1智能建筑照明技術學習單元3建筑電氣工程技術應用

2任務3-1電氣照明施工圖設計1任務3-2照明工程設計實例2實訓3-1某辦公樓照明施工圖設計

3學習單元3建筑電氣照明技術應用

3教學導航:學習單元3建筑電氣照明技術應用

項目任務任務3-1電氣照明施工圖設計學時24任務3-2住宅樓照明工程設計任務3-3辦公樓照明工程設計教學載體教學課件、施工圖紙及教材相關內容教學目標知識方面熟悉電氣照明施工圖的組成和設計程序；掌握電氣照明施工圖的閱讀和分析；掌握普通住宅和辦公樓的照明施工圖設計方法。技能方面能夠正確識讀民用建筑電氣照明施工圖，進行住宅樓和辦公樓等民用建筑的電氣照明施工圖設計，解決工程實際中具體問題。過程設計任務布置及知識引導——分組學習、討論和收集資料——學生編寫報告，制作PPT、集中匯報——教師點評或總結教學方法項目教學法4任務3-1電氣照明施工圖設計

電氣照明施工圖是根據電氣照明工程設計要求，按照國家頒布的有關電氣技術標準和符號（包括圖形符號和文字符號）繪制而成的。電氣照明施工圖是進行電氣施工安裝的主要依據，是一個嚴謹?shù)募夹g文件，同時，它也具有法律效力。3.1.1電氣照明施工圖設計程序

電氣照明工程設計通常分三個階段：方案設計、初步設計、施工圖設計。1．方案設計

在方案設計階段中，電氣專業(yè)設計人員的主要任務是：根據工程主持人給出的建筑物類別、建筑總平面圖、層數(shù)、總高度、用途、類型，建筑物總面積、絕對標高點、相對標高點、位置和方向等各項技術參數(shù)和國家現(xiàn)行的建筑電氣工程設計標準、規(guī)范、安裝定額，按規(guī)范規(guī)定的“W／m2”數(shù)，匡算出照明用電總功率，確定高壓用電還是低壓用電，確定電源引入方向和電纜走向路由及電源路數(shù)，變配電所位置，并考慮是否設置應急柴油發(fā)電機組，再按每平方米造價匡算電氣照明工程造價。53.1.1電氣照明施工圖設計程序任務3-1電氣照明施工圖設計2．初步設計（1）初步設計是方案設計的深化。其主要任務有：①

了解和確定建設單位的用電要求；②

落實供電電源及配電方案；③

確定工程的設計項目和內容；④

進行系統(tǒng)方案設計和必要的計算；⑤

編制出初步設計文件；⑥

估算各項技術與經濟指標；⑦

解決好專業(yè)之間的配合。（2）初步設計文件的深度要求：①

可以確定設計方案；②

滿足主要設備及材料的訂貨；③

可以確定工程概算，控制工程投資；④

可以進行施工圖設計。63.1.1電氣照明施工圖設計程序任務3-1電氣照明施工圖設計3．施工圖設計（1）其主要任務：①

進行具體的設備布置（如照明配電箱、燈具、開關的平面布置等）、線路敷設和必要的計算（照度計算、電氣負荷計算、電壓損失計算等）；②

確定各電器設備的型號規(guī)格以及具體的安裝工藝；③

編制出施工圖設計文件（包括照明平面圖和照明系統(tǒng)圖，設計說明、計算書）；④

與各專業(yè)密切配合，避免盲目布置而造成返工。（2）設計文件的深度要求：①

可以編制出施工圖的預算；②

可以確定材料、設備的訂貨和安排非標準設備的制作；③

可以進行施工和安裝。73.1.2電氣照明施工圖任務3-1電氣照明施工圖設計1．電氣照明施工圖的格式一幅完整的工程圖，其圖面由邊框線、標題欄、會簽欄等組成幅面代號寬(B)×長(L)(mm)邊寬c(mm)裝訂邊寬a(mm)A0841×11891025A1594×8411025A2420×5941025A3297×420525A4210×2975258任務3-1電氣照明施工圖設計2．圖面的一般規(guī)定1）比例和方位標志圖紙比例是指圖上所畫的尺寸與實物尺寸之比，通常以倍數(shù)比表示。電氣施工圖常用的比例有1：200、1：150、1：100、1：50。做工程概預算、安裝施工中需要確定電氣設備安裝位置的尺寸或導線長度時，可直接用比例尺在圖上量取，但所用比例尺的比例應與圖紙上標明的比例相同。圖紙中的方位按國際慣例通常是上北下南，左西右東。有時為了使圖面布局更加合理，也有可能采用其它方位。但必須標明指北針。3.1.2電氣照明施工圖9任務3-1電氣照明施工圖設計2）圖線圖線名稱圖線形式應

用粗實線電氣線路、一次線路、圖框線等實

線二次線路、干線、分支線等虛

線屏蔽線路、事故照明線等點劃線控制線、信號線、軸線、中心線等雙點劃線50V及其以下電力及照明線路

圖線的寬度可從0.25、0.35、0.5、0.7、1.0、1.4mm等系列中選取。通常只選用兩種寬度的圖線，且粗線的寬度為細線的兩倍。若需兩種以上寬度的圖線時，線寬應以2的倍數(shù)依次遞增。3.1.2電氣照明施工圖10任務3-1電氣照明施工圖設計3）標高在電氣平面圖中，電氣設備和線路的安裝高度是用相對標高來表示的。相對標高是指選定某一參考面為零點而確定的高度尺寸。建筑工程上一般將士0.00m設定在建筑物首層室內地平面，往上為正值，往下為負值。在電氣圖紙中，設備的安裝高度等是以各層樓面為基準的，一般稱為安裝標高。4）圖例繪制電氣工程圖紙必須采用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號。目前我國執(zhí)行的是國家標準《電氣圖用圖形符號》（GB4728-2018）和《建筑電氣制圖標準》（GB/T50786）

，該標準采用了國際電工委員會（IEC）標準，在國際上具有通用性，有利于對外開放和技術交流。此外，2009年中國建筑標準設計研究院編寫了國家建筑標準設計圖集《建筑電氣工程設計常用圖形和文字符號》（09DX001替代00DX001）。

3.1.2電氣照明施工圖11任務3-1電氣照明施工圖設計5）平面圖定位軸線

照明平面圖通常是在建筑平面圖上完成的，在這類圖上一般標有建筑物定位軸線。定位軸線編號的基本原則是：在水平方向，從左起用順序的阿拉伯數(shù)字表示，而在垂直方向，用大寫英文字母自下而上標注（I、O、Z不用），數(shù)字和字母分別用點劃線引出，軸線間距由建筑結構尺寸確定。6）詳圖

為了詳細表明電氣設備中某些零部件、連接點等的結構、做法及安裝工藝要求，有時需要將這部分單獨放大，詳細表示，這種圖稱為詳圖3.1.2電氣照明施工圖12任務3-1電氣照明施工圖設計6）詳圖3.1.2電氣照明施工圖13任務3-1電氣照明施工圖設計3．電氣照明施工圖的圖形符號及標注1）圖形符號3.1.2電氣照明施工圖14任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.2電氣照明施工圖15任務3-1電氣照明施工圖設計2）文字符號3.1.2電氣照明施工圖線纜敷設方式的標注的文字符號序號名稱文字符號序號名稱文字符號1穿低壓流體輸送用焊接鋼管（鋼導管）敷設SC8電纜梯架敷設CL2穿普通碳素鋼電線套管敷設MT9金屬槽盒敷設MR3穿可撓金屬電線保護套管敷設CP10塑料槽盒敷設PR4穿硬塑料導管敷設PC11鋼索敷設M5穿阻燃半硬塑料導管敷設FPC12直埋敷設DB6穿塑料波紋電線管敷設KPC13電纜溝敷設TC7電纜托盤敷設CT14電纜排管敷設CE16任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.2電氣照明施工圖線纜敷設部位的標注的文字符號序號名稱文字符號序號名稱文字符號1沿或跨梁（屋架）敷設AB7暗敷設在頂板內CC2沿或跨柱敷設AC8暗敷設在梁內BC3沿吊頂或頂板面敷設CE9暗敷設在柱內CLC4吊頂內敷設SCE10暗敷設在墻內WC5沿墻面敷設WS11暗敷設在地板或地面下FC6沿屋面敷設RS17任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.2電氣照明施工圖燈具安裝方式標注的文字符號序號名稱文字符號序號名稱文字符號1線吊式SW7吊頂內安裝CR2鏈吊式CS8墻壁內安裝WR3管吊式DS9支架上安裝S4壁裝式W10柱上安裝CL5吸頂式C11座裝HM6嵌入式R18任務3-1電氣照明施工圖設計3）照明配電線路的標注3.1.2電氣照明施工圖式中a——線路編號（亦可不標注）；b——導線或電纜型號；c、n——導線根數(shù)；d、h——導線或電纜截面，mm2；e——敷設方式及管徑；f——敷設部位。例如，某照明系統(tǒng)圖中標注有BV（3×50+2×25）SC50—FC表示該線路是采用銅芯塑料絕緣導線，三根50mm2，兩根25mm2，穿管徑為50mm的焊接鋼管沿地面暗敷設。

