淺談建筑工程電氣設計

王毅娜+張濤

摘要：隨著建筑智能化技術在應用方面的深入，使一部分設備或系統在控制方面走向專業，并開放其通信協議向建筑設備監控系統.達到系統間的互聯和互通。本文講述的是建筑工程中的電氣設計.重點講的是關于弱電以及防雷系統。

關鍵詞：高層建筑；弱電；防雷

前言

經過許多年的實踐證明，要從理性和務實的態度，著手于工程的實際需要，以實用和適用的標準，針對以下不一樣的方面：如投資多少和管理要求、不同工程的不同功能等方面，找到一個最優結合點，這個點包括合理性、可靠性與經濟性。這是目前智能建筑行業達成共識的觀點。

1在高層建筑中弱電系統的應用

智能化技術是通過對建筑智能功能的配備，強調高效率、能耗低、污染低，在真正實現以人為本的前提下，實現節約能源、提升建筑使用功能、保護環境和可持續發展的目標。建筑的實施是建立在持續發展的戰略之上的，持續發展的不變主題分兩點，第一是注重生態、第二是注重保護環境。經過許多年的實踐證明，要從理性和務實的態度，著手于工程的實際需要，以實用和適用的標準，針對以下不一樣的方面：如投資多少和管理要求、不同工程的不同功能等方面，找到一個最優結合點，這個點包括合理性、可靠性與經濟性。這是目前智能建筑行業達成共識的觀點。

計算機網絡、雙向有線電視傳輸網絡和電話通信網絡等都屬于智能建筑中的通信網絡，作為智能建筑寬帶骨干網計算機網絡、雙向有線電視傳輸網絡集中了幾乎全部的信息應用和信息管理資源，幾乎將全部的用戶站點連接在一起。在20世紀90年代中期之前，各種類型的網絡占據瓜分了我國的網絡市場，時過境遷，從我國九十年代末期開始以太網的出現和飛速發展就以雷霆之速迅速占領了整個市場。以太網有很多優點，舉個列子來說，像是投資小，布線靈活，性能穩定、卓越，可維護性比較好等都是其的優點。只能建筑的外網連接其關鍵就是連接技術。因特網的出現使得智能建筑真正具有了智能。要求接八的帶寬越來越高，大大滿足用戶數據通信日益增長的需求。在有線網絡發展的同時，無線網絡接人的靈活性加快了發展的速度。

2高層建筑物防雷接地系統

高層建筑的防雷裝置主要是要避免一下幾種形式的雷的侵襲：（1）直擊雷；（2）側擊雷；（3）雷電感應；（4）雷電波。一般高層建筑在頂部位置設置電位聯結。引下線上端與避雷帶焊接，下端與建筑物基礎底粱及基礎底板軸線上的上下兩層鋼筋內的兩根主筋焊接。外墻引下線在室外地面下lm處引出與室外接地線焊接。

2.1外部防雷裝置

外部防雷主要指建筑物的防雷，一般是防止建筑物或設施（含室外獨立電子設備）遭受直擊雷和側擊雷的危害，其技術措施可分為接閃器、引下線、接地裝置等。

接閃器是指直接接受雷電閃擊的金屬構件，安裝在建筑物頂部，是整個外部防雷裝置的頂端，其基本形式有避雷針、避雷帶和避雷網等。接閃器的作用是利用其高出被保護物的突出部位將附近的雷云放電誘導過來，通過引下線注入大地，從而使建筑物免受雷擊危害。金屬屋面在滿足一定的厚度要求和施工要求的情況下也可作為接閃器，但其不適用于第一類防雷建筑物。民用建筑防雷措施中應根據防雷等級設計不同尺寸的避雷帶，避雷網和引下線的根數，其設計依據為GB 50057-2010建筑物防雷設計規范。引下線是指連接接閃器與接地裝置的金屬導體，其主要作用是引導接閃器所獲得雷擊電流，經接地裝置后與大地相通，保護建筑物免受雷擊危害。

接地裝置主要由接地體和接地線兩部分組成，其作用是實現電氣系統與大地相連接的目的。用金屬將電氣設備的某一部分與地做良好的連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體就稱為接地體（或接地極）。根據用途的不同，接地體又分為自然接地體和人工接地體。通常，把直接與大地接觸的建筑物的鋼筋混凝土基礎、各種金屬管道和金屬構件等作為接地使用，統稱為自然接地體；人工接地體是指純粹的接地體，它是獨立于任何自然接地體以外的人工埋設于地下的接地體。接地線則是指連接設備的接地部位與接地體的金屬導線。

