电梯属消防负荷。消防补风机虽属风机,但在消防时工作,按消防负荷考虑。分类的意义是按规范要求使其自成系统并利于电费计量。

📝 课件多选题(1分)

一般的负荷可以分为:A.照明负荷 B.动力负荷 C.消防负荷 D.用电负荷

查看答案
ABC(照明、动力、消防三类)。
📝 课件单选题

电梯负荷都是动力负荷?A.对 B.错

查看答案
B. 错。消防电梯属消防负荷。
📝 课件单选题

负荷分类的意义就是按规范要求使其自成系统并有利于电费的计量?A.对 B.错

查看答案
A. 对

负荷的分级(三步法)

确定供电方式和负荷等级的步骤:

  1. 第一步:给建筑定性(建筑专业)——工业建筑按防火等级(甲乙丙丁戊),民用建筑按建筑高度。
  2. 第二步:根据建筑特征确定负荷等级——查规范。
  3. 第三步:根据负荷等级确定供电方式
📖 为什么要建筑分类?

建筑电气设计的根本依据。建筑性质决定了防火分区、负荷等级、应急照明设置等所有后续设计。

民用建筑按建筑高度划分

类别住宅公建
一类高层高度 >54m>50m,或 >24m 且有一层面积 >1000㎡
二类高层>27m 且 ≤54m>24m 且 ≤50m(除一类外)
多层≤27m≤24m
📝 课件单选题

民用建筑分为一类、二类高层和多层建筑,其依据是?A.防火分区 B.防火等级 C.建筑高度 D.建筑类型

查看答案
C. 建筑高度
📝 课件单选题

工业建筑分为甲乙丙丁戊,其划分依据是?A.防火分区 B.防火等级 C.建筑高度 D.建筑类型

查看答案
B. 防火等级(火灾危险性类别)。
⚠ 易错

住宅和公建划分一/二类高层的高度界限不同:住宅是54m/27m,公建是50m/24m。不能混用。

负荷分级去哪查?

  • 《民用建筑电气设计标准》GB 51348-2019 附录A——民用建筑各类建筑物主要用电负荷分级。
  • 19DX101-1 建筑电气常用数据
📌 分级补充

① 附录A对大部分建筑常用用电设备都标注了等级;② 三级负荷不标注;③ 以上针对非消防负荷,消防负荷还需参照 GB 55037-2022《建筑防火通用规范》10.1.1/10.1.2(老版 GB 50016-2014 的10.1.1/10.1.2已废止)。

消防负荷等级(一般情况)

  • 一类高层民用建筑中的消防用电 → 都是一级负荷
  • 二类高层中的消防用电 → 二级负荷
  • 非高层建筑消防负荷:厂房/仓库室外消防用水量 >30L/s → 二级;公共建筑室外消防用水量 >25L/s → 二级。
📝 课件单选题

一类高层中的客梯用电是()级负荷?A.一级 B.二级 C.三级 D.特级

查看答案
A. 一级。一类高层中重要负荷(客梯、主要通道照明等)多为一级。

2.3供电方式 ★重点

根据负荷等级确定供电方式(GB 55024-2022《建筑电气与智能化通用规范》GB 50052-2009 第七章、民标)。

按负荷等级

负荷等级供电方式
一级负荷双电源:①引自两个发电厂;②引自两个区域变电站;③引自一个区域变电站+一个自备发电装置
特级负荷在一级基础上更高要求;应急电源切换时间:柴油发电机15s / EPS 0.25s / UPS 毫秒级
二级负荷双回路供电(同一变电站同一变压器母线段引来,或不同变压器母线段但同一高压电网)
三级负荷无特殊要求
一级负荷供电方式-引自两个发电厂
一级负荷供电方式①:引自两个发电厂
一级负荷供电方式-引自两个区域变电站
一级负荷供电方式②:引自两个区域变电站
一级负荷供电方式-引自一个区域变电站+自备发电装置
一级负荷供电方式③:一个区域变电站 + 自备发电装置
📌 应急电源切换时间(记忆)

柴油发动机 15s;EPS(应急电源)0.25s;UPS(不间断电源)毫秒级。切换越快,越适用于对供电连续性要求高的负荷。

配电接线方式(四种)

方式特点适用
放射式某出线故障不影响其他出线,可靠性高;但有金属消耗多、开关设备多设备容量大或供电可靠性要求高的设备
树干式开关少、有色金属少;干线故障影响范围大,可靠性低机械加工/工具/机修车间
链式同树干式;设备≤5台、配电箱≤3台、总容量≤10kW彼此相近、容量小的次要设备
环式可靠性高,任一段故障/检修只短暂停电;损耗小但保护复杂;多"开口"运行——
放射式接线
放射式接线:各出线独立,互不影响
树干式接线
树干式接线:干线一条,分支多处
链式接线
链式接线:设备链式相连(≤5台/≤3箱/≤10kW)
环式接线
环式接线:闭环,开口运行,可靠性高
💡 经验

正常环境建筑内,大部分用电设备容量不大且无特殊要求时,宜采用树干式配电(经济、有成熟运行经验)。

2.4负荷等级示例(57m高层住宅)

示例:57m 高层住宅,地上19层地下3层,一类高层民用建筑。各层负荷等级见下表(节选):

楼层照明负荷动力负荷消防负荷
-3F储藏室照明—3级;主要通道—1级潜水泵—1级通道疏散照明—1级;配电间照明—1级
1F住户照明—3级;楼梯间/连廊—1级潜水泵—1级通道应急照明、楼梯间、配电间/电井—1级
顶层楼梯间照明—1级客梯—1级消防电梯、通道应急照明、楼梯间、电井—1级
🧠 理解

注意区分:住户自家照明是三级(停电影响小),而楼梯间、主要通道、连廊照明是一级(疏散相关)。客梯在一类高层为一级,潜水泵(防涝)为一级。这体现了负荷等级按"中断供电的危害程度"划分。

3.1配电箱设置原则

配电箱(Distribution Box)与配电柜(Distribution Cabinet)区别:配电箱较小,低压(≤400V),用于住宅/小型场所;配电柜更大,1kV以下,用于厂房/数据中心/商场,集成更多功能。

1) 照明配电箱

用于住宅住户用电、公建办公照明与插座。布置原则见 09技术措施 5.2.5。注意电压降——功能不同、使用要求不同尽量采用不同回路,方便检修扩建。

📌 强条规定

《民标》3.3.7 / 《供配电系统设计规范》4.0.6低压系统的配电箱级数不宜多于三级。即不可随意设置任意多级数的配电箱。

2) 动力配电箱

动力负荷:电梯、中央空调、生活水泵。布置原则见 09技术措施 5.2.6

3) 消防配电箱(重点难点)

  • 消防负荷:消防电梯、稳压泵、正压风机、消防补风机等。
  • 必须考虑防火分区(根据建筑面积区分,由建筑专业确定)。
  • 依据:GB 50016-2014(2018版)10.1.7~10.1.9(部分废止)、GB 55037-2022 10.1.6《民标》13.7章
📝 课件单选题

分别出租的不同商铺的照明负荷可以用一个照明配电箱?A.可以 B.不可以

查看答案
B. 不可以。不同商铺应分别计量、自成系统(便于电费计量与产权清晰)。
📝 课件单选题

所有的消防负荷都要在末端进行双电源切换?A.对 B.错

查看答案
B. 错。消防配电箱需双电源末端切换,但不是所有消防负荷都需要单独末端配电箱(如小容量、同一区域可共用)。
📝 课件单选题

消防负荷的布置是否可以不考虑防火分区的问题?A.可以 B.不可以

查看答案
B. 不可以。消防负荷必须按防火分区布置。
📝 课件填空题(3分)

消防末端配电箱应设置在 [填空1][填空2][填空3] 和各防火分区的配电小间内。

查看答案
消防水泵房、消防控制室、消防电梯机房(等火灾时仍需工作的场所)。

3.2单位面积指标法负荷计算 (方案阶段)

应用阶段与目的

  • 应用阶段:一般用于方案阶段
  • 目的:① 估算变压器容量,确定变配电室位置和大小;② 估算回路容量,确定回路分配是否合理。
📌 流程

建筑类型及面积 → 估算容量 Pe → 结合功率因数和负载率 → 确定变压器容量、数量 → 决定高/低压柜数量 → 影响变配电室大小(方案阶段需预留)。

计算公式

Pe = 单位面积功率密度 (W/㎡) × 建筑面积 (㎡)
⚠ 注意

单位面积指标法算出的负荷不需要再乘利用系数(利用系数是另一回事)。负荷密度参考 《工业与民用供配电设计手册(第四版)》(配四手册)1.3章

📝 课件示例(竖向干线估算)
4层是1000㎡的办公楼,4AL-1 是照明配电箱,按每平米50W负荷密度,则 4AL-1 的负荷是多少?4AL-1-1 和 4AL-1-2 又各是多少?

4AL-1 负荷 = 50 W/㎡ × 1000 ㎡ = 50000 W = 50 kW

若 4AL-1-1 和 4AL-1-2 各带一半面积 → 各 25 kW

结论:4AL-1 = 50kW,4AL-1-1 = 4AL-1-2 = 25kW(按面积均分)。

3.3需要系数法负荷计算 ★核心必考

应用阶段与目的

  • 应用阶段:一般用于施工图阶段
  • 目的:① 复核变压器容量及变配电室大小;② 用于开关的整定。
⭐ 地位

需要系数法是非常关键的计算方法,一定要掌握

三个概念

  1. 计算负荷:按发热条件确定导体和电气设备型号的假想不变负荷,用 Pc、Sc、Qc、Ic 表示。当假想负荷持续运行产生的热效应 = 实际变动负荷长期运行的热效应。又称"最大负荷"。
  2. 设备容量 Pe:用电设备的额定功率。分长时/短时连续工作制与反复短时工作制。
  3. 需要系数 Kd:用电设备组在最大负荷时所需有功功率与其设备容量之比。

一个查表(确定 Kd)

需要系数的取值来源(前三基本够用):

  • 09技术措施 表2.7.7 —— 民用公建工程
  • 配四手册 表1.4-1~1.4-5 —— 工业、民用公建
  • 19DX101-1 —— 住宅、公建、工业
  • 07版技术措施·电气节能专篇 表2.2.4-1 —— 住宅
  • 住宅建筑电气设计规范 —— 住宅

两个计算

负荷计算公式

有功:Pc = Kd × Pe
视在功率:Sc = Pc / cosφ
无功:Qc = Pc × tanφ = Sc × sinφ
计算电流:Ic = Sc / (√3 × Ue) (三相380V时 Ue=0.38kV)
📌 Pc 与 Sc 的关系