19任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.2電氣照明施工圖4）照明燈具的標注照明燈具的一般標注方法為若燈具吸頂安裝時，可標注為式中a——燈具數(shù)量；b——燈具型號或編號；c——每盞照明燈具的燈泡（管）數(shù)量；d——燈泡（管）容量，W；e——燈泡安裝高度，m；f——安裝方式；L——光源種類。20任務3-1電氣照明施工圖設計5）開關及熔斷器的標注開關及熔斷器的一般標注方法為或當需要標注引入線的規(guī)格時標注為式中a——設備編號；b——設備型號；c——額定電流，A；i——整定電流，A；d——導線型號；e——導線根數(shù)；f——導線截面，mm2；g——敷設方式。3.1.2電氣照明施工圖21任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.2電氣照明施工圖4．電氣照明施工圖種類及繪制1）首頁

首頁一般由圖紙目錄、圖例、設計說明和設備材料表組成。2）照明系統(tǒng)圖

照明系統(tǒng)圖應在照明平面圖的基礎上繪制，用圖形符號和文字符號表示建筑物內外照明配電線路的控制關系。系統(tǒng)圖只表示各設備之間的連接，不表示設備的形狀、安裝位置和具體接線方法。為了簡明起見，系統(tǒng)圖往往采用單線圖。22任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.2電氣照明施工圖照明系統(tǒng)圖一般由配電箱系統(tǒng)圖組成，需要表達的內容主要有以下幾項：（1）電源進線回路數(shù)、導線或電纜的型號規(guī)格、敷設方式及穿管管徑。（2）總開關及熔斷器、各分支回路開關及熔斷器的規(guī)格型號，各照明支路的分相情況（用L1、L2、L3標注），出線回路數(shù)量及編號（用文字符號WL標注），各支路用途及照明設備的總容量（用kW標注），其中也包括電風扇、插座和其它用電器具等的容量。（3）表示出系統(tǒng)總的設備容量、需要系數(shù)、計算容量、計算電流、配電方式等用電參數(shù)23任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.2電氣照明施工圖3）照明平面圖

照明平面圖是表示建筑物內照明設備、配電線路平面布置的圖紙。在照明平面圖上需要表達的內容主要有：電源進線位置，導線的根數(shù)及敷設方式，燈具及各種用電和配電設備的安裝位置、安裝方式、規(guī)格型號及數(shù)量等。任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.3電氣照明施工圖的閱讀和分析1．照明工程讀圖應具備的知識及技能

電氣照明工程中，燈具和電氣設備的安裝位置與建筑物的結構有關，線路的走向與建筑物的柱、梁、門等的位置有關，與其它管道、風管的規(guī)格、用途、走向有關，設備和線管的安裝方法與墻體、樓板材料有關。所以要正確無誤地閱讀照明工程圖紙，必須具備多方面的知識及技能，不僅用到電氣專業(yè)方面的知識與技能，還必須了解和掌握土建和其它專業(yè)工程的一些技術和技能。任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.3電氣照明施工圖的閱讀和分析2．讀圖要點1）設計說明閱讀設計說明時，要注意并掌握下列內容：（1）工程規(guī)模概況、總體要求、采用的標準規(guī)范、標準圖冊及圖號、負荷級別、供電要求、電壓等級、供電線路、電源進戶要求和方式、電壓質量等。（2）系統(tǒng)保護方式及接地電阻要求、系統(tǒng)對漏電采取的技術措施。（3）工作電源與備用電源的切換程序及要求、供電系統(tǒng)短路參數(shù)、計算電流、有功負荷、無功負荷、功率因數(shù)及要求等。（4）線路的敷設方法及要求。（5）所有圖中交待不清、不能表達或沒有必要用圖表示的要求、標準、規(guī)范、方法等。任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.3電氣照明施工圖的閱讀和分析2）照明系統(tǒng)圖閱讀照明系統(tǒng)圖時，要注意并掌握以下內容：（1）進線回路編號、進線線制、進線方式，導線（或電纜）的規(guī)格型號、敷設方式和部位，穿線管的規(guī)格型號。（2）照明配電箱的規(guī)格型號及編號，總開關（或熔斷器）的規(guī)格型號，各分支回路開關（或熔斷器）的規(guī)格型號、編號及相序分配、導線的規(guī)格型號及敷設方式和部位、容量。同時核對該系統(tǒng)照明平面圖回路標記與系統(tǒng)圖是否一致。（3）配電箱、柜、盤有無漏電保護裝置，其規(guī)格型號、保護級別及范圍。（4）應急照明回路。任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.3電氣照明施工圖的閱讀和分析3）照明平面圖閱讀照明平面圖時，應注意并掌握以下內容：（1）燈具、插座、開關的位置、規(guī)格型號、數(shù)量，照明配電箱的規(guī)格型號、臺數(shù)、安裝位置、安裝高度及安裝方式，從配電箱到燈具和插座安裝位置的管線規(guī)格、走向及導線根數(shù)和敷設方式等。（2）電源進戶線位置、方式、線纜規(guī)格型號，總電源配電箱規(guī)格型號及安裝位置，總配電箱與各分配電箱的連接形式及線纜規(guī)格型號等。（3）核對系統(tǒng)圖與照明平面圖的回路編號、用途名稱、容量及控制方式（集中、單獨控制）是否相同。（4）建筑物為多層結構時，上下穿越的線纜敷設方式（管、槽、豎井等）及其規(guī)格、型號、根數(shù)、走向、連接方式（盒內、箱內等），上下穿越的線纜敷設位置的對應。（5）其它特殊照明裝置的安裝要求及布線要求、控制方式等。（6）土建工程的層高、墻厚、抹灰厚度、開間布置、梁、窗、柱、電梯井和廳的結構尺寸、裝飾結構形式及其要求等土建資料。任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.3電氣照明施工圖的閱讀和分析4）詳圖閱讀詳圖時，應注意并掌握以下內容：

材料及材質要求，幾何尺寸、加工要求、焊接防腐要求、安裝具體位置、內部結構形式、元件規(guī)格型號及功能、具體接線及接線方式、元件排列安裝位置、制作比例、開孔要求及其部位尺寸、螺紋加工要求、安裝操作程序及要求、組裝程序、與其它圖樣的聯(lián)系及要求。5）設備材料表

閱讀設備材料表時，主要是掌握工程中的設備、材料、元件的規(guī)格型號、數(shù)量或質量。

需要說明的是：設備材料表中的內容不能作為工程施工備料或安裝的依據。施工備料的依據，必須是經過會審后的施工圖、會簽的設計變更、現(xiàn)場實際發(fā)生的經甲方或監(jiān)理或設計簽發(fā)的技術文件。任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.3電氣照明施工圖的閱讀和分析3．讀圖步驟及方法1）粗讀

