曹绪
(安徽建筑大学设计研究总院有限公司,安徽 合肥 230000)
21 世纪以来,时代不断进步,科学技术取得了日新月异的进展,尤其是近些年随着城市化进程的不断加快,城市存量空间不断减少,为了满足市民日益增长的居住需求,城市中开始出现越来越多的高层建筑,对建筑行业以及电气设计都提出新的挑战。在这样的背景下,居民对建筑电气设计的要求不断提升,不再满足于此前的电能用、电够用的需求,而是开始关注建筑电气设计的便捷性、安全性以及实用性等角度,因为无论是电梯还是高层的其他的各种用电需求,都必须建立在电气设计合理达标的前提下,不然不但会对民众的生活造成麻烦,也会对企业的经济效益和社会声誉产生很大的影响。因此,为推动建筑行业的不断发展,保障居民用电需求,势必要在建筑电气设计的过程中对各环节和细节进行充分的考虑,并且按照相关标准严格的进行电力负荷的测算,选择电力线路设计的最优解,配备最适合当前电气设计的电气设备,保证建筑和居民用电的安全性和便利性,不断提高我国建筑电气设计技术,推动建筑行业的长足发展。
建筑电气作为服务建筑内部居民日常工作生活以及娱乐等行为的重要基础设施,其重要性不言而喻。具体包括两方面的内容,也就是建筑强电系统以及建筑弱电系统。建筑强电系统主要是供配电、照明以及接地系统;建筑弱电系统则包括火灾报警系统、有线电视系统和自动化控制系统。
上述电气系统的设计标准首先要满足居民居住的一段时间内可能出现的用电增长,也就是要能基本满足在未来30~50 年内居民的电力负荷的需要。而且应该根据居民的具体生活情况,将住宅供电电压稳定在一个合理的区间内,并且避免在居民居住过程中进行频繁的供电改造,而且这些电气供应必须能满足正常家用电器的日常需求[1]。
建筑电气设计标准的主要原则有3 个,分别是充分满足建筑物的使用功能、根据实际经济效益进行设计以及节能减排,具体如下。
(1)建筑物的使用功能也就是使用者对建筑物电气的使用需求,主要包括照明、供暖、满足空调的风量以及温度等等,因为这些需求作为基本的使用需求,如果得不到充分稳定的保障,势必会影响到居民的日常生产生活,所以这也是最基础的原则。另外,在一些特殊的功能性建筑,比如娱乐场所、展厅等,需要与普通民用标准不同的电气工艺和电气设备,用以满足这些特殊场所的特殊需求。这就要求建筑电气设计标准的制定一定要从需求侧出发,根据使用者的需求进行方案的设计和标准的制定,才能充分满足使用者的需求,以免产生人力物力的浪费[2]。
(2)在建筑电气工程设计的过程中,一定要充分考虑到实际经济效益,根据实际经济效益进行工程的设计和建设。在电气设计中涉及一个节能的问题,虽然我国目前已经将节能环保、低碳生态提升到了战略层次,但是在进行建筑电气设计的过程中也不能因为盲目的为了实现节能的目的,投入大量的人力和物力成本,大幅提高运行所需资金,导致经济效益的下降。而是应该选择通过适当的节能,节约运行费用,并将这部分可以节约下来的运行费用反馈到建筑电气的节能设计上。
(3)建筑电气设计中要注重节能的原则,通过对设计方案以及建筑电路等内容的分析和探究,找到其中与建筑物功能无关的能量消耗,并通过减少此类能量消耗达到节能的目的,如缩小无用的照明面积、减少变压器的功能损耗等[3]。
首先,建筑尤其是高层建筑,在建筑电气工程设计以及实施的过程中必须保证有备用电源,以确保在一个电源发生故障时,还能使用其他电源进行供电,从而保证居民的生产生活正常运行,应急电源和正常电源之间不能并列运行,而且在某些特殊的用电单位还应该设置自备电源以免不时之需。
其次,建筑的电压应该根据建筑分类的不同,选择不同的用电标准,比如住宅的用电负荷根据住宅的建设分类控制在6kW~15kW 不等,体育场、公寓、医院等建筑场所要比民用住宅的用电负荷限额高出一些,其他建筑场所不再一一赘述[4]。
建筑物内用电负荷的分级式设计供电方式以及配电回路的标准。民用住宅楼和商业建筑的用电负荷是并不相同的,民用住宅楼中按照住宅的面积进行用电负荷的配置,比如50m2以下的住宅只需要4kW 的负荷配置,160m2以上的住宅则需要10kW 的负荷配置。商业网点中的电力负荷分级相较于民用住宅要简单得多,100m2以下按 10kW 配置,100~1000m2按 100kW 配置,超过1000km 的就需要自维供电。至于超大面积的住宅或别墅则需要根据具体情况进行电力负荷配置情况的计算和配置,从而保证居民的正常生活用电需求[5]。
建筑照明设计标准对照明的方法、种类、数量、质量以及光源的选择和标准照明值都做了详细的要求。照明设计是建筑电气设计中重要的实用性和装饰性环节,照明标准要求建筑物照明应该达到安全可靠、电压稳定等要求,而且照明物的导线应该绝缘或者接地,避免对居民的生命健康产生影响,而且重要场合的照明应该有至少两个电源进行供电,避免照明失效,而且照明的线路应该避免和其他用电线路混用,以免对照明光源产生影响[6]。
