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摘要: 建筑电气设计问题已越来越被社会普遍关注。为了提高现代建筑工程电气设计质量，有效提高建筑工程电气设计水平，本文作者根据多年的实践工作经验，详细阐述了现代建筑电气设计的主要内容，希望给同行提供参考。
关键词:建筑；电气设计；负荷
Abstract: Building electrical design has increasingly been widespread concern. In order to improve the quality of electrical design of modern construction, improve the level of electrical design of building engineering, the author of this article based on many years of practice experience, and expounds the main contents of the electrical design of modern architecture, hope to provide reference for peer.
Key words: building electrical design; load
中图分类号：TU2
0引言
建筑工程的电气设计工作是一项复杂的工程，在设计过程中应充分考虑其特点，并注重节能的功效，才能满足现代建筑工程的各项需求。本文对高层建筑电气设计内容进行了分析与阐述，以提高电气设计工作效率。
1、建筑电气设计的主要内容
1.1 电力负荷的计算
计算电力负荷是电气设计中最重要的一环。《民用建筑电气设计规范》中详细描述了电力负荷计算的内容方法，电负荷计算重要性不言而喻，电气设备、线缆型号规格以及断路器的整定值都要根据计算结果来选取。在电气工程设计中需要注意的是设计人员要重视电负荷计算，按规定的要求来计算暂载率的用电负荷，切忌将铭牌值当作长期负荷来计算；要按照负荷的性质进行分类，以便根据需要选取不同的功率因数和系数；对于那些功率因数较低、不符合供电规则要求的用电负荷，要计算其无功补偿。
1.2 供电电源及电压的选择
为保证现代建筑工程的供电可靠性，必須要设置两个相对独立的电源，电源数量可以根据负荷的大小以及实际的电网条件来定量。两路电源独立运行，同时供电，彼此相互备用。此外还要安装柴油发电机组以应急备用，确保能够在15s之内正常恢复供电。为了保障照明、电脑、电梯、消防等设备的事故用电，我国国内的高层建筑，其供电电压都是用的标准电压为10kV。
1.3 高低配电系统的设计
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。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。
低压配电系统各级开关均采用自动空气开关(断路器)，设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。各级自动空气开关的保护整定，应注意选择性配合，防止越级跳闸。为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量大小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧应对动力负荷分类计费。功率因数按规定应补偿到0.9～0.95。无功补偿都采用集中补偿方式。为降低变压器容量，多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起，但必须采用于式移相电容器。所有电梯均要求采用两路不同变压器引出的专用电缆进线。在电梯机房的末端配电箱，设两路电源的自动切换装置，互为备用。
1.4 配电箱的布置设计
在设计配电箱时，不仅要标明断路器、隔离开关等电气元件的型号，还要明确配电箱本身的型号，配电箱的体积比较大，有很多管线敷出，所以在设计时要使选择的配电箱与住宅楼相匹配，要仔细考虑它的安装位置，为了避免配电箱和消火栓箱安装的位置重叠，要对照专业图来确定配电箱的安装位置。建筑电气设计通常是将两户的户表箱安装在楼梯间，但住户随之增加的配电线会使楼梯的管线大量增多，从而对施工造成不利影响，所以我们可以将每户的分支回路开关安装在户内的配电箱内，配线箱的位置要便于操作，可以将燃气和冷热水的室外计量表以及电度表置于户表箱内，这样可以分散布置楼梯间集中的管线，也可以使入户的管线更加简单，便于住户进行操作。
1.5 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。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。
1.6 电气的照明设计
电气照明设计包括灯具的造型设计、灯具的布置、照明度的计算、光源类型选择等。实际上它与建筑的装饰有密切关系，因此应相互照应、相互配合，确保艺术意境与使用功能的统一。在现代高层建筑中，普遍采取传感器、定时器或者光敏元件来实现照明的自动控制作用，并通过各种建筑物的自动化系统来实现照明电路与接触器；另外，采取高光效的电光源，也是节能照明的重要手段。
