基于建筑電氣的供配電設(shè)計(jì)研究

韓強(qiáng)定 深圳市鎰銘機(jī)電工程顧問有限公司

1 前言

當(dāng)前在社會(huì)發(fā)展的背景下，人們對(duì)于生活質(zhì)量的追求越來(lái)越高，已經(jīng)不滿足于基本的溫飽需求，對(duì)于居住環(huán)境提出了更高的要求，因此，建筑行業(yè)的發(fā)展也越來(lái)越朝向智能化、功能化的趨勢(shì)發(fā)展。

電力是人們生活中必不可少的一項(xiàng)基本需求，在建筑行業(yè)中對(duì)于也需要電力的供應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，建筑電氣系統(tǒng)中供配電線路的設(shè)計(jì)必須要合理化和科學(xué)化，這與建筑能耗具有重要的聯(lián)系。

為此，針對(duì)建筑的供配電線路設(shè)計(jì)一定要從多個(gè)角度去分析和考慮，針對(duì)現(xiàn)有問題去不斷完善設(shè)計(jì)方案，明確線路設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，把握好線路設(shè)計(jì)的基本原則，以精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行線路設(shè)計(jì)工作。

2 建筑電氣的供配電設(shè)計(jì)原則

2.1 實(shí)用性原則

在建筑電氣供配電線路的設(shè)計(jì)中首先要遵循實(shí)用性的原則，要結(jié)合建筑對(duì)電氣的實(shí)際需求來(lái)選擇最佳的方式設(shè)計(jì)線路，保證線路設(shè)計(jì)方案能夠與實(shí)際情況相符合，最大化的保障線路設(shè)計(jì)的合理性。

例如：建筑企業(yè)在設(shè)計(jì)供配電線路設(shè)計(jì)之前，要先對(duì)建筑進(jìn)行整體的分析，包括外觀和內(nèi)在等多方面，一方面要結(jié)合建筑的外觀進(jìn)行線路設(shè)計(jì)，盡量不要選擇明線設(shè)計(jì)的方式，保證建筑的美觀性；另一方面在建筑內(nèi)部盡量采取埋線的方式，將電線等隱藏起來(lái)，對(duì)于插座位置的選擇要以具體的裝修情況為主，根據(jù)家電的位置選擇最佳的設(shè)計(jì)形式，保證供配電線路設(shè)計(jì)的合理性。

2.2 節(jié)能性原則

在建筑電氣供配電線路設(shè)計(jì)中，一定要以節(jié)約耗能為最為核心的目的，并且將節(jié)能理念貫徹落實(shí)于整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中。這就需要在設(shè)計(jì)之前，相關(guān)人員必須要對(duì)建筑的整體情況進(jìn)行考察，做到全面、細(xì)致的分析，以實(shí)際情況為基礎(chǔ)來(lái)優(yōu)化和完善設(shè)計(jì)方案。對(duì)于建筑電氣供配電線路設(shè)計(jì)中能耗的節(jié)約主要包括傳輸過(guò)程中的能耗、變壓器功率耗能等。

2.3 經(jīng)濟(jì)性原則

建筑電氣供配電線路設(shè)計(jì)中既要牢記節(jié)能的原則，同時(shí)也要兼顧經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)，要保持節(jié)能和經(jīng)濟(jì)之間的一個(gè)平衡性。想要保證節(jié)能必然會(huì)在一定程度上增加成本投入，但是一定要考慮成本問題，不能為了追求節(jié)能一直增加成本，造成項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)壓力，為了遵循經(jīng)濟(jì)性的原則，可以從以下幾方面入手。

首先，可以從材料上進(jìn)行控制，對(duì)于供配電線路設(shè)計(jì)的材料要最大化地節(jié)省成本，相關(guān)人員應(yīng)該貨比三家，做好建筑材料的選擇工作，盡量保證經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性的統(tǒng)一。

其次，管理人員一定要做好統(tǒng)籌管理工作，在供配電線路設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)中都要注意成本的控制，盡最大可能節(jié)約成本，提高施工效率。需要其在設(shè)計(jì)和施工之前，要先對(duì)電路設(shè)計(jì)設(shè)備進(jìn)行檢查，保證線路設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中能夠順利地完成，減少突發(fā)事件的發(fā)生，這樣才能夠提高使用效率，避免重復(fù)工作加大成本壓力，這也是建筑電氣供配電設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性原則的重要體現(xiàn)形式。

