建筑电气设计问题的有效解决措施

王艳

(河南省豫建设计院，河南 郑州 450000)

建筑电气设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。设计过程从一开始到深入下去，各阶段思维的广度、深度都不同，表达方式更要适应思维的速度，推动思维的发展。对设计人员而言，妥善处理建筑物与周边环境之间的关系是十分重要，在协调上所用的时间甚至可能超过设计的时间。

1 现代建筑中电气设计存在的问题

近几年，发现很多建筑在电气设计时都忽略了一些细节上的问题，这样很容易给广大居民在电气上带来的危险或是使用上的不便。这些问题主要表现为如下几方面：

（1）目前住宅建筑的电气设计中大多数选用的是模数化配电箱，且其中大部分的型号为 PZ30，但实际上PZ30是不应在住宅建筑中使用的。PZ20和PZ30是同时开发的不同系列，是按照两种不同使用场合分别设计的，按照非熟练人员场所设计的 PZ20型号主要针对家庭及类似的场所；而 PZ30则是按照熟练人员场所来设计的，主要是工业场地的使用。因此，只要有自购的电气间隙爬电距离，大部分的三相系统PZ20就能代替PZ30投入使用。由此可知，PZ30不应被广泛应用于家庭住宅中。

（2）一些旧住宅在配电改造的设计时，采用的是直敷布线，当导线垂直于敷设时，便不加带任何保护地直接进入距地仅 1.4m的明装照明开关设置中。这不符合现行的国家标准 《低压配电设计规范》中要求低于1.8m是要穿管保护的规定。

（3）暗敷线路在按最近路线进行敷设时，由于住宅建筑中相对较薄的面层使得加大了处理线路管线交叉的难度。另外，照明线路一般情况都是利用顶棚灯所在的接线盒来分线，而当住户在进行木地板的铺设时，通常会打断敷设在地坪中的管线，进而造成了电气使用的危险或者不便。暗敷线路如果是沿着墙缝、板孔平行或者垂直于地面敷设的，就能避免发生上述问题了。因为可以在墙缝中解决管线交叉问题，而照明路又是在墙的拐弯处通过接线盒来分线的，这样住户就能通过《住宅使用说明书》里的配电平面图，来获取进入灯具线路时的具体位置和方向，从而避免出现上文所说的铺设木地板时打断管线。

（4）住户在搬进住宅之前一般都会进行装修，为避免浪费只会在灯位的位置安装灯座。我国正在推广绿色照明工程，用紧凑的荧光灯来取代白炽灯，这在家庭安装中也是一个不错的选择。但由于各种因素，当更换卡口灯座的光源时，经常会出现安装人员触电的情况，且荧光灯灯头又是螺口设计，无法使用卡口灯座，因此在建筑设计中要选用螺口灯座，来确保住户的放心使用和更换光源时的安全。

（5）现实生活中，因为忽视浴室内电气的安全措施而发生的电击事故时有发生，因为潮湿人体所接触的电阻通常很小，但很小的电压接触也可能引发严重的电击事故甚至是死亡事故。因此，浴室被作为电气安全保护的重点场所。

2 建筑电气设计的有效策略

2.1 负荷的计算

电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。

2.2 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。两路独立电源运行方式，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机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，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。

2.3 高低压配电系统的设计

（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。

（2）计费方式，采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。

（3）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。

（4）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等等。

2.4 主要设备的选型

（1）高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。应根高层建筑地下室的标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。

（2）电力变压器。根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。

（3） 低压配电屏。国外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式，特别是大容量的出线，则做成手车式。

（4） 应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快，故障率低等优点。

2.5 电气照明设计

电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型,灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。

2.6 防雷与接地

现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在 4 欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。

2.7 电梯

电梯按使用功能分，有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种；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。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型，不是电气设计人员单方面所能决定的，必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。

2.8 消防自动报警和自动灭火系统

现代高层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。关于高层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。

3 结语

存在于建筑过程中的电气设计问题，多数由于设计着对《规范》内容学习的不足又缺乏实践经验而造成的。因此要求设计人员要认真执行国家在设计文件中的相关专业性规定，以确保建筑工程的安全和质量。还要求设计者能够综合运用专业知识来进一步实现环境保护，科学合理地使用自然能源，节约资源，这些也将推动我国的节能型建筑向前发展。可持续发展是人类在建筑时必然追求的趋势，随着科技的发展和观念的更新，提高建筑设计人员的专业素质，也将推进人与自然的和谐发展。