小议民用建筑电气与建筑结构相结合的理念

摘要：众所周知, 随着人民生活水平的提高，现在好多城市都纷纷出现了民用高层建筑。高层建筑固然方便，但是民用高层建筑的一个比较明显的问题是耗电大,且随着环保意识和能源资源的日渐短缺,越来越多的人开始关注民用建筑电气节能领域。所以说在建筑设计中,电气设计占有相当重要的位置。然而一个成功的电气设计是符合规范的前提下，必须以居民的安全为基础，保证住户的生命财产安全为原则，其次就是以居民的愿望为目的，满足住户的精神需求及物质需求，最后，在这个资源紧张的情形下，节能也非常重要，四者缺一不可。同时民用建筑结构也是保证成功的必不可少的因素。据此,本文将围绕节能电气设计和建筑结构展开探讨,以充分利用能源,使民用建筑发挥更大的经济效益，从而更加完美。

关键词：民用建筑结构 ;电气节能设计;供配电系统;高层建筑;防雷;节能

近年来，由于我国经济的快速增长，电力供应也越来越紧张，每年出现的用电高峰时供电漏洞都在增大，然而我国用于发电的主要能源是不可再生的煤，不仅污染空气而且又是不能无限循环使用。所以不禁想到电能，它也就成为民用建筑电气中的重点。然而建筑合理的结构更是电气节能的基础。所以将民用建筑电气与建筑结构相结合，那样的民用建筑将会更加完美，舒适。

1建筑电气设计

1.1建筑电气设计的概念

设计是一个需要构思表达、再构思表达、反复琢磨、不断深入发展和进行综合评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。传统的建筑电气设计只限于供电和照明，而现在通常将其设计的内容形容为强电和弱电。将供电、照明、防雷归类于强电，而其余的，如电视，电话，楼宇自控和消防等内容都叫弱电。是以电压的高低区分的，通俗易懂，人们便于理解接受。设计过程从简单的开始逐步到深入，各个阶段思维的深度、广度都不同，表达方式、工具也可能是多种多样的。然而各种表达的方式和工具都必须要适应思维的速度，促进进步，促进思维逐步向成熟创新发展。

1.2建筑电气设计的具体内容

1.2.1照明设计

电气照明设计包括设计说明、光源选择、眩光控制、照度计算、线路截面、灯具造型、灯具布置、安装方式、设备材料表和调光控制等。然而对于有着非常密切关系的照明设计和建筑装修来说，它们应与建筑结合成一体，达到使用功能和建筑效果的合理有机统一。众所周知绿色照明是很好的建议，绿色照明是指在设计中合理广泛采用新的方法、技术、材料，从而达到集节能、高效及环保于一体的理想效果。

1.2.2防雷、消防设计

(1)安全用电

防雷、消防都是为安全而设计的，人的生命安全是我们在运行电力系统中所必须首先考虑的问题。电是双刃剑，安全使用才能带来方便和效益，我们应该牢记：安全第一。

(2) 防雷：应装设独立避雷针或架空避雷线(网)，使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。

(3)防火 :配备一些消防电源，火灾自动报警系统，应急照明与消防安全疏散标志等，这些会为消防方面的保护做出一些贡献。

1.3建筑电气设计中存在的一些问题

(1)各种设备或器件无详细的安装、布置要求，更没有详细的尺寸和数据参考。比如，均无控制中心各设备的间距、距门距离及基础安装等要求，应该说这些是比较重要的问题了;

(2)无相应的设计手册和统一的定型产品，设备、管线等无明确的计算和选型方法;

(3)无配套验收规范，对设计、施工中的问题难以准确

1.4建筑电气设计节能措施

1.4.1选择更先进更节能的配电变压器

随着市场经济的飞速发展和各种科技的不断飞跃，吸引人们眼球的新材料新工艺的广泛应用较为流行。尽管被称为高效率设备的低损耗配电变压器研究成功，但由于数量大和耗电的固定性，即使微微提高变压器效率也会获得相当大的能源节约，同时一些温室气体的排出也会减少，因此在变压器本身上存在巨大的节能优势.所以这个方向是可以发展的。现在在我国应用的较多变压器的主要形式有油浸式，干式和箱式等。

1.4.2减少线路上的能量损耗

在一个设计工程中，由于现实中线路左右上下杂乱无章，小工程的线路繁琐，大工程更是绞尽脑汁，所以线路上的损耗是相当可观的。可以说减少线路上的能耗必须重视起来并予以解决。因此减少线路的损耗应从以下几方面入手:①应选用电导率较小的材质做导线。②减小导线长度。③增大导线截面。