有功 Pc 与视在功率 Sc 是比例关系(由功率因数 cosφ 联系:Sc = Pc/cosφ)。计算电流由视在功率求得。

同类型 vs 不同类型用电设备

  • 同类型(配电箱、配电干线):直接用上述公式,Kd、cosφ 取该设备组值。
  • 不同类型(变配电室变压器低压侧,含照明+动力+消防多种负荷):各组分别计算后求和,再乘同时系数(考虑各组不会同时达到最大)。

设备容量 Pe 的确定(按工作制)

① 长时/短时连续工作制

设备容量 = 铭牌额定功率。常见:水泵、通风机、压缩机、电热设备、照明、机床。

② 反复短时工作制(断续周期)

需按暂载率(负载持续率)换算。起重设备标准暂载率:15%、25%、40%、60%;电焊设备:40%、50%、65%、75%、100%。

换算到标准暂载率:Pe = PN × √(εN / ε标准)
设备容量确定-断续工作制
断续周期工作制设备容量换算

③ 电光源(最常见长时设备)

镇流器有损耗,需计入。参见 建筑照明设计标准6.2.3 / 民标24.3.3

插座回路设备容量

  • 无明确用途:按 100W/个
  • 有明确用途:按所连设备功率。空调一般单回路供电 2kW/个
  • 一条回路插座数 ≤10 个,插座组 ≤5 组。
  • 办公楼按工位:一个工位9㎡,一个插座 500W

照明回路

  • 单相回路电流 ≤16A,灯具数 ≤25 个;大型建筑电流 ≤25A,灯具 ≤60 个(LED仅满足电流规定)。
  • 注意三相平衡:选最大容量回路确定所有回路容量。

三相平衡/不平衡/单三混合的设备容量

情况Pe 取值
三相平衡(L1=L2=L3)Pe = L1+L2+L3
三相不平衡(如L1=2,L2=1,L3=1)Pe = 最大相 × 3 = 2×3 = 6kW
单三相混合单相负荷折算到三相:单相总和×3(或按最大相×3),再与三相负荷相加
📝 课件示例(单三相混合)

三相负载:AC-GS1、AC-GS2、AP-6B2-PS20、AP-6B2-BFFJ(共 35+25+2.2+3=65.2kW)。

单相负载:两个紫外线消毒器 0.6+0.6=1.2kW。

单相占比:1.2 / (1.2+65.2) ×100% = 1.8%(<15%无需详细折算)。

设备容量 Pe = 所有负载之和。

负荷计算示例

📝 课件示例①:某高校实训车间(不同类型)
380V线路上接有:金属冷加工机床组40台共100kW,通风机5台共7.5kW,电阻炉5台共8kW。用需要系数法确定计算负荷。

分组分别计算(查表得 Kd、cosφ):

① 机床组:Kd≈0.2,cosφ≈0.5 → Pc=0.2×100=20kW,Sc=20/0.5=40kVA,Qc=20×1.73≈34.6kvar

② 通风机:Kd≈0.8,cosφ≈0.8 → Pc=0.8×7.5=6kW,Sc=6/0.8=7.5kVA,Qc=6×0.75=4.5kvar

③ 电阻炉:Kd≈0.7,cosφ≈1.0 → Pc=0.7×8=5.6kW,Sc=5.6kVA,Qc=0

取同时系数 KΣ(如0.9):总Pc=(20+6+5.6)×0.9≈28.4kW,总Qc=(34.6+4.5)×0.9≈35.2kvar

总Sc=√(28.4²+35.2²)≈45.3kVA,总Ic=45.3/(√3×0.38)≈68.9A

要点:不同类型负荷分组计算 → 各组 Pc=Kd·Pe、Sc=Pc/cosφ → 求和乘同时系数 → 合成视在功率 → 求电流。
📝 课件示例②:住宅负荷逐级计算
户箱 Pe=5kW(单相),Kd 取值、功率因数0.9;AW箱 Pe=20kW;1AA1总箱 Pe=120×3kW。计算各级计算电流。

户箱(单相):Pe=5kW,Kd(住宅户内约0.8~1),cosφ=0.9 → Pc=Kd×5,Sc=Pc/0.9,Ic=Sc/(U相)(单相用220V)。

AW箱(三相):Pe=20kW,住宅表箱Kd按户数查表,cosφ=0.9 → Pc=Kd×20,Sc=Pc/0.9,Ic=Sc/(√3×0.38)。

1AA1总进线:Pe=120户×3kW,按总户数查住宅需要系数表(户数越多Kd越小),cosφ=0.9 → Pc=Kd×Pe,Sc=Pc/0.9,Ic=Sc/(√3×0.38)。

要点:住宅 Kd 随户数增多而减小(同时使用率低);单相用220V算电流,三相用380V(√3×0.38)。
📝 课件示例③:公建(办公楼)
风机/水泵/空调负荷功率因数0.8;非住宅照明负荷 Kd=0.7~0.8,功率因数0.9。Kd=0.8 取值原因?

非住宅照明负荷 Kd=0.7~0.8(公建照明同时使用率高),照明功率因数一般取 0.9

动力设备(风机、水泵、空调)功率因数取 0.8

小于3台设备时 Kd 直接取 1(同时使用)。

📝 思考题回顾

① 需要系数法适用什么阶段?② 计算有功功率和视在功率的关系?③ 目的?

查看答案
① 施工图阶段;② 比例关系(Sc=Pc/cosφ);③ 复核变压器容量及变配电室大小、用于开关整定。

3.4竖向干线系统图

什么时候画:设计的开始阶段。它是电气设计的"灵魂",很多时候不用看平面图,看它就能了解整个项目配电系统。

绘制步骤

  1. 画出全部楼层(含地下室及屋顶)。
  2. 根据负荷性质,分出照明、动力、消防三部分(因为不同负荷需自成系统)。
  3. 把各种配电箱放到相应楼层并编号。
  4. 根据估算负荷画出配电干线(此步即确定供电方式)。
  5. 根据负荷类型及等级确定供电方式。
  6. 确定总配电柜数量及每个配电柜引出回路。
竖向干线系统图绘制步骤
竖向干线系统图绘制流程
竖向干线系统图-配电箱布置编号
配电箱按楼层布置并编号

估算负荷(单位面积法)

  • 照明(灯具):本层总面积 × (0.7~0.8) × 功率密度 / 1000
  • 插座:本层总面积 × (0.7~0.8) / 9 × 0.5kW(9㎡一个工位,500W/工位)
  • 空调:本层面积 × (0.7~0.8) × (40~50) / 1000
📌 配电形式依据

民标7.2.1/7.2.2供配电系统设计规范7.0.2/7.0.3/7.0.4、4.0.6

总配电柜数量与回路(经验值)

位置经验
单体建筑配电室配电柜总开关整定 ≤250A;进线电缆 ≤185mm²
变配电室低压柜(开关≤250A)每柜可带 6 个回路
变配电室低压柜(开关>250A)每柜可带 4 个回路

注:单体建筑配电室配电柜可适当放宽要求。

4.1认识线缆

强电系统常见导线(四种)

民用建筑常用:母线、架空线、电缆、低压绝缘导线。

1) 母线

用于变电所中各级电压配电装置的连接。作用:汇集、分配、传送电能。分类:裸母线(空气绝缘)、封闭母线(有绝缘层,可用于电井/车间/大流量/配电柜)。

2) 架空线

用于城市外围郊区,远距离供电。优点:易施工、故障易排除。不宜用于旅游景点、高速公路、腐蚀性气体、水下、雷电多发区。电压越高敷设越高。

3) 电缆

四大优势:环境(美观)、交通(可敷交通枢纽)、防护(防爆防水抗压防腐,缆芯+绝缘层+内护层+外护层)、防雷(外护层接地,可用于高层/超高层电源进线)。

4) 低压绝缘导线

用于用户终端供电、照明。载流量要求高或重要场所改用电缆(实验室、机房、设备室、潮湿腐蚀环境)。

💡 总结口诀

"母主内,架主外,电缆内外兼用"。从变电所往高层引线绝大多数为电缆;每层横向主干还是电缆;从主干往房间引变为低压绝缘导线。民用建筑一般用铜线(载流量是铝的1.3倍、阻燃好、机械强度高、省面积故障率低)。

线缆应用示意图
线缆应用:变电站10kV→变配电室0.4kV→电井母线/电缆→各层→低压绝缘导线
📌 电缆分支工具

T接箱(灵活)、预分支电缆(可靠性高)。

导线型号及规格

① 架空线型号

字母含义
T / L铜 / 铝(材质)
G有钢芯(机械强度大)
J绞线(机械强度加强)

示例:LJ(铝绞线无钢芯)、LGJ(铝钢芯绞线)、LGTJ(铝钢芯加强绞线)、TJ(铜绞线)。抗风能力:TJ<LJ<LGJ<LGTJ 逐渐加强。

② 电缆型号

分三部分:绝缘材料 + 导体材料 + 内护层

类别字母含义
绝缘材料V聚氯乙烯
YJ交联聚乙烯
ZRYJ阻燃交联聚乙烯
NHYJ耐火交联聚乙烯
导体材料L(无L为铜)铝芯 / 铜芯
内护层V聚氯乙烯护套
V20铠装钢带外护层
V22铠装钢带+防氧化外护层

还有:根数×截面积、敷设方式/管径/部位(E明敷/C暗敷)。

常用电缆型号解读
VV = 聚氯乙烯·铜芯·聚氯乙烯护套;YJV = 交联聚乙烯·铜芯·聚氯乙烯护套;VLV = 铝芯对应;WDZYJV = 低烟无卤阻燃交联·铜芯;BTTG = 矿物绝缘不燃性电缆。
⚠ PE 线问题(易错)

高压、低压输电线路电缆无需标注PE线(如 VV22-10KV-3×35)。原因:低压系统接地有 TN/TT/IT 三种形式,一般通过剩余电流保护实现故障防护,户外无等电位联结设备应不设PE线,防故障电压传递。用电线路需要PE线(如 WDZYJV-4×120+1×70)。电缆截面固定规格:4,6,10,16,25,35,50,70,95,120,150,185,240,300 mm²。

