探討我國建筑電氣設計

紀德路

摘要：近年來，我國的建筑事業發展十分迅猛，加強建筑電氣設計研究是十分必要的。建筑電氣設計是建筑設計的重要組成部分，因而提高現代建筑工程電氣設計質量至關重要。

關鍵詞：建筑電氣；電氣設計

中圖分類號： F407.6文獻標識碼：A

引言

隨著我國社會經濟的發展，人民生活水平的極大提高，各類家電電氣逐漸增多，人們對建筑中電氣設計的要求越來越高，因此設計人員應尊從國家相關規范嚴格要求自己，使建筑電氣設計更加合理，滿足人們的生活需求。而建筑工程的電氣設計工作是一項復雜的工程，在設計過程中應充分考慮其特點，并注重節能的功效，才能滿足現代建筑工程的各項需求。

一、建筑電氣設計的一般原則

（一）嚴格依照相關規范設計

建筑電氣設計必須嚴格依據國家規范，這是不言而喻的。為加強對建筑工程設計文件編制工作的管理，保證設計質量，國家制訂了相關標準規范。建筑電氣設計和施工必須貫徹執行國家有關政策和法令。設計文件的編制符合國家現行的標準、設計規范和制圖標準，遵守設計工作程序。

（二）規劃設計要從宏觀上進行考慮

根據近期規劃設計兼顧遠景規劃，以近期為主，適當考慮遠期擴建的銜接，以利于宏觀節約投資。

（三）要依投資數額確定設計標準

必須根據可靠的投資數額確定適當的設計標準：如燈光設計標準，規范只給了最低的標準。而設備檔次（如燈具豪華程度、裝修標準）等取決于投資數額，有多少錢辦多少事。

（四）設計應結合實際情況

設計應結合的實際情況，積極采用先進技術，正確掌握設計標準；對于電氣安全、節約能源、環境保護等重要問題要采取切實有效的措施；設備布置要便于施工和維護管理；設備及材料的選擇要綜合考慮。

二、建筑電氣設計的主要內容

2.1 電力負荷的計算

計算電力負荷是電氣設計中最重要的一環?！睹裼媒ㄖ姎庠O計規范》中詳細描述了電力負荷計算的內容方法，電負荷計算重要性不言而喻，電氣設備、線纜型號規格以及斷路器的整定值都要根據計算結果來選取。在電氣工程設計中需要注意的是設計人員要重視電負荷計算，按規定的要求來計算暫載率的用電負荷，切忌將銘牌值當作長期負荷來計算；要按照負荷的性質進行分類，以便根據需要選取不同的功率因數和系數；對于那些功率因數較低、不符合供電規則要求的用電負荷，要計算其無功補償。

2.2 供電電源及電壓的選擇

為保證現代建筑工程的供電可靠性，必須要設置兩個相對獨立的電源，電源數量可以根據負荷的大小以及實際的電網條件來定量。兩路電源獨立運行，同時供電，彼此相互備用。 此外還要安裝柴油發電機組以應急備用，確保能夠在15s 之內正?；謴凸╇?。為了保障照明、電腦、電梯、消防等設備的事故用電，我國國內的高層建筑，其供電電壓都是用的標準電壓為 10kV。

2.3 高低配電系統的設計

現代高層建筑均是采用兩路獨立的10kV 電源同時供電。一般高壓采用單母線分段，自動切換，互為備用。母線分段數目，與電源進線回路數相適應。只有當供電電源為一主一備時，才考慮采用單母線不分段的結線。電源進線幾乎全部采用電纜進線。高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線?，F代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難，多采用全塑電纜與豎井母干線聯接。每層樓豎井設層間配電小間。層間配電箱經插接自動空氣開關從豎井母干線取得電源。當層數較多負荷數較大時，一般按層數分區供電，或將變壓器分散設在地下層、中間層或最頂層。

低壓配電系統各級開關均采用自動空氣開關(斷路器)，設置瞬時、短延時、長延時三級過流保護裝置。各級自動空氣開關的保護整定，應注意選擇性配合，防止越級跳閘。為減少變壓器臺數，單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側的短路電流，正常時變壓器解列運行，中間設聯絡開關。照明和動力分開設變壓器，當動力用電容量大小時，動力變壓器可不分開裝設，而在低壓側應對動力負荷分類計費。功率因數按規定應補償到0.9～0.95。無功補償都采用集中補償方式。為降低變壓器容量，多集中裝設在低壓側，與配電屏放在一起，但必須采用于式移相電容器。

所有電梯均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進線。在電梯機房的末端配電箱，設兩路電源的自動切換裝置，互為備用。