所謂粗讀，就是將施工圖從頭到尾大概瀏覽一遍，以了解工程的概況，作到心中有數(shù)。粗讀時可重點閱讀電氣系統(tǒng)圖、設備材料表、設計說明，主要掌握工程設計內容、電源情況、線纜規(guī)格型號及敷設方式、主要燈具、設備的規(guī)格型號、土建工程要求及其它專業(yè)要求等。2）細讀

所謂細讀，就是按讀圖程序和讀圖要點仔細閱讀每一張施工圖紙，達到讀圖要點中的要求。并對以下內容作到了如指掌：（1）燈具及其它電氣設備的安裝位置及要求。（2）每條管線走向、布置及敷設要求。（3）系統(tǒng)圖、平面圖及關聯(lián)圖樣標注是否一致，有無差錯。（4）土建、設備、采暖、通風等其它專業(yè)分工協(xié)作明確。3）精讀

所謂精讀，就是將關鍵部位及設備等的施工圖紙重新仔細閱讀，系統(tǒng)地掌握施工要求。任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.3電氣照明施工圖的閱讀和分析4．常用照明基本線路1）一只開關控制一盞燈一只開關控制一盞燈的照明平面圖一只開關控制一盞燈的透視接線圖任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.3電氣照明施工圖的閱讀和分析2）多只開關控制多盞燈任務3-1電氣照明施工圖設計3.1.3電氣照明施工圖的閱讀和分析3）兩只開關控制一盞燈任務3-2照明工程設計實例3.2.1住宅樓照明設計1．住宅照明設計要考慮的因素（1）居住者的年齡和人數(shù)；（2）視覺活動形式；（3）工作面的位置和尺寸；（4）應用的頻率和周期；（5）空間和家具的形式；（6）結構限制；（7）建筑和電氣規(guī)范的有關規(guī)定要求；（8）節(jié)能考慮。任務3-2照明工程設計實例3.2.1住宅樓照明設計2．住宅照明的基本要求（1）合適的照度（2）平衡的亮度（3）電氣設施留有余度（4）利用燈光創(chuàng)造氛圍3．照明設計的主要內容（1）確定照度值（2）合理布燈（3）投光范圍（4）選擇燈具任務3-2照明工程設計實例3.2.1住宅樓照明設計4．住宅照明設計要點（1）宜優(yōu)先采用緊湊型熒光燈、環(huán)型熒光燈為主，直管型熒光燈、白熾燈為輔的照明光源方案。（2）應根據室內空間的用途、格調、面積和形狀等選擇燈具。如廳、室可選擇裝飾性強的燈具；廚房應選擇易于清潔的燈具，配防潮燈口；衛(wèi)生間應選擇防潮燈具，并設置鏡前照明。（3）廳堂吊燈下吊高度不宜超過300mm；吊扇扇葉距地高度不宜小于2.5m。（4）燈具開關安裝的位置應便于操作，開關邊緣距門框的距離宜為0.15～0.2m，開關距地面高度宜為1.3m，拉線開關距地面高度宜為2～3m，且拉線出口應垂直向下；衛(wèi)生間燈具開關宜設于門外，起居室及臥室推薦設置雙控開關或調光開關；樓梯間、走廊照明宜采用延時開關或紅外探測開關等節(jié)能控制方式。（5）住宅應采用一戶一表及集表箱計量配電方式，集表箱宜設于住宅底層的公共部位；多層和高層住宅的公共場所照明、公共用電應單獨設電能表計量。（6）住宅插座回路應裝設漏電保護和有過、欠電壓保護功能的保護裝置。（7）高層住宅疏散走道和安全出口、樓梯間、電梯前室、公共走廊、配電室、消防值班室、消防泵房、防排煙機房、電梯機房等場所應設置應急照明。任務3-2照明工程設計實例3.2.1住宅樓照明設計2．住宅照明設計實例任務3-2照明工程設計實例3.2.1住宅樓照明設計任務3-2照明工程設計實例3.2.1住宅樓照明設計任務3-2照明工程設計實例3.2.2辦公樓照明設計1．辦公室照明的質量要求1）照度水平

照度應按照國家標準《建筑照明設計標準》（GB50034—2004）確定。辦公室分普通和高檔兩類，分別制訂照度標準，這樣做比較適應我國不同建筑等級及不同地區(qū)差別的需要。2）亮度比所處場合情況亮度比值所處場合情況亮度比值工作對象與周圍環(huán)境之間（例如書與桌子之間）3：1燈具或窗與周圍環(huán)境之間10：1工作對象與離開它的表面之間（例如書與地面或墻壁之間）5：1在普通視野內30：1任務3-2照明工程設計實例3.2.2辦公樓照明設計3）反射比表面類型反射比等效值范圍表面類型反射比等效值范圍頂棚表面60%～90%辦公室設備20%～60%墻

壁30%～80%地

板10%～50%家

具20%～60%4）光源顏色

光源顏色包括色溫、顯色指數(shù)兩個含意。一般辦公室照明光源的色溫選擇在3300～5300K之間比較合適。顯色指數(shù)一般為80，同時還要考慮初期投資、安裝維修費用及節(jié)能等因素。5）眩光

辦公室是進行視覺工作的場所，特別是配有視頻顯示屏幕的辦公室，眩光問題尤為突出。從眩光角度考慮，視覺舒適率應在70%以上。任務3-2照明工程設計實例3.2.2辦公樓照明設計2．辦公室照明設計的內容

辦公室的照明方式可分為一般照明、分區(qū)一般照明和局部照明。首先，要考慮辦公室合適的光源。辦公建筑的辦公室和輔助用房宜采用直管形熒光燈，而會議室可有一部分緊湊型（節(jié)能）熒光燈或同時采用幾種光源。今后應更多選用光效更高，更加節(jié)能的T5、T8直管形熒光燈和緊湊型熒光燈，盡可能停用白熾燈。照明燈具的選擇一是要考慮照明環(huán)境中的亮度比問題，二是注意燈具的布置。燈具的最大間距，因燈型而異。燈與墻壁的間隔，采用燈具間距的1/2為宜。

和直管形熒光燈配套的簡易型或舊式控照型（如搪瓷制）燈具不宜繼續(xù)使用。格柵熒光燈具也應該注意選用燈具效率高，配光符合使用要求的產品。大量安裝白熾燈的花（吊）燈不宜在會議室、辦公室中使用。任務3-2照明工程設計實例3.2.2辦公樓照明設計3．辦公樓照明設計要點（1）《建筑照明設計標準》（GB50034—2004）規(guī)定：普通辦公室、會議室、接待室等房間0.75m水平面照度標準值為300lx；高檔辦公室及設計室0．75m、水平面照度標準值為500lx。本標準引入了照明功率密度（簡稱LPD）的概念作為照明節(jié)能的評價指標，常用房間或場所的照明功率密度應符合標準規(guī)定，相關照明節(jié)能的條文為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行。（2）推薦采用色溫在4000～4600K、顯色指數(shù)在80左右、蝙蝠翼式配光的細管徑直管型高效熒光燈具，宜將燈具布置在工作臺的兩側，并使熒光燈縱軸與水平視線相平行。不能確定工作位置時宜采用與外窗平行布燈，并宜采用雙向蝙蝠翼式配光燈具。（3）每普通開間設2～3組電源插座，且照明與插座回路應分開配電，插座回路應裝設漏電保護。（4）宜將辦公區(qū)域與公共區(qū)域分開配電。任務3-2照明工程設計實例3.2.2辦公樓照明設計4．辦公樓照明設計實例詳見范例44智能建筑照明技術學習單元4建筑物防雷與接地系統(tǒng)45任務4-1認識建筑物防雷系統(tǒng)1任務4－2接地與安全2學習情境4建筑物防雷及安全用電46教學導航:學習情境4建筑物防雷及安全用電

