淺談建筑電氣設計中的供電與照明設計措施

摘要 從建筑電氣設計的概念、原則入手，介紹了建筑電氣設計中供電與照明設計的方法與節能措施。

關鍵詞 建筑電氣；設計；措施

1建筑電氣設計概述

1.1建筑電氣設計的概念

現代建筑趨于多元化的風格，高度大、面積大、功能復雜，電氣設計內容也日趨復雜，項目繁多。建筑電氣設計從狹義上僅指民用建筑中的電氣設計，從廣義上講應該包括工業建筑、構筑物和道路、廣場等戶外工程。

傳統建筑電氣設計只包括供電和照明，而今天一般將其設計的內容形容為強電和弱電。將供電、照明、防雷歸類在強電，而其余部分，如電話、電視、消防和樓宇自控等內容統統歸于弱電。這種分類以電壓的高低為依據，強調了電氣設計中所增加的消防、電訊和自控內容與傳統電氣設計內容完全不同，容易理解，所以很快被人們所接受。

1.2建筑電氣設計的原則

1.2.1建筑電氣設計必須嚴格依據國家規范，這是不言而喻的。為加強對建筑工程設計文件編制工作的管理，保證設計質量，國家制訂了相關標準。建筑供電設計和施工必須貫徹執行國家有關政策和法令，設計文件的編制符合國家現行的標準、設計規范和制圖標準，遵守設計工作程序。

1.2.2根據近期規劃設計兼顧遠景規劃，以近期為主，適當考慮遠期擴建的銜接，以利于宏觀節約投資。

1.2.3根據用電負荷的等級和用電量確定配電室電力變壓器的數量，配電方式及變壓器的額定容量等。

1.2.4建筑工程作為商品，必須考慮其經濟效益、成本核算、用戶滿意程度、商品流通環節是否通暢、擴大再生產的能力等。

1.2.5設計應結合的實際情況，積極采用先進技術，正確掌握設計標準；對于電氣安全、節約能源、環境保護等重要問題要采取切實有效的措施；設備布置要便于施工和維護管理；設備及材料的選擇要綜合考慮。

1.2.6建筑電氣設計是整個建筑工程設計的一部分，設計過程中要與有關建筑、結構、給排水、暖通、動力和工藝等工種密切協調配合。

2供電系統設計

建筑供電主要是解決建筑物內用電設備的電源問題。包括變配電所的設置，線路計算，設備選擇等。

2.1供電電源及電壓的選擇

供電設計：包括供電電源的電壓、來源、距離和可靠程度，目前供電系統和遠景發展情況；用電負荷的性質、總設備容量和計算負荷；變配電所的數量、容量、位置和主接線；無功功率的補償容量和補償前后的功率因數；備用容量和備用電源供電的方式；繼電保護的配置、整定和計量儀表的配置。

為了保證供電可靠性，現代高層建筑至少應有兩個獨立電源。具體數量應視當地電網條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時使用，互為備用。此外，還必須裝設應急柴油發電機組，并要求在15s內走道恢復供電，保證應急照明、消防設備、電腦電源等用電。國內高層建筑大都采用10kv等級，對用電量大而且有條件的，建議采用35kv深入負荷中心供電。

2.2高壓接線

現代高層建筑一般要求采用兩路獨立電源同時供電，高壓采用單母線分段、自動切換、互為備用。母線分段數目，應與電源進線回路數相適應。只有供電電源為一主一備時，才考慮采用單母線不分段的型式。若出線回路較多時，通常考慮分段。電源進線方式多采用電纜埋地或架空引入。

高壓配電系統及低壓干線配電方式常采用放射式，樓層配電則為混合式。現代高層建筑的豎井多采用插接母線槽。水平干線因走線困難，多采用動力與豎井母線通過插接箱連接。每層樓豎井設層配電小間，經過插接箱從豎井母線取得電源。當層數較多或負荷巨大時，可按樓層分區供電或將變壓器分散布置，但要進行經濟分析。

