建筑電氣設計問題的有效解決措施

王艷

(河南省豫建設計院，河南 鄭州 450000)

建筑電氣設計是一個構思表達、再構思表達、反復推敲、不斷深入發展和進行評價的過程。基本上可以概括為博覽、創意、構思、表達等幾個階段。設計過程從一開始到深入下去，各階段思維的廣度、深度都不同，表達方式更要適應思維的速度，推動思維的發展。對設計人員而言，妥善處理建筑物與周邊環境之間的關系是十分重要，在協調上所用的時間甚至可能超過設計的時間。

1 現代建筑中電氣設計存在的問題

近幾年，發現很多建筑在電氣設計時都忽略了一些細節上的問題，這樣很容易給廣大居民在電氣上帶來的危險或是使用上的不便。這些問題主要表現為如下幾方面：

（1）目前住宅建筑的電氣設計中大多數選用的是模數化配電箱，且其中大部分的型號為 PZ30，但實際上PZ30是不應在住宅建筑中使用的。PZ20和PZ30是同時開發的不同系列，是按照兩種不同使用場合分別設計的，按照非熟練人員場所設計的 PZ20型號主要針對家庭及類似的場所；而 PZ30則是按照熟練人員場所來設計的，主要是工業場地的使用。因此，只要有自購的電氣間隙爬電距離，大部分的三相系統PZ20就能代替PZ30投入使用。由此可知，PZ30不應被廣泛應用于家庭住宅中。

（2）一些舊住宅在配電改造的設計時，采用的是直敷布線，當導線垂直于敷設時，便不加帶任何保護地直接進入距地僅 1.4m的明裝照明開關設置中。這不符合現行的國家標準 《低壓配電設計規范》中要求低于1.8m是要穿管保護的規定。

（3）暗敷線路在按最近路線進行敷設時，由于住宅建筑中相對較薄的面層使得加大了處理線路管線交叉的難度。另外，照明線路一般情況都是利用頂棚燈所在的接線盒來分線，而當住戶在進行木地板的鋪設時，通常會打斷敷設在地坪中的管線，進而造成了電氣使用的危險或者不便。暗敷線路如果是沿著墻縫、板孔平行或者垂直于地面敷設的，就能避免發生上述問題了。因為可以在墻縫中解決管線交叉問題，而照明路又是在墻的拐彎處通過接線盒來分線的，這樣住戶就能通過《住宅使用說明書》里的配電平面圖，來獲取進入燈具線路時的具體位置和方向，從而避免出現上文所說的鋪設木地板時打斷管線。

（4）住戶在搬進住宅之前一般都會進行裝修，為避免浪費只會在燈位的位置安裝燈座。我國正在推廣綠色照明工程，用緊湊的熒光燈來取代白熾燈，這在家庭安裝中也是一個不錯的選擇。但由于各種因素，當更換卡口燈座的光源時，經常會出現安裝人員觸電的情況，且熒光燈燈頭又是螺口設計，無法使用卡口燈座，因此在建筑設計中要選用螺口燈座，來確保住戶的放心使用和更換光源時的安全。

（5）現實生活中，因為忽視浴室內電氣的安全措施而發生的電擊事故時有發生，因為潮濕人體所接觸的電阻通常很小，但很小的電壓接觸也可能引發嚴重的電擊事故甚至是死亡事故。因此，浴室被作為電氣安全保護的重點場所。

2 建筑電氣設計的有效策略

2.1 負荷的計算

電力負荷是供電設計的依據參數。計算準確與否，對合理選擇設備，安全可靠與經濟運行，均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算，基本上采用負荷密度法和需要系數法。

2.2 供電電源及電壓的選擇

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，具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時供電，互為備用。另外，還須裝設應急備用柴油發電機組，要求在15秒鐘內自動恢復供電，保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。國內高層建筑的供電電壓，都采用10kV標準電壓等級。

2.3 高低壓配電系統的設計

（1）高壓配電系統：現代高層建筑均是采用兩路獨立的10kV電源同時供電。一般高壓采用單母線分段，自動切換，互為備用。

（2）計費方式，采用高供高計。但在低壓側，仍裝設計費電度表，采用將照明與動力分開的兩部電價法。

（3）為減少變壓器臺數，單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側的短路電流，正常時變壓器解列運行，中間設聯絡開關。

（4）高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線。現代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難，多采用全塑電纜與豎井母干線聯接等等。

2.4 主要設備的選型

（1）高壓開關柜。現代高層建筑的變配電室設在主樓地下層，按規定不宜采用油開關。應根高層建筑地下室的標準，選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。

（2）電力變壓器。根據防火要求，主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器的。

（3） 低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構，幾乎都做成抽屜式，特別是大容量的出線，則做成手車式。

（4） 應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快，故障率低等優點。

2.5 電氣照明設計

電氣照明設計，包括光源選擇、照度計算、燈具造型,燈具布置，眩光控制和調光控制和照明配電線路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著非常密切的關系，應該相互配合，在使用功能及藝術意境方面求得統一。選用高光效電光源，可以取得節能的明顯效果。

2.6 防雷與接地

現代高層建筑的防雷設計，除采用避雷針和避雷帶的傳統做法外，近年還出現有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術雖然在工程上得到不少實際應用，但在理論上一直是有爭議的。現代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的。關鍵是做好金屬管線的接地。現代高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統。接地電阻按最小的要求而定，通常是在 4 歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎作接地板。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎連接成接地網，這對均衡電位，提高安全性都有好處。

2.7 電梯

電梯按使用功能分，有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種；按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按電流分則有交流和直流兩大類。設計人員的任務是要確定電梯臺數和決定電梯功能。電梯的配置和造型，不是電氣設計人員單方面所能決定的，必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。

2.8 消防自動報警和自動滅火系統

現代高層建筑的火災自動報警滅火系統，包括：火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統等四個部分，實現報警滅火自動化。探測器探測到火災信號后轉換成電信號，進入分區報警器和消防中心，發出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監控和消防指揮。關于高層建筑中消防用電的設計問題，涉及到其他許多學科，而且規模越大，功能越多，控制內容越廣泛，設計內容也就越復雜。

3 結語

存在于建筑過程中的電氣設計問題，多數由于設計著對《規范》內容學習的不足又缺乏實踐經驗而造成的。因此要求設計人員要認真執行國家在設計文件中的相關專業性規定，以確保建筑工程的安全和質量。還要求設計者能夠綜合運用專業知識來進一步實現環境保護，科學合理地使用自然能源，節約資源，這些也將推動我國的節能型建筑向前發展。可持續發展是人類在建筑時必然追求的趨勢，隨著科技的發展和觀念的更新，提高建筑設計人員的專業素質，也將推進人與自然的和諧發展。