項目任務任務4-1認識建筑物防雷系統(tǒng)學時8任務4-2接地與安全教學載體實訓中心、教學課件、施工圖紙及教材相關內容教學目標知識方面掌握建筑物防雷保護措施、安全用電基本知識和低壓配電系統(tǒng)接地形式。熟悉建筑物防雷與接地系統(tǒng)的基本構架。技能方面能夠正確識讀建筑物防雷接地系統(tǒng)施工圖，解決工程實際中具體問題。過程設計任務布置及知識引導——分組學習、討論和收集資料——學生編寫報告，制作PPT、集中匯報——教師點評或總結教學方法項目教學法47[任務背景]:當今全世界每年有幾千人死于雷擊，全球每年的雷擊受傷人數(shù)可能是雷擊死亡人數(shù)的5~10倍。我國每年有上千人遭雷擊傷亡，廣東省、云南省損失最為慘重。雷電災害具有較大的社會影響，經常引起社會的震動和關注，例如2004年6月26日，浙江省臺州市臨海市杜橋鎮(zhèn)杜前村有30人在5棵大樹下避雨，遭雷擊，造成17人死13人傷，而2007年5月23日16時34分，重慶市開縣義和鎮(zhèn)政府興業(yè)村小學教室遭遇雷電襲擊，造成四、六年級學生7人死亡、44人受傷。從這些雷擊事故分析可知，雷擊地點發(fā)生在室外的占69%。主要原因是室外缺乏臨時躲避場所，而且人們防雷知識相對較貧乏，導致在室外受到雷電的嚴重威脅。可見學習一定的防雷知識對人們的生產、生活都是十分必要的。

任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

48圖4.1雷云對地放電示意圖雷電的形成過程可以分為氣流上升、電荷分離和放電三個階段。在雷雨季節(jié)，地面上的水分受熱變蒸汽上升，與冷空氣相遇之后凝成水滴，形成積云。云中水滴受強氣流摩擦產生電荷，小水滴容易被氣流帶走，形成帶負電的云，較大水滴形成帶正電的云。由于靜電感應，大地表面與云層之間、云層與云層之間會感應出異性電荷，當電場強度達到一定的值時，即發(fā)生雷云與大地或雷云與雷云之間的放電。典型的雷擊發(fā)展過程如圖4.1所示。

雷電是一門古老的學科。人類對雷電的研究已經有了數(shù)百年的歷史，然而有關雷電的一些問題至今尚未能得到完整的解釋。

4.1.1知識準備1．雷電的形成任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

49圖4.2不同雷擊環(huán)境事件數(shù)百分比4.1.1知識準備2．容易發(fā)生雷擊災害的環(huán)境任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

50建筑物遭受雷擊的部分是有一定規(guī)律的，建筑物易遭雷擊部位如表4.1所示。4.1.1知識準備3．雷擊的選擇性任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

表4.1建筑物易受雷擊部分514.1.1知識準備4．雷擊的基本形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

（1）直擊雷

直接擊在建筑物或其他物體上的雷電叫直擊雷。直接雷擊使被擊物體產生很高的電位，從而引起過電壓和過電流，不僅擊斃人畜、燒毀或劈倒樹木、破壞建筑物，甚至因而引起火災和爆炸。（2）感應雷

感應雷擊是由靜電感應與電磁感應引起的。感應雷會引起過電壓，可能引起火花放電，造成火災或爆炸，并危及人身安全。（3）雷電波侵入

當輸電線路或金屬管路遭受直接雷擊或發(fā)生感應雷，雷電波便沿著這些線路侵入室內，造成人員、電氣設備和建筑物的傷害和破壞。雷電波侵入造成的事故在雷害事故中占相當大的比重，應引起足夠重視。（4）球形雷

球形雷的形成研究還沒有完整的理論。通常認為它是一個溫度極高的特別明亮的眩目發(fā)光球體，直徑約在10～20cm以上。52

雷電的大小與多少和氣象條件有關，評價某地區(qū)雷電的活動頻繁程度，一般以雷暴日為單位。在一天內只要聽到雷聲或者看到雷閃就算一個雷暴日。由當?shù)貧庀笈_站統(tǒng)計的多年雷暴日的年平均值，稱為年平均雷暴日數(shù)，單位為d/a。年平均雷暴日不超過15天的地區(qū)稱為少雷區(qū)，超過40天的地區(qū)稱為多雷區(qū)。

4.1.1知識準備5．雷暴日任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

53（1）熱效應。雷電流通過導體時，在極短時間內轉換成大量熱能，可造成物體燃燒，金屬熔化，極易引起火災、爆炸等事故。（2）機械效應。雷電的機械效應所產生的破壞作用主要表現(xiàn)為兩種形式：一是雷電流流入樹木或建筑構件時在它們內部產生的內壓力；二是雷電流流過金屬物體時產生的電動力。（3）電氣效應。雷電引起的過電壓，會擊毀電氣設備和線路的絕緣，產生閃絡放電，以致開關掉閘，造成線路停電；會干擾電子設備，使系統(tǒng)數(shù)據丟失，造成通信、計算機、控制調節(jié)等等電子系統(tǒng)癱瘓。絕緣損壞還可能引起短路，導致火災或爆炸事故；防雷裝置泄放巨大的雷電流時，使得其本身的電位升高，發(fā)生雷電反擊；同時雷電流流入地下，又可能產生跨步電壓，導致電擊等。（4）電磁效應。由于雷電流量值大且變化迅速，在它的周圍空間就會產生強大且變化劇烈的磁場，處于這個變化磁場中的金屬物體就會感應出很高的電動勢，使構成閉合回路的金屬物體產生感應電流，產生發(fā)熱現(xiàn)象。此熱效應可能會使設備損壞，甚至引起火災。特別存放易燃易爆物品的建筑物將更危險。

4.1.1知識準備6．雷電的危害任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

54圖4.4防雷接地示意圖

防雷裝置一般由接閃器、引下線和接地裝置等三個部分組成，接地裝置又由接地體和接地線組成，如圖4.4所示。

4.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

554.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

1．接閃器

接閃器就是專門用來接受雷云放電的金屬物體。接閃器的類型有避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網、避雷環(huán)等，都是經常用來防止直接雷擊的防雷設備。

所有接閃器都必須經過引下線與接地裝置相連。接閃器利用其金屬特性，當雷云先導接近時，它與雷云之間的電場強度最大，因而可將雷云“誘導”到接閃器本身，并經引下線和接地裝置將雷電流安全地泄放到大地中去，從而起到了保護物體免受雷擊，如圖4.5所示圖4.5避雷針接閃器頂端處的電場畸變564.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

（1）避雷針及保護范圍圖4.6避雷針574.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

避雷針通常采用鍍鋅圓鋼（針長l~2m，直徑不小于16mm）、鍍鋅鋼管（長1~2m，內徑不小于25mm）或不銹鋼鋼管制成，可以安裝在建筑物上、支柱或電桿上、下端經引下線與接地裝置焊接連接，將其頂端磨尖，以利于尖端放電，如圖4.6所示。4020煙囪頂上的針2516針長1～2m2012針長1m以下鋼管（mm）圓鋼（mm）

直徑針型表4.2避雷針接閃器最小直徑584.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

建筑物防雷類別滾球半徑hr（m）避雷網網格尺寸（m）第一類防雷建筑30≤5×5或≤6×4第二類防雷建筑45≤10×10或≤12×8第三類防雷建筑60≤20×20或≤24×16表4.3按建筑物防雷類別布置接閃器及其滾球半徑避雷針對建筑物保護范圍一般用滾球法確定。·594.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

（2）避雷線圖4.8輸電線上方的避雷線

避雷線是由懸掛在架空線上的水平導線、接地引下線和接地體組成的。水平導線起接閃器的作用，它對電力線路等較長的保護物最為適用。

避雷線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線，架設在長距離高壓供電線路或變電站構筑物上，以保護架空電力線路免受直接雷擊，如圖4.8所示。由于避雷線是架空敷設的而且接地，所以避雷線又叫架空地線。避雷線的作用原理與避雷針相同。604.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

（3）避雷帶（網）

避雷帶和避雷網主要適用于建筑物。避雷帶通常是沿著建筑物易受雷擊的部位，如屋脊、屋檐、屋角等處裝設的帶形導體，如圖4.9所示。圖4.9避雷帶的設置614.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

