工学建筑电气工程基础知识

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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（ mm 2 ）； 　　　　 e—— 敷设方式； 　　　　 f—— 线路的敷设部位。 　　例如： WP1-BV(3×50 ＋ 1×35)CT CE 　　则表示： 1 号动力线路，导线型号为铜芯塑料绝缘线， 3 根 50mm 2 、 1 根 35mm 2 ，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 2.5mm 2 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 。 Skip 表 2.1 线路敷设方式的文字符号 表 2.2 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) 。 　 　 (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 。 （ 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。 　 　 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 YG 2-2 的双管荧光灯，采用链吊式安装方式，高度为 2.5m 。 Skip 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 正常照明（工作照明） 在正常情况下，要求能顺利地完成工作、保证交通安全和能看清周围的物体而设置的照明。 　　 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 － High Intensity Dischange) 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/cm 2 ( 即 3 × 10 4 W/m 2 ) ，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 9 4 、主电极 5 、放电管 6 、金属支架 7 、消气剂 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 9 2.2.3 照明基本线路 一只开关控制一盏灯 两只双控开关控制一盏灯 荧光灯工作线路 分为照明光照设计和照明电气设计两部分。 2.2.4 建筑电气照明设计的主要内容 一、光照设计的内容 　 照度的选择 　 光源的选用 　 灯具的选择和布置　 　 照明计算 　 眩光评价 　 方案确定 　 照明控制策略和方式及其控制系统组成 　　 以文本、图样形式形成照明方案 二、照明电气设计的主要内容 　 正确选择供电电压和配电方式，确保照明设备对电能质量的要求，以保证照明质量和照明设备的使用寿命。　 　进行负荷计算，以正确选择导线的型号、截面及控制与保护电器的规格型号。 　 选择合理的保护方法，确保照明装置和人身的电气安全。 　 尽量减少电气部分的投资和年运行费。 　 　　 (1) 首先看图纸目录 　　 (2) 阅读施工图说明 　　 (3) 电气总平面图 　　 (4) 系统图 　　 (5) 分层平面图 　　 (6) 了解标准图集（ 标准图是指具有通用的特性图的合编 ） 识图步骤 2.2.5 读图实例 　　 以一栋三单元，六层砖混结构，现浇混凝土楼板为例，说明照明工程图的识读过程。见 图 2.6 ～图 2.11 。 　　为便于理解图 2.7 中的接线关系，以从客厅到卧室的支线为例画出了接线原理图。 见图 2.12 。 　　 图 2.13 画出了接线原理图和平面图，不得在管线中间进行导线接头，而只能在接线盒或灯头盒及开关盒内进行。 