結合工程實例論建筑電氣設計

吳紅軍

摘 要：文章通過結合工程的實例對建筑電氣的設計進行了討論，主要介紹了建筑電氣設計在配電系統、照明系統、安全技術系統等建筑電氣系統中的應用以及在實際施工過程中需要注意的一些問題，以供實踐參考。

關鍵詞：高層建筑；電氣設計

1 引言

現階段的高樓大廈愈加普遍，其具備的功能也越來越多，這就意味著高層建筑對信息采集的密度要求也更加嚴格，由此產生的建筑的供電系統、配電系統的設計以及對線路的安裝施工都提出了更加全面的要求。另一方面，智能化時代的到來，帶來了更加多樣化、多種類的設備，那么需要用電的設備也就越來多樣，這同樣對電氣的設計提出了更高的要求。因此，在高層建筑的電氣的設計方面以及施工安裝過程中，都必須將供電系統、配電系統等的安全性、可靠性以及靈活性置于更加凸顯的位置。同時還應嚴格按照電氣設計和施工的規范進行，在此規范基礎上，還應結合建筑的實際情況，對設計和施工加以優化，使建筑電氣的智能化不僅能滿足設計和安裝的規范，還能滿足建筑實際需求。

2 工程實例

某高層建筑，高15層，地下1層，總建筑面積21365㎡。其中1層到3層設計為商場，4層到5層設計為辦公場所，6層到15層則為普通的居民住宅區域。該建筑工程的電氣的設計涵蓋配電系統的設計以及其他的電氣系統的設計。

該工程的供配電按一級負荷設計，采用雙回路供電，三相五線制系統，并計劃配置10KV的電源共計兩個，一個作為備用。配電室計劃安置在地下1層，這里的負荷較為集中。另外，還將配備高負荷能力的變壓器，以滿足該高層建筑對防火設施的需求。

3 該工程電氣設計中堅守的原則

工業的發展，智能化的到來，以及人口的增長，都導致了能源的急劇消耗，這就需要解決能源的危機。現在，各行各業都在想方設法降低能源的消耗，其中之一就是節能。電能作為建筑電氣設計的重點，首先應該節約的就是電能，因此在建筑電氣的設計中應堅守節約電能的原則，主要體現在以下幾個方面：

3.1 適配該高層建筑的基本功能

適配該建筑的基本功能，也就是說其電氣的設計應該能夠滿足該建筑使用者的基本用電設備的用電需求，比如對于居民住宅區的用電設備，包括照明、空調、冰箱等的用電需求，又比如商場店鋪內的工藝照明和電力用電，或者是辦公場所的電腦等辦公設備的安全用電等等。

3.2 考慮該高層建筑的實際效益

要明白節能是相對的，而不是絕對的，應該以建筑的實際的經濟利益為基礎，在此基礎上進行適量的節能，而不能過度的追求節能，這樣反而會增加投資比例及運行的各項費用。另外，在節能過程中增加的這一部分投資，能在多長時間內利用節能節省下來的運行的費用進行有效的回收，這一點也需要考慮。

3.3 避免該高層建筑不必要的能量消耗

節能真正應該做的是節省不必要的能量的消耗，在此需要注意兩點。一是先明確適配建筑的功能需要消耗什么能量，關系不大的能量消耗則應盡量避免，二是對于已知的必須消耗的能量，此時需要選擇適合的方式來達到節能的目的，比如電氣設備的損耗，以及傳送電能的線路上的損耗等，都是可以避免的也是沒用的能量的損耗。而對于面積大量廣的照明容量，則應該采用先進的技術達到降低其能量損耗的目的。綜上可知，節能的措施應該以實用、經濟合理且技術先進為原則。

需要注意的是，一般民用的建筑在節能方面具有很大的潛力，在此類建筑的電氣的設計上需要注意具體的實施。而在節能的設備的選擇上，不僅需要明確該類設備的結構、功效，還應該在設計、費用等角度進行一定的比較，然后再來確定節能的設備，這樣才能達到真正節能的目的。

