论民用建筑电气设计

于志良吕雷鸣

摘要：由于高层建筑人员、所占资源集中，其电气设计的安全、可靠、经济性将被社会越来越重视和关注。

关键词：电气设计；安全；可靠；环保节能，经济。

Abstract: high-rise buildings due to personnel, resources occupied by the concentration, the electrical design of the safety, reliability, economy will be the society attaches more and more importance and attention.

Key words: electrical design; safety; reliability; environmental protection and energy saving, economy.

中图分类号：TH183.3文献标识码：A 文章编号：

随着我国经济的高速发展，人口不断流入城市，我国城市出现了用地紧张的矛盾，城市化的不断进展，高层建筑越来越多，民用建筑电气设计的安全、可靠、经济性已经成为社会关注的发展重点问题之一。以下本人将近年电气设计中的一些问题的解决方案和积累的知识提出已供大家参考、讨论：

1.电力负荷：电力负荷是供电设计的依据参数，因为电力负荷是供电设计的依据参数，以计算准确与否为准，合理的选择变压器、配电箱、线路等电气设备，安全可靠与经济运行对电力负荷起决定性作用。

为了减少变压器台数，一般选择大容量的单台变压器。为了限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，在动力用电容量太小的情况下，动力变压器可以不分开装置，在低压侧应对动力负荷分类计费。

高压系统和低压干线的配电方式一般都采用放射式系统。低压配电系统各级开关均采用自动空气开关f断路器)，设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。各级自动空气开关的保护整定，注意选择性配合，防止越级跳闸等现象的发生。

电梯均要采用两路不同变压器引出的专用电缆进线。在电梯机房的末端配电箱，装设两路电源的自动切换装置，作为备用。

供电电源及电压的选择主要设备的选型为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。此外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15s内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压，都采用lOkV标准电压等级。

2.高低压配电系统的设计高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。

母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。

电力变压器。根据防火要求，民用高层建筑主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。日前有干式变压器、变压器和硅油变压器等三种产品可供选用。低压配电屏。国外低压配电屏的结构，一般都做成抽屉式，特别是大容量的出线，则做成手车式。国内许多生产厂家的低压配电屏也有引进技术做成抽屉式结构的，其中有的f如多米诺组合式开关柜等)主要技术指标己达国际先进水平。

低压配电屏多采用自动空气开关出线。当配电变压器的容 量为1600kVA时，低压母线上的短路容量已超过40kA，目前国内已经能提供大容量的产品。

应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。应急备用发电机组一般设置在地下一层靠外墙侧、设备转换层。本人建议也可设在屋顶。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快，故障率低等优点。国、内外的现代高层建筑，插接式绝缘母线槽己基本上取代了电缆。

3．变电所位置的确定：现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能，提高供电质量起重要作用。

高层建筑的变电所一般都设在主楼内。建筑高度在30层左右的，大都集中在底层；60层左右的，则分散在地下层、中间层和顶层。也有仅在中问层或仅在地下层、项层设变电所的。变电所的数量及其位置的分布，应通过技术经济比较决定。

微电脑在变电所中的应用，现代民用高层建筑大，所以其变电所的规模也较大。计中预留控制室内使用微电脑进行监测、管理，能迅速发现故障，使设备作最佳工况运行，实现遥控遥测，达到节约能源，减少人力，安全、合理运行的目的。

4．电气照明设计电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型，灯具布置，眩光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。

5．消防现代高层建筑的火灾自动报警灭火系统．包括：火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动华，智能化。

关于高层建筑中消防用电的设计问题，涉及到其他许多学科，而且规模越大，功能越多，控制内容越广泛，设计的内容也就越复杂，消防用电设备有如下多方面：报警方面，自动灭火方面，于动灭火方面，避难方面等。相关设备：消火栓泵、喷淋泵、消防电梯、双电源互投等。

有关消防用电设备的供电电源，在火灾发生中，还能继续保持供电。在设汁过程中，注意以下几点：①供电电源可靠② 有备用电源③ 消防用电配线选材精准

6.建筑电气节能的原则,首先满足建筑物的功能，然后考虑实际经济效益，其次节省无谓消耗的能量。建筑电气节能的方法主要有: (1)减少变压器的有功功率损耗。变压器应选用节能型的,以减少铁芯的涡流损耗和漏磁损耗,同时要将变压器的负载率提高到75%~85%,减少变压器的线损,而且采用大容量的变压器,尽量减少变压器的台数,使变压器经济、安全运行。(2)降低供配电线路上的能量损耗。应选用电导率较小的铜芯材质做导线、减少导线 长度、增大导线截面积。(3)提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输。如荧光灯采用高次谐波系数低于 15%的电子镇流器等措施,都可使自然功率因数提高到0. 85~0. 95,可减少系统高低压线路传输的超前无功功率。还有采用电容器补偿、无功补偿装置就地安装就地补偿等。只要处理好减少自然无功、无功补偿及补偿装置的安装地点这三部分,就可以实现合理的选择无功补偿方式从而达到节能的目的。(4)照明部分的节能。由于照明量大面广,所以节能潜力巨大,包括采用高效光源;建筑物靠近室外部分增大门窗面积,采用透光率较好的玻璃门窗,充分利用自然光;凡是可以利用自然光的照明采用按照度标准进行灯光的自动调节;可变照度的照明可采用成组分片的自动控制开停方式。(5)电动机在运行过程中的节能。主要是减少电机轻载和空载运行。可采用变频调速器,使其在负载下降时自动调节转速,以与负载的变化相适应,提高电机在轻载时的效 率,达到节能目的。另一种节能方式是采用软启动器,按启动时间逐步调节可控硅的导通角,以控制电压的变化。如生活水泵、电梯等设备。(6)高效节能电热设备的应用。推广使用蓄热型电热水器、电锅炉,削峰平谷,使电 网及发电机运行更稳定、经济、寿命长。(7)把传统的供配电系统、空调通风系统、电力照明系统等纳入智能控制网络进行计算机管理。提倡户式中央空调,通过节能控制器对冷暖用设备在统一平台进行管理,减少能源不必要的损耗。

7.采用电气节能环保型产品。例如采用干式变压器或者采用nomex纸和清洁可分解的高燃点β油制造的配电变压器;采用环保型电缆;以减少电气设备产生的电磁辐射对人的影响等。

结语：作为一个合格的电气设计者，必须从宏观系统着眼，不仅考虑现有功能电气的安全、可靠、经济、便捷，而且要考虑到变化发展中的安全、可靠、经济、便捷：既要关注系统问题，又要注意各个细节，努力做到节能环保

参考文献：《民用建筑电气设计规范》 瞿义勇 机械工业出版社2010-6-1

民用建筑电气设计手册戴瑜兴、黄铁兵、梁志超 中国建筑工业出版社，2007