③ 低压绝缘导线型号

类别字母含义
类型B / R硬型 / 软型
导体L(无L铜)铝 / 铜
保护层V(无V无护套)聚氯乙烯护套
绝缘V聚氯乙烯
Y聚乙烯
YJ交联聚乙烯
X橡胶

示例:BV(硬型聚氯乙烯,室内常用)、BX(硬型橡胶,村镇/室外架空)、BYJ(硬型交联聚乙烯,防火/载流量优于BV,价格高于BV)。

⭐ 必背:低压绝缘导线常用型号
BV-3×2.5-PVC20 WC,CC → 照明(3根2.5mm²,穿PVC阻燃塑料管管径20,沿墙暗敷WC、沿顶暗敷CC)
BV-3×4-PVC25 WC,FC → 插座(FC沿地面暗敷)

敷设方式符号

敷设方式符号应用场所
穿焊接钢管SC沿地面敷设
穿水煤气管RC建筑进户电缆
穿薄壁钢管JDG/KBG有防火要求(应急照明)
穿阻燃塑料管PC(PVC)沿顶板/墙面(普通照明)
桥架敷设CT电缆较多/电气竖井(地下车库)
直埋敷设DB室外电缆
暗敷墙内WC常用
暗敷顶棚内CC
暗敷地面FC插座

电缆应用场景表

导线型号额定电压名称应用
YJV0.6/1kV铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套普通照明
ZR-YJV0.6/1kV阻燃型一、二级非消防负荷
NH-YJV0.6/1kV耐火型一、二级消防负荷
WDZ(N)-YJY0.6/1kV低烟无卤阻燃(耐火)住宅干线
BTTQ0.5kV轻型矿物绝缘电缆有时用于消防负荷
YJV220.6/1kV钢带铠装室外电缆
🧠 理解:BV 与 BYJ 的区别

BYJ(交联聚乙烯)耐温90℃、BV(聚氯乙烯)耐温70℃。BYJ价格高、防火性能好、毒性低、同截面载流量大。所以重要/防火场所用 BYJ/NH-BV,普通用 BV。

📌 线缆选型阶段

线缆选型用在系统图设计阶段。如何根据计算电流选截面:查 《19DX101-1建筑电气常用数据》第6章

4.2认识开关

1. 开关分类

断路器、隔离开关、负荷开关等。

2. 断路器选型(以施耐德为例)

经过负荷计算得计算电流后,根据计算电流选配电开关和导线截面。低压断路器选择满足三个条件

  1. 额定电压 ≥ 线路额定电压;
  2. 额定电流 > 1.1~2倍计算电流,且 < 导线载流值
  3. 能分断线路处预期短路电流。

动力设备保护开关选用 D型曲线,照明选用 C型曲线

瞬时脱扣动作范围

曲线动作范围用途
B型(3~5)In
C型(5~10)In照明
D型(10~15)In动力(电机启动电流大)
断路器脱扣曲线B/C/D
断路器瞬时脱扣动作范围:B/C/D型曲线

断路器的 P(极数)

极数接线适用
1P1个接线头,只断一根相线控制一相火线
2P2个,一相一零控制一火一零
3P3个都接火线三相380V
4P3火+1零三相四线制
📌 1P+N 与 2P 区别

P=极数,N=零线。2P 有两极热磁保护(宽36mm);1P+N 只有火线热磁保护(宽18mm),N极无热磁保护但与火线同时断开。1P+N 比 2P 经济,可多接支路;2P 更安全(过流过压识别强)但价格高。

常用配置
总开关用 2P;照明回路用 1P 或 1P+N;插座回路用 1P 或 1P+N 漏电保护;大功率16A三孔插座用 2P 漏电保护。1P+1N尺寸同1P(94×74×18mm),每多1P宽增18mm。

单磁型 vs 热磁型断路器

类型保护适用
热磁型(IC65)过载+过电流保护非消防负荷
单磁型(IC60LMA)仅过电流(短路)保护,无过载消防负荷(供电连续性要求高)、医疗IT系统
🧠 为什么消防负荷用单磁型?

消防设备在火灾时必须持续供电,即使过载也不能跳闸断电(否则消防功能失效)。所以取消过载保护(热脱扣),只保留短路保护(磁脱扣),过载由热继电器发信号报警而不切断。这就是"2类配合"的要求。

过电流 vs 过负载跳闸

  • 过电流:电流大(短路电流 > 过载电流);
  • 过负载:跳闸时间长(过负载跳闸时间 > 过电流跳闸时间)。

3. 隔离开关

不带灭弧装置,分闸后建立可靠绝缘间隙,将检修设备与电源明显断开点隔开,保证检修安全。不能带负载合分(因无灭弧装置)。

4. 负荷开关

介于断路器和隔离开关之间,有简单灭弧装置,能切断额定负荷电流和一定过载电流,但不能切断短路电流。用于负载变化不大、短路风险低的电路。

5. 断路器补充

类型用途额定电流
塑料外壳式/框架式系统首端和中端63~800A
微型系统末端<63A

5.1确定总配电柜数量及大小

一、配电柜数量确定

规范依据:《民标》7.2.1/7.2.2。需自动切换装置时,配电室中需两个消防配电柜引自不同电源。

经验值

(1) 单体建筑配电间配电柜:总开关整定值建议 ≤ 250A;进线电缆 ≤ 185mm²(低压电缆最大电流约400A,规格不好选)。

(2) 变配电室低压柜:回路开关 ≤250A → 每柜带 6回路;开关 >250A → 每柜带 4回路(受柜子尺寸和断路器尺寸影响)。

二、配电柜大小确定

1. 配电柜型号

固定式、抽屉式等(详见课件型号介绍图)。

配电柜型号介绍
配电柜型号介绍(固定式/抽屉式等)

2. 各种配电柜优缺点

配电柜优缺点对比
各配电柜优缺点对比

3. 各配电柜大小

常见尺寸:长 800mm × 厚 600mm × 高 2200mm

固定式柜子厚度可减小到 450mm

配电柜尺寸-俯视侧视正视
配电柜尺寸:俯视/侧视/正视(800×600×2200)
📝 思考题回顾

① 总配电柜设置依据?② 固定式和抽屉式常用型号?③ 常用配电柜尺寸都一样吗?

查看答案
①《民标》;② 上述介绍型号;③ 不一样(固定式厚度可减至450mm)。

5.2确定变配电室(总配电室)位置及大小

一、位置的确定

  1. 根据总图中变配电室位置,确定线路大概走向。
  2. 深入负荷中心(减少低压配电半径,降低线损和电压降)。
  3. 不应设置在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方,且不宜与上述场所贴临。
变配电室位置确定
变配电室位置确定依据
变配电室深入负荷中心
变配电室应深入负荷中心

二、大小的确定

依据 《民标》4.7.4 表4.7.4。确定步骤:

  1. 先确定柜子样式(固定式/抽屉式);
  2. 再考虑是否受限及布置方式。
变配电室大小确定-通道宽度表
变配电室屏前后通道最小宽度表(民标4.7.4)
📌 表注要点

① 受限制指建筑平面限制、通道内有柱等局部突出物;② 屏后操作通道指需在屏后操作运行中开关的通道;③ 背靠背布置时屏前通道按双排背对背屏前尺寸定;④ 控制屏/柜/落地动力箱前后通道按本表;⑤ 挂墙式配电箱箱前操作通道 ≥1m。

📝 思考题回顾

① 配电室位置与建筑总图关系?② 与厕所贴临如何解决?③ 面对面与背对背布置配电室大小一样吗?

查看答案
① 需参考总图电缆走向;② 双墙隔开;③ 不一样(背对背所需通道宽度不同)。

5.3确定强弱电井的位置和大小

一、位置的确定

  1. 靠近负荷中心
  2. 不应和电梯井、管道井共用同一竖井。
  3. 邻近不应有烟道、热力管道及其他散热量大或潮湿的设施(考虑散热)。
强弱电井位置确定
强弱电井位置确定依据

二、大小的确定

  1. 满足配电箱布置所必须的尺寸。
  2. 满足配电箱操作和维护尺寸。
💡 施工提示

电井中桥架尽量不要贴着墙(不利于施工),平面图中也是如此。若检修距离不满足规范,可将柜子正面朝向门口方向解决。

📝 思考题回顾

① 电井位置为何不能和烟道贴临?② 检修距离不满足如何解决?

查看答案
① 考虑散热(烟道热、电井也发热,相互不利);② 柜子正面朝向门口方向。

6.1应急照明概念

应急照明的分类(三种)

类型定义示例
疏散照明保证疏散通道被有效辨认和使用疏散走道、楼梯间(设计中必遇)
备用照明保证正常活动继续或暂时继续排烟机房、消防水泵房等重要房间
安全照明确保处于潜在危险中人员安全医院手术室、电梯井道照明
⚠ 三种要明确区分

疏散照明是设计中肯定会遇到的;备用照明用于火灾时仍需工作的房间;安全照明用于潜在危险场所。

疏散照明的构成

三种灯具:应急灯(大眼灯,自带蓄电池)疏散指示灯安全出口标志灯。疏散指示灯需明确疏散门方位选用合适指示方向。

应急照明专业术语(GB 51309-2018)

① 消防应急灯具 A类/B类

类型工作电压安装高度
A类≤36V(低压)距地 ≤8m
B类220V距地 >8m
⭐ 高频考点:A/B型选择

灯具设置距地8m及以下用A类;8m以上用B类。地面设置的标志灯选A类集中型。

② 应急照明配电箱

自身不带电源,可为自带电源的应急灯具供电。分A型/B型。

③ 应急照明集中电源

自身带电源(蓄电池储能),可为集中电源型应急灯具(不带电源)供电。

供电方式选择

  • 灯具由集中电源供电:主电源及蓄电池电源由集中电源供电,有专门回路。
  • 灯具由应急照明配电箱供电:一级分配电后为灯具供电。
  • 非人员密集、规模不大 → 选应急照明配电箱(不可跨防火分区);集中电源可跨防火分区但要分回路,人员密集场所一般选集中电源。

④ 防护等级

隧道、潮湿环境 ≥ IP65;电气竖井内 ≥ IP33

⑤ 应急照明控制器

仅适用于集中控制型系统,设在消防控制室,可用于集中电源或应急照明配电箱系统。集中控制型 vs 非集中控制型区别:是否有应急照明控制器。分区集中电源集中控制系统最常用。

应急照明系统类型选择(19D702-7)

  • 有消控室 → 必须集中控制系统;
  • 有火自报系统但无消控室 → 宜集中控制型;
  • 住宅建筑自带蓄电池灯具可兼日常照明(A类灯)。

供电时间(GB 51309-2018)

仅适用于集中控制型系统(详见规范,消防时持续供电时间要求)。

疏散指示标志灯安装间距

  • 设在墙上,距地 1m以下
  • 方向标志面与疏散方向垂直:最大间隔 20m平行:最大间隔 10m
  • 拐弯处距拐点 < 1m
  • 地面指示灯间距 < 3m