圖4.10避雷網

避雷網是將建筑物屋面上縱橫敷設的避雷帶組成網格，如圖4.10所示。避雷帶和避雷網一般無須計算保護范圍，其網格尺寸大小按有關規(guī)范確定，對于防雷等級不同的建筑物，其要求也不同，如表4.3所示。624.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

圖4.11平房頂及挑檐避雷帶

避雷帶（網）的安裝方法有明裝和暗裝。明裝避雷帶（網）的安裝一般都按標準圖集施工，平房頂及挑檐避雷帶的做法如圖4.11所示。明裝避雷帶（網）可以采用圓鋼或扁鋼，但應優(yōu)先采用圓鋼。圓鋼直徑不得小于8mm，扁鋼厚度不小于4mm，截面積不得小于48mm2。634.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

避雷網是將建筑物屋面上縱橫敷設的避雷帶組成網格，如圖4.10所示。避雷帶和避雷網一般無須計算保護范圍，其網格尺寸大小按有關規(guī)范確定，對于防雷等級不同的建筑物，其要求也不同，如表4.3所示。圖4.12現(xiàn)澆混凝土屋面板的避窗網示意圖644.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

高層建筑物要注意防備側向雷擊和采取等電位措施?？稍诮ㄖ锸讓悠鹈咳龑釉O均壓環(huán)一圈。當建筑物全部為鋼筋混凝土結構時，即可將框架梁鋼筋與柱內充當引下線的鋼筋進行連接(綁扎或焊接)作為均壓環(huán)。當建筑物為磚混結構但有鋼筋混凝土組合柱和圈梁時，均壓環(huán)做法同鋼筋混凝土結構。沒有組合柱和圍梁的建筑物，應每三層在建筑物外墻內敷設一圈Φ12mm鍍鋅圓鋼做為均壓環(huán)，并與防雷裝置的所有引下線連接，引下線的間距L應小于12m，如圖4.13所示。圖4.13高層建筑物均壓環(huán)與引下線連接示意圖654.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

（4）避雷環(huán)

避雷環(huán)用圓鋼或扁鋼制作。防雷設計規(guī)范規(guī)定高度超過一定范圍的鋼筋混凝土結構、鋼結構建筑物，應設均壓環(huán)防側擊雷。當建筑物全部為鋼筋混凝土結構，可利用結構圈梁鋼筋與柱內引下線鋼筋焊接作為均壓環(huán)。沒有結構柱和圈梁的建筑物，應每三層在建筑物外墻內敷一圈

12mm鍍鋅圓鋼作為均壓環(huán)，并與防雷裝置所有的引下線連接。2．引下線

引下線是連接接閃器與接地裝置的金屬導體。其作用是構成將雷電能量向大地泄放的通道。引下線一般采用圓鋼或扁鋼，要求鍍鋅處理。引下線應滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定性的要求。664.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

圖4.14引下線明敷設

明裝引下線應沿建筑物外墻敷設，并經最短路徑接地，如圖4.14所示。采用圓鋼時，直徑應不小于8mm。采用扁鋼時，其截面不應小于48mm2，厚度不小于4mm。暗裝時截面積應放大一級。674.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

圖4.15引下線暗敷設在我國高層建筑中，優(yōu)先利用柱或剪力墻中的主鋼筋作為引下線，如圖4.15所示。當鋼筋直徑為不小于16mm時，應采用兩根主鋼筋（焊接）作為一組引下線。當鋼筋直徑為10mm及以上時，應采用四根鋼筋（焊接）作為一組引下線。建筑物在屋頂敷設的避雷網和防側擊雷的接閃環(huán)應和引下線連成一體，以利于雷電流的分流。684.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

防雷引下線的數(shù)量多少影響到反擊電壓大小及雷電流引下的可靠性，所以引下線及其布置應按不同防雷等級確定，一般不得少于2根。為了便于測量接地電阻和檢查引下線與接地裝置的連接情況，人工敷設的引下線宜在引下線距地面0.3～1.8m之間設置斷接卡子。當利用混凝土內鋼筋、鋼柱作為自然引下線并同時采用基礎接地時，不設斷接卡。但利用鋼筋做引下線時應在室內或室外的適當?shù)攸c設置若干連接板，該連接板可供測量、接人工接地體和做等電位連接用。明敷的引下線應鍍鋅，焊接處應涂防腐漆。地面上約1.7m至地下0.3m的一段引下線，應有保護措施，防止受機械損傷和人身接觸。引下線施工不得直角轉彎，與雨水管相距接近時可以焊接在一起。高層建筑的引下線應該與金屬門窗電氣連通，當采用兩根主筋時，其焊接長度應不小于直徑的6倍。引下線是防雷裝置極重要的組成部分，必須可靠敷設，以保證防雷效果。694.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

3．接地裝置

無論是工作接地還是保護接地，都是經過接地裝置與大地連接的。接地裝置包括接地體和接地線兩部分，它是防雷裝置的重要組成部分，如圖4.16所示。接地裝置的主要作用是向大地均勻地泄放電流，使防雷裝置對地電壓不至于過高。圖4.16接地裝置示意圖和圖例704.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

（1）接地體

接地體是人為埋入地下與土壤直接接觸的金屬導體。接地體一般分為自然接地體和人工接地體。圖4.17自然接地體的做法自然接地體是指兼做接地用的直接與大地接觸的各種金屬體，例如利用建筑物基礎內的鋼筋構成的接地系統(tǒng)，如圖4.17所示。有條件時應首先利用自然接地體。因為它具有接地電阻較小、穩(wěn)定可靠、減少材料和安裝維護費用等優(yōu)點。714.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

圖4.18人工接地體的做法人工接地體專門作為接地用的接地體，安裝時需要配合土建施工進行，在基礎開挖時，也同時挖好接地溝，并將人工接地體按設計要求埋設好，如圖4.18所示。有時自然接地體安裝完畢并經測量后，接地電阻不能滿足要求時，需要增加敷設人工接地體來減小接地電阻值。人工接地體按其敷設方式分為垂直接地體和水平接地體兩種。垂直接地體一般為垂直埋入地下的角鋼、圓鋼、鋼管等。水平接地體一般為水平敷設的扁鋼、圓鋼等。724.1.2防雷裝置及接地形式任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

（2）接地線

接地線是連接接地體和引下線或電氣設備接地部分的金屬導體，它可分為自然接地線和人工接地線兩種類型。

自然接地線可利用建筑物的金屬結構，如梁、柱、樁等混凝土結構內的鋼筋及金屬管路等

人工接地線材料一般采用扁鋼和圓鋼，但移動式電氣設備、采用鋼質導線在安裝上有困難的電氣設備可采用有色金屬作為人工接地線，絕對禁止使用裸鋁導線做接地線。采用扁鋼作為地下接地線時，其截面積不應小于25mm×4mm，采用圓鋼做接地線時，其直徑不應小于10mm。人工接地線不僅要有一定機械強度，而且接地線截面應滿足熱穩(wěn)定的要求。734.1.3建筑物防雷措施任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