3 建筑電氣的供配電設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 合理選擇導(dǎo)線

在建筑電氣的供配電設(shè)計(jì)中，在把握好相關(guān)原則的前提下，要精準(zhǔn)把握一些要點(diǎn)來(lái)保證設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性。首先要合理選擇導(dǎo)線，導(dǎo)線的選擇要保證安全和穩(wěn)定。在導(dǎo)線的選擇上，相關(guān)人員要根據(jù)不同的建筑電氣需求來(lái)選擇規(guī)格，包括電線材質(zhì)、電流電壓選擇等方面。一般建議選擇鋁線和銅線兩種材質(zhì)，因?yàn)槟軌蚓哂休^好的保護(hù)作用，但也要考慮實(shí)際情況。

例如：如果在建筑電氣供配電設(shè)計(jì)中想要達(dá)到較小線路損耗的效果，可以選擇電阻小導(dǎo)電率好的導(dǎo)線，但同時(shí)必須要考慮導(dǎo)線的電量負(fù)荷能力，遵循經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性的原則。

3.2 確定線路路徑

在建筑電氣供配電設(shè)計(jì)中，在合理選擇導(dǎo)線之后要將線路路徑確定下來(lái)，在允許的范圍內(nèi)盡量縮小供電線路的距離，這樣可以最大化的降低過(guò)程中的能量損耗。一般來(lái)講，電荷的控制應(yīng)該有一個(gè)比較精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，比如抵押供配電設(shè)計(jì)要以周圍200m為最佳距離。

假設(shè)需要供配電的建筑單層建筑面積能夠達(dá)到10000m2，那么在供配電線路的設(shè)計(jì)上至少要3 個(gè)配電室才能夠達(dá)到工作標(biāo)準(zhǔn)。因此，在供配電設(shè)計(jì)路徑的選擇上盡量選擇多點(diǎn)分布的方式，來(lái)達(dá)到更好的供配電效果。

3.3 合理選擇配件

在建筑電氣供配電設(shè)計(jì)中，除了要合理選擇導(dǎo)線之外，在一些其他的配件上也要精準(zhǔn)選擇，遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)去合理選擇，其中最為重要的配件就是開關(guān)，開關(guān)的選擇標(biāo)準(zhǔn)是直流電壓不要超過(guò)400V，交流電壓不超過(guò)500V，這是最基本的選擇方式。

在此前提下，可以結(jié)合建筑需求選擇一些新型的開關(guān)，比如空氣開關(guān)，空氣開關(guān)可以最大化地保證用電安全，因?yàn)楫?dāng)超出電流負(fù)荷之后，空氣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開，保證用電安全。

3.4 科學(xué)選擇導(dǎo)體

除卻導(dǎo)線、開關(guān)之外，在導(dǎo)體的選擇上也很重要，上文中說(shuō)過(guò)大多數(shù)以鋁線和銅線為主，但是兩者之間也存在一定的差異，一般來(lái)說(shuō)，民用建筑比較適合用銅線作為導(dǎo)體。

例如：如果是針對(duì)民用建筑正常情況下的線路設(shè)計(jì)和敷設(shè)，可以選擇用聚氯乙烯絕緣保護(hù)的導(dǎo)線進(jìn)行操作。而對(duì)于一些特殊建筑，比如消防、公安等建筑就需要選擇一些保護(hù)性能更高的導(dǎo)體，避免起火。

4 建筑電氣的供配電設(shè)計(jì)路徑

在明確建筑電氣的供配電設(shè)計(jì)原則、要點(diǎn)之后，對(duì)于設(shè)計(jì)的具體路徑和方法也應(yīng)該有一個(gè)深入的研究，這樣才能夠真正將供配電線路設(shè)計(jì)工作貫徹落實(shí)于實(shí)處，不會(huì)讓其變成一種形式主義的工作。

4.1 做好負(fù)荷登記工作，做好負(fù)荷容量的計(jì)算

在建筑電氣供配電的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要做好負(fù)荷登記的工作，結(jié)合具體的情況，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成。首先要明確負(fù)荷量的等級(jí)，一般來(lái)說(shuō)，負(fù)荷量等級(jí)分為三級(jí)：一級(jí)負(fù)荷是消防電梯、疏散電梯、地下室等，二級(jí)負(fù)荷是建筑中的常見電梯設(shè)備和生活用電需求，三級(jí)負(fù)荷是除了一、二級(jí)符合外的所有范圍。

在建筑電氣供配電設(shè)計(jì)和施工之間，要根據(jù)負(fù)荷量等級(jí)來(lái)完成基本的設(shè)計(jì)工作，明確此次設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)會(huì)將負(fù)荷量按照等級(jí)分為民用建筑用電和商業(yè)建筑用電，按照不同的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成供配電的設(shè)計(jì)工作，對(duì)于民用建筑用電可以按照基本標(biāo)準(zhǔn)完成供配電的線路設(shè)計(jì)即可，而對(duì)于商業(yè)用電一般需要由商業(yè)變電房提供所需電量，滿足用電需求。對(duì)于負(fù)荷容量的計(jì)算一般采取單位容量法和負(fù)荷密度法兩種方式，一定要保證計(jì)算的精準(zhǔn)性。