依据 GB 51309-2018 3.2.9

配电回路

  • 防火分区分回路;
  • 防烟楼梯间前室及合用前室灯具由前室所在楼层配电回路供电;
  • 配电室、消控室、消防水泵房、自发电机房等火灾时仍工作区域 → 单独设置回路
  • A型应急照明配电箱可带 8条回路,B型带 12条
  • 公建应急照明配电箱最大可供 8层,住宅超过 18层
  • 集中电源输出回路 ≤ 8路,公建供电范围 ≤8层,住宅 ≤18层。

灯具数量及容量选择

  • 配接灯具数量 ≤ 60只
  • 配接灯具额定功率总和 ≤ 配电回路额定功率的 80%
  • A型灯具配电回路额定电流 ≤ 6A,B型 ≤ 10A
  • 集中电源额定输出功率 ≤ 5kW,电缆竖井中 ≤ 1kW

依据 GB 51309-2018 3.3.5/3.3.6

灯具功率选择表

安装高度(m)功率(W)间距(m)照度(lx)
2.2~2.753≤6~83~5
2.75~4.56≤6~85~10
4.5~810<63~5
>8B型回路电流<10A

一般前室和楼梯间选 3W(照度5lx)6W/10W(照度10lx)

回路带载(线缆选型)

负载功率W最大数线缆最大长m敷设
标志灯A160NH-RVS-2×2.5(2×4)-SC20180(250)穿管
照明灯A330NH-RVS-2×2.5(2×4)-SC20120(180)穿管
照明灯A615NH-RVS-2×2.5(2×4)-SC20120(180)穿管
照明灯B15~3025NH-BYJ-3×2.5-SC150分管

A型集中电源电源线和通信线穿管敷设,B型需分管敷设。详见 19D702-7 P22

📝 思考题回顾

① 应急照明分哪三种?② 疏散照明构成?③ 每个应急灯必须带蓄电池吗?

查看答案
① 疏散、备用、安全;② 三种灯具(应急灯/疏散指示/安全出口);③ 不是,可选集中电源形式。

6.2疏散照明设计

设置场所和部位

住宅建筑

  • 疏散照明:一类/二类高层住宅的封闭楼梯间、防烟楼梯间及前室、消防电梯前室或合用前室、避难走道、避难层。
  • 疏散指示:一类高层住宅建筑设置,二类高层宜设置。

公共建筑

  • 疏散照明:所有公建的封闭/防烟楼梯间及前室、消防电梯前室、避难走道/层;观众厅、展览厅、多功能厅、>200㎡营业厅/餐厅/演播室等人员密集场所;公建内疏散走道。
  • 疏散指示:所有公建都设置;大型公建地面增设辅助疏散指示标志。
公建疏散照明设置场所
公共建筑疏散照明设置场所

工业建筑

  • 疏散照明:厂房、丙类仓库的封闭/防烟楼梯间及前室;人员密集厂房生产场所及疏散走道。
  • 疏散指示:高层厂房(库房)和甲乙丙类多层厂房。

设置距离要求

  • 疏散照明:无具体距离要求,但防火规范规定照度要求,需严格执行。
  • 疏散指示标志:一般间距 ≤ 20m,袋型走道 ≤ 10m,转角处 ≤ 1m,高度距地 1m以下
📌 袋型走道

类似口袋、只有一个出口的走道。袋型走道间距要求更严(10m,比一般20m小),因为疏散方向单一、距离尽头远。

袋型走道示意图
袋型走道:只有一个出口的走道

6.3备用照明设计

设置场所/部位

  1. 消防控制室
  2. 消防水泵房
  3. 自备发电机房
  4. 配电室
  5. 防排烟机房
  6. 发生火灾时仍需正常工作的消防设备房

上述均与消防有关,火灾期间需正常工作。

设置要求

作业面最低照度不应低于正常照明的照度

🧠 如何实现?

单独设置备用照明难达照度且浪费。在正常照明基础上增设蓄电池,变为日常和消防两用照明。注意:蓄电池持续时间需满足要求(180分钟),照明供电变为双电源(从消防配电箱如AA9-1接),线缆采用消防线缆

备用照明-正常照明增设蓄电池
备用照明:正常照明基础上增设蓄电池实现两用
📝 思考题回顾

① 配电室是否需要备用照明?② 备用照度要求?③ 如何达到照度值?

查看答案
① 需要;② 作业面最低照度不低于正常照明照度;③ 配合正常照明设计(增设蓄电池)。

6.4应急照明系统图

应急照明电源两种型式

自带电源、集中电源。

控制型式

  • 集中控制型架构 / 非集中控制型架构
  • 集中电源集中控制 / 集中电源非集中控制
  • 自带电源集中控制 / 自带电源非集中控制
集中控制型系统架构
集中控制型系统架构
集中电源集中控制系统图
集中电源集中控制系统图

双电源互投箱的选择

类型开关额定电流转换时间
CB级断路器保护选择性与上下级配合1~3秒
PC级负荷开关≥回路计算电流的 125%100ms
⭐ CB级 vs PC级

CB级用断路器(有保护功能),PC级用负荷开关(无保护,转换快100ms)。PC级额定电流要≥计算电流125%。

导线选择(应急照明)

型号名称应用
BV铜芯聚氯乙烯绝缘对防火没要求场所
ZR-BV阻燃非消防一、二级负荷
NH-BV耐火消防设备
WDZ-BY低烟无卤阻燃聚乙烯住宅公共部分
WDZ-BYJ低烟无卤阻燃交联聚乙烯住宅公共部分
📝 思考题回顾

① 应急照明电源两种型式?② PC级和CB级双电源切换箱区别?③ 住宅项目应急照明选什么导线?

查看答案
① 自带、集中电源;② CB级用断路器/PC级用负荷开关(PC转换100ms、电流≥125%);③ 根据上表(住宅公共部分用WDZ-BY/WDZ-BYJ,消防设备用NH-BV)。

7.1动力平面图的设计

一、动力设备的分类

1. 风机类

  • 普通风机:位置容量由设备专业定,平面图需确定控制箱位置、线缆路由。潮湿环境控制箱放更衣室等。
  • 消防排烟风机:分单速(仅火灾用)和双速(低速排风平时用、高速排烟火灾用)。
    📌 双速风机

    功率标注如 17/5.5kW(高速17kW排烟/低速5.5kW排风),火灾时联动切换高速。注意 280℃防火阀(常开,火势过大时熔断反馈信号停排风机)。

  • 消防补风机:与排烟风机配合使用(仅排烟会造成负压,需补风)。70℃防火阀(常开,火势大熔断停送风机)。
双速排烟风机
双速排烟风机(17/5.5kW)配280℃防火阀

2. 水泵类

  • 给水泵:单独生活水泵房。注意水泵功率位置由设备专业定,控制柜一般设备自带(预留4RC25 FC给液位检测、通信等)。
  • 消防泵、喷淋泵:设消防泵房+消防水池。AA9双电源配电箱两路进线,四箱一般母线连接,右侧第二个为巡检柜,左侧应增加应急启动柜。消火栓泵需与压力开关、液位联动。
  • 潜污泵:处污水池中,配电箱放污水池上方。液位传感器联动。
    一用一备 vs 三液位

    一用一备:达高液位启动主泵,主泵不工作才启备用泵;控制箱总负荷=一个泵容量。

    三液位控制:多一个警戒水位,高液位启主泵、警戒水位启副泵加快排水;控制箱总负荷=两个泵容量之和。

    潜污泵自带水线,不需设计配电箱到泵的线缆

3. 中央空调室外机

放屋顶。容量大每组一个配电箱,容量小1-3个配电箱。配电箱不能放女儿墙(高约1m),可放电梯机房或屋顶房间外墙,需选防水(IP65)。

4. 电梯

必有电梯机房。设计内容:①机房照明 ②机房插座 ③井道照明 ④井道底坑插座 ⑤轿厢照明及通风 ⑥电梯控制柜 ⑦轴流风机排风。消防电梯还要应急照明。

电梯设计要点

照明一般做两个(突起平台正上方一个、下面平台一个);插座检修用(500W);井道照明机房和底坑做单极双控开关;底坑插座距地0.5m;井道照明顶、底0.5m,中间间隔5m一个;控制柜正对门放置。

二、电缆敷设方式的选择

消防水泵房示例:沿桥架引入AA9后,通过母线连接各配电箱,从配电箱到设备走钢管(热镀锌)敷设。桥架走空中,钢管/塑料管走墙、地面、顶

📝 思考题回顾

① 排烟风机和补风机联系?② 喷淋泵/消火栓泵与消防水池液位关系?③ 动力设备电缆桥架敷设注意?

查看答案
① 联动控制(排烟+补风配合);② 联动控制;③ 桥架和穿钢管配合使用。

7.2动力系统图—开关部分 ★核心

一、断路器级数及脱扣器类型

  • 断路器级数:动力系统多为电机设备,380V,一般采用 3P 开关。
  • 脱扣器类型:动力设备用 D型曲线(10-15倍In,承受电机启动电流)。

二、接触器、热继电器选择整定

1. 接触器分类及作用

接触器用于频繁接通/分断电路。

2. 接触器工作原理

线圈通电产生磁场,静铁芯吸合动铁芯,常闭触点断开、常开触点闭合(联动)。断电时弹簧释放复原。直流接触器原理类似温度开关。

3. 接触器选择——1类和2类配合(针对短路)

配合类型短路时接触器
1类配合可损坏,但不危及操作人员安全、不损坏其他器件
2类配合触点可熔化但应能继续使用,不危及安全、不损坏其他器件
⭐ 必考:何时用2类配合

消防风机、排污泵等消防负荷,或消防负荷没有备用设备时,必须选用2类配合。2类配合所带负荷一般较小。

4. 接触器额定工作电流

  • 普通负荷:接触器额定电流 > 回路计算电流的 1.05倍
  • 消防负荷:①无备用的排烟风机、送风机 → 1.5倍;②有备用的排污泵、喷淋泵、消火栓泵 → 1.05倍

5. 热继电器原理及作用

电流入热元件产生热量,不同膨胀系数双金属片形变,达一定距离推动连杆断开控制电路,使接触器失电、主电路断开,实现电动机过载保护

6. 热继电器选择

  • 同样考虑1类/2类配合。
  • 额定电流按电动机额定电流选择,留调节余地。整定电流可为电动机额定电流的 0.9~1.05倍(普通负荷)。
接触器额定电流选择
接触器额定工作电流选择(1.05/1.5倍)
📝 思考题回顾

① 给水泵系统断路器选C还是D脱扣曲线?② 5.5kW电机如何选接触器和热继电器?③ 1类2类配合区别?