1．建筑物的防雷分類表4.4建筑物防雷等級劃分防雷建筑等級防雷建筑劃分條件第一類防雷建筑物凡制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物，因電火花而引起爆炸、爆轟，會造成巨大破壞和人身傷亡者。具有0區(qū)或20區(qū)爆炸危險場所的建筑物。具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險場所的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。第二類防雷建筑物國家級重點文物保護建筑物，國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站和飛機場、國賓館，國家級檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經濟有重要意義的建筑物。國家特級和甲級大型體育館。制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險場所的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。具有2區(qū)或22區(qū)爆炸危險場所的建筑物。有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐。預計雷擊次數(shù)大于0.05次/a的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災危險場所。預計雷擊次數(shù)大于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物。第三類防雷建筑物省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。預計雷擊次數(shù)大于或等于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災危險場所。預計雷擊次數(shù)大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物。在平均雷暴日大于15d/a的地區(qū)，高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地區(qū)，高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。742．建筑物防雷保護措施任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)防雷類別防雷措施特點一類二類三類防直擊雷應裝設獨立避雷針或架空避雷線（網），使保護物體均處于接閃器的保護范圍之內。當建筑物太高或其他原因難以裝設獨立避雷針、架空避雷線（網）時可采用裝設在建筑物上的避雷網或避雷針或混合組成的接閃器進行直擊雷防護。網格尺寸≤5×5（m）或≤6×4（m）宜采用裝設在建筑物上的避雷網（帶）或避雷針或混合組成的接閃器進行直擊雷防護。避雷網的網格尺寸≤10×10（m）或≤12×8（m）宜采用裝設在建筑物上的避雷網（帶）或避雷針或混合組成的接閃器進行直擊雷防護。避雷網網格尺寸≤20×20（m）或≤24×16（m）防雷電感應1.建筑物的設備、管道、構架、電纜金屬外皮、鋼屋架和鋼窗等較大金屬物以及突出屋面的放散管和風管等金屬物，均應接到防雷電感應的接地裝置上；2.平行敷設的管道、構架和電纜金屬外皮等長金屬物，其凈距小于時應采用金屬跨接，跨接點的間距不應大于。長金屬物連接處應用金屬線跨接。1.建筑物內的設備、管道、構架等主要金屬物，應就近接到接地裝置上，可不另設接地裝置；2.平行敷設的管道、構架和電纜金屬外皮等長金屬物應符合一類防雷建筑物要求，但長金屬物連接處可不跨接防雷電波侵入1.低壓線路宜全線用電纜直接埋地敷設，入戶端應將電纜的金屬外皮、鋼管接到防雷電感應的接地裝置上；2.架空金屬管道，在進出建筑物處亦應與防雷電感應的接地裝置相連。距離建筑物內的管道，應每隔左右接地一次。埋地的或地溝內的金屬管道，在進出建筑物處亦應與防雷電感應的接地裝置相連1.當?shù)蛪壕€路采用全線用電纜直接埋地敷設時，入戶端應將電纜金屬外皮、金屬線槽與防雷的接地裝置相連；2.平均雷暴日小于30d/a地區(qū)的建筑物，可采用低壓架空線入戶；3.架空和直接埋地的金屬管道在進出建筑物處應就近與防雷接地裝置相連1.電纜進出線，就在進出端將電纜的金屬外皮、鋼管和電氣設備的保護接地相連；2.架空線進出線，應在進出處裝設避雷器，避雷器應與絕緣子鐵腳、金具連接并接入電氣設備的保護接地裝置上；3.架空金屬管道在進出建筑物處應就近與防雷接地裝置相連或獨自接地防側擊雷1.從起每隔不大于沿建筑物四周設環(huán)形避雷帶，并與引下線相連；2.及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接1.高度超過建筑物應采取防側擊雷及等電位的保護措施；2.并將及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接1.高度超過建筑物應采取防側擊雷及等電位的保護措施；2.并將及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接引下線間距≤12m≤18m≤25m753．浪涌保護

所謂浪涌也叫突波，顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。浪涌包括浪涌沖擊、電流沖擊和功率沖擊，可分為由雷擊引起的浪涌以及電氣系統(tǒng)內部產生的操作浪涌。（1）浪涌保護器（SPD）

也叫防雷保護器，是一種為各種電子設備、儀器儀表、通訊線路及配電線路提供安全防護的電器裝置，如圖4.22所示。當電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產生尖峰電流或者浪涌電壓時，浪涌保護器能在極短的時間內導通分流，從而避免浪涌對回路中其他設備的損害。任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)763．浪涌保護（2）浪涌保護器（SPD）的分類按用途分電源保護器信號保護器交流電源保護器直流電源保護器開關電源保護器低頻信號保護器高頻信號保護器天饋保護器按工作原理分開關型限壓型當沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)為高阻抗，但一旦響應雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變?yōu)榈椭?，允許雷電流通過。當沒有瞬時過電壓時為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性。任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)773．浪涌保護（3）低壓配電系統(tǒng)中電源線路SPD的配置結構

根據IEC防雷分區(qū)和分級保護原則，在配電線路上采用分級加裝浪涌保護器，使進入設備端的過電壓值低于設備耐壓值。低壓配電系統(tǒng)電源線路浪涌保護配置結構圖如右圖所示。任務4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)78[任務背景]:

人類文明的發(fā)展伴隨著對能源的認識，電能是優(yōu)質的二次能源，在近代得到了充分利用，但電能也是一把雙刃劍，在造福人類的同時，也屢次對人類造成威脅。近年來，世界各地屢屢發(fā)生大面積停電事故：美國東部時間2003年8月14日，美國東北部和加拿大聯(lián)合電網發(fā)生了世界上有史以來最大面積的停電事件，引起了各國關注。莫斯科當?shù)貢r間2005年5月25日上午，發(fā)生了俄羅斯歷史上最大規(guī)模的停電事故，一座500kV變電站不堪重負發(fā)生爆炸和火災，停電使莫斯科及周邊地區(qū)34個城市的工商業(yè)和交通運輸一度陷入癱瘓，至少造成10億美元的損失。電力事故傳播快、范圍廣，對社會和企業(yè)的影響往往是災難性的。安全用電關系到干家萬戶、各行各業(yè)。在我國，電氣事故已成為引起人身傷亡、爆炸、火災事故的重要原因，如果設備安裝不恰當、使用不合理、維修不及，或者缺乏用電知識，都可能引發(fā)事故。在我國每三起火災中就有一起是由電氣事故造成的，經濟發(fā)達地區(qū)電氣火災造成的損失占火災總損失的50％以上。因此，學習安全用電基本知識，掌握常規(guī)觸電防護技術，這是保證用電安全的有效途徑。

任務4－2接地與安全

794.2.1安全電壓和安全電流1．安全電流任務4－2接地與安全

（1）電流對人體的影響電流/mA交流電源/50Hz直流電源通電時間人體反應人體反應0～0.5連續(xù)無感覺無感覺0.5～5連續(xù)有麻刺、疼痛感，無抽搐無感覺5～10幾分鐘內痙攣、劇痛，尚可擺脫電源針刺、壓迫及灼熱感10～30幾分鐘內迅速麻痹，呼吸困難，不自主壓痛，刺痛，灼熱強烈，抽搐30～50幾秒到幾分鐘內心跳不規(guī)則，昏迷，強烈痙攣感覺強烈、劇痛痙攣50～100超過3s心室顫動，呼吸麻痹，心臟停止跳動劇痛，強烈痙攣，呼吸困難或麻痹80任務4－2接地與安全

電危及人體生命安全的直接因素是電流，而不是電壓，而且電流對人體的電擊傷害的嚴重程度與通過人體的電流大小、頻率、持續(xù)時間、流經途徑和人體的健康情況有關?，F(xiàn)就其主要因素分述如下。感知電流：引起人感覺的最小電流，工頻交流電1mA擺脫電流：人的理智還可以擺脫，10mA致命電流：能引起心室顫動和呼吸窒息死亡安全電流：﹤30mA814.2.1安全電壓和安全電流任務4－2接地與安全

（2）安全電流時間因素：觸電1min后開始急救，90%有良好的效果電流途徑：電流經左手到腳的流通是最不利的一種情況電流頻率：

15～100Hz的交流電流對人體的傷害最嚴重電流路徑左手至腳右手至腳左手至右手左腳至右腳流經心臟的電流與通過人體總電流的比例（%）6.43.73.30.482任務4－2接地與安全2．安全電壓（1）人體阻抗加于人體的電壓（V）人體電阻（Ω）皮膚干燥皮膚潮濕皮膚濕潤皮膚浸入水中107000350012006002550002500100050050400020008754401003000150077037520020001000650325在考慮電氣安全問題時，人體的電阻只能按800～1000