4.2 保證供配電電壓的合理設(shè)計(jì)

在建筑電氣的供配電設(shè)計(jì)中，電壓是一個(gè)必須且關(guān)鍵的內(nèi)容，電壓系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)能夠保障供配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，最大化地保證用電安全，減少安全隱患。對(duì)于大多數(shù)建筑來(lái)說(shuō)，對(duì)于電壓的選擇并不需要過(guò)于重量級(jí)的負(fù)荷要求，一般以一級(jí)負(fù)荷為主，所以在電壓的設(shè)計(jì)和選擇上可以將應(yīng)急發(fā)電機(jī)組作為主要的發(fā)電設(shè)備，滿足建筑中對(duì)于電量的需求。

與此同時(shí)，在供配電電壓的設(shè)計(jì)和選擇上還需要考慮電壓的具體數(shù)值，一般情況下，建筑電氣供配電中電壓設(shè)計(jì)都選擇380/220V 即可，只有一些特殊建筑需要選擇相對(duì)獨(dú)立的10kV的高壓電源。這種高壓電源的選擇要根據(jù)建筑的具體情況來(lái)綜合考慮，并且在設(shè)計(jì)和施工中一定要保障安全性與可行性，在合理的范圍內(nèi)進(jìn)行施工，一定要保障建筑電氣供配電設(shè)計(jì)的安全性。

4.3 做好變電設(shè)備所的布局工作

做好變電設(shè)備所的布局工作也是建筑電氣的供配電設(shè)計(jì)中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其前提是要做好變電設(shè)備所的位置和數(shù)量，根據(jù)位置和數(shù)量去進(jìn)行變壓器的選擇，選擇最佳的變壓器容量。

一般來(lái)說(shuō)，變壓器容量都會(huì)在75%～85%之間，這樣能夠最大化地保障建筑電氣供配電的需求及安全。變電所的布局需要根據(jù)整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)分期情況、總?cè)萘俊I(yè)態(tài)分布及距離長(zhǎng)短來(lái)確定，原則上供配電變電設(shè)備所距離終端供電設(shè)備要小于200m、要按不同業(yè)態(tài)不同管理方進(jìn)行分布布置，變電所的布置要盡量靠近負(fù)荷中心，減少一次投資和后期運(yùn)營(yíng)損耗。

4.4 做好建筑電氣接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在建筑電氣的供配電設(shè)計(jì)中，做好接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作也至關(guān)重要，一般來(lái)說(shuō)接地系統(tǒng)有三種形式：保護(hù)接地、防雷接地和重復(fù)接地。保護(hù)接地指的是利用設(shè)備外部可以導(dǎo)電的部分進(jìn)行接地，將電流引入到大地中，避免人體的直接接觸而產(chǎn)生觸電的危險(xiǎn)，連接線多以PE線為主。

當(dāng)前人們?cè)诮ㄖ惺褂玫碾姎庠O(shè)備越來(lái)越多，保證用電安全是一個(gè)非常重要的問題，為此保護(hù)接地工作非常重要。防雷接地主要是避免在雷雨天發(fā)生用電安全隱患問題，以免雷電產(chǎn)生導(dǎo)電現(xiàn)象，從而對(duì)人們的安全造成隱患。為了做好防雷接地設(shè)計(jì)，一般要將接地電阻控制在10Ω以下，這樣可以最大化地減少雷電對(duì)于建筑內(nèi)布線系統(tǒng)和電氣設(shè)備的影響。

重復(fù)接地指的是當(dāng)電氣接地系統(tǒng)中的PE線出現(xiàn)斷線的情況時(shí)，可能會(huì)不具備保護(hù)的作用，或者保護(hù)效果會(huì)有所減弱，此時(shí)可以通過(guò)重復(fù)接地來(lái)進(jìn)行補(bǔ)救工作，再次保證建筑內(nèi)人員的人身安全。不過(guò)不到特殊情況盡量避免重復(fù)接地，且重復(fù)接地的電阻值要控制在4Ω以下。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電氣系統(tǒng)是建筑工程中的重要組成部分，為此保證電氣供配電設(shè)計(jì)的合理性是非常關(guān)鍵的一個(gè)任務(wù)，相關(guān)人員要明確供配電設(shè)計(jì)的原則和要點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上通過(guò)不斷的嘗試和實(shí)踐來(lái)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，找到最佳的建筑電氣供配電設(shè)計(jì)路徑，保證電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，提高線路設(shè)計(jì)的有效性。