论文部分内容阅读
摘要：合理的电气设计會提高建筑的应用价值。针对高层综合建筑高度高、功能多、人员密集、用电量大、设备种类多、消防负荷重、雷击危险性大等特点，本文就完善建筑电气设计的有效策略进行了相应的探讨。
关键词：建筑电气设计 有效策略
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
建筑节能涉及多专业技术及其融合，如建筑设计、建筑维护结构、暖通空调系统、热水和照明等多方面问题。电气设计是建筑节能内容之一，目前，有关建筑节能的标准，包括强制性条文规定已经相继公布，但仍没有引起专业人员的足够重视，节能设计的理念淡薄，有效措施掌握不够，如建筑设计的节能专篇中根本没有电气专业论述，设计中节能措施应用较少。本文正是以电气设计的视角，论述了节能设计的技术措施。
一、建筑电气设计的原则要求
1）经济性。建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。2）可靠性。根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性，力求可靠供电。3）灵活性。主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备；投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样就可以避免误操作，又能提高运行的可靠性，处理事故也能简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。4）安全性。保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全，以及能在安全条件下进行维护检修工作。
二、完善建筑电气设计的有效策略
（一）进行多方观察了解做好设计工作
及时总结设计各个阶段中遇到的困难和问题，多到工地去实际观察在开始一段时间从事设计的过程中，对从前接触的各类工程进行总结是至关重要的。总结包括好多方面，对从前遇到过的问题进行总结，对工程的模糊认识进行总结，对其他人的设计图纸，图集进行总结等。总结图集并不能仅仅去分辨它们，一味的看，往往只能看到一些表面的现象，难以涉及到设计的本质，收获不多。若能先思考一下，若这个工程让我来做，我能够去怎么做，做到哪种层次，自我的把设计的大概做出来，然后和图集进行对比，这样能够找到差距，思路才会更清晰，变成自我的东西。做设计就是在做一个实实在在的工程，脱离工程现场而一味的设计是容易陷入误区的。
（二）供电电源及电压的选择
为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电两路独立电源运行方式机组，要求在15s钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电，国内高层建筑的供电电压，都采用10kV标准电压等级。
（三）高低配电系统的设计
（1）高压配电系统
现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。
（2）高压系统及低压干线的配电方式
高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层间配电小间。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。
（四）变电所位置的确定
现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。国外高层建筑的变电所都设在主楼内。建筑高度在30层左右的，大都集中在底层;60层左右的，则分散在地下层、中间层和顶层。也有仅在中间层或仅在地下层、顶层设变电所的。变电所的数量及其位置的分布，应通过技术经济比较决定。
（五）关于均压和等电位体的连接
为了保证高层建筑物内部不产生反击和危险的接触电压和跨步电压，应当使建筑物的地面、墙板和金属管、线路都处于同一个电位。因此，本大楼在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的总等电位MEB连接板，以便于和接地主干线相连接。这有利于微电子设备防止雷电波的电磁脉冲干扰。防雷施工中，在建筑物伸缩缝、沉降缝和抗震缝等处做了防雷跨越导线，使整个高层建筑的金属部分形成一个等电位笼。
（六）电梯的设计
电梯机房一般设置在井道上面。普通电梯的梯井可连通或设开口相连通。电梯按使用功能分，普通电梯、消防电梯等许多种；按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按电流分则有交流和直流两大类。现代建筑的电梯，为了提高输送能力和缩短候梯时间，一般都采用高速或超高速电梯，分组实行电脑群控。为提高运行的稳定性和舒适感，客梯都是选用直流电动机驱动。电气控制设备由制造厂成套供应，电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。其中在进行电梯设计时一定要做好配电设计、主开关选择、电气照明、通风装置和插座设置及控制、线路铺设、防灾及报警装置、防雷等电位联结、电梯机房、井道和轿厢中电器装置的间接接触保护等相关问题。