計83任務4－2接地與安全（2）安全電壓安全電壓（交流有效值）應用場合額定值/V空載最大值/V4250在有觸電危險的場所，如手持式電動工具等；在礦井、多導電粉塵使用行燈等；人體可能觸及的帶電體36432429121568安全電壓指的是一定環(huán)境下的相對安全，并非是確保無電擊的危險843．觸電保護任務4－2接地與安全

按照人體觸及帶電體的方式和電流通過人體的途徑，觸電可分為以下三種情況。（1）單相觸電圖4.24中性點接地系統(tǒng)的單相觸電方式圖4.25中性點不接地系統(tǒng)的單相觸電方式

單相觸電是指人體在地面或其他接地導體上，人體某一部分觸及一相帶電體的觸電事故。大部分觸電事故都是單相觸電事故。85任務4－2接地與安全（2）兩相觸電

兩相觸電是指人體兩處同時觸及兩相帶電體的觸電事故，如圖4.26所示。其危險性一般是比較大的。圖4.26兩相觸電示意圖86任務4－2接地與安全（3）跨步電壓觸電

當帶電體接地有電流流入地下時，電流在接地點周圍土壤中產生電壓降。人在接地點周圍，兩腳之間出現(xiàn)的電壓即跨步電壓。由此引起的觸電事故叫跨步電壓觸電，如圖4.27所示。圖4.27跨步電壓示意圖87任務4－2接地與安全電壓等級(kV)安全距離（m）電壓等級（kV）安全距離（m）10及以下（13.8）0.71541.5020～351.002202.00441.203304.0060～1101.505005.00

高壓故障接地處，或有大電流流過的接地裝置附近都可能出現(xiàn)較高的跨步電壓。離接地點越近、兩腳距離越大，跨步電壓值就越大。一般在10m以外就沒有危險。設備不停電時的安全距離如表4.9所示。88任務4－2接地與安全4.2.1接地形式

低壓配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的末端，分布廣泛，幾乎遍及建筑的每一角落，平常使用最多的是380/220V的低壓配電系統(tǒng)。從安全用電等方面考慮，低壓配電系統(tǒng)有三種接地形式，IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)。TN系統(tǒng)又分為TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)三種形式。（1）IT系統(tǒng)IT系統(tǒng)就是電源中性點不接地、用電設備外殼直接接地的系統(tǒng)，如圖4.33所示。IT系統(tǒng)中，連接設備外殼可導電部分和接地體的導線，就是PE線。1．低壓配電系統(tǒng)接地形式89任務4－2接地與安全（2）TT系統(tǒng)TT系統(tǒng)就是電源中性點直接接地、用電設備外殼也直接接地的系統(tǒng)。通常將電源中性點的接地叫做工作接地，而設備外殼接地叫做保護接地。

TT系統(tǒng)中，這兩個接地必須是相互獨立的。設備接地可以是每一設備都有各自獨立的接地裝置，也可以若干設備共用一個接地裝置。90任務4－2接地與安全（3）TN系統(tǒng)TN系統(tǒng)即電源中性點直接接地、設備外殼等可導電部分與電源中性點有直接電氣連接的系統(tǒng)，它有三種形式，分述如下：①

TN-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)中性線N與TT系統(tǒng)相同，在電源中性點工作接地，而用電設備外殼等可導電部分通過專門設置的保護線PE連接到電源中性點上。TN-S系統(tǒng)的最大特征是N線與PE線在系統(tǒng)中性點分開后，不能再有任何電氣連接。TN-S系統(tǒng)是我國現(xiàn)在應用最為廣泛的一種系統(tǒng)。91任務4－2接地與安全②TN-C系統(tǒng)TN-C系統(tǒng)將PE線和N線的功能綜合起來，由一根稱為保護中性線PEN，同時承擔保護和中性線兩者的功能。在用電設備處，PEN線既連接到負荷中性點上，又連接到設備外殼等可導電部分。TN-C現(xiàn)在已很少采用，尤其是在民用配電中已基本上不允許采用TN-C系統(tǒng)。92任務4－2接地與安全③TN-C-S系統(tǒng)TN-C-S系統(tǒng)是TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的結合形式。TN-C-S系統(tǒng)中，從電源出來的那一段采用TN-C系統(tǒng)只起電能的傳輸作用，到用電負荷附近某一點處，將PEN線分開成單獨的N線和PE線，從這一點開始，系統(tǒng)相當于TN-S系統(tǒng)。TN-C-S系統(tǒng)也是現(xiàn)在應用比較廣泛的一種系統(tǒng)。這里采用了重復接地這一技術。93任務4－2接地與安全2．電擊防護措施

為降低因絕緣破壞而遭到電擊的危險，對于以上不同的低壓配電系統(tǒng)形式，電氣設備常采用保護接地、保護接零、重復接地等不同的安全措施。（1）保護接地

保護接地是將與電氣設備帶電部分相絕緣的金屬外殼或架構通過接地裝置同大地連接起來，如下圖所示。

在TT配電系統(tǒng)中的保護接地的作用：若用電設備設有接地裝置，當絕緣破壞外殼帶電時，多數(shù)情況下，能夠有效降低人體的接觸電壓，但要降低到安全限值以下有困難，因此需要增加其他附加保護措施，實現(xiàn)避免人體觸電危險的目的。94任務4－2接地與安全（2）保護接零

保護接零是把電氣設備正常時不帶電的金屬導體部分，如金屬機殼，同電網的PEN線或PE線連接起來，如下圖所示。

保護接零適用于TN低壓配電系統(tǒng)形式。在中性點接地的供電系統(tǒng)中，設備采用保護接零時，當電氣設備發(fā)生碰殼短路時，即形成單相短路，使保護設備能迅速動作斷開故障設備，減少了人體觸電危險。95任務4－2接地與安全

在TN低壓配電系統(tǒng)中若采用保護接地的方法則不能有效地防止人身觸電事故，如下圖所示。此時一相碰殼引成的短路電流為：Id=（A）Ud=IdRe=27.5×4=110（V）

該電壓大于安全電壓，當人觸及帶電的外殼時是十分危險的。因此在低壓中性點接地的配電系統(tǒng)中常采用接零保護，而不采用接地保護。96任務4－2接地與安全（3）重復接地

將電源中性接地點以外的其他點一次或多次接地，稱為重復接地，如下圖所示。重復接地是為了保護導體在故障時盡量接近大地電位。重復接地時，當系統(tǒng)中發(fā)生碰殼或接地短路時：可以降低PEN線的對地電壓；當PEN線發(fā)生斷線時，可以降低斷線后產生的故障電壓；在照明回路中，也可避免因零線斷線所帶來的三相電壓不平衡而造成電氣設備的損壞。

97任務4－2接地與安全（4）等電位聯(lián)接

等電位聯(lián)結是防止觸電危險的一項重要安全措施。等電位聯(lián)接可分為總等電位聯(lián)結和輔助（或局部）等電位聯(lián)結。

所謂總等電位聯(lián)結就是將建筑物內的下列導電部分匯集到進線配電箱近旁的接地母線（總接地端子板）上而互相聯(lián)結：進線配電箱的保護線干線（即PE母排或PEN母排）；自電器裝置接地極引來的接地干線；建筑物內水管、煤氣管、采暖和空調管道等金屬管道；條件許可的建筑物金屬構件等導電體。

輔助等電位聯(lián)結是將上述導電部分在局部范圍內再作一次聯(lián)結，或將人體可同時觸及的有可能出現(xiàn)危險電位差的不同導電部分互相直接聯(lián)結。如輔助等電位聯(lián)結范圍內沒有PE線，不必自該范圍外特意引入PE線。98任務4－2接地與安全等電位聯(lián)結示意圖99任務4－2接地與安全總等電位聯(lián)結聯(lián)結結點示意圖100