1.7 防雷的设计
1.7.1 防雷装置设置
《民规》第12.1.4条中规定:新建工程应尽可能利用建筑物金属导体作为防雷装置。实际设计中仍有设计人员在建筑物上专设防雷装置。很显然，利用建筑物内钢筋作为防雷装置更安全、可靠、美观。但要注意的是，当利用建筑物的柱子钢筋作为引下线时，应按规范规定:当钢筋直径为16mm及以上时，应利用两根钢筋作为一组引下线；当钢筋直径为10mm及以上时，应利用四根钢筋作为一组引下线。被利用的柱子和基础内的钢筋均应可靠焊接，使其在电气上成为一个整体。
同时《民规》第12.8.6条中规定:利用建筑物柱子钢筋作为引下线时，下部在室外地坪下0.8～1m处焊出一根D12mm或40×4(mm)镀锌导体，此导体伸向室外距外墙皮的距离不小于1m。
1.7.2 防止雷电波侵入
据可靠资料，雷电波沿低压架空线路侵入高电位而造成的事故占总雷害事故的70%以上，它引起人身伤亡和设备损坏的损失也是最大的，因此防止雷电波侵入是防雷措施的重要一环。在实际设计中，设计人员对防雷电波侵入的措施又常常重视不够。为了防止雷电波侵入，设计人员应按照《民规》第12.5.6条的规定进行设计。对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。应在进出处装设避雷器并与绝缘子的铁脚连在一起接到电气设备的接地装置上。这是因为绝缘子铁脚与导线之间形成一个放电电压约为40kV 的放电保护间隙，这一数值对保护人身安全是可靠的，但要保护低压电气设备和线路就不行了。
1.8 建筑电气的节能设计
随着我国人口的加剧、工业的不断发展，对能源的消耗也不断增加，各行业都已提出节能的需求，这也是建筑电气设计中的重要特点。高层建筑的电气设计在使用功能方面要满足照明在色温、照度、显色指数等方面的要求，空调温度和风量也要得到满足，使用舒适度和卫生状况应得到保障；运输通道上下和左右都要畅通无阻；一些特殊技术方面使用的要求要满足。应明确哪些电量消耗是与建筑物的功能无关，再考虑采取的具体措施。在设计过程中，节能措施应遵循“经济合理、价值实用、技术先进”等原则。由于高层建筑耗电量大，节能空间也相对较大，应在设计过程中充分考虑。
2、结语
总之，随着我国社会经济的发展，人们对电气设计的要求越来越高，建筑电气设计也呈现复杂化。因此，设计人员应遵从国家相关规范，从技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的设计原则出发，使建筑电气设计更加合理，满足功能完备、适用安全的目的。
参考资料：
［1］路琦，林峰，周瑛俊．高层建筑中的电气节能措施［J］．低温建筑技术，2009，31(6)
［2］姜波，郑向阳．改善高层建筑电气设计水平的有效途径［J］．科技创新导报，2009，(3)．
关键词:建筑；电气设计；负荷
Abstract: Building electrical design has increasingly been widespread concern. In order to improve the quality of electrical design of modern construction, improve the level of electrical design of building engineering, the author of this article based on many years of practice experience, and expounds the main contents of the electrical design of modern architecture, hope to provide reference for peer.
Key words: building electrical design; load
中图分类号：TU2
0引言
建筑工程的电气设计工作是一项复杂的工程，在设计过程中应充分考虑其特点，并注重节能的功效，才能满足现代建筑工程的各项需求。本文对高层建筑电气设计内容进行了分析与阐述，以提高电气设计工作效率。
1、建筑电气设计的主要内容
1.1 电力负荷的计算
计算电力负荷是电气设计中最重要的一环。《民用建筑电气设计规范》中详细描述了电力负荷计算的内容方法，电负荷计算重要性不言而喻，电气设备、线缆型号规格以及断路器的整定值都要根据计算结果来选取。在电气工程设计中需要注意的是设计人员要重视电负荷计算，按规定的要求来计算暂载率的用电负荷，切忌将铭牌值当作长期负荷来计算；要按照负荷的性质进行分类，以便根据需要选取不同的功率因数和系数；对于那些功率因数较低、不符合供电规则要求的用电负荷，要计算其无功补偿。
1.2 供电电源及电压的选择
为保证现代建筑工程的供电可靠性，必須要设置两个相对独立的电源，电源数量可以根据负荷的大小以及实际的电网条件来定量。两路电源独立运行，同时供电，彼此相互备用。此外还要安装柴油发电机组以应急备用，确保能够在15s之内正常恢复供电。为了保障照明、电脑、电梯、消防等设备的事故用电，我国国内的高层建筑，其供电电压都是用的标准电压为10kV。
1.3 高低配电系统的设计