2.3低壓配電線路設計

首先確定進戶線的方位，然后確定各區域總配電箱、分箱的位置，根據線路允許電壓降等因素確定干線的走向，管材型號和規格，導線截面等，繪制平面圖。

低壓配電系統的各級開關，一般采用低壓斷路器。設計時注意選擇性，保護等級不宜超過三級。重要負荷要求兩路供電、末端切換，如消防電梯，要求在電梯機房設置切換裝置、互為備用。配電設計包括配電系統的接線、主要設備選擇、導線及敷設方式的選擇、低壓系統接地方式選擇等。

3照明系統

電氣照明設計包括設計說明、光源選擇、照度計算、燈具造型、燈具布置、安裝方式、眩光控制、調光控制、線路截面、敷設方法和設備材料表等。照明設計和建筑裝修有著非常密切的關系，應與建筑師密切配合，以期達到使用功能和建筑效果的統一。綠色照明是指在設計中廣泛采用新的材料、技術、方法，達到節能、高效及環保的要求。

3.1照度計算

照度計算是設計的理論根據，一絲不茍地進行照度計算、三相平衡計算、燈具配光曲線選擇，是照明設計的基本功。有人認為，照明設計是比較容易的一部分，那是僅僅看到照明設計人員在一個又一個畫燈泡的現象，而不了解照明設計所涉及的復雜理論和在實際選型中所涉及的多種因素。

3.2燈具選型

根據不同的場合選擇不同的燈具，以達到預期的效果，往往需要電氣工程師與建筑師協商。電氣工程師需要更多的考慮技術規格方面的因素，如燈具效率、照度值、功率消耗等，而某些涉及美學的問題，屬于仁者見仁、智者見智，建筑師和業主往往有不同的見解。實際工作中，電氣工程師有責任對建筑物的基本照明做出安排，對燈具進行選型。

3.3應急照明

100％的電源遲早會出現會出現中斷，出于生理和心理的安全需要，設置應急照明是必須的。

4建筑電氣設計的節能措施

4.1提高供配電系統的功率因數

功率因數提高了可以減少線路無功功率的損耗，從而達到節能目的。輸電線路損耗中包含了線路傳輸有功功率時而引起的線損和線路傳輸無功功率時引起的線損。傳輸有功功率是為了滿足建筑物功能所必須的，是不變的。而在供配電系統中的某些用電設備如電動機、變壓器、燈具的鎮流器以及很多家用電器等都具有電感性，會產生滯后的無功電流，它要從系統中經過高低壓線路傳輸到用電設備末端，無形中又增加了線路的功率損耗。然而這部分損耗是可以避免的，具體方法有：

4.1.1減少用電設備無功損耗，提高用電設備的功率因數。在設計中盡可能采用功率因數高的用電設備如同步電動機等，電感性用電設備可選用有補償電容器的用電設備(如配有電容補償的熒光燈)等。

4.1.2用靜電電容器進行無功補償，電容器可產生超前無功電流抵消用電設備的滯后無功電流從而達到提高功率因數同時又減少整體無功電流。在具體工程設計中有采用分散就地補償和高低壓柜集中補償等方式，可根據具體情況具體分析。

4.2照明的節能設計

照明節能設計就是在保證不降低作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下，力求減少照明系統中光能的損失，從而最大限度的利用光能，通常的節能措施有以下幾種：

4.2.1充分利用自然光，這是照明節能的重要途徑之一，在設計中電氣設計人員應多與建筑專業配合，做到充分合理地利用自然光使之與室內人工照明有機地結合，從而大大節約了人工照明電能。

4.2.2照明設計規范規定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等等。照度標準是不可隨意降低的，也不宜隨便提高，要有效地控制單位面積燈具安裝功率，在滿足照明質量的前提下，一般房間(場所)應優先采用高效發光的熒光燈(如T5、T8管)及緊湊型熒光燈。

4.2.3廣泛使用低能耗性能優的光源用電附件，如電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等。

4.2.4改進燈具控制方式，采用各種節能型開關或裝置也是一種行之有效的節電方法。根據照明使用特點可采取分區控制燈光或適當增加照明開關點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調光開關，高級客房采用節電鑰匙開關，公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關，走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節能自熄開關。