研究分析建筑电气设计的探讨

冯秀娟 颜特亮 苏继荣

【摘要】随着社会经济的发展，现代建筑的功能越来越强，建筑电气的重要性也日益明显。本文分析了建筑电气设计的主要内容、建筑电气设计的安全性及节能设计。

1 建筑电气设计的主要内容

1.1负荷的计算

电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。

1.2供电电源及电压的选择

为了保证供电可靠性，现代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。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内建筑的供电电压，都采用10kV标准电压等级。

1.3高低压配电系统的设计

1.3.1高压配电系统：现代建筑均是采用两路独立的10kV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。

1.3.2计费方式，采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。

1.3.3为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为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。

1.3.4楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接等等。

1.4主要设备的选型

1.4.1高压开关柜。现代建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。应根高层建筑地下室的标准，选用具有"五防"功能的真空开关手车式高压开关柜。

1.4.2电力变压器。根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。

1.4.3低压配电屏。国外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式，特别是大容量的出线，则做成手车式。

1.4.4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。近年国外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。

1.5变电所位置的确定：现代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，提高供电质量都有重要意义。

1.6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，眩光控制和调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。

1.7防雷与接地：现代建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。现代建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。

1.8电梯：电梯按使用功能分，有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种；按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按电流分则有交流和直流两大类。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型，不是电气设计人员单方面所能决定的，必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。

1.9消防自动报警和自动灭火系统：现代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洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。

2 建筑电气设计的安全性。下面就专业方面容易忽视的问题进行探讨：

2.1 低压断路器的选择问题：从电气理论来看，极数的选择主要依据线路的中性线是否需要断开，一般可跟据以下进行判断。第一，对于TT线路系统，由于其和建筑物内的等电位连接未导通，因此可导致由外来故障带来的危险电压，为了避免此种情况的出现，需断开中性线，必须选择两极和四级开关。第二，对于TN线路系统，不需要断开中性线，所以可选择单级和三级。

2.2 变频器的使用问题

在电气设计方面，大多数采用变频调速控制柜，但是有些人对于变频器的工作原理并不十分清楚，导致建筑方未能根据要求选取成套控制柜，因此，会给设备带来一些隐患，一般有如下几种。第一，选择不当的压力信号采集表导致采集的压力信号出现错误。由于变频器的输入信号是模拟信号，因此一般采用标准的电压、电流或电阻信号，而不用电接点压力表。有时设计人员会选错信号采集表。第二，和配电柜相配合使用的水泵配套的成套控制柜，没有采用标准的，而是自己设计的。这样常常出现由于自己的设计力量有限，没有很好地理解电力设计的意图，导致变频恒压供水没有达到规定的要求。第三，选用有些开关厂制作的控制柜，由于其采用普通变频器，致使功能缺少，无法完成自动控制功能，因此还需要进一步的改造。可在变频器上增加一套PLC控制器，这样也可以达到要求。

3.建筑电气设计中的节能措施

3.1 减少设备使用时间。在设计的时候，楼梯间、走廊这样的公共场所可采用自动控制的方式，做到人来灯亮，人走灯灭。考虑到线路损耗，对于面积小的房间可采用一灯一控或二灯一控；面积较大的房间采用多灯一控的方式。同时，设计时，应充分利用天然光。建筑物靠近室外的部分，在建筑物结构允许的情況下，门窗尽可能开的大些，门窗的玻璃采用选用透光率高的，以充分利用自然光。非靠近室外的部分，可用导光管、反射高窗或棱镜窗将光线引入需要阳光的地方。以最大限度地减少照明设备的使用时间。

3.2控制照明器的数量。在设计时要考虑建筑类型及功能的实际需要，按照我国照度标准确定最合适的照度，并且要结合房间面积确定照明器数量及布置。在这方面，我们可以利用先进的照明设计软件，精确的计算，以确定灯具的最为合理的布置，在满足舒适的前提下，最大限度减少2.2.1 选用电导率较小的材质做导线。以铜芯最佳，铝芯次之。在改革开放初期，由于铜价较高，国家贯彻节约用铜，以铝代铜的原则。进入21世纪以后，国家从节能、环保的角度出发，开始提倡采用铜质导体。

3.3选用电导率较小的材质做导线。以铜芯最佳，铝芯次之。在改革开放初期，由于铜价较高，国家贯彻节约用铜，以铝代铜的原则。进入21世纪以后，国家从节能、环保的角度出发，开始提倡采用铜质导体。

综上所述：在现代化建筑电气设计工程中，人们为了提高建筑电气设备的经济效益和工作效率，就将各种节能措施应用到其中，并且随着科学技术的不断发展，人们也在传统的节能技术的基础上进行了相应的改进，从而进一步的降低了建筑电气在运行过程中所产生的能量消耗。

参考文献：

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[2] 李蔚.建筑电气设计易错问题评析[J].建筑电气，2009，（06）.

[3] 刘成海.从工程监理实践看建筑电气设计存在的若干问题[J].黑龙江科技信息，2011，（02）.