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。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。
低压配电系统各级开关均采用自动空气开关(断路器)，设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。各级自动空气开关的保护整定，应注意选择性配合，防止越级跳闸。为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量大小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧应对动力负荷分类计费。功率因数按规定应补偿到0.9～0.95。无功补偿都采用集中补偿方式。为降低变压器容量，多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起，但必须采用于式移相电容器。所有电梯均要求采用两路不同变压器引出的专用电缆进线。在电梯机房的末端配电箱，设两路电源的自动切换装置，互为备用。
1.4 配电箱的布置设计
在设计配电箱时，不仅要标明断路器、隔离开关等电气元件的型号，还要明确配电箱本身的型号，配电箱的体积比较大，有很多管线敷出，所以在设计时要使选择的配电箱与住宅楼相匹配，要仔细考虑它的安装位置，为了避免配电箱和消火栓箱安装的位置重叠，要对照专业图来确定配电箱的安装位置。建筑电气设计通常是将两户的户表箱安装在楼梯间，但住户随之增加的配电线会使楼梯的管线大量增多，从而对施工造成不利影响，所以我们可以将每户的分支回路开关安装在户内的配电箱内，配线箱的位置要便于操作，可以将燃气和冷热水的室外计量表以及电度表置于户表箱内，这样可以分散布置楼梯间集中的管线，也可以使入户的管线更加简单，便于住户进行操作。
1.5 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。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。
1.6 电气的照明设计
电气照明设计包括灯具的造型设计、灯具的布置、照明度的计算、光源类型选择等。实际上它与建筑的装饰有密切关系，因此应相互照应、相互配合，确保艺术意境与使用功能的统一。在现代高层建筑中，普遍采取传感器、定时器或者光敏元件来实现照明的自动控制作用，并通过各种建筑物的自动化系统来实现照明电路与接触器；另外，采取高光效的电光源，也是节能照明的重要手段。
1.7 防雷的设计
1.7.1 防雷装置设置
《民规》第12.1.4条中规定:新建工程应尽可能利用建筑物金属导体作为防雷装置。实际设计中仍有设计人员在建筑物上专设防雷装置。很显然，利用建筑物内钢筋作为防雷装置更安全、可靠、美观。但要注意的是，当利用建筑物的柱子钢筋作为引下线时，应按规范规定:当钢筋直径为16mm及以上时，应利用两根钢筋作为一组引下线；当钢筋直径为10mm及以上时，应利用四根钢筋作为一组引下线。被利用的柱子和基础内的钢筋均应可靠焊接，使其在电气上成为一个整体。
同时《民规》第12.8.6条中规定:利用建筑物柱子钢筋作为引下线时，下部在室外地坪下0.8～1m处焊出一根D12mm或40×4(mm)镀锌导体，此导体伸向室外距外墙皮的距离不小于1m。
1.7.2 防止雷电波侵入
据可靠资料，雷电波沿低压架空线路侵入高电位而造成的事故占总雷害事故的70%以上，它引起人身伤亡和设备损坏的损失也是最大的，因此防止雷电波侵入是防雷措施的重要一环。在实际设计中，设计人员对防雷电波侵入的措施又常常重视不够。为了防止雷电波侵入，设计人员应按照《民规》第12.5.6条的规定进行设计。对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。应在进出处装设避雷器并与绝缘子的铁脚连在一起接到电气设备的接地装置上。这是因为绝缘子铁脚与导线之间形成一个放电电压约为40kV 的放电保护间隙，这一数值对保护人身安全是可靠的，但要保护低压电气设备和线路就不行了。
1.8 建筑电气的节能设计
随着我国人口的加剧、工业的不断发展，对能源的消耗也不断增加，各行业都已提出节能的需求，这也是建筑电气设计中的重要特点。高层建筑的电气设计在使用功能方面要满足照明在色温、照度、显色指数等方面的要求，空调温度和风量也要得到满足，使用舒适度和卫生状况应得到保障；运输通道上下和左右都要畅通无阻；一些特殊技术方面使用的要求要满足。应明确哪些电量消耗是与建筑物的功能无关，再考虑采取的具体措施。在设计过程中，节能措施应遵循“经济合理、价值实用、技术先进”等原则。由于高层建筑耗电量大，节能空间也相对较大，应在设计过程中充分考虑。
2、结语
总之，随着我国社会经济的发展，人们对电气设计的要求越来越高，建筑电气设计也呈现复杂化。因此，设计人员应遵从国家相关规范，从技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的设计原则出发，使建筑电气设计更加合理，满足功能完备、适用安全的目的。
参考资料：
［1］路琦，林峰，周瑛俊．高层建筑中的电气节能措施［J］．低温建筑技术，2009，31(6)
［2］姜波，郑向阳．改善高层建筑电气设计水平的有效途径［J］．科技创新导报，2009，(3)．