Skip 图 2.6 配电系统图 图 2.7 一层照明平面图 图 2.8 地下室照明平面图 图 2.9 一层插座平面图 图 2.10 用户配电箱接线方案图 图 2.11 七表箱接线方案图 图 2.12 　照明灯具接线根数关系 图 2.13 两地控制同一照明灯具接线关系 　　建筑物的防雷装置一般由 接闪器、引下线、接地装置 三个基本部分组成。 一 . 接闪器 　　接闪器又称受雷装置，是接受雷电流的金属导体，其型式有 避雷针、避雷带、避雷网 三类。 1) 避雷针 　　避雷针通常设在被保护的建筑物顶端的突出部位。有时也采用钢筋混凝土或钢架构成独立式避雷针。 2.3 防雷接地工程 2.3.1 防雷装置 2) 避雷带 　　避雷带是一种接闪器，水平敷设在建筑物顶部突出部位，如屋脊、屋檐、女儿墙、山墙等位置，对建筑物易受雷击部位进行保护。 　　避雷带一般采用镀锌圆钢或扁钢制成，其尺寸不小于下列数值： 　　圆钢直径为 8mm ，扁钢截面积为 50mm 2 ，扁钢厚度为 4mm 。 　　避雷带进行安装时，每隔 1m 用支架固定在墙上或现浇在混凝土的支座上。 3) 避雷网 　　这是金属导体做成网式的一种接闪器。网格不应大于 8 ～ 10m ，使用的材料与避雷带相似，采用截面积不小于 50mm 2 的圆钢和扁钢，交叉点必须进行焊接。避雷网宜采用暗装，其距屋面层的厚度一般不大于 20mm 。 　　通常最好采用明装避雷带与暗装避雷网相结合的方法，以减少接闪时在屋面层上击出的小洞。避雷网又可以看成是可靠性更高的多行交错的避雷带，既是接闪器，又是防感应雷害的装置。 二 . 引下线 　　 引下线 是连接接闪器和接地装置的金属导线，它可以把接闪器上的雷电流引到接地装置上去。引下线可以用圆钢和扁钢制作，截面积不小于 48mm 2 。 三 ．接地装置 作用：把雷电流迅速疏散到大地土壤中去，是接地体（又称接地极）与接地线的总和。 （ 1 ）接地线与接地极 　 连接引下线和接地极的导体称为 接地线 。 接地体和接地线统称为 接地装置 。接地线又称为水平接地体，而接地体则常称为垂直接地体（棒）。 （ 2 ） 基础接地 设在建筑物钢筋混凝土桩基和地下层建筑物的混凝土基础内的钢筋作为接地体时，称为基础接地体，利用基础接地体的接地方式称为基础接地（国外称为 UFFER 接地）。 基础接地体分为：自然基础接地体和人工基础接地体。 　　 对建筑物的要求，要用建筑防雷平面图来表示。建筑防雷平面图是在屋面平面图的基础上绘制的。 　　如 图 2.14 , 图 2.15 , 所示。 　　建筑防雷平面图用图例符号表示出避雷针、避雷带、引下线和接地装置的安装位置，并说明接闪器、引下线及接地装置的选用材料及尺寸，以及对接地装置施工要求、接地电阻的要求等。 2.3.2 防雷工程平面图 图 2.14 建筑防雷平面图 防雷接地平面图读图示例 图 2.15 为一住宅楼的屋顶防雷平面图。 设计说明： 　　 1) 本建筑防雷按三类防雷建筑物考虑，用 φ10 镀锌圆钢在屋顶周边设置避雷网，每隔 1m 设置一处支持卡子，做法见 98D10—9 。 　 　 2) 利用构造柱内主筋作为防雷引下线，共分八处分别引下，要求作为引下线的构造柱主筋自下而上通长焊接，上面与避雷网，下面与基础钢筋网连接，施工中注意与土建密切配合。 　 　 3) 在建筑物四角设接地测试点板，做法见电施 10 ，接地电阻小于 10Ω ，若不满足应另设人工接地体，做法见 98D13—35 。 　　 4) 所有突出屋面的金属管道及构件均应与避雷网可靠连接。 　　 图 2.15 屋顶防雷平面图 2.3.2 接地平面图 　　 图 2.16 为总等电位连接平面图，由于整个连接体都与作为接地体的基础钢筋网相连，可以满足重复接地的要求，故没有另外再做重复接地。大部分做法采用标准图集，图中给出了标准图集的名称和页数。 