建筑电气自动化文献综述

成绩：

西安建筑科技大学华清学院

毕业设计 (论文)文献综述

院 （系）： 机械电子工程系 专业班级： 自动化1003

毕 业 设 计论 文 方 向： 建筑电气

综述题目： 建筑电气综合叙述 学生姓名： 学 号： 指导教师：

2014 年 3 月 19日

毕业设计（论文）文献综述

建筑电气综合叙述

摘要：本文以建筑电气为设计背景，学习了解建筑电气设计规范及相关专业知识，查阅有关建筑电气设计；主要包括照明设计，供配电系统设计，建筑动力配电系统设计，电话通信系统设计，建筑有线电视系统设计，火灾自动报警及联动系统设计, 民用建筑的防雷接地设计。对现有设计中的问题以及电气设计方案进行了介绍。并结合实际情况，提出了电气设计中的一些实际做法。 关键词：供配电系统设计；电气照明系统设计；动力控制系统设计；建筑智通信系统设计；建筑有线电视系统设计；安全与消防系统设计；

1. 前言

建筑电气技术的发展，是随着建筑技术的发展，电气科技的发展而同步的。尤其是随着信息技术的发展，如计算机技术、控制技术、数字技术、显示技术、网络技术以及现代通信技术的发展，使建筑电气技术实现了飞跃性的发展。自从改革开放以来，与国际上进行广泛的技术交流，国际上许多先进的新产品、新技术不断进入中国建筑市场，使建筑电气行业迈出了新的一步。

随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、有线电视等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。

2. 建筑电气的概况与基本构成 2.1建筑电气概况

建筑电气是以电器设备及电气技术为手段来创造和改善人们居住和工作环境，它是包含电、光、声、冷暖等的跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。

随着我国城镇建设大发展，住宅建筑多样化、高层化、集群（小区）化是必然趋势。因此，完整的住宅电气设计是指由用户开始到小区建筑群结束所涉及的相关电气设计。需要强调的是，现代住宅电气设计，无论设计思想、技术、产品选择等诸方面，与传统大相径庭。

建筑电气作为一个专业，从无到有，由简单而复杂，发展到如今已经囊括了兼之

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强电和弱电在内的多个系统，并且随着以IT业为龙头的科学技术的发展，及其在建筑业的应用，综合弱电项目的智能电气更是突飞猛进。特别是近年来绿色建筑、智能建筑的兴起，使得现代计算机技术、现代控制技术、网络技术和现代通信技术在建筑电气领域取得了广泛的应用，使得建筑更加节能、环保，安全。在工程实践中，伴随着不断暴露的问题和解决问题的过程，建筑电气必将日趋成熟和发展健全；在避免二次投资造成浪费的同时，走向专业化、正规化和规范化。

2.2建筑电气的基本构成

建筑电气的任务是实现建筑物的功能，满足使用者的需求。建筑电气设施的水平，标志着建筑物现代化的程度。

从电能的输入、分配、输送和使用上大可划分为供配电系统、动力系统、照明系统、建筑智能系统。

根据输出的电压和电流的大小，可以划分为强电系统和弱电系统。 照明与动力系统(强电系统)包括照明、供配电、防雷、接地等。

通讯与自动控制系统(弱电系统)包括电话、广播、电视系统、火灾报警、消防自控、机电设备自控等。

3. 建筑电气系统的种类

3.1供配电系统

3.1.1 供配电系统的概述

建筑供配电系统就是解决建筑物所需电能的供应和分配的系统，是电力统的组成部分。随着现代化建筑的出现，建筑的供电不再是一台变压器供几幢建筑物，而是一幢建筑物往往用一台乃至十几台变压器供电；供电变压器容量也增加了；另外，在同一幢建筑物中常有一、二、三级负荷同时存在，这就增加了供电系统的复杂性。但供电系统的基本组成却基本一样。通常对大型建筑或建筑小区，电源进线电压多采用10kV，电能先经过高压配电所，再由高压配电所将电能配送给各终端变电所。经配电变压器将10kV高压降为一般用电设备所需的电压 注（220/380V），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备使用。也有些小型建筑，因用电量较小，仍可采用低压

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进线，此时只需设置一个低压配电室，甚至只需设置一台配电箱即可。

3.1.2供电要求

根据《民用建筑电气规范》

（1）一级负荷的供电“应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏”。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电，可以采用两路高压供电，但当供电不能满足要求时，应设自备发电机，故可以采用一路高压电源加一路备用电源---应急柴油发电机组供电，当一级负荷容量较大时，应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供电，除了必须采用两路高压外，还必须设置应急电源（应急柴油发电机），并且该电源中严禁接入其他负荷。

（2）二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”，即当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源（柴油发电机组），但当负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6KV及以上专用架空线供电。

（3）三级负荷对供电无特殊要求。

此外，根据《建筑设计防火规范》以及《高层民用建筑设计防火规范》对消防用电设备进行负荷等级划分，对于二类高层建筑的消防用电按二级负荷要求供电并且消防用电设备应采用专用的供电回路。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志。