1.4.3采用合适的无功补偿装置，提高功率因素

减少自然无功,合理选择无功补偿方式及补偿装置的安装地点，就可以达到节能的目的。

1.4.4照明节能：选择优质的电光源是照明节电的首要工作;在各种气体放电光源中均需要选择节电的照明电器配件;安装照明系统节电器;合理利用太阳能

2建筑结构的分类

2.1按建筑物的规模与数量分：(1)大量性建筑。如住宅、学校、商店等(2)大型性建筑。如大型车站、体育馆、航空站、大会堂、纪念馆等;

2.2按建筑物的层数分：(1)低层建筑。1—3层(2)多层建筑。4—6层(3)中高层建筑。7—9层(4)高层建筑。10以上或高度超过24m的建筑(5)超高层建筑。100m以上的建筑物

2.3按主要承重结构材料分：(1)木结构(2)砖木结构。竖向承重结构为砖砌，水平承重构件的楼板、屋架采用木材。(3)砖混结构(4)钢筋混凝土结构(5)钢结构

2.4按结构的承重方式分：(1)墙承重结构(2)骨架承重结构(3)内骨架承重结构(4)空间结构。如空间网架、悬索及壳体等

2.5按施工方法分：(1)现浇、现砌式(2)部分现砌、部分装配式(3)部分现浇、部分装配式(4)全装配式

3建筑结构对电气设计的影响

3.1利用建筑中的结构钢筋进行防雷与接地

我们都知道雷的厉害，然而在防雷设计时，应优先利用建筑本身的结构钢筋或钢结构等自然金属作为防雷装置的一部分，从而保证了安全性的同时还保证了经济性，一举两得。因此，如何利用建筑物的金属导体是防雷设计中的首要的重要问题。

3.1.1屋面结构与接闪器

现代建筑艺术不仅要追求立面上丰富多彩的线条，而且建筑物顶部造型同时也要力求完美。由于各种各样与众不同的薄壳、双曲面网架等的广泛应用, 屋面结构已经不能再简单的仅仅分为平屋面和坡屋面, 正因为这样，防雷设计的进行似乎不再简单通畅，难度大大增加。出于一些关于抗裂防水的考虑,现浇混凝土板是现在的主要结构形式，其钢筋主要是由上部和下部钢筋组成,配的筋比较密,连接的点也比较多一些,还有各个板钢筋与梁钢筋绑扎在一起连接形成完整的通路。塔楼、楼梯间等一些突出的屋面也都通过钢筋混凝土柱与下层结构相连。所以,当使用建筑本身的钢筋作为接闪器时,需要考虑焊接结构钢筋连接的关键部位，这样可以满足电气通路的一些要求。但是有人会质疑安全程度，可以说大可放心，这对屋面结构危害不大,建筑物的安全不会受到威胁。

但是还有一些需要我们关注在意的是突出屋面的金属物如航空障碍灯、太阳能热水器、广告牌、旗杆、冷水塔、金属架等，由于以上金属物的一些特性，在施工中通常用膨胀螺栓将其固定在屋面板上，故需通过安全保险的电气连接使其形成完整的电气通路。与此同时突出屋面的非金属物应安装接闪器并与屋面防雷装置连接。

3.1.2 利用墙主筋、混凝土柱作防雷引下线

按《建筑防雷设计规范》可以利用不同建筑，例混凝土结构中的框架柱和剪力墙、砌体结构中的构造柱等作为防雷引下线。

3.1.3用基础地梁作接地装置

按规范要求，可以利用基础地梁作为接地装置，当接地电阻不满足要求时，增加人工接地极。

3.2电气管线的预埋与结构布置：明，暗敷是两种电气管线的敷设方式。明敷顾名思义是在墙壁或棚的表面上，暗敷是相反的，而在暗敷中，预埋电气管线是建筑安装工程中的重中之重。

3.2.1垂直预埋管线在结构墙体中的敷设：(1)在砌体结构承重墙上的预埋 (2)在混凝土结构填充墙上的预埋

3.2.2水平预埋管线在结构楼板中的敷设：(1)在现浇混凝土楼盖中的预埋(2)在预制装配式楼盖中的预埋其他简单的形式就不述说了。

结语：在21世纪飞速的发展状态下，一栋好的高层建筑必须有好的结构与其建筑造型相适应的电气设计，这样才能表达建筑设计者的完整构思，才能显示出建筑物的完美。相信这样的民用建筑一定会在市场上拥有好的口碑。

参考文献：

[1]《建筑照明设计标准》GBB50034-2004.

[2]《建筑电气设计手册》中国建筑工业出版社.