新形勢下建筑電氣設計之我見

楊靜

（十四冶建設云南勘察設計有限公司，云南 昆明 650031）

1 利用建筑中的結構鋼筋進行防雷與接地

1. 1屋面結構與接閃器

現代建筑藝術除了追求立面上豐富多彩的線條外.對建筑物頂部造型也力求變化。由于新穎的薄殼、雙曲面網架等大量運用，屋面已經不能再簡單的分為平屋面和坡屋面，這給防雷設計帶來一定難度。在設計中除了應按《建筑防雷設計規范》(GB50057～94)中附錄二要求的在屋頂外沿和突出部位等易受雷擊處設置避雷帶外.直接將屋面結構鋼筋作為避雷網的一部分也非常必要。出于防水抗裂考慮，屋面結構一般采用現澆混凝土板.其鋼筋由上部鋼筋和下部鋼筋組成，配筋較密，連接點較多，并且板鋼筋均與梁鋼筋綁扎連接形成通路。突出屋面的塔樓、樓梯間等也均通過鋼筋混凝土柱或構造柱與下層結構相連。因此，當利用建筑本身的鋼筋作為接閃器時，在結構鋼筋連接的關鍵部位如柱內鋼筋與梁鋼筋綁扎點處進行焊接，即可滿足形成電氣通路的要求。

1. 2利用混凝土柱、墻主筋作為防雷引下線

不同結構形式的各類建筑中均設有一定數量的鋼筋混凝土柱.如在砌體結構中設置的構造柱，在混凝土結構中設置的框架柱、剪力墻等，柱中鋼筋直徑按《建筑物抗震設計規范)GB50011-2001 第 7.3.2 條規定磚混結構中構造柱縱向鋼筋最小為4q~12，在框架結構中框架柱配筋通常采用中14以上螺紋鋼筋均可滿足 GB5oo57-94 中第 3.3.5 及 4.2.1條要求。柱中鋼筋的連接形式通常采用綁扎連接、焊接和機械連接，按照《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范)(cB5o169-92)規定，避雷引下線的連接為搭接焊接.搭接長度為圓鋼直徑的6倍，因此。不允許用螺紋鋼代替圓鋼作搭接鋼筋。

1. 3利用基礎地梁作為接地裝置

建筑物地基的形式可分為無筋擴展基礎、擴展基礎、柱下條形基礎、筏形、箱形基礎、樁基礎以及復合地基。按GB50057-94第3.2.4 條、第 3.3.5 條、第 3.4.3 條、第 4.4.3 條規定，接地裝置應在地面 50era 以下，第 4.3.5 條還規定：防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道不應小于3m，當小于3m時水平接地體局部埋深不應小于lm或采取絕緣保護措施。建筑物基礎埋深通常由基礎自身高度、地面下預埋管線高度及防凍防腐蝕深度等因素決定，一般均大于0.5m。

2 電磁脈沖危害及防護

目前高樓大廈遍地矗立，十分現代化，建筑電氣增添了不少的新內容，某些地區智能化建筑很多.可是在內部有些設備都運轉不起來，就是運轉起來也不如人意。移動通信、微波通信的發展帶來微波輻射對人們身體健康危害也很大，如白內障病人增多.視網膜病變，頭痛、頭暈，對心臟血管均有影響。

2. 1對電源污染狀況及危害

2.1.1 電源污染情況

某工程大樓，采用了中央空調、風機、水泵30KW以上有100多臺，為了減小變壓器容量，降低各電動機的啟動電流，因此選用100多臺晶閘管軟啟動器，雖然起動電流小，變壓器容量減小了，可是對電源污染都很嚴重，這種整流電路結構簡單，但是輸入電流中含有很高的諧波分量，輸入電流的5次諧波可達20%，7次諧波可達12%。由于晶閘管的快速換相，產生一定的高次諧波，可達35次以上，高次諧波對電話等通信線路產生一定的干擾。這種整流電路總的諧波電流以失真約為30%。

