建筑电气设计的要点探究

建筑电气设计的要点探究

陈家柱

广东省航运规划设计院有限公司510050

摘要：电气工程是建筑工程的重要组成部分，建筑电气的方案设计对整个建筑工程而言，无论在使用方面还是节能方面，都有着很大的影响，因此，对建筑电气设计的探究就显得非常必要了。建筑电气设计是一项复杂的工作，囊括了多方面的内容，工作量很大。所以，作为电气设计人员，必须找到建筑电气设计要点并加以整合利用，结合照国家规范及标准进行建筑电气设计。

关键词：建筑电气设计；节能

一、建筑电气设计的主要内容

（一）负荷的计算

电力负荷计算参数作为供电设计的重要依据之一，其计算结果的准确与否，对电气设备选型的合理性、安全性以及经济效益等方面均起决定性的作用。所以，负荷计算是建筑电气设计中的头等大事，能为接下来的整个供电系统设计打下坚实的基础。建筑电气的负荷计算通常采用负荷密度法和需要系数法进行。

（二）供电电源及电压的选择

为保证供电可靠性，建筑物的供电电源应严格按照规范对负荷等级划分和当地电网条件进行设置。对于一、二类高层和比较重要的多层建筑物，一般采用两路电源供电，常规设计两路电源同时使用，互为备用，当一路发生故障或检修时，由另外一路电源确保消防和重要负荷的供电稳定。在无法提供两路独立电源的情况下，可以选择装设应急柴油发电机组作为第二电源。发电机电源要求在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。

目前国内高压进线电源供电电压，一般采用10kV标准电压等级，有的视具体情况采用6kV电压等级。

（三）高低压配电系统的设计

1、高压配电系统的设计，在满足规范的前提下，还要结合当地供电部分的相关要求。在系统设计过程中，要根据实际情况合理选择电缆的进出线方式，分别有上进上出，下进上出，下进下出三种方式。高压电源一般采用电缆进线，高压配电柜之间的联络一般采用封闭式密集型母线槽。

2、配电系统一般采用树干式和放射式相结合的敷设方式，电源线由电房至各电气竖井，再由竖井分出至末端用电设备。现代高层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。每层楼竖井设配电小间，层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，甚至可以考虑将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。

3、供电系统功率因数按规定应补偿到0.9~0.95，无功补偿采用集中自动补偿方式，多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起。

（四）主要设备的选型

1、高压开关柜。设计选用具有“五防”功能的中置式高压开关柜，具有维护检修方便、互换性好、可保证供电系统安全、可靠运行等优点。

2、电力变压器。变压器的选择可根据使用环境和要求选用干式电力节能型配电变压器或油浸式配电变压器，变压器的选择在满足电量的情况下，还要留有一定的富余量，以防变压器过载消耗及满足日后扩容需求。高层建筑的变配电室一般设置在其首层或者地下一层，亦可在建筑物周围独立设置变配电房。

3、低压配电屏。目前大多选择抽屉式开关柜，其优点是配电回路数多，操作简单可靠，易于排列布置，对灵活利用土建面积方面有一定作用。

4、应急柴油发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源，要求其能快速自起动，一般应能在15s内恢复供电。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，日后可往这方面继续深究。

（五）变电所位置的确定

现在的用电设备越来越多，导致了建筑内的用电量相当大，对供电的稳定性也提出了更高要求。在设计变电所时，除了要满足电量需求外，还要求整个系统的可靠稳定，因此一个项目配置若干个电房便成了常有的事。高层建筑的变配电室一般设置在首层或者地下一层，亦可在建筑物周围独立设置变配电房。配电房应尽量布置在负荷中心处，这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。

（六）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、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。设计优先选用高光效LED光源，可以取得节能的明显效果。

（七）防雷与接地

建筑物屋顶设置接闪带和接闪杆，利用建筑物柱内钢筋做防雷引下线，建筑物基础钢筋做接地装置，保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。建筑物的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地共用接地装置，整个系统的接地电阻要求不大于1欧姆，若实测不满足要求，则添加人工接地极。

（八）电梯

建筑电气设计人员要根据电梯的使用性质和容量大小，设计满足要求的电梯供电系统。

（九）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、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。探测器探测到火灾信号后转换成电信号，进入分区报警器和消防中心，发出声光报警信号。消防中心负责整座大楼或整个建筑群火灾的监控和消防指挥。

二、建筑电气节能设计措施

（一）满足建筑物的功能

即满足照明的照度、色温、显色指数；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

（二）考虑实际经济效益

应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

（三）节省无谓消耗能量。

节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么节能措施。如应选择空载损耗和有载损耗低的配电变压器，又如量大面广的照明容量，应采用先进技术LED光源使其能耗降低。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。在工程实践中，公共建筑暖通空调系统和照明系统能耗分别占建筑总能耗的50%和20%以上，系统节能潜力是巨大的。目前，暖通空调系统的自动控制基本上采用建筑设备自动化系统，简称BAS或BA系统，节能效率达10%~30%。而《建筑照明设计标准》推动了照明领域的科技进步，有利于提高照明能效并推进绿色照明的实施，如用细管径直管型三基色T8和T5荧光灯，可节能率为25%~35%。优先选用国家推广应用的LED节能光源。

三、结语

建筑电气设计需要各个专业相互协调配合，同时结合电气设计的经验，根据设计的内容与要求，考虑设计的投资成本，实现最佳设计要求。在整个电气设计的过程中，只要任何一方面出现问题都会产生严重风险，所以电气设计人员需要不断提升对设备质量与功能的关注度，提高自身的设计水平，为设计出经济可靠的供电系统而奋斗。

参考文献：

[1]罗东文.新时期高层建筑电气设计要点探究[J].建筑工程技术与设计，2015，（5）：958-958.

[2]杨相轩，杨默含.高层建筑电气设计要点分析[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（36）：5685-5685.

[3]黄华静.小议超高层建筑电气设计的探究[J].建筑工程技术与设计，2014，（20）：711-711，625.