建筑电气设计中应注意的问题及内容

Abstract: The electrical design of modern high-rise buildings requires many new requirements to the design and circuit installation in the supply and distribution system. Therefore, in the electrical design and circuit installation, it should place the reliability, security, flexibility of the supply and distribution system on the important position, and conduct the design optimization and construction in accordance with the design and operating specifications.

Key words: building electricity; design; content

中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)

一、建筑电气概况

建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。

随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、网络等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。

建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。

二、设计中应注意的相关问题

(一)配电回路问题

每户住宅室内配电回路不能过少，由于配电回路少，每回路所带的负荷就增大，实际等于减少了导线截面。从配电箱出来的分支回路主要有空调电源插座、电源插座、照明、厨房电源插座、卫生间电源插座等。而目前在住宅中，起居室、卧室都会有空调，根据空调器负荷大小，空调回路应有2 个，回路数量一般不少于5 个，分支回路导线截面不应小于2.5m㎡铜芯绝缘导线，导线基本上都采用铜芯绝缘线穿管或电缆暗敷设方式，穿线管采用符合阻燃性能要求的PVC 管，严禁导线直埋墙敷设。

除了从配电箱出来的回路外，还有有线电视、电话线路，至少有七路管线进入居室，其中这七路管线中除照明是在顶板辐射外，其余管线均敷设在地面垫层内，彼此交叉是不可避免的。暗敷线路按最近线路辐射时，由于住宅的垫层比较薄，线路管线交叉不易处理;另外照明线路通常利用顶棚灯的接线盒进行分线，在住户铺设地板时，往往将敷设在地坪内的管线打断，造成电气不安全和使用的不方便。暗敷线路沿板孔、墙缝垂直或平行地面敷设，就可以避免上述问题的发生，因为管线交叉可以在墙缝中解决，而照明线路则在墙的拐弯处利用接线盒进行分线，而非顶棚灯的接线盒，住户可根据配电平面图，了解进入分支回路的具体方向和位置，从而避免在铺设地板时将管线打断。

(二)电气线路导线问题

1.住宅室内配线要用铜芯塑料线。而在日常工作中，有的为了节省投资，导线选用铝芯塑料线，这样一来就为日后用电安全埋下隐患。我们知道铜导线比铝导线机械强度高，导电性能强，同样截面的铜导线使用寿命比铝线长。由于铝线熔点低，表面极易氧化，一旦线路过负荷，铝导线较铜导线易于起火，发生火灾事故。

2.住宅室内导线截面应选择大一些，如进户线至少应选用10 mm²铜芯塑料线，最好选用16 mm²铜芯塑料线，空调回路应不小于4mm²铜芯塑料线，普通插座及照明回路导线选用2.5 mm铜芯塑料线。因为家用电器( 如微波炉、气体放电灯和镇流器等) 产生的非线性负荷日益增多，使线路产生谐波，而住宅导线的选择通常是按机械强度、发热条件、经济电流密度和电压损失等因素考虑，往往忽略电压质量和这些谐波的影响，另外我国迄今没有载流量标准，设计手册等资料所提供的载流量都是制造商(生产厂家)提供的，较国际电工委员会标准(IEC)的载流量约大20% ，而设计中又多未考虑多回路并列暗敷设时相互发热而导致载流量的下降。导线截面过小，将引起回路阻抗增大，电压质量受到一定的影响，这一点在高层建筑中尤为突出。另外导线截面过小还会使导线发热加剧，绝缘老化加速，易使导线发生线间短路和接地故障，引起电气火灾和人身电击事故。

(三)电缆线路的合理设计

在一个工程中，线路左右上下纵横交错，小工程线路全长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起设计重视。在建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着于线倒送的现象，亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。另外，还可利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。

(四)低压配电系统中导线{电缆)载流量与断路器整定电流不匹配问题

电线(电缆)的载流量需与低压短路器的整定电流配合选择，供线路受到短路器的保护，是每个工程都要遇到的问题，是设计人员必须掌握的基本功，看起来很简单，但实际的施工图中问题很多，这类问题主要表现在导线允许持续载流量小于保护该导线的断路器脱扣器的整定电流。正确的做法应是先按负荷的计算电流确定保护短路器的整定电流，再按其选择导线，使导线受到短路器的有效保护。总之，应严格按照《低压配电设计规范》进行设计，全面考虑各种因素，以确保供电安全可靠。

(五)关于卫生间局部等电位连结的问题

洗浴时身体皮肤表面潮湿，人体阻抗大大下降，打雷时，金属浴盆产生的感应电压足以使人发生电击伤亡事故，因此卫生间应作等电位联结。由于卫生间范围小，实施等电位联结后，可使卫生间处于同一电位，防止出现危险的感应电压，这样就有效地保证了人身安全。