图 2.16 干线及总等电位接地平面图 2.4 建筑电气控制电路读图示例 (1) 点动与长动控制 　　 图 2.17 中 KM 为一接触器，接触器实质是一个电磁开关，当接触器线圈得电时，在电磁铁作用下，动合触点闭合，动断触点打开。 　　在 图 2.18 中与 SB 并联了一个 KM 辅助动合触点，当 KM 得电后 SB2 （启动按钮）由于辅助触点的闭合而失去了作用，称该辅助触点为 自锁触点 。 2.4.1 电动机控制 (2) 正反转控制 　　电动机的转动方向取决于通入三相绕组中电流的相序，所以只要对调接到电动机上三根相线的任意两根线的位置就可改变电动机的转向。 　　 图 2.19 中， SB2 为正转启动按钮，注意到在 KM1 （正转接触器）的控制回路中串入了 KM2 的辅助触点，这样做的目的是为了防止 KM1 、 KM2 同时得电而发生短路事故。这两个触点具有相互制约的作用，称为 互锁触点 。 图 2.17 图 2.18 图 2.19 2.4.2 单台水泵直接启动控制线路 　　 图 2.20 为一单台水泵直接启动液位控制装置，它除了可以进行低水位（补水 B 型）自动启动水泵外，还可以实现高水位（排水 P 型）自动启动水泵进行排水。此外，还可以进行声音高低水位的报警。 　　液位测试信号可以根据所选传感器的类型及现场具体情况进行线路的敷设。 图 2.20 水泵液位自动控制原理图 8.4.3 电接点压力表控制线路 ( 略 ) 　　 生产过程中常需要将压力控制在一定范围内，采用电接点压力表来实现非常方便，当压力小于 0.12MPa 时，继电器 K1 动作，电动机启动，而当压力大于 0.4MPa 时，水泵停止，实现压力的自动控制，该控制装置也可用于水泵的水位控制，由水位与压力的关系可知： 　　可知实现了对压力 p 的控制也就实现了对液位 h 的控制。 Skip 　　 图 2.21 是电动机主接线图，如果电动机带动的位水泵，就可以实现上述的水泵液位控制。 　　 图 2.22 为控制接线原理图，从图中可以看出，除了可实现自动控制外还可以实现手动控制和故障指示。 　　在施工过程中，往往需要根据施工图纸的要求进行设备的订货，并根据设备的外形尺寸、安装要求进行设备的就位及线路的敷设，以及接地和等电位联接。  图 2.21 电动机主接线图 图 2.22 控制接线原理 弱电系统设计的主要内容 : 电话通信系统、（ 共用天线 ）电视系统、火灾自动报警及联动控制系统、保安系统、广播音响系统及楼宇自动化、闭路电视等 . 弱电系统要做到功能齐全、技术先进、设计合理 . 2.5 建筑弱电 工程 2.5.1 火灾自动报警系统 　　火灾自动报警系统由火灾探测器、区域报警控制器、集中报警控制器、电源、导线等组成 . 　　 火灾报警与自动灭火系统的功能是： 自动捕捉火灾监测区域内火灾发生时的烟雾或热气，从而能够发出声光报警，并有联动其它设备的输出接点，能够控制自动灭火系统、事故广播、事故照明、消防给水和排烟系统。 　　 ① 自动报警、人工消防 　　属于低规模、低标准的消防系统，仅设置火灾探测器，当火灾发生时，报警器发出信号通知人们根据报警情况采取相应消防措施。 　　 ② 自动报警、自动消防 　　这种系统除了上述功能外，还能在火灾报警控制器的作用下，自动联动有关灭火设备，在发生火灾处自动喷洒灭火介质、进行消防灭火。 系统分类 　　应按建筑物的使用性质，火灾危险性划分防火类别及保护等级。根据建筑物保护等级不同而选用不同的火灾报警与自动灭火系统。 　　 1 . 火灾报警的基本原理 　　 图 2.23 所示 的火灾报警与自动灭火系统包括火灾自动检测和自动灭火控制两个子系统。 　　控制器是火灾报警系统的心脏，是分析、判断、记录和显示火灾的部件。 　　为了防止探测器失灵，或火警线路发生故障，现场人员发现火灾也可以通过安装在现场的手动报警按钮和火灾报警电话直接向控制器发出报警信号。 图 2.24 为火灾自动报警系统图。 一 . 火灾自动报警系统 2. 