2.4 配電箱的布置設計

在設計配電箱時，不僅要標明斷路器、隔離開關等電氣元件的型號，還要明確配電箱本身的型號，配電箱的體積比較大，有很多管線敷出，所以在設計時要使選擇的配電箱與住宅樓相匹配，要仔細考慮它的安裝位置，為了避免配電箱和消火栓箱安裝的位置重疊， 要對照專業圖來確定配電箱的安裝位置。建筑電氣設計通常是將兩戶的戶表箱安裝在樓梯間，但住戶隨之增加的配電線會使樓梯的管線大量增多，從而對施工造成不利影響，所以我們可以將每戶的分支回路開關安裝在戶內的配電箱內，配線箱的位置要便于操作，可以將燃氣和冷熱水的室外計量表以及電度表置于戶表箱內，這樣可以分散布置樓梯間集中的管線，也可以使入戶的管線更加簡單， 便于住戶進行操作。

2.5 變電所位置的確定

現代高層建筑的用電量相當大，在確定變電所位置時，應盡可能使高壓深入負荷中心。國外高層建筑的變電所都設在主樓內。建筑高度在30層左右的，大都集中在底層；60層左右的，則分散在地下層、中間層和頂層。也有僅在中間層或僅在地下層、頂層設變電所的。變電所的數量及其位置的分布，應通過技術經濟比較決定。

2.6 電氣的照明設計

電氣照明設計包括燈具的造型設計、燈具的布置、照明度的計算、光源類型選擇等。實際上它與建筑的裝飾有密切關系，因此應相互照應、相互配合，確保藝術意境與使用功能的統一。在現代高層建筑中，普遍采取傳感器、定時器或者光敏元件來實現照明的自動控制作用，并通過各種建筑物的自動化系統來實現照明電路與接觸器；另外，采取高光效的電光源，也是節能照明的重要手段。

2.7 防雷的設計

2.7.1 防雷裝置設置

《民規》第 12.1.4 條中規定:新建工程應盡可能利用建筑物金屬導體作為防雷裝置。實際設計中仍有設計人員在建筑物上專設防雷裝置。很顯然，利用建筑物內鋼筋作為防雷裝置更安全、可靠、美觀。但要注意的是，當利用建筑物的柱子鋼筋作為引下線時，應按規范規定:當鋼筋直徑為16mm 及以上時，應利用兩根鋼筋作為一組引下線；當鋼筋直徑為10mm 及以上時，應利用四根鋼筋作為一組引下線。被利用的柱子和基礎內的鋼筋均應可靠焊接， 使其在電氣上成為一個整體。

同時《民規》第12.8.6 條中規定:利用建筑物柱子鋼筋作為引下線時，下部在室外地坪下0.8～1m 處焊出一根D12mm 或 40×4(mm)鍍鋅導體，此導體伸向室外距外墻皮的距離不小于 1m。［1］

2.7.2 防止雷電波侵入

據可靠資料，雷電波沿低壓架空線路侵入高電位而造成的事故占總雷害事故的 70%以上，它引起人身傷亡和設備損壞的損失也是最大的，因此防止雷電波侵入是防雷措施的重要一環。

在實際設計中，設計人員對防雷電波侵入的措施又常常重視不夠。為了防止雷電波侵入，設計人員應按照《民規》第12.5.6 條的規定進行設計。對電纜進出線，應在進出端將電纜的金屬外皮、鋼管等與電氣設備接地相連。應在進出處裝設避雷器并與絕緣子的鐵腳連在一起接到電氣設備的接地裝置上。這是因為絕緣子鐵腳與導線之間形成一個放電電壓約為 40kV 的放電保護間隙，這一數值對保護人身安全是可靠的，但要保護低壓電氣設備和線路就不行了。

2.8 建筑電氣的節能設計

隨著我國人口的加劇、工業的不斷發展，對能源的消耗也不斷增加，各行業都已提出節能的需求，這也是建筑電氣設計中的重要特點。高層建筑的電氣設計在使用功能方面要滿足照明在色溫、照度、顯色指數等方面的要求，空調溫度和風量也要得到滿足，使用舒適度和衛生狀況應得到保障；運輸通道上下和左右都要暢通無阻；一些特殊技術方面使用的要求要滿足。應明確哪些電量消耗是與建筑物的功能無關，再考慮采取的具體措施。在設計過程中，節能措施應遵循“經濟合理、價值實用、技術先進”等原則。由于高層建筑耗電量大，節能空間也相對較大，應在設計過程中充分考慮。［2］

三、結語

總之，建筑電氣設計內容繁雜，作為設計人員應遵從國家相關規范，從技術先進、安全適用、經濟合理、節約能源和保護環境的設計原則出發，使建筑電氣設計更加合理，滿足功能完備、適用安全的目的。

參考文獻：

［1］路琦，林峰，周瑛?。邔咏ㄖ械碾姎夤澞艽胧跩］．低溫建筑技術，2009，31(6).

［2］姜波，鄭向陽．改善高層建筑電氣設計水平的有效途徑［J］．科技創新導報，2009， (3)．