(六)关于高层住宅建筑内电缆转接箱设置的问题

一般来讲，所谓住宅建筑内的电缆转接箱，实质为电源总配电箱。在高层住宅设计中，有些设计人员将该箱设在远离进线点的某些楼层的配电小间内，而忽视了由建筑物外引入的配电线路，应在室内靠近进线点便于操作维护的地方装设隔离电器的要求(可见《供配电系统设计规范》GB50052-95-6.0.10)。另外一旦高层住宅某一层发生火灾事故，不便消防人员迅速切除相关电源，所以当供电电源从高层住宅外引入时，应在高层住宅的地下室或架空层靠近电源进线处设置电缆转接箱(总配电箱)，然后，才能将出线引至相关层配电小间内的分层集中电表箱。

三、高层建筑电气设计的主要因素和内容

电气设计中的强电部分主要包括高压配电系统、低压配电系统、动力照明干线系统和导线电缆敷设、防雷与接地、火灭自动报警系统等，这一部分设计的基本要求是安全性、可靠性和灵活性。

1.高低压配电的系统设计

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。另外，在一些重要的建筑(一级负荷)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。国内高层建筑现阶段都采用两路独立10kv高压电源来同时供电的，一般采用单母线分段，自动切换，互为备用。计费方式则采用高供高计，但是在低压一侧，也安装电度表。而低压系统和低压于线配电方式则基本上采用放射式的系统。

2.变电所位置的确定

现代高层建筑用电量相当的大，确定变电所的位置时，应尽量使高压深入负荷的中心，这对节约电能和提高供电的质量都有非常重要的意义。所以一般都将变电所设置在主楼地下层，在选择高压开关柜时应注意，按规定不宜用油开关，应根据高层建筑地下室的标准，选用有“五防”功能的真空开关或手车式高压开关柜。在选择电力变压器时应注意，根据防火要求，主楼内不允许设大容量油浸电力的变压器。

3.低压配电屏设计

现代高层建筑主要使用的低压配电屏结构有抽屉式和固定式两种。国外一般都选用抽屉式，特别是大容量出线，做成手车式。而应急的备用发电机组.大多采用柴油的发电机组来做应急备用电源。而近年来，国外高层建筑已经开始采用燃汽轮发电机。这种发电机体积小、质量轻、反应快速。

电气照明设计。包括光源选择、照度计算、灯具造型、灯具布置、眩光控制及调光控制与照明的配电线路的敷设等等。照明的设计与建筑的装饰有着密切的关系，二者应该相互配合，尽量在使用功能和艺术意境求得统一。同时，注意选用高光效电的光源，这样可以取得明显的节能效果。

4.防雷与接地设计

现代的高层的建筑防雷分为建筑物外部防雷和内部防雷两部分。外部防雷设计，防直击雷主采用避雷针、避雷带(网)和金属屋面作为接闪器，防侧击雷主要采用避雷环的做法。内部防雷设计，主要采用设置等电位联结、在低压进线处装设电涌保护器(SPD)的方式防雷电感应及雷电波侵入。现代的高层的建筑防雷接地、电气的设备保护接地，一般整合在一起，采用基础内钢筋作接地装置，如接地电阻不能满足要求则应加设人工接地装置。电梯设计，电梯控制设备由制造厂成套供应。电气设计只需为电梯及其辅助设备提供电源。按照《供配电系统设计规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的规定，高层建筑电梯均为二级负荷，重要的为一级负荷。一级负荷电梯的供电电源应有两个电源，供电采用两个电源送至最末一级配电装置处，并自动切换。为一级负荷供电的回路应专用，不应接入其它级别的负荷;二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源(或两个回路)。供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处。并自动切换。

5.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、快速怫、高速梯和超高速锑等：按电流分则自.交流和直流两大类。设计人员的任务是要确定电梯台数手口决定电梯功能。电梯的配置和造喇，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。

6.消防自动报警和自动灭火系统

现代高层建筑的火灾自动撤警灭火系统，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.实现报警火火自动化。探测器探测列火灾信号后转换成电信号，进人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火灾的监控和消防指挥。由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，设计内容也就越复杂。

四、结语

电气设计是建筑工程重要的内容之一，然而目前，有关建筑电气设计的标准，没有引起专业人员的足够重视，家庭住宅的电气安装比较混乱，电气设计不够规范，许多住宅的电气安装没有考虑家用电器普及和快速发展的态势，埋下了安全隐患。相关工作人员应从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合分析，不断的研究探讨、总结经验，为建筑电气设计的安全与进步做出贡献。

参考文献

[1]民用建筑电气设计规范 JGJ16- 2008。

[2]供配电系统设计规范 GB50052- 95。

[3]住宅设计规范 GB50096- 1999 (2003年版)。