4 配電系統的設計

4.1 該高層建筑的負荷等級分配

綜合該建筑的高度，將其劃分為一類高層建筑，首先建筑內的消防類用電以及應急照明等按照一級負荷的要求來供電，電梯、生活用水泵等平時較重要的用電設備按照一級負荷的要求來供電，其他的用電設備則按照三級負荷的要求來供電。總計算容量為1835KW，其中一級負荷360KW，其余的為三級負荷。

4.2 高壓配電系統

本工程采用雙路10KV電源供電，選用SCB13-1250kVA變壓器兩臺。每臺變壓器負載率平均為79.8%。雙路10KV電源互為備用，假設其中的一個線路的電源發生用電的故障，另一線路的電源則可以完全配合用電設備的用電，使主要的用電設備得以正常用電。中心配電工作室安置在該建筑的地下一層，且采用防水防潮的措施，同時需配備KYN37-12Z型的10KV移開式交流金屬封閉開關設備達六臺，以及1250KVA的變壓器兩臺，低壓開關柜十五臺。

4.3 低壓配電系統

低壓配電系統需采用功率因數為集中自動補償的裝置，如選用TN-S的系統來進行配電，另外可以用自動循環的投切的方式的電容器，以確保自動補償的功率因數保持在0.92以上。除此之外，對于低壓斷路器還應增設要延時和脫扣器，如瞬時短路的脫扣器等。最后，對于一般的負荷可選用樹干式與放射式結合的形式，而對較重要的負荷則采用雙回路的形式。為了避免火災等情況，在重要位置的電源應該設置漏電保護裝置。

5 其他電氣系統的設計

5.1 該高層建筑的照明系統

本建筑應按照一般民用建筑的照明設計標準來設計，電壓不能比額定的電壓高。另外，常規環境的光源，可以根據光源的設計電壓來確定其用電的電壓。該建筑多為居民用電，燈具一般為節能燈，安裝高度低于2.4米時，應安裝一根PE線，保障其接地。

本建筑的應急照明燈應按照一般正常照明的10%-15%來設置，一般出口、樓道、走廊等位置的可以使用區域集中蓄電式的供電的應急照明系統，而其他的區域的應急照明燈則可以使用雙電源末端互投的方式供電。應急照明燈的供電時間一般保持在30min，特殊位置則應大于60min。

5.2 該建筑的防雷及接地系統

該高層建筑的防雷系統等級為二級，防雷裝置須設置總的等電位聯結，還需適應防止直擊雷、防止側擊雷、防雷的電感應以及雷電波的侵入。在建筑頂部安裝避雷針，連接網絡應小于或等于10m乘10m的范圍。接地系統可以運用TN-S系統，同時確保PE線與N線在變壓器中性點后的絕緣性。另外，帶有金屬外殼的電氣設備或者三孔插座等的接地孔也必須與PE線形成可靠的連接。另外，凡是在絕緣被破壞時均可能帶電的設備都必須進行接地處理。

5.3 火災自動報警及聯動系統

該建筑為一級防火建筑，因此火災自動報警系統應按照集中報警系統來進行設置。首先在入口范圍內配備消防控制室，包括火災報警的設備、消防聯動的控制臺、火災應急廣播的設備、通訊的設備等報警控制設備，同時采用集中報警的系統和區域報警的系統，在各樓層各區域都應配備火災的復示盤，以確保發生火災時可以精確的顯示其區域，并實施聲光的報警。其次，應在該建筑適當的區域安裝報警的按鈕，同時預留出對講電話的位置。

5.4 其他電氣系統

本建筑應配備完善的安保系統，對停車場、電梯及其他重要場所進行安保監視，還應設置門禁系統及可視對講系統等。另外，本建筑還應設置電視系統和電話系統，在住戶的客廳和主臥室內設置電視終端及安裝電話出線盒等。

6 結束語

隨著我國建筑工程技術的不斷進步，現代建筑的建造高度也在不斷的發生著變化，這就對電氣設計的要求也更加嚴苛。在建筑施工過程中，電氣的設計不僅要符合國家的相關規范，還應結合建筑的實際需求，與時俱進。因此，電氣設計人員在設計過程中應精準的把控電氣設計的要點，并深入學習電氣設計的節能設計方法，這樣才能打造一個節能的且實用的電氣環境。

參考文獻：

[1] 何光燦.試論高層建筑電氣設計的低壓供配電系統的可靠性[J].房地產導刊，2015（32）：209.