查看答案
① D型(动力用);② 1.05倍(普通负荷);③ 区分消防和普通负荷,消防无备用用2类配合。

7.3动力系统图—线缆部分

一、电缆敷设方式与分类

敷设方式(SC/RC/JDG·KBG/CT/DB)与电缆分类(YJV/ZR-YJV/NH-YJV/WDZ-YJY/BTTQ/YJV22)同第4讲。

二、电缆选择

1. 载流量修正系数——桥架敷设

层数指桥架内电缆敷设层数,尽量做宽不做多层,做一层。修正系数存在因电缆通电发热。

2. 载流量修正系数——环境温度

📝 课件示例
计算电流100A,工作温度90℃,环境温度30℃,桥架敷设。
最终载流量计算 = 100 × 1.09 × 0.7(环境温度修正×桥架修正)

3. 电缆载流量

📝 课件示例(综合修正)
确定用10mm²导线,环境35℃,铜芯,导体载流量71A;桥架1层电缆槽盒系数0.7;环境35℃最高90℃系数1.05。
最终导体载流量 = 71 × 0.7 × 1.05 = 52.235A
要点:查表得导体载流量后,还需乘修正系数才是最终载流量。详见 19DX101-1 6-1之后
电缆载流量修正计算示例
电缆载流量修正计算示例

4. 电缆与开关配合

修正完的电缆载流量应大于断路器整定值。开关作用是保护设备和线缆。

三、电缆穿保护管的选择

根据电缆根数×截面查管径表,分直线、一个弯、两个弯情况。详见 19DX101-1

📝 思考题回顾

① 桥架敷设选载流量按什么?② 断路器整定100A桥架敷设选多大ZR-YJV?③ ZR-YJV-5×16穿SC钢管选多大?

查看答案
① 按修正后计算结果;② 需根据环境温度、敷设方式、修正系数确定;③ 分直线/一弯/两弯查表。

7.4消防系统图—消防风机 ★整定倍数

一、双速排烟风机

主回路(三个接触器+两个热继电器+一个断路器)

  • 三个接触器:QAC1低速回路,QAC2和QAC3高速回路(理解为星-角Y-△连接切换)。
  • 两个热继电器:高速和低速回路电流不同,过载情况不同,分别保护。
  • 一个断路器:电路保护,一个足够。
双速排烟风机主回路
双速排烟风机主回路(3接触器+2热继+1断路器)

消防要求

  1. 平时低速排风,火灾转入高速排烟。
  2. 与防火阀连锁(280℃防火阀)。
  3. 消防控制室能显示启动状态且能直接启动风机。
  4. 风机过载时动作于信号而不是切断回路(2类配合)。

实现:①火灾报警系统信号启动高速;②防火阀常闭触点停风机;③消控室手动控制线直接启动;④热继电器常开触点控制过负荷→声光警报。

开关选择、整定

  • 断路器选用单电磁瞬动型脱扣器(2类配合,仅短路保护,过载由热继电器实现且过载只反馈信号不断开;微断无单磁型需选塑壳式)。
  • 断路器、接触器、热继电器整定电流 = 计算电流的 1.5倍

电缆选择

  • 消防设备应用耐火电缆
  • 双速风机电缆不能按低速/高速分别考虑,按17kW(高速)计算。

二、正压送风机/排烟风机

  • 与防火阀连锁(正压送风机70℃,排烟风机280℃)。
  • 消控室能显示启动状态且能直接启动。
  • 过载动作于信号。
  • 正压风机与排烟风机有连锁要求。

整定:断路器选单电磁瞬动型;断路器、接触器、热继电器整定电流 = 计算电流的1.5倍(2类配合)。电缆用耐火电缆。

📝 思考题回顾

① 5.5/17kW双速排烟风机断路器、接触器、热继电器如何整定?② 三个接触器作用?③ 5.5kW正压送风机如何整定?

查看答案
① 1.5倍;② 低速和高速切换(Y-△);③ 1.5倍。

7.5消防系统图—消防排污泵

主回路(与风机区别)

  • 两个热继电器及接触器(一用一备两泵各自一套)。
  • 断路器设三个(总+两泵各一)。
消防排污泵主回路
消防排污泵主回路(2接触器+2热继+3断路器)

工作原理

  • 泵启停由液位传感器控制,与消防信号无关。
  • 一用一备两液位一用一备三液位两种。
  • 两液位控制:控制箱总负荷 = 一个泵容量。
  • 三液位控制:控制箱总负荷 = 两个泵容量之和。

开关选择、整定

⭐ 整定倍数区分(必考)
  • 两液位一用一备:不需单电磁瞬动型,普通断路器即可;断路器、接触器、熔断器整定 = 计算电流 1.05倍
  • 三液位控制:需单电磁瞬动型;断路器、接触器、熔断器整定 = 计算电流 1.5倍

电缆选择

排污泵自带水线,不需电缆选型,仅标注穿管型号。以NH-YJV为基础结合整定电流选穿管管径。

📝 思考题回顾

① 5.5kW消防排污泵(三液位)整定?② 5.5kW(两液位)整定?③ 电缆如何选?

查看答案
① 1.05倍(注:三液位三液位控制总负荷为两泵之和,按题意三液位单电磁1.5倍,两液位1.05倍——以课件为准:三液位1.5倍、两液位1.05倍);② 1.5倍;③ 不需选型,仅确定穿管形式及管径。

7.6消防系统图—消防泵房

一、消火栓泵

主回路

  • 功率较大,先确定启动方式
  • 不允许软起动(变频启动)(火灾自动报警系统规范明确要求)。尽量直接启动,容量大用星三角启动
消火栓泵主回路
消火栓泵主回路(直接/星三角启动)

消防要求

  1. 高位消防水箱出水管流量开关或报警阀压力开关信号能直接启动消火栓泵。
  2. 消控室能显示启动状态且能直接启动。
  3. 消防信号联动先启动消火栓泵。
  4. 消防水池液位传感器与消火栓泵连锁。

开关选择、整定

  • 断路器选用 D脱扣曲线型(10-15倍In)
  • 不需单电磁瞬动型(一用一备)。
  • 断路器、接触器、热继电器整定电流直接按计算电流值整定(直接启动)。

星三角启动选择见 19DX101-1 P7-2~P7-5

电缆选择

  • 耐火电缆。
  • 星三角启动需注意电缆根数:7根 = 3火 + 3火 + 1PE(穿管需穿两根管)。

二、喷淋泵

与消火栓泵类似:先确定启动方式,不允许软起动。消防要求同消火栓泵(报警阀压力开关直接启动喷淋泵等)。

⭐ 注意

消防泵(消火栓泵、喷淋泵)的主电源断路器应选用单电磁瞬动型脱扣器。整定按计算电流直接整定,断路器选D型曲线。

三、消防巡检

  • 意义:定期检查消防泵是否正常(一般每10天或一周一次)。
  • 特点:①不会对水泵机械冲击(对大中功率泵意义大);②巡检时水泵低速运转,不出水,对管网无危害;③可对电源超压、欠压、缺相做故障诊断;④零启动电流。
  • 选型:以被巡检设备最大功率确定(如喷淋泵55kW、消火栓泵75kW,以75kW确定型号)。
  • 巡检产品电源开关也需选型(易漏掉)。
⚠ 规范注意

《民标》13.7.7:民用建筑不宜设置自动巡检装置。

四、消防泵房配电系统

  • 配电系统型式取决于:①消防泵房平面布置(一个开间可用一个双电源切换柜直接配电;分割不同房间则分别双电源切换);②消火栓泵和喷淋泵功率。
  • 典型:双电源切换箱 + 消火栓泵控制箱 + 喷淋泵控制箱 + 巡检装置箱(满足末端双电源切换)。
配电系统注意问题

① 总开关整定时总负荷 = 消火栓泵+喷淋泵功率之和;② 需要系数取1;③ 泵房内排污泵也按消防负荷考虑(消防泵房中间不能有隔断,是一个开间)。

📝 思考题回顾

① 消火栓泵和喷淋泵是否允许软启动?② 30kW消防泵断路器、接触器、热继电器如何整定?③ 星三角启动喷淋泵到泵的导线根数?

查看答案
① 不允许软起动(变频);② 按计算电流直接整定;③ 7根(3火+3火+1PE)。
⭐⭐ 第7讲整定倍数总表(必背)
设备断路器类型整定倍数配合类型
普通动力(给水泵等)D型曲线1.05倍1类
消防风机(排烟/正压/补风,无备用)单电磁瞬动型1.5倍2类
消防排污泵(三液位)单电磁瞬动型1.5倍2类
消防排污泵(两液位一用一备)普通断路器1.05倍1类
消火栓泵/喷淋泵(一用一备)D型+单电磁(主电源)按计算电流直接整定
接触器(消防无备用)1.5倍2类
接触器(消防有备用/普通)1.05倍1类

8.1低压配电柜系统

一、需要系数 Kd

需要系数在配电柜系统中的意义:确定各级计算负荷,进而选择开关、电缆、变压器。

需要系数在配电柜系统中的意义
需要系数 Kd 在配电柜系统中的意义

二、功率因数

⭐ 注意:电梯功率因数为 0.5

民用建筑功率因数表中,电梯功率因数为 0.5(特别低,是易考点)。其他常见:风机/水泵/空调 0.8,照明 0.9。

三、上下级开关的配合

1. 规范要求

《低压配电设计规范》6.1.2:配电线路上下级保护电器动作特性应具有选择性,各级协调配合;非重要负荷可采用部分选择性或无选择性切断。

2. 意义

过载时尽量不越级跳闸,减少事故影响范围。

3. 实现方法

上级开关整定值 > 下级开关整定值的 1.3倍。简单方式:上级开关比下级开关大两级

📝 课件示例(选择性配合)
QA1整定32A,要让QA2有选择性,QA2应整定多少?
32 × 1.3 = 41.6A,因此整定 50A。比32A大两级的也正好是50A。

5. 选择性弊端

导致电缆规格增大,经济性不好。所以普通负荷可不考虑选择性

📝 课件示例(无选择性更经济)
QA1整定32A,有选择性QA2需50A→电缆16mm²;无选择性QA2可40A→电缆10mm²(更省)。

四、分励脱扣器的设置

1. 规范要求

《火灾自动报警系统设计规范》4.10.1:消防联动控制器应具有切断火灾区域及相关区域非消防电源的功能;需切断正常照明时,宜在自动喷淋/消火栓系统动作前切断。采用分励脱扣自动切断电源