本任務主要介紹了建筑防雷和安全用電的相關知識，對雷電的產生與危害、防雷裝置及接地形式、建筑物防雷措施、電氣危害的種類、觸電方式與觸電急救以及電擊防護措施進行了系統(tǒng)論述。通過本任務的學習，讀者應熟悉建筑物防雷系統(tǒng)的基本構架，掌握建筑物防雷保護措施，掌握安全用電基本知識和電擊防護的措施。（1）建筑防雷裝置一般由接閃器、引下線和接地裝置等三個部分組成，接閃器類型有避雷針、避雷線、避雷帶（網）、避雷環(huán)等，接地裝置又由接地體和接地線組成；（2）建筑物防雷要求分為三類：第一類防雷建筑物的要求最高，防雷保護措施應包括防直擊雷、防雷電感應和防雷電波侵入等保護內容；第二類防雷建筑物仍采取與第一類防雷建筑物相類似的措施，但其規(guī)定的指標不如第一類防雷建筑物嚴格；第三類防雷建筑物主要采取防直擊雷和防雷電波侵入的措施；（3）電流是電危及人體生命安全的直接因素，其對人體的電擊傷害的嚴重程度與通過人體的電流大小、頻率、持續(xù)時間、流經途徑和人體的健康情況有關。（4）針對不同的低壓配電系統(tǒng)形式，電氣設備常采用保護接地、保護接零、重復接地等不同的安全措施來降低因絕緣破壞而遭到電擊的危險。知識梳理與總結101智能建筑照明技術學習單元5智能照明技術應用102任務5-1認識智能照明系統(tǒng)1任務5-2

智能照明系統(tǒng)的應用2學習情境5

智能照明技術應用103教學導航:學習情境5

智能照明技術應用

項目任務任務5-1認識智能照明系統(tǒng)學時8任務5-2智能照明系統(tǒng)的原因教學載體實訓中心、教學課件、施工圖紙及教材相關內容教學目標知識方面掌握智能照明系統(tǒng)基本知識、各種控制方式以及燈光系統(tǒng)控制原理。技能方面能夠掌握智能照明系統(tǒng)常規(guī)應用方式和設計流程。過程設計任務布置及知識引導——分組學習、討論和收集資料——學生編寫報告，制作PPT、集中匯報——教師點評或總結教學方法項目教學法104[任務背景]:近20年來，樓宇智能化已經成為當今建筑發(fā)展的主流技術。所謂的智能樓宇，就是一種基于計算機網絡控制平臺，對照明、變配電、電梯、安防、通訊、廣播、空調、消防、門禁、會議等各項子系統(tǒng)的監(jiān)測與建筑物有機的結合，最大限度的滿足使用者舒適性、方便性的要求，以達到節(jié)能、高效管理、快速的信息化服務等目的。但是長期以來，智能照明在國內一直被忽視，大多數(shù)建筑物仍然沿用傳統(tǒng)的照明控制方式，部分智能大廈采用樓宇自控系統(tǒng)來監(jiān)控照明，即使是高檔的星級酒店也只能是實現(xiàn)簡單的區(qū)域照明和定時開關功能。因而，智能照明系統(tǒng)的發(fā)展遠遠落后于智能樓宇系統(tǒng)，無論從市場開拓，產品開發(fā)，到人們消費觀念的改變，都還需要進行長期艱苦的努力。一個優(yōu)秀的智能照明控制系統(tǒng)不僅可以提升照明環(huán)境品質，還可以充分利用和節(jié)約能源，使建筑物更加節(jié)能、環(huán)保。任務5－1認識智能照明系統(tǒng)

105 1．智能照明和智能照明控制系統(tǒng) 2．智能照明系統(tǒng)的特點 3．智能照明系統(tǒng)的用途 4．智能照明控制系統(tǒng)的綜合優(yōu)勢5.1.1智能照明基本知識任務5－1認識智能照明系統(tǒng)

1065.1.1知識準備1．智能照明和智能照明控制系統(tǒng)任務5－1認識智能照明系統(tǒng)

智能照明是指利用計算機、無線通訊數(shù)據傳輸、擴頻電力載波通訊技術、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術組成的分布式無線遙測、遙控、遙訊控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)對照明設備的智能化控制。具有燈光亮度的強弱調節(jié)、燈光軟啟動、定時控制、場景設置等功能；并達到安全、節(jié)能、舒適、高效的特點。智能照明控制系統(tǒng)是利用先進電磁調壓及電子感應技術，對供電進行實時監(jiān)控與跟蹤，自動平滑地調節(jié)電路的電壓和電流幅度，改善照明電路中不平衡負荷所帶來的額外功耗，提高功率因素，降低燈具和線路的工作溫度，達到優(yōu)化供電目的的照明控制系統(tǒng)1075.1.1知識準備2．智能照明系統(tǒng)特點任務5－1認識智能照明系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)可控制任意回路連續(xù)調光或開關。（2）場景控制：可預先設置多個不同場景，在場景切換時淡入、淡出。（3）可接入各種傳感器對燈光進行自動控制。（4）移動傳感器：對人體紅外線檢測達到對燈光的控制；如人來燈亮，人走燈滅（暗）。（5）光亮照度傳感器：對某些場合可根據室外光線的強弱調整室內光線，如學校教室的恒照度控制。（6）時間控制：某些場合可以隨上下班時間調整亮度。（7）紅外遙控：可用手持紅外遙控器對燈光進行控制。（8）系統(tǒng)聯(lián)網：可系統(tǒng)聯(lián)網，利用上述控制手段進行綜合控制或與樓宇智能控制系統(tǒng)聯(lián)網。（9）可由聲、光、熱、人及動物的移動檢測達到對燈光的控制1085.1.1知識準備3.智能照明系統(tǒng)的用途任務5－1認識智能照明系統(tǒng)

智能照明控制系統(tǒng)可以在確保燈具能夠正常工作的條件下，給燈具輸出一個最佳的照明功率，既可減少由于過壓所造成的照明眩光，使燈光所發(fā)出的光線更加柔和，照明分布更加均勻，又可大幅度節(jié)省電能，智能照明控制系統(tǒng)節(jié)電率可達20%~40%。智能照明控制系統(tǒng)它可在照明及混合電路中使用，適應性強，能在各種惡劣的電網環(huán)境和復雜的負載情況下連續(xù)穩(wěn)定地工作，同時還將有效地延長燈具壽命和減少維護成本。針對不同的工作場合，智能照明控制系統(tǒng)分為單相和三相兩種類型。1095.1.1知識準備4．智能照明控制系統(tǒng)的綜合優(yōu)勢任務5－1認識智能照明系統(tǒng)

（1）良好的節(jié)能效果

（2）延長燈具壽命

（3）改善照明質量

（4）實現(xiàn)多種照明效果

（5）管理維護方便

（6）較高的經濟回報1105.1.2

智能照明控制方式1．系統(tǒng)可控制任意回路連續(xù)調光或開關任務5－1認識智能照明系統(tǒng)

智能照明系統(tǒng)中回路的定義：相同的燈光類型、控制區(qū)域、控制邏輯的燈具的組合；通過智能照明系統(tǒng)的控制我們使不同回路中的配置同時開啟或者關閉，單獨開啟或者關閉某些回路配置，調控每個回路的燈具的亮度，調控系統(tǒng)中外接通配置等此類操作，通過智能照明系統(tǒng)實現(xiàn)每個回路間的通信已達到統(tǒng)一管理的目的。此控制方式適用與任何的智能照明場景中，是目前使用最多的一種控制方式1115.1.2

智能照明控制方式2．系統(tǒng)可進行場景控制任務5－1認識智能照明系統(tǒng)

智能照明系統(tǒng)中回路的定義:可預先設置多個不同場景，在場景切換時淡入、淡出。此外，還可以延伸至其它系統(tǒng)的聯(lián)合控制。通過用戶設計的場景模式智能照明系統(tǒng)會按照用戶的喜好，來控制各回路的燈具和外接配置以達到用戶所需要的效果。此控制方式同樣適用于所有智能照明場景中，在目前的智能照明系統(tǒng)中普遍應用。1125.1.2

智能照明控制方式3．可接入各種傳感器對燈光進行自動控制任務5－1認識智能照明系統(tǒng)

智能照明系統(tǒng)中傳感器的定義為：能感受規(guī)定的被測