3.1.3供配电系统的原则

供电系统的一般原则是：供电可靠，操作方便、运行安全灵活，经济合理，具有发展的可能性。

(1) 供电可靠性

供电可靠性是指供电系统不间断供电的可靠程度。应根据负荷等级来保证其不同的可靠性。在设计时，不考虑双重事故。

(2) 操作方便，运行安全灵活

供电系统的接线应保证在正常运行和发生事故时操作和检修方便、运行维护安全

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可靠。为此，应简化接线，减少供电层次和操作程序。

(3) 经济合理

接线方式在满足生产要求和保证供电质量的前提下应力求简单，以减少投资和运行费用，并应提高供电安全性。

(4) 具有发展的可能性

接线方式应保证便于将来发展，同时能适应分期建设的需要。

3.1.4供配电系统接线方式

(1) 供电系统按系统接线布置方式可分为放射式、干线式、环形及两端电源供电式等接线系统；

(2) 按运行方式可分为开式和闭式接线系统；

(3) 按对负荷供电可靠性的要求可分为无备用和有备用接线系统。在有备用接线系统中，其中一回线路发生故障时，其余线路能保证全部供电的成为完全备用系统；如果只能保证对重要用户的供电，则成为不完全备用系统。备用系统的投入方式可分为手动投入、自动投入和经常投入等几种。

对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电；对配电间的配电宜采用下列方式之一

（1）工作电源采用分区放射式，备用电源也采用分区放射式。 （2）工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。 （3）工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。

3.2 电气照明系统

3.2.1照明设计的基本原则

电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观。环境条件对照明设施有很大影响。要使照明设计与环境空间相协调，就要正确选择照明方式、光源种类、

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灯泡功率、照明器数量、形式与光色、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥积极的作用。 3.2.2 照明光源选择

照明光源选择一般原则： （1）发光效率高；

（2）显色性好，即显色指数高； （3）使用寿命长；

（4）启点可靠、方便、快捷； （5）性能价格比高。 3.2.3 照明灯具选择

灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。

在各类灯具中，荧光灯主要用于室内照明，汞灯和钠灯用于室外照明，也可将二者装在一起作混光照明，这样做光效高、耗电少、光色逼真、协调、视觉舒适。

灯具选择一般原则

（1）使用安全：防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险； （2）提高能效：选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应，以及光通维持率高的灯具；

（3）合理考虑功能性（良好的照明效果）、装饰性（美观、协调）、经济性（性价比高）和能源效益的结合；

（4）限制眩光。 3.2.4 照度和照明方式选择

依据《建筑照明设计规范》选择照度是照明设计的重要问题，照度太低会损害视力，不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三

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种方式，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。

另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达70%－80%，同样能起到节电的作用。

3.3动力控制系统

3.3.1 动力系统的概念

在供暖、通风、排水、热水供应、电梯运输等系统中，维持工作的机械设备，如各类空调机组、风机、给水泵、排水泵、电梯等，全部是靠电动机拖动运行的。这些将电能转换为机械能，为整个建筑提供舒适方便的生活条件的各种系统统称为建筑动力系统。建筑动力系统实质上就是向电动机配电，以及对电动机进行控制的系统。 3.3.2动力系统分类

给水系统、排水系统、采暖系统、通风系统、空调系统、电梯系统、扶梯系统、消防等系统。

3.4 电话通信系统

3.4.1系统概述

建筑电话通信线路进线应考虑与外界通信网络的接口，并结合当地经济、文化等因素留有发展余地，进线数量可按初装容量的130%~160%考虑

在采用结构化综合布线时，要认真研究纳入本布线系统的弱电设施给用户所能带来的综合效益，努力做到技术先进、经济合理、可靠实用。 3.4.2设计标准

1.一级为理想目标

应满足用户多媒体及计算机数据通讯的需求，进而逐步实现住宅智能化必要时可采用结构化综合布线系统，以适应公用电话交换网系统、计算机网络系统和其他智能网络系统的发展要求。居室内可采用RJ45标准信息插座。

2.二级为普及目标

运用公用电话交换网结合数据通讯网构成信息通信体系，以满足大部分用户多媒体及计算机数据通信的需求。居室内宜采用RJ45标准信息插座。

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3.三级为基本目标

设置足够的电话出线盒及外线线对，运用公用电话交换网满足用户近期的基本需要。居室内采用RJ11标准信息插座或RJ45插座。 3.4.3系统组成

1.配线设备 用户配线架或交接箱。在有用户交换机的建筑物内一般设置配线架于电话站内；在无用户交换机的较大型建筑物内，一般在首层或地下一层电话进户电缆引入点设电缆交接间，内置交接箱。