2.1.2 電源污染的危害

2.1.2.1 功率因數大為下降

2.1.2.2 功率因數補償的電力電容器由于高次諧波電流 (因電容對高頻是低阻抗)而流人，導致電容器發熱，以致絕緣破壞，在發生共振時還有爆炸的可能。

2.1.2.3 對于變電站各種保護由于高次諧波導致過熱。過壓使得保護誤動作.及保護性變壞。甚至高頻引起振動使整個系統解列。

2.1.2.4 對于顯示平均值的儀表，由于高次諧波影響，誤差較大，顯示有效值的儀表影響不大，對電鐘影響較大。

2.1.2.5 對通訊、電話、計算機均有影響。

2. 2空間污染狀況及危害

空間電磁場輻射情況，以某金融貿易區為例.在信息樞紐大的1層、8層、21層分別測得電磁場在空間場強值都很大，測量當時信息樞紐大樓的高壓線，變電間及工業設備都未進入安裝.房屋還是一個框架。這只能說明其存在的外界電磁環境，不能說明大樓本身的電磁場輻射情況，從中可看出30MHz以上，特別是電視廣播、微波及移動通信在空中電磁場是很高的，高出90～100dB以上，其它城市也不會例外。

2. 3 對策

建筑電氣設計把防止電磁污染要列上議事日程，也就是要進行電磁兼容設計，從選建筑物地址開始到施工圖設計、施工監理到最后測試鑒定，主要進行電磁兼容管理，貫穿到整個設計過程。要有下述對策：

2.3.1 建筑物地址，離機場、電視廣播電臺，移動微波通訊臺、軍用雷達、電子對抗、高壓變電站之間的距離。

2.3.2 廠房之間內部的電磁間距，如距離工、科、醫設備廠房.計算機房、電話通訊等之間電磁防護間距。

2.3.3 架空引下線，防雷引下線，綜合布線，通訊線等線間防護間距。當前，研究出一種低價格電磁防護涂料，對電磁場防護效果可達40dB以上。總之要求我們的電源要保持清潔，諧波電壓畸變率不要超過國家標準.最好把電源電壓畸變率控制在2%以下。空間電磁場分布不使人身受到傷害，電氣電子設備之間能互相電磁兼容.正常、安全、穩定運行。

3 電氣管線的預埋與結構布置

電氣管線的敷設方式分明敷和暗敷兩種。明敷是將管線安裝于墻壁、頂棚的表面，對結構影響不大，而暗敷則完全不同。暗敷中，電氣管線的預埋是建筑安裝工程中的重要部分。電氣預埋管線的特點是根數多，平面布置復雜，特別是在墻體中的垂直預埋管線和在樓板中的水平預埋管線由于削弱了結構構件截面，對結構構成一定影響，下面將從幾個方面加以討論：

3. 1垂直預埋管線在結構墻體中的敷設

當垂直預埋管線埋設于在鋼筋混凝土柱或者鋼筋混凝土剪力墻中時，敷設方法相對簡單，僅需將線路套管改為鋼管，并與結構鋼筋綁扎固定，防止在澆筑振搗混凝土時偏位。由于電氣管線直徑較小，對混凝土墻、柱影響不大，可根據需要靈活布置。

3. 2水平預埋管線在結構樓板中的埋設

預制裝配式樓蓋包括預制雙向預應力大樓板和預制預應力空心板。通常使用的是預應力混凝土空心板。雖然按板的受力鋼筋種類分有冷拔低碳鋼絲、冷軋帶肋鋼筋等區別，但板的截面形式及受力鋼筋排布形式基本相同。在預制板樓蓋中布置管線需要預先向結構專業了解預制板的布置方式使管線沿預制板中圓孔或板縫布置。需要注意的是，在圓孔中布置管線時引出鑿孔要避開板受力主筋位置。

4 結論

在實際設計中.還有很多值得注意的地方。我們應該在完成本專業設計的同時.注意與其它專業的配合與協作。

[1]吳忠智.工業與民用建筑電磁兼容設計中國建筑出版社1993.1北京

[2]徐曉寧.建筑電氣設計基礎[M].廣州：華南理工大學出版社 2007，5，1.