2.2內部防雷裝置

內部防雷裝置由防雷等電位聯結以及與外部防雷裝置的間隔距離組成，其基本作用是減小或者消除來自雷電電磁效應的影響，減小輸入高電壓，將導體間的電勢差降低到最低限度，有效保護室內的設備和人體免遭雷電危害。其中，等電位聯結是指將分開的裝置、諸導電物體用導體或電涌保護器連接起來，以減小雷電流在它們之間產生的電位差。

在建筑物防雷設計中，第一類防雷建筑和部分二類防雷建筑中應采取內部防雷措施。根據GB50057-2010建筑物防雷設計規范可知：在建筑物的地下室或地面層處作防雷等電位聯結，連接所有建筑物金屬體、金屬裝置、建筑內各系統、進出建筑物的金屬管線；外部防雷裝置與建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內系統之間，尚應滿足間隔距離的要求。

2.3防雷擊電磁脈沖（LEMP）系統

防雷擊電磁脈沖系統由屏蔽措施和電涌保護器組成。其中，屏蔽措施又分為建筑物自身屏蔽和線路屏蔽。建筑物屏蔽主要是減小雷電造成的電磁效應對室內設備的影響；線路屏蔽則主要是轉移來自雷電閃擊或感應的過電壓。在屏蔽措施后，加設電涌保護器的作用是鉗制與分流來自線路的過電壓與過電流。對內部預見可能有重要的電子系統的建筑物進行防雷設計的時候，必須考慮預防雷擊電磁脈沖（LEMP）。由于設計初期無法確定電子系統的規模和詳細位置，因此常規的做法是將建筑物內的鋼筋網片、各種金屬構件、金屬管道、配電系統的接地裝置以及防雷接地裝置共同組成一個接地系統，在適當位置設置等電位聯結端子板，并將它們與端子板做一一可靠的等電位聯結。建筑物的自然屏蔽和建筑物內的金屬物以及設備之間的等電位聯結是很重要的關鍵環節。

在進行接地設計時，嚴禁將電子信息系統單獨設置接地裝置。電子信息系統接地應與配電系統接地，防雷系統接地等共用接地裝置，采用聯合接地方式。電子信息系統在設計中除了設置必要的等電位聯結措施以外，還應采取屏蔽處理，地面鋪設防靜電活動地板，活動地板下專設等電位聯結基準網。當電子系統為300 kHz以下的模擬線路時，采用“S”形等電位，在300 kHz以上用“M”形等電位聯結網絡。

3高層建筑的安保系統

（1）漏電導致火災報警系統。根據《高層民用建筑設計防火規范》第9.5.1條之規定，高層建筑內發生火災的危害性大，漏電火災報警系統須安裝在人員密集等場所，在所有三級負荷供電之配電箱內均需設置漏電火災報警器，并通過雙絞線將各個漏電火災報警器連在一起，組成漏電火災報警系統，消防控制室內設計系統報警主機，并將漏電火災報警系統與火災自動報警系統連通。

（2）保安監控系統。

（3）樓宇訪客可視對講與門禁系統。

（4）有線電視系統。

（5）電話系統。

4在高層建筑電氣設計中諧波治理措施的應用

大量非線性負荷形成的諧波源，例如計算機系統、開關電源、電子式熒光整流器等導致配電系統的電壓、畸變的電流；公用電網本身具有一定的諧波含量和配電變壓器作為諧波源產生的諧波是建筑中諧波的主要來源，是由公用電網側傳輸至配電系統。（1）采用有源及無源兩種濾波器。（2）采用混合型濾波器。可將有源電力濾波器與無源電力濾波器混合使用。（3）采用諧波保護器。有源濾波器成本高于磁性方法治理諧波。在現實工作中，諧波有很多特點，首先就是它的多發性，其次是隨機性，最后就是不可重復性。在我們日常的智能建筑中一些電器的性能降低或者是出現工作不能正常運轉的情況大多都是由此引發。所以說，合理的防止諧波的產業對我們日常工作和生活有著十分重要的意義。在我們當前高度發展智能建筑的階段我們必須有效的抑制諧波的產生和蔓延。這是我們當前研究工作的重中之重。

5結語

隨著建筑物的增高，電氣設計也提出更高的要求，在符合國家規范的前提下，還得提高居住的適用性。建筑電氣設計的建設在向自動化、節能化、信息化和智能化發展，必然對建筑電氣設計提出更多新的要求，這對廣大設計人員要求在設計中，保證順利完成工程，保證所有的圖紙審查按時通過，把握好工程電氣設計的基本要點是必須的，滿足建筑物功能的需要的前提必須提高設備使用效率。