2.分线设备 自配线设备由多路隐蔽的垂直电缆，向楼层配线区馈送配线电缆，在楼层设分线箱，并与横向暗管线系统相连通。

3.配线电缆 大楼配线属于市话线路网的组成部分，是对室外工公网的延伸，其配线应尽量采用暗敷设方式。

4.用户线及用户终端机 由横向暗管线系统向话机出线盒敷设用户线，以接通用户终端机（电话机、传真机等）。 3.4.4电缆配线方式

1.单独式 各个楼层的配线电缆采用分别独立的直接配线。 2.复接式 各个楼层的配线电缆采用部分或全部复接。 3.递减式 各个楼层的配线电缆采用上升电缆逐层递减。

4.交接式 各个楼层的配线电缆采用将整个建筑物分成几个交接配线区域，分别经有关交接箱与总交接箱连接。

3.5有线电视系统

3.5.1系统概述

有线电视系统设施的设计应与当地有线电视网的现有水平及发展规划相互协调一致，符合有线电视网联网的要求。

系统应能满足用户终期容量的需求。有特殊要求的住宅楼可与当地有线电视台协商设计。

住宅楼设置卫星电视接收系统时，必须遵守国家卫星电视的有关规定，在合法前提下设计、施工及使用。 3.5.2设计标准

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1.一级为理想目标

系统应采用双向交互式、带宽为550MHZ及以上的邻频传输系统，以满足用户交互式多媒体服务的需求。

2.二级为普及目标

系统宜采用带宽为550MHZ的邻频传输系统，经济较为发达的地区可采用双向交互式系统，以基本满足用户多媒体服务的需求。

3.三级为基本目标

系统宜采用带宽为450MHZ或当地有线电视网近期规划的上限频率的邻频传输系统，以满足用户的基本需求。 3.5.3 系统组成

1.前端设备 2.垂直干线 3.分配网络 4.横向管线 5.用户终端

3.6火灾自动报警及联动系统

3.6.1系统概述

火灾自动报警及联动控制系统简称火警系统，就是利用探测器中的敏感元件

自动监测区域内火灾发生时的烟雾、温度或火焰等信号，并将其转变为电信号，通过导线传输到火灾报警控制器报警、显示、记录、并联动控制消防给水、防排烟、事故照明及自动灭火设备，实现监测、报警和控制灭火的自动化。 3.6.2总线制火警系统的特点

1.采用或经与故障自动交替巡回检测技术。

2.采用地址编码技术。

3.具有多种抗干扰及误报转化措施。 4.功率消耗低，传输距离远。

5.系统容量可以设计很大（系统可达5万个地址点） 3.6.3建筑物的防火等级分类

1.高层建筑

10层及10层以上的住宅建筑；建筑高度超过24m的其他民用建筑；与高层建筑

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直接相连且高度不超过24m的裙房。

2.低层建筑

建筑高度不超过24m的单层及多层有关公共建筑；单层主体建筑高度超过24m的体育馆、会堂、剧院等有关公共建筑。

高层与低层建筑又分别分为一类和二类。 3.6.4建筑物的保护等级

1.超高层（建筑高度超过100m)建筑为特级保护对象，应采用保护方式。 2.高层中的一类建筑为一级保护对象，应采用总体保护方式。

3.高层中的二类建筑和低层中的一类建筑为二级保护对象，应采用区与保护方式；重要的亦可采用总体保护方式。

4.低层中的二类建筑为三级保护对象，应采用场所保护方式；重要的亦可采用区域保护方式。

3.7民用建筑的防雷接地

3.7.1 雷击的种类 : 1.直接雷击 2.感应雷击 3.高电位侵入 3.7.2 防雷分类

1.第一类

（1）具有特别重要用途的建筑物。 （2）国家级重点文物保护的建筑物。 （3）高度超过100m的建筑物。 2.第二类

（1）重要的或人员密集的大型建筑物。 （2）省级重点文物保护的建筑物和构筑物。

（3）19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑物。 （4）省级及以上大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物。 3.第三类

（1）建筑群中最高或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物。

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（2）历史上雷害事故严重地区或雷害事故较多地区的较重要的建筑物。 （3）当年计算累计属于大于或等于0.5次/a时或通过调查确认需要防雷的建筑物。

3.7.3 防雷装置：1.接闪器 2.引下线 3.接地体

4.总结

通过三周相关资料的搜集和整理工作，我对本次设计题目的要求和内容有了更加深入的理解和领会。在此期间，我获得了一些在本科学习阶段并未接触过的新知识、新方法。同时，其也为我的日常学习增添了许多新的想法及感悟。

本次文献综述是在自动化教研室李兆强老师的悉心指导下完成的，文章完成的全过程倾注了大量的心血和汗水。建筑电气所涉及的内容繁多，在本文中主要介绍了也只是我所能掌握的一部分，我深知我的不足，在以后及将来的工作中，我会努力地学习专业知识，提高自己的专业技能。

故需参考上文所介绍的相关知识，并在此基础上不断改进提高，直至完成最终的答辩。

在此期间，李老师及自动化教研室的各位教师们为我作了大量的辅导和答疑工作，帮我解决了文献综述资料整理过程中中的一个个难题，使的资料整理工作顺利完成，在此，谨向他们致意深深的谢意!

同时，在本次设计及论文的写作过程中，同学们也为我提供了力所能及的帮助，并创造了浓厚的学习氛围，在此也一并向他们表示感谢！

再次感谢诸位老师悉心的指导和同学们的热心帮助。此次文献综述的整理是我初次整理，在整理及论述过程中难免有错误和不妥之处，敬请各位老师和同学批评指正。

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