自动灭火系统的基本原理 　　自动灭火系统是在火灾报警器控制下，自动执行灭火的系统。 　　当建筑物内某一被监视现场着火，火灾探测器便把现场实际检测到的信息以电信号或开关信号形式立即传送到控制器，控制器将此信号与预定的整定值进行比较后，若确认着火，则输出两路信号：一路指令声光、显示和打印等装置动作，发出音响报警及显示火灾现场地址，记录报警时间。另一路则指令现场的执行器，开启喷洒泵或其它灭火装置动作进行灭火。 图 2.23 控制中心报警系统框图 图 2.24 火灾自动报警系统图 二 . 火灾自动报警系统 组成 　 1. 火灾探测器 在火灾初起阶段，一般会产生烟雾、高温、火光及可燃性气体。利用各种不同敏感元件探测到上述四种火灾参数，并转变成电信号的传感器称为 火灾探测器 。 (1) 感烟探测器 　　 ① 离子感烟型 　　离子感烟探测器由放射源 Am241 （镅）、内电离室、外电离室及电子电路组成。 　　 ② 光电感烟型 光电感烟探测器为利用烟雾粒子对光线产生散射和遮挡原理制成的感烟探测器。 (2) 感温探测器 　　在发生火灾时，对空气温度参数响应的火灾探测器称为感温探测器。按其动作原理可分为： 定温式、差温式和差定温 式三种。 ① 定温式 　　按感温元件的不同有机械式和电子式。当环境温度达到或超过规定值时，探测器发出报警信号。 　　 ② 差温式 　　当火灾发生时，室内局部温度将以超过常温数倍的异常速率升高，差温式探测器是以环境温度升高的速率为参数而动作的。 　　 ③ 差定温式 　　在差温探测器的基础上附加一个定温元件，即成为复合式的差定温火灾探测器，它兼有定温和差温两者的特性，探测空间的温度急剧变化时依靠差温元件动作，而温度缓慢变化时依靠定温元件动作。 (3) 感光火灾探测器 　　又称为 火焰探测器 。与感烟、感温等火灾探测器比较，感光探测器的主要优点是：响应速度快，其敏感元件在接收到火焰辐射光后的几毫秒，甚至几个微秒内就发出信号，特别适用于突然起火无烟的易燃易爆场所；它不受环境气流的影响，是唯一能在户外使用的火灾探测器；另外，它还有性能稳定、可靠、探测方位准确等优点，成为目前火灾探测的重要设备和发展方向。 (4) 可燃气体火灾探测器 　　可燃气体火灾探测器是一种能对空气中可燃气体浓度进行检测并发出报警信号的火灾探测器。 　　在火灾事例中，常有因可燃性气体、粉尘及纤维过量而引起爆炸起火的。因此对一些可能产生可燃性气体或蒸气爆炸的场所，应设置可燃性气体探测器，以便对其监测。当浓度达到危险值时立即发出报警，提醒人们及早采取安全措施。可燃气体探测器有催化型及半导体型两种。 2. 火灾报警控制器 　　 火灾报警控制器是建筑消防系统的核心部分。它可以独立构成自动监测报警系统，也可以与灭火装置、联锁减灾装置构成完整的火灾自动监控消防系统。 　　当安装在监控现场的火灾探测器检测到火灾信号时，向火灾报警器发送经报警控制器判断确认，如果是火灾，则立即发出火灾声、光报警信号。与此同时，也控制现场的声、光报警装置发出报警。经过适当的延时，还能启动灭火设备，启动联锁减灾设备。 　　 2.5.2 共用天线电视系统 　　 电缆电视系统早期被称为共用天线电视系统，其英文缩写为 CATV 。共用天线电视系统是向建筑内各用户集中提供本地的电视节目和闭路电视节目（自制）以及连通卫星通讯的系统。它允许多台用户电视机共用一组室外天线来接收电视台发射的电视信号，经过信号处理后通过电缆将信号分配给各个用户系统。 　　无论是共用天线电视系统、有线电视系统还是闭路电视系统都是利用电缆进行传送信号的。仅在传输的频道数量上、传送方式上、系统的规模功能上存在一定的差别。 　　任何一个电缆电视系统无论多么复杂，均可认为是由 前端、干线传输、用户分配网络 三个部分组成。如下图所示，分别简述如下。 一 . 系统的组成 电缆电视系统组成框图 (1) 前端部分 　　前端是由 天线、天线放大器、混合器和宽带放大器 组成。 　　它的功用是把收到的各种电视信号，经过处理后送入分配网络。