2. 意义

保证救援人员不触电。

3. 切断点位置

最安全在变电所切除(难实施);一般在总配电柜切除(易实施,保证楼内非消防负荷断电)。

4. 火灾时可立即/不应立即切断非消防电源分类

这就是负荷分类、分回路的意义。

五、电缆敷设方式

低压配电系统中:CT桥架最多,RC主要用在电源电缆进户,SC其次,JDG/KBG有防火要求,DB直埋基本不用(一般最大40mm)。

六、电缆选择

分类与载流量修正同第7讲。低压配电柜必须按1层考虑桥架修正系数。

七、总开关的整定

1. 断路器壳架电流

断路器整定电流不能大于壳架电流(壳架电流=断路器最大脱扣器额定电流)。

📝 课件示例
配电柜最终计算电流190A,标注总开关能否写 T1**** Izd=200A?
不能。T1对应壳架电流160A,应选 T3(壳架≥200A)。

2. 短路分断能力

断路器短路分断能力应大于此处短路电流,总开关处按最不利考虑(变压器低压出口处短路电流)。

📝 课件示例
配电柜计算电流139A,变压器630kVA,总开关如何整定?
T1C160 Izd=160A 或 T2N160 Izd=160A(B:16KA,C:25KA,N:36KA 分断能力)。T1=壳架编号,C/N=分断能力,160=壳架电流。

八、电流互感器选择整定

  1. 准确度:决定于测量仪表,一般选 0.5级
  2. 二次电流:5A/1A,1A用于220kV以上。
  3. 一次电流:计算电流 = 2/3 互感器额定电流。
📝 课件示例
计算电流204A,互感器额定电流应选多少?
204 ÷ (2/3) = 306A,选用一次侧 300A 的互感器。

常用电流互感器额定电流:50/5, 75/5, 100/5, 150/5, 200/5, 300/5, 400/5, 500/5。

九、电气火灾监控

《建筑设计防火规范》10.2.7,下列建筑或场所非消防用电负荷宜设电气火灾监控系统:①建筑高度>50m的乙丙类厂房和丙类库房,室外消防用水量>30L/s的厂房仓库;②一类高层民用建筑;③座位>1500的电影院剧场、>3000的体育馆、任意层建筑面积>3000㎡的商店展览建筑、室外消防用水量>25L/s的其他公共建筑。

十、竖向配电系统图完善

竖向配电系统应注明:电源、各级开关、电缆、配电箱编号及位置、回路编号等。这是电气设计的灵魂,直接看它就能了解整个项目配电系统。

完整竖向配电系统图
完整竖向配电系统图(电气设计灵魂)

8.2干线平面图

一、平面图需明确内容

  1. 电源进线位置。
  2. 电源进线保护管数量、规格及敷设方式(路程要短、远离水源)。
  3. 配电室内低压配电柜布置、编号。
  4. 各种配电箱位置、编号及电源回路编号。
  5. 桥架规格及经过此部分桥架的回路编号。

二、桥架走向确定

  • 不宜敷设在腐蚀性气体管道上方及腐蚀性液体管道下方(不满足需防腐隔热)(民规8.10.9)
  • 两组以上桥架同高度平行/上下平行时预留维护检修距离(民规8.10.6)
  • 桥架与各种管道平行/交叉时最小净距符合规定。
  • 桥架不应穿过防火卷帘门(实在躲不开,高度允许时跟建筑结构协商做过梁)。
  • 桥架不应穿过地下室走廊防火门
  • 桥架走向考虑规格,尽量不设计宽度>1m的桥架

三、桥架规格确定步骤

  1. 标注每段桥架经过的回路编号。
  2. 根据低压配电柜系统图整理电缆规格。
  3. 查设备手册找电缆外径。
  4. 所有电缆外径相加,选取稍大的桥架规格。
桥架规格
宽度:150,200,250,300,400,600,800,1000;高度:100,150。

8.3防雷平面图 ★重点

一、防雷分类及措施

雷击次数与建筑物长宽高及所在地有关(CAD可直接计算)。一般遇到的都是二类和三类防雷,一类基本遇不到。人员密集场所可提档。

防雷分类
防雷分类(一/二/三类)

二、接闪器

1. 避雷针

设在建筑物易受雷击部位:女儿墙外侧、屋角、水塔、楼梯屋顶四角、人字屋面脊两端。屋顶最高处及屋角用 φ12热镀锌圆钢、高度 ≤0.3m 的避雷短针。

避雷针设置位置及材料规格
避雷针设置位置及材料规格

2. 避雷带/网

  • 位置:屋檐、女儿墙外侧和屋脊。
  • 材料规格:明敷网格钢筋 ≥Φ10;暗敷 ≥Φ12(尽量不用,雷可能打掉混凝土致高空抛物,且避免雷打女儿墙)。
  • 材料必须是热镀锌圆钢
避雷带网设置
避雷带/网设置位置与材料规格

3. 金属屋面

除一类外,金属屋面宜用作接闪器。板间连接持久电气贯通;板下无可燃物时热镀锌板厚≥0.5mm,有易燃物时≥4mm;无绝缘被覆层(薄油漆/1mm沥青/0.5mm聚氯乙烯不算绝缘)。

三、引下线

  • 可用建筑物柱内钢筋(须在设计说明中表明)。
  • 引下线间距、连接方式见规范。
引下线类型
引下线类型(含柱内钢筋作引下线)

四、均压环

  • 作用:减少引下线之间电势差,防止人遭受雷电流伤害。
  • 设置原则:多雷地区,第一二三类防雷建筑 30m以下每三层一个,30m以上每两层一个,每层金属门窗与均压环可靠连接。公共建筑从首层起每两层一个
  • 材料:优先用结构外圈梁内两条水平钢筋构成闭合电气通路;无外圈梁时用两条≥Φ12镀锌圆钢或一条40×4热镀锌扁钢沿外墙敷设一圈。
均压环作用与设置
均压环:减少引下线电势差,防止雷电流伤人

五、浪涌保护器(SPD)选择

SPD用于限制雷电过电压和操作过电压。选型见规范及图集。

浪涌保护器SPD选择
浪涌保护器(SPD)选择

8.4接地及总等电位连接平面图 ★重点

一、接地的意义

1. 接地概念

将电力系统或电气装置某些导电部分,经接地线连接至"地"。

2. 接地分类

大类细分说明
功能性接地工作接地系统运行需要,如电力系统中性点接地
信号电路接地电子设备基准电位等电位点
保护性接地保护接地外露导电部分绝缘损坏可能带电,防危害
雷电防护接地向大地泄放雷电流
防静电接地将静电导入大地

二、接地装置

1. 自然接地极

  • 优先采用建筑物钢筋混凝土基础内钢筋作为接地极,不满足时补设人工接地极。
  • 利用自然接地极时,采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。
  • 利用基础内不少于两条主钢筋作水平接地装置,与防雷引下线钢筋通长焊接
  • 基础内无钢筋时,敷设 40×4镀锌扁钢作接地装置。
自然接地极
自然接地极:基础内钢筋作接地极

2. 建筑物需做接地的部位

详见规范图。

3. 人工接地极

  • 水平敷设用圆钢、扁钢,垂直用角钢、钢管。埋深 ≥0.7m
  • 人工垂直接地装置长度约 2.5m,间距约 5.0m,数量以满足接地电阻为止。
  • 水平接地用 ≥ 30×3热镀锌扁钢;垂直接地用 50×50×3热镀锌角钢Φ50热镀锌圆钢管
人工接地极
人工接地极:水平扁钢+垂直角钢/钢管

4. 接地电阻

不同防雷类别对接地电阻有要求(详见规范)。

三、等电位的意义

1. 作用

降低建筑内间接接触电压和不同金属物体电位差;避免建筑物外经电气线路和金属管道引入的故障电压危害;减少保护电器动作不可靠带来的危险;改善电磁兼容性。

2. 等电位分类

  • 总等电位联结:建筑物电气装置外露导电部分与装置外导电部分电位基本相等。
  • 局部等电位联结:局部场所范围内将各可导电部分连通。
  • 辅助等电位联结:导电部分间用导体直接连通,使电位相等或接近。

四、总等电位

1. 连接部位

  • 进线配电箱的 PE 母排
  • 金属管道(热力、消防管等干管)
  • 建筑物金属结构
  • 建筑物接地装置

2. 等电位联结线截面

见规范表。

总等电位联结
总等电位联结部位

五、局部等电位

1. 连接部位

PE母排、金属管道干管、建筑物金属结构、接地装置。

2. 设置场所

  • 带淋浴的卫生间
  • 游泳池
  • 医院手术室
  • 弱电机房
局部等电位
局部等电位(卫生间/泳池/手术室/弱电机房)

六、辅助等电位

1. 连接部位

同上。

2. 设置场所

强、弱电电井。

⭐ 第8讲核心记忆
  • 防雷三类:一二三类,常见二三类,人员密集可提档。
  • 接闪器:避雷针φ12/≤0.3m;避雷带明敷≥Φ10、暗敷≥Φ12,热镀锌圆钢。
  • 均压环:30m下每三层、30m上每两层(公建首层起每两层)。
  • 接地:优先基础钢筋(≥2根主筋通长焊接);人工垂直接地长2.5m、间距5m、埋深≥0.7m。
  • 等电位:总等电位(进线PE母排+金属管道+金属结构+接地装置);局部(卫生间/泳池/手术室/弱电机房);辅助(强弱电井)。
  • 电梯功率因数=0.5;上下级开关上级≥下级1.3倍(或大两级)。

1.1电气照明概述

一、光的基本度量单位

符号单位定义
光通量Φ流明 lm单位时间内使人产生光感的光辐射能量,衡量光源发光能力
发光强度(光强)I坎德拉 cd光源向空间某方向辐射的能流密度。均匀辐射时 I=Φ/Ω(Ω立体角,sr)
照度E勒克斯 lx受照物体单位面积接收的光通量,E=Φ/A。国家衡量照明质量的重要指标
亮度L尼特 nt发光物体表面单位面积内发光强度
🧠 四个量的关系

光通量Φ是"源头总量";光强I是"方向性密度"(单位立体角的Φ);照度E是"被照面密度"(单位面积的Φ);亮度L是"发光面强度"。前两个描述光源,后两个描述受照/发光表面。照度是设计核心指标。