（七）防雷措施
一般大气中雷云距离地面高度大约100～300m时，地面感应异性电荷易于在建筑物的突出部位集中，大多数高层建筑已接近雷云之中，受雷击的可能性大，而且雷击也可能发生在建筑物侧面楼层，采用一般建筑物的避雷措施难于起到保护作用，针对高层建筑受雷击的特点，本工程采取了系统的防雷措施。
（1）防直击雷
本大楼按一类防雷设计。天面避雷装置采用传统的避雷装置即在天面四周敷设避雷带，中间敷设不大于5m×5m的网络。同时要将天面所有突出的金属部件均应与附近的避雷带可靠连接。接地装置距离被保护建筑物及其联系的金属物(如管道、电缆等)之间的距离大于3m。
（2）防侧击雷
根据民用建筑电气规范要求，本大楼必须采用防侧击雷措施。建筑层间设置避雷带、均压环，并与屋顶避雷网相连，通过引下线与接地装置连接。从距地30m高度起，每向上三层，再利用结构圈梁外侧两条主筋或在圈梁内敷设一条25mm×4mm的扁钢与引下线焊成一环形水平避雷带，以防止侧向雷击，并将金属栏杆及金属门窗等较大的金属物体与防雷装置连接。
（八）消防自动报警和自动灭火系统设计
现代建筑的火灾自动报警灭火系统，包括：火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。探测器探测到火灾信号后转换成电信号，进入分区报警器和消防中心，发出声光报警信号。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。关于建筑中消防用电的设计问题，涉及到其他许多学科，而且规模越大，功能越多，控制内容越广泛，设计内容也就越复杂。
三、结束语
综上所述，建筑电气设计的好坏直接影响着整个建筑的使用质量，因此，只有经过仔细的研究，根据实际情况，综合考虑设计的经济性、可靠性和安全性，在灵活运用的基础上，才能真正改善和提高电气设计的质量和水平。
参考文献：
[1] 刘晟楠,徐日升.对现代建筑电气设计中几个问题的探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2012(03)
[2] 胡友根.民用建筑电气设计常见问题与分析[J]. 中国新技术新产品. 2012(02)
[3] 张春明,曾芳兰,刘强.住宅建筑电气设计问题探讨[J]. 科技创新与应用. 2012(04)
[4] 张岱靖.试论建筑电气的优化设计[J]. 民营科技. 2012(03)
[5] 朱金华,陈森平.现代建筑电气设计问题初探[J]. 中国新技术新产品. 2012(07)
[6] 买森.建筑电气设计中节能降耗措施应用的重要性分析[J]. 科技与企业. 2012(05)
关键词：建筑电气设计 有效策略
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
建筑节能涉及多专业技术及其融合，如建筑设计、建筑维护结构、暖通空调系统、热水和照明等多方面问题。电气设计是建筑节能内容之一，目前，有关建筑节能的标准，包括强制性条文规定已经相继公布，但仍没有引起专业人员的足够重视，节能设计的理念淡薄，有效措施掌握不够，如建筑设计的节能专篇中根本没有电气专业论述，设计中节能措施应用较少。本文正是以电气设计的视角，论述了节能设计的技术措施。
一、建筑电气设计的原则要求
1）经济性。建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。2）可靠性。根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性，力求可靠供电。3）灵活性。主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备；投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样就可以避免误操作，又能提高运行的可靠性，处理事故也能简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。4）安全性。保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全，以及能在安全条件下进行维护检修工作。
二、完善建筑电气设计的有效策略
（一）进行多方观察了解做好设计工作
及时总结设计各个阶段中遇到的困难和问题，多到工地去实际观察在开始一段时间从事设计的过程中，对从前接触的各类工程进行总结是至关重要的。总结包括好多方面，对从前遇到过的问题进行总结，对工程的模糊认识进行总结，对其他人的设计图纸，图集进行总结等。总结图集并不能仅仅去分辨它们，一味的看，往往只能看到一些表面的现象，难以涉及到设计的本质，收获不多。若能先思考一下，若这个工程让我来做，我能够去怎么做，做到哪种层次，自我的把设计的大概做出来，然后和图集进行对比，这样能够找到差距，思路才会更清晰，变成自我的东西。做设计就是在做一个实实在在的工程，脱离工程现场而一味的设计是容易陷入误区的。
（二）供电电源及电压的选择