而分配网络的作用是使用成串的分支器或成串的串接单元，将信号均匀分给各用户接收机。 (2) 干线传输部分 　　组成该部分的 主要器件包括： 干线放大器、电缆或光缆、斜率均衡器、电源供给器、电源插入器等。 　　干线传输部分的任务是把前端输出的高质量信号尽可能保质保量地传送给用户分配系统，若是双向传输系统，还需把上行信号反馈至前端部分。 (3) 用户分配系统 　　 主要的部件有： 线路延长放大器、分配放大器、分支器、分配器、用户终端、机上变换器等，对于双向系统还有调制器、解调器、数据终端等设备。该部分是把干线传输来的信号分配给系统内所有的用户，并保证各个用户的信号质量，对于双向传输还需把上行信号传输给干线传输部分。 　　电缆电视系统的基本组成 如图 2.25 所示 。 图 2.25 电缆电视系统图 2.5.3 电话通信系统 　　现代化的通信技术包括语言、文字、图像、数据等多种信息的传递，程控电话（电脑电话）系统的出现，即标志着这方面的技术开始向深度和广度方面发展，将成为普遍采用的通信手段。 　　一个完整的通信网络应由 终端设备、传输设备、交换设备 三大部分组成。其中：终端设备为电话机，传输设备为用户线、中继线，交换设备为电话交换机。 　　 　　 图 2.26 、 图 2.27 为电视、电话的系统图及平面图。从图中可以看出，电话及有线电视均采用电缆埋地引入后在地下层明敷再穿管引至各单元的电话组线箱和电视分配器箱。而电视及电话设备的安装一般由电视台及电讯部门的专业人员来完成。从平面图可看出在楼梯间设了主线箱及分配器箱，客厅和主卧室各设一个电视插座，电话系统采用传统布线方式，每户考虑两对线。 图 2.26 有线电视、电话系统 图 2.27 标准层弱电平面图 5.4.2 保安系统的组成内容 　　不同建筑物的保安系统有其不同的组成内容，但基本的子系统如下（ 见图 2.28 ）： 　　 (1) 出入口控制系统 　　 (2) 防盗报警系统 　　 (3) 闭路电视监视系统 　　 (4) 保安人员巡逻管理系统 　　 (5) 防盗门控制系统 图 2.28 保安管理系统组成框图 对讲防护门系统 　　 由 图 2.29 、 图 2.30 图可知线路的敷设和设备的安装要求，采用的是 DH 型对讲防护门系统，该系统为保证电源中断后仍可正常工作，采用不间断电源 UPS 。 UPS 的电源引自设于一层的七电表箱。 图 2.29 对讲防护门系统图 图 2.30 首层对讲防护门布线平面图 2.6 住宅智能化系统 　　所谓 三表出户 是指电能表、水表和煤气表通过传感器将计量信号集中传输到一个集中的计量箱，集中显示管理数据。 　　 图 2.31 为一典型的三表自动抄收系统，在图中电能表在智能电表箱内，两块水表可以是一块为冷水表，另一块为热水表，也可以是位于不同给水干管的用水计量。 2.6.1 三表自动抄收系统 图 2.31 三表自动抄收系统图 2.6.2 家庭智能化系统 　　 图 2.32 中绘出了煤气泄漏探测器、被动红外探测器、水、气表传感器及门磁、窗磁、紧急按钮等器件的安放位置及安装的要求。 　　 图 2.33 、 图 2.34 为系统图。该图给出了整个系统布线的总体情况。 　　 图 2.35 为利用市话通道来进行数据传输智能化系统图，在图中表明了线路的敷设情况。 图 2.32 家庭智能安防组合平面图 图 2.33 家居智能安防系统图 图 2.34 数据插座系统图 图 2.35 架空层干线平面布置 习题 1. 试简述建筑电气设计的任务和组成。 任务就是为建筑物提供供配电系统、保安监视系统、给水系统、空调制冷系统、自动消防系统、通讯机闭路电视系统。 一般由用电设备、配电线路和控制保护设备组成。 2. 绘制照明施工图时，照明灯具如何标注？ 3. 绘制照明施工图时，照明配电线路如何标注 ? 4. 火灾自动报警系统的作用是什么？ 5. 共用天线电视系统有哪几部分组成？各部分起什么作用 ? 6. 火灾探测器有哪几种类型？ 7. 电话系统由哪几部分组成？