二、照明质量

1. 照度标准

设计照度值与照度标准值相比可有 -10%~+10% 偏差。

2. 照度均匀度

给定区域最低照度与平均照度之比。公建工作房间和工业建筑作业区域一般照明照度均匀度 ≥0.7,作业面邻近周围 ≥0.5;通道和非作业区域不宜低于作业区域的 1/3。

3. 眩光限制

眩光分直射眩光(发光体直接引起)和反射眩光(反射面形成)。GB 50034-2024 4.3.2防眩光措施:①灯具安装在不易形成眩光区域;②低光泽度装饰材料;③限制灯具出光口发光亮度;④墙面平均照度≥50lx,顶棚≥30lx。

4. 光源颜色

相关色温表示色表。长期工作或停留房间,显色指数 Ra ≥80;安装高度>8m的工业场所Ra可低于80但须能辨别安全色。

5. 反射比

长时间工作房间表面反射比按规定选取。

三、照明方式

方式定义
一般照明照亮整个场所的均匀照明
局部照明为照亮某个局部设置的照明
混合照明一般照明+局部照明
重点照明提高区域/目标照度,比周围突出

四、照明种类

按用途:正常照明、应急照明(疏散/安全/备用)、值班照明、警卫照明、障碍照明。

  • 应急照明:因正常照明电源失效而启用。疏散照明保证疏散通道辨认使用;安全照明确保潜在危险人员安全(圆盘锯作业等);备用照明确保正常活动继续或暂时继续。
  • 值班照明:非工作时间值班用(大面积场所、商场、场馆、剧场),通常用正常照明可单独控制的一部分。
  • 警卫照明:警戒用(工厂区、库区)。
  • 障碍照明:可能危及航行安全的建筑物上标识照明,闪光红色灯(机场航道附近高耸建筑、烟囱、水塔;江河两侧障碍物)。

1.2电光源的选择

一、常用电光源类型及特性

按发光原理分两大类:热辐射光源(白炽灯、卤钨灯)和气体放电光源(荧光灯、氙灯、钠灯等)。

(一)热辐射光源

  • 白炽灯:钨丝通电加热白炽发光。结构简单、价格便宜、显色好、启燃迅速;但表面温度亮度高、发光效率低、寿命短、耐震差。
  • 卤钨灯:白炽灯内充少量卤素(碘、溴),利用"卤钨循环"使蒸发钨重新附着灯丝,提高光效延长寿命。安装须水平(倾斜≤4°),不允许人工冷却,管壁可达600℃不可近易燃物。显色好,用于需高照度场所。

(二)气体放电光源

  • 荧光灯:光效高、寿命长,但附件多,不适宜频繁启动。紧凑型荧光灯光色好、光效高、能耗低、寿命长,可取代白炽灯。
  • 高压汞灯:光效高、寿命长,但显色差、启燃和再启燃时间长,现较少用。
  • 高压钠灯:光效比汞灯还高、寿命更长、紫外线少、透雾性好,可用于路灯。显色差,启/再启动时间长,对电压波动敏感。用于高大厂房、体育场馆、道路、广场。
  • 金属卤化物灯:在高压汞灯基础上改善光色,光色好、光效高、受电压影响小,较理想光源。用于商场、大型广场、体育场。
  • 氙灯:充氙气高功率(可达100kW)气体放电,光色接近日光、显色好。用于需正确辨色场所及大面积场所(广场、车站、码头、机场、大型车间)。室内用需装隔紫外线滤光玻璃。

(三)新型光源 LED灯

LED(发光二极管)特点:①寿命长(可达10万小时);②光效高(理论200lm/W);③功率小节能;④发热低环保安全;⑤体积小重量轻;⑥启动快捷(适用应急照明);⑦坚固防震防碰撞;⑧可配置任意形状灯具;⑨色彩丰富纯真。

二、常用电光源技术特性对比表

📌 关键数据(记忆)
光源功率W光效lm/W寿命hRa色温K启动cosφ
白炽灯15~100010~15100097~992400~2920瞬时1.0
卤钨灯500~200020~251000~150095~993000~3200瞬时1.0
荧光灯6~12540~901500~500075~903000~65001~3s0.33~0.52
高压汞灯50~100030~502500~600030~504400~55004~8min0.44~0.67
高压钠灯35~100070~10012000~2400020~252000~30004~8min0.44
金属卤化物灯125~350060~90500~300065~904500~70004~8min0.4~0.6
氙灯1500~10000020~40100095~975700~6700瞬时0.4~0.9

热辐射光源无频闪、cosφ=1;气体放电光源多有频闪、cosφ<1、需镇流器。

三、电光源选择原则与要求

(1)选择原则

  1. 产品符合现行国家和行业标准;
  2. 发光效率高;
  3. 显色性满足使用要求;
  4. 使用寿命长;
  5. 技术经济综合性能优、性价比高。

(2)选择要求(GB 50034-2024)

  • 灯具安装高度较低的房间宜用 LED、细管径直管三基色荧光灯(办公室、教室、会议室、诊室及轻工纺织电子仪表生产场所)。
  • 安装高度较高的场所宜用 LED、金属卤化物灯、高压钠灯或大功率细管径直管荧光灯(锻工、炼铁车间、材料库、成品库)。
  • 重点照明宜用 LED、小功率陶瓷金属卤化物灯。
  • 室外照明宜用 LED、金属卤化物灯、高压钠灯。
  • 不应采用普通照明白炽灯(对电磁干扰有严格要求且其他光源无法满足的特殊场所除外)。
  • 应急照明应选用快速点亮的光源(荧光灯、LED),疏散标志灯可采用LED,高强度气体放电灯达不到要求。
  • 显色性要求高场所用 Ra>80 LED灯、三基色稀土荧光灯;要求低可用低显色高光效长寿命光源。

1.3灯具的选择与布置

一、灯具的类型

1. 按配光特性分类(CIE法)

类型上半球%下半球%特点
直接型0~10100~90光线集中,工作面充分照度
半直接型10~4090~60工作面集中,环境适当照度,眩光比直接型小
均匀漫射型40~6060~40各方向光通量基本一致,无眩光
半间接型60~9040~10反射光作用,光线均匀柔和
间接型90~10010~0扩散好、柔和均匀、避免眩光,光利用率低

传统分类法按配光曲线分5种:正弦分布型、广照型、漫射型、配照型、深照型。

2. 按结构特点分类

  • 开启型:光源与外界空间相通(配照灯、广照灯、深照灯)。
  • 闭合型:灯罩包合但内外空气流通(圆球灯、双罩型/万能型灯、吸顶灯)。
  • 密闭型:灯罩密封内外空气不对流(防潮灯、防水防尘灯)。
  • 增安型(防爆型):高强度灯罩密封,能承受压力,用于有爆炸危险介质场所。
  • 隔爆型:灯座法兰与灯罩法兰间有隔爆间隙,内部爆炸高温气体经间隙冷却不致引起外部爆炸。

3. 按安装方式分类

吊灯、吸顶灯、壁灯、嵌入式灯、地灯、庭院灯、路灯、广场灯。

二、灯具的选择

(1)选择原则

  1. 符合国家标准;
  2. 控制眩光好,符合场所要求;
  3. 灯具效率高(灯具发出总光通量与灯具内所有光源总光通量之比);
  4. 配光合理,与房间高度尺寸适应;
  5. 防护等级符合环境条件;
  6. 经济性良好(初建投资+长期运行费用);
  7. 外形美观,与建筑环境协调。

(2)选择要求

  • 满足眩光限制和配光条件下选效率/效能高的灯具。
  • 特别潮湿场所→相应防护措施灯具。
  • 腐蚀性气体或蒸汽→防腐蚀灯具。
  • 高温场所→散热好、耐高温灯具。
  • 多尘埃场所→防护等级不低于 IP5X
  • 震动摆动大场所→防震防脱落措施。
  • 室外场所→防护等级不低于 IP54
  • 爆炸火灾危险场所→符合相关标准。
  • 洁净度要求场所→不易积尘易擦拭洁净灯具。
  • 需防紫外线→隔紫外线灯具或无紫外线光源。

三、灯具的布置

布置分两种:均匀布置(有规律对称排列,照度分布均匀,如正方形/矩形/菱形,室内一般照明常用)和选择布置(随工作面安排改变,加强局部照度防阴影)。

最有利距高比表

灯具类型多行布置 L/h单行布置 L/h
深照型、漫射型1.6~1.81.5~1.8
配照型、广照型1.8~2.51.8~2.0
防爆灯、吸顶灯、圆球型2.3~3.21.9~2.5
荧光灯1.4~1.51.2~1.4

实际距高比必须小于《照明设计手册》规定的最大允许距高比。

灯具与墙的间距

  • 一般:灯具与墙间距 = 1/2 灯与灯间距。
  • 靠墙有工作面:灯与墙间距 = 1/3~1/4 灯间距。
线光源布灯

线光带与窗子平行,光线从侧面投工作桌,灯管长度方向与工作桌长度方向垂直(减少幕光反射)。

房间内光带最少排数 N = 房间宽度/最大允许间距;线光源纵向灯具个数 N1 = (房间长度-1)/光源长度。

照明和灯具平面连线

  • 注意分区控制,公共区域照明按特定功能分回路设置。
  • 民规10.6.8
📝 课件示例(回路灯具数校验)
一个房间装了36W双管荧光灯14盏,可否做成一条回路?
电流 = 36×2×14×1.1(镇流器损耗系数)/ 220 = 5.04A < 16A,所以酌情可接受做成一条回路。
注意:技术措施5.2.5,但此方案存在审图不通过风险,不建议正式设计采用。

走线问题(复习口诀)

⭐ 走线口诀(必背)

供电处拉过来的是零线火线PE线;开关进火线出控制线;火线拉到开关为止;火线只与开关有关与灯无关;控制线根数=开关个数;控制线从开关开始到自己控制的灯为止;有灯就有零线和PE线,零线和PE线与开关没关系。

灯具分类:0类、1类、2类(建筑照明设计标准条文说明3.3.3)。

照明走线示意图
照明走线示意图(火线/控制线/零线/PE线)

1.4照度计算 ★必考计算

一、平均照度

工作面光通量 = 灯具直射光通量 + 室内墙面地面顶棚多次反射光通量。该值除以工作面面积即平均照度 Eav。

二、利用系数法求平均照度

1. 特点及应用范围

用于计算灯具均匀布置房间/场所的平均照度。计入直射光通量和经室内各表面反射后照射到工作面的光通量。应用条件:灯具企业能提供利用系数表(按灯具效率配光特性测出,按不同室形指数及顶棚墙壁地面反射比列出)。计算准确、使用简单,应用广泛。