为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电两路独立电源运行方式机组，要求在15s钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电，国内高层建筑的供电电压，都采用10kV标准电压等级。
（三）高低配电系统的设计
（1）高压配电系统
现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。
（2）高压系统及低压干线的配电方式
高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层间配电小间。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。
（四）变电所位置的确定
现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。国外高层建筑的变电所都设在主楼内。建筑高度在30层左右的，大都集中在底层;60层左右的，则分散在地下层、中间层和顶层。也有仅在中间层或仅在地下层、顶层设变电所的。变电所的数量及其位置的分布，应通过技术经济比较决定。
（五）关于均压和等电位体的连接
为了保证高层建筑物内部不产生反击和危险的接触电压和跨步电压，应当使建筑物的地面、墙板和金属管、线路都处于同一个电位。因此，本大楼在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的总等电位MEB连接板，以便于和接地主干线相连接。这有利于微电子设备防止雷电波的电磁脉冲干扰。防雷施工中，在建筑物伸缩缝、沉降缝和抗震缝等处做了防雷跨越导线，使整个高层建筑的金属部分形成一个等电位笼。
（六）电梯的设计
电梯机房一般设置在井道上面。普通电梯的梯井可连通或设开口相连通。电梯按使用功能分，普通电梯、消防电梯等许多种；按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按电流分则有交流和直流两大类。现代建筑的电梯，为了提高输送能力和缩短候梯时间，一般都采用高速或超高速电梯，分组实行电脑群控。为提高运行的稳定性和舒适感，客梯都是选用直流电动机驱动。电气控制设备由制造厂成套供应，电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。其中在进行电梯设计时一定要做好配电设计、主开关选择、电气照明、通风装置和插座设置及控制、线路铺设、防灾及报警装置、防雷等电位联结、电梯机房、井道和轿厢中电器装置的间接接触保护等相关问题。
（七）防雷措施
一般大气中雷云距离地面高度大约100～300m时，地面感应异性电荷易于在建筑物的突出部位集中，大多数高层建筑已接近雷云之中，受雷击的可能性大，而且雷击也可能发生在建筑物侧面楼层，采用一般建筑物的避雷措施难于起到保护作用，针对高层建筑受雷击的特点，本工程采取了系统的防雷措施。
（1）防直击雷
本大楼按一类防雷设计。天面避雷装置采用传统的避雷装置即在天面四周敷设避雷带，中间敷设不大于5m×5m的网络。同时要将天面所有突出的金属部件均应与附近的避雷带可靠连接。接地装置距离被保护建筑物及其联系的金属物(如管道、电缆等)之间的距离大于3m。
（2）防侧击雷
根据民用建筑电气规范要求，本大楼必须采用防侧击雷措施。建筑层间设置避雷带、均压环，并与屋顶避雷网相连，通过引下线与接地装置连接。从距地30m高度起，每向上三层，再利用结构圈梁外侧两条主筋或在圈梁内敷设一条25mm×4mm的扁钢与引下线焊成一环形水平避雷带，以防止侧向雷击，并将金属栏杆及金属门窗等较大的金属物体与防雷装置连接。
（八）消防自动报警和自动灭火系统设计
现代建筑的火灾自动报警灭火系统，包括：火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。探测器探测到火灾信号后转换成电信号，进入分区报警器和消防中心，发出声光报警信号。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。关于建筑中消防用电的设计问题，涉及到其他许多学科，而且规模越大，功能越多，控制内容越广泛，设计内容也就越复杂。
三、结束语
综上所述，建筑电气设计的好坏直接影响着整个建筑的使用质量，因此，只有经过仔细的研究，根据实际情况，综合考虑设计的经济性、可靠性和安全性，在灵活运用的基础上，才能真正改善和提高电气设计的质量和水平。
参考文献：
[1] 刘晟楠,徐日升.对现代建筑电气设计中几个问题的探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2012(03)
[2] 胡友根.民用建筑电气设计常见问题与分析[J]. 中国新技术新产品. 2012(02)
[3] 张春明,曾芳兰,刘强.住宅建筑电气设计问题探讨[J]. 科技创新与应用. 2012(04)
[4] 张岱靖.试论建筑电气的优化设计[J]. 民营科技. 2012(03)
[5] 朱金华,陈森平.现代建筑电气设计问题初探[J]. 中国新技术新产品. 2012(07)
[6] 买森.建筑电气设计中节能降耗措施应用的重要性分析[J]. 科技与企业. 2012(05)