2. 利用系数 U

利用系数 = 室内灯具投射到工作面的有效光通量(直射+反射)÷ 灯具中光源发出的总光通量。它与灯具发光效率、配光特性、悬挂高度、房间各表面反射系数等有关。

U = 有效光通量 Φ有效 / 总光通量 N·Φ

利用系数按房间表面反射比、室空间比查利用系数表(插值法)确定。

室空间比 RCR / 室形指数 RI

室空间比 RCR = 5 × h × (L + W) / (L × W)
室形指数 RI = (L × W) / (h × (L + W)) = 5 / RCR

其中 h = 房间内灯具距离工作面的高度(m);L、W = 房间长和宽(m)。

3. 计算公式

平均照度 Eav = (N × Φ × U × K) / A

其中:N = 灯具数量;Φ = 每盏灯具光源总光通量(lm);U = 利用系数;K = 减光系数(维护系数);A = 房间面积(㎡)。

计算步骤

  1. 填写原始数据:光源光通量Φ、光源数量N、房间尺寸L和W、灯具安装高度、各表面反射比;
  2. 计算室空间比 RCR 或室形指数 RI;
  3. 查表确定减光系数 K(维护系数);
  4. 插值法查表确定利用系数 U;
  5. 按公式计算平均照度 Eav。
利用系数法计算步骤
利用系数法平均照度计算
📝 利用系数法计算示例(典型)
某办公室长 L=12m、宽 W=6m,工作面高 0.75m,灯具安装高度距工作面 h=2.5m,选用某型LED灯具每盏光通量 Φ=3000lm,共 N=8 盏,顶棚/墙面/地面反射比 0.7/0.5/0.2,减光系数 K=0.8。求平均照度。

步骤1:面积 A = 12×6 = 72 ㎡。

步骤2:室空间比 RCR = 5×2.5×(12+6)/(12×6) = 5×2.5×18/72 = 225/72 ≈ 3.125

(或室形指数 RI = 72/(2.5×18) = 72/45 = 1.6,RCR=5/1.6≈3.125,一致)。

步骤3:减光系数 K = 0.8。

步骤4:按反射比 0.7/0.5/0.2 和 RCR≈3.1 查该灯具利用系数表,插值得 U(假设查得 U≈0.55)。

步骤5:Eav = (N×Φ×U×K)/A = (8×3000×0.55×0.8)/72 = 10560/72 ≈ 146.7 lx

结论:平均照度约147lx。若标准要求300lx则灯具数不足,需增加;公式也可反求 N = Eav·A/(Φ·U·K)。
💡 公式变形用法

已知目标照度求灯数:N = Eav × A / (Φ × U × K)。考试常考正算(求Eav)和反算(求N),关键是会查表插值求U、会算RCR。

三、单位功率法

利用系数法的简化版本,通过预先编制的计算表格简化设计。单位功率 Po = 房间每平方米应装光源功率(W/㎡)。

PΣ = Po × A ; PΣ = N × PL

PΣ=房间安装光源总功率(W);A=总面积(㎡);N=灯总盏数;PL=每盏灯功率(W);Po=单位功率(W/㎡)。

依据 建筑节能与可再生能源利用通用规范3.3.7

1.5照明系统图的组成

照明负荷

①住宅建筑住户用电;②公建办公室照明、插座。

配电箱类型

  • 紧凑型配电箱(PZ30/GOLF):住宅套内或走廊墙上暗装,微型断路器构成,进线63A以下三相MCB,出线三相或单相MCB/RCCB,嵌墙暗装底距地≥1.5m。
  • 明装配电箱:楼层总配电箱,下级为紧凑配电箱,设电井内明装,总开关大电流塑壳MCCB,出线MCCB或MCB(中等电流三相居多),进线电缆出线导线到下级现场暗装箱,型号XM。
  • 柜式配电箱:落地,总进线用。

电箱型号无太多意义,主要看开关。《住宅建筑电气设计规范》8.4.1

电压——单相/三相进线

  • 住宅:户配电箱(3.3.3/3.3.4)、电能表箱(3.3.6/6.2.7)、垂直干线进线(多层宜三相、高层应三相)、单元进线(6.2.6/6.2.7)。
  • 公建:末端用电设备单相/三相,其他无明确要求,一般末端配电箱及上级采用三相进线。

断路器选择

  • 入户配电箱照明→1P;插座(除壁挂分体空调)→1P+N带漏电保护(漏电30mA)。
  • 入户配电箱进线→2P,自恢复式过欠压保护(住宅建筑电气设计规范6.3.2)。
  • 三相线路除可用4P场所外,都选3P或3P+N。
  • 断路器选择性:一般负荷上级比下级大一级;消防负荷上级比下级大两级。

低压配电线路保护(民标7.6.1)

  • 装设短路保护、过负荷保护、过电压及欠电压保护、电弧故障保护。
  • 上下级保护电器动作宜具选择性,各级协调配合;非重要负荷可无选择性切断。
  • 电动机、电梯等用电设备配电线路保护尚应符合 GB 50055。

短路保护电器分断能力不应小于安装处预期短路电流(民标7.6.2)。

导线、保护管、敷设方式

同建筑电气第4讲:BV-3×2.5-PVC20 WC,CC(照明)、BV-3×4-PVC25 WC,FC(插座)必背。导线载流量×0.7>断路器整定电流,穿桥架注意修正系数。

照明配电箱系统图开关和导线选择步骤

  1. 算计算电流;
  2. 选断路器;
  3. 选导线(低压绝缘还是电缆,ZR/NH/WDZ/WDZN);
  4. 选导线根数、敷设方式;
  5. 查《建筑电气常用数据》P46;
  6. 选保护管类型(CT考虑修正系数),查P69选穿管。

依据 低压配电设计规范6.3.3

低压配电级数(民标7.1.4)

  • 配电变压器二次侧至用电设备低压配电级数不宜超过三级(级数多给开关选择性整定带来困难)。
  • 各级低压配电箱宜预留备用回路(向一二级负荷供电的备用回路约为总回路数25%)。

住宅同相供电(6.2.3)

三相电源供电住宅,套内每层或每间房单相用电设备、插座宜采用同相电源供电。保障用电安全,居民可同时触摸到的用电设备范围内应同相供电。2.4m以上照明电源不受相序限制,但一个房间内电源插座不允许出现两个相序。

2.1应急照明分类

应急照明三种类型(民标10.2.4)

类型定义示例
疏散照明确保疏散通道被有效辨认和使用疏散走道、楼梯间
备用照明确保正常活动继续或暂时继续排烟机房、消防水泵房
安全照明确保处于潜在危险中人员安全医院手术室、电梯井道照明
📌 民标3.8.1

避难间(层)及配电室、消防控制室、消防水泵房、自备发电机房等发生火灾时仍需工作、值守的区域应同时设置备用照明、疏散照明和疏散指示标志

应急照明灯具类型

  • 应急灯(大眼灯,自带蓄电池)
  • 疏散指示灯
  • 安全出口标志灯
  • 楼层标志灯
  • 疏散出口标志灯
应急照明灯具类型
应急照明各类灯具
应急灯具实物图
应急灯具实物图组

2.2疏散照明设置场所

公共建筑

  1. 公共建筑的疏散楼梯间、防烟楼梯间前室、疏散通道、消防电梯间及其前室合用前室。
  2. 高层公共建筑中的观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、宴会厅、会议厅、候车(机)厅、营业厅、办公大厅和避难层(间)等场所。
  3. 建筑面积超过 1500㎡ 的展厅、营业厅及歌舞娱乐、放映游艺厅等场所。
  4. 人员密集且面积超过 300㎡ 的地下建筑和面积超过 200㎡ 的演播厅等。
  5. 高层居住建筑疏散楼梯间、长度超过 20m 的内走道、消防电梯间及其前室、合用前室。
  6. 对1~5款场所,除疏散走道照明外,还应在各安全出口和疏散走道设置安全出口标志和疏散走道指示标志;但二类高层居住建筑疏散楼梯间可不设疏散指示标志。

住宅建筑

  • 疏散照明:一类高层住宅建筑、二类高层住宅建筑的封闭楼梯间、防烟楼梯间及前室、消防电梯前室或合用前室、避难走道、避难层。
  • 疏散指示:一类高层住宅建筑设置,二类高层住宅建筑宜设置。

公共建筑(补充)

  • 疏散照明:所有公建的封闭/防烟楼梯间及前室、消防电梯前室或合用前室、避难走道、避难层;观众厅、展览厅、多功能厅和建筑面积>200㎡的营业厅、餐厅、演播室等人员密集场所;公建内疏散走道。
  • 疏散指示:所有公建都设置;大型公建地面应增设辅助疏散指示标志。

2.3疏散照明平面布置

1. 灯具类型的选择

⭐ A型/B型灯具选择(GB 51309-2018 2.0.3 / 高频考点)

层高8m以下 → 选用A型灯具(主电源和蓄电池额定工作电压均≤DC36V)。

层高8m以上 → 选用B型灯具(AC220V)。

设置在距地8m及以下的灯具电压等级及供电方式:①应选A型灯具;②地面上设置的标志灯应选集中电源A型灯具;③未设消防控制室的住宅建筑,疏散走道、楼梯间等可选自带电源B型灯具。

A型消防应急灯具:主电源和蓄电池电源额定工作电压均不大于 DC36V。

2. 应急灯布置

  • 查找不同场所照度要求 GB 51309-2018 3.2.5
  • 进行点照度计算。
  • 查厂家样本。
  • 具体灯具布置参考图集。

3. 出口标志灯布置

依据 GB 51309-2018 3.2.7/3.2.8,图集P39。

4. 方向标志灯布置

依据 GB 51309-2018 3.2.9民标13.2.3,图集走廊P33、楼梯间P34。

⭐ 照明第2讲与建筑电气第6讲对照(联动复习)
  • 应急照明三分类:疏散/备用/安全——两讲一致。
  • A型/B型:距地8m为界,≤8m用A型(≤36V),>8m用B型(220V)。
  • 疏散指示间距:一般≤20m、袋型走道≤10m、转角≤1m、墙上距地1m以下、地面≤3m。
  • 供电系统:有消控室必集中控制;集中电源可跨防火分区(分回路),应急照明配电箱不可跨防火分区。
  • 回路:A型配电箱带8回路、B型带12回路;公建≤8层、住宅≤18层。
  • 双电源切换:CB级(断路器,1~3s)/PC级(负荷开关,100ms,电流≥125%)。
  • 导线:消防设备用NH-BV耐火,住宅公共部分用WDZ-BY/WDZ-BYJ低烟无卤阻燃。