目前,城市新建的建筑以高层建筑为主,在发生火灾时如何进行快速灭火和消防报警,成为建筑电气设计的设计重点,民用建筑电气设计的消防标准要求应该将报警控制器设置在常有人在的房间,而且要设置火灾探测区、分区消防报警控制中心、自动感应洒水灭火器等装置,当探测器探测到火光信号时,将此信号转换为电信号,并进入分区报警中心进行报警。而且消防标准还对建筑电气的线路设计作出了规范要求,线路设计应该保证裸露在外的部分是完全绝缘的,避免产生电火花引起火灾,而且应该设计有效的开关或阀门,在火灾发生时迅速关闭建筑物电源,避免出现爆炸,造成更大的伤亡损失[7]。
在建筑电气设计标准执行中可能会出现建筑电气设计违背或偏离相关设计的问题,比如建筑电气设计在安全性、节能性方面不遵守相关标准,或者施工图的绘制达不到《建设工程设计文件编制深度规定》的要求,从而导致设计完成了,但是却不能用于施工的局面。因为如果设计达不到标准,可能就会出现一些无解的设计,也就是说虽然绘制出来但是在施工的过程中是无法落实的,甚至可能对施工人员的生命财产安全造成直接的影响。另外,如果设计达不到标准,也可能会导致建筑实用性、可用性的降低,比如在照明、防火防灾等方面会出现疏忽,导致建筑的使用功能出现问题[8]。
在建筑电气设计标准执行中可能会出现不同的标准规范之间产生冲突的问题,因为我国建筑电气设计中涉及的电气设备参数调试和选用、电气路线的设计与施工等方面的标准五花八门,不同的标准对同一个问题有着不同的要求。在具体的设计和施工过程中经常会发现不同的标准规范之间可能会出现冲突,比如数值、方式的不同,这种情况下如何进行继续设计和施工就要考验到工作人员的能力和运气,给建筑电气设计工作带来了很大的阻碍,成为标准适用中一个很大的问题。
在建筑电气设计标准执行过程中应该充分尊重标准图集的效力,标准图集也就是国家出台的由各专家统一编写的设计标准和通用图纸,不但体现了行业内的最高水平,而且能对建筑电气设计提供很大的指导,
工作人员应该在充分尊重图集的基础上进行设计和施工。并在困惑的时候参考规范释义,但现在的建筑电气设计工作者有很多对于图集和释义的理解程度不够,导致在工作过程中经常出现与图集或释义不符的内容,不但降低了设计的科学合理性,而且增加了工作难度。这就需要相关工作人员应该对上述图集和释义进行充分的学习和理解,避免在工作过程中出现失误。
建筑电气设计标准的严谨性可以很好地协调不同区域的建筑电气设计和施工。我国地理面积广阔。建筑面积难以估量,不同区域的建筑都有其各自的标准,随着科学技术和经济水平的不断发展,各区域的建筑标准也在不断的浮动变化,为了保证建筑电气设计能够有一个稳定统一的标准,改善原有的混乱状态,必须提高电气设计标准的严谨性,并通过这个标准的约束,提高我国建筑电气工作人员的工作规范程度,进而提高我国建筑电气设计的水平。要想达到上述目的,必须在保证居民生产生活用电需求被充分满足的前提下,在现有的建筑经验以及理论的基础上,通过技术的更新和问题的反馈,尽量减少不同区域之间的建筑电气设计标准差异,制定更加规范严谨的电气设计标准,并按照这个标准对建筑电气工程进行方案和施工的指导。工作人员可以在标准的指导下对电气设备进行调试和更换,或者进行相应的测算,以提高工作效率和设计施工效果。
目前我国建筑电气设计标准的衔接性还有待加强。由于建筑电气设计和施工过程中要涉及很多不同行业的元素和内容,而且这些行业的标准是由不同的单位和部门进行编制和发布的,所以在各标准使用和落实的过程中都存在着衔接不畅的情况。同样的问题在不同标准上可能有不同的要求和答案,有时可以互为补充,有时却理念相悖,为了达到相应的标准,在建筑电气设计的过程中必须进行实时对比。标准的冗杂导致了要求的多样化,同一个问题的不同解容易给建筑电气设计工作者带来困惑,不同标准之间衔接性的欠缺,严重增加了建筑电气设计工作的时长,不但提高了建筑电气设计的难度,而且阻碍了建筑电气工程施工的正常进度。笔者认为应该对新老标准以及同一时期的不同标准出台一项替换政策,比如在新标准出台后就一切以新标准为准,同一时期的标准以更加严格的标准为准等,并且在标准完善的过程中要注意前后的衔接,避免标准之间出现较大的差异,并在这个完善的过程中尽量改正此前标准的不合理之处,对于落后的标准应该及时废止,避免对建筑电气设计产生障碍。
综上所述,在人民物质精神需求不断提升的今天,建筑电气设计的重要性已经逐渐显露出来了,只有不断完善建筑电气设计有关标准,提高建筑电气设计能力和水平,才能满足人民群众的需求。建筑电气设计的标准对供电电源和电压的选择、电力负荷的计算、混合接地系统的安全性、高低电压配电系统、主要设备的选择、照明设备和线路的设计以及自动灭火和消防报警装置等多方面进行了规定,本文就其中几项内容的相关标准及设计现状进行了分析和探讨,并针对建筑电气设计标准执行的尺度把控进行了研究,在这个过程中发现了电气设计及其相关标准之间的矛盾,也发现了上述两者在互相约束中产生的发展和进步。通过提高建筑电气设计水平和能力不但可以推动我国建筑行业的发展,而且可以推动全社会共同进步,提高社会经济效益从根本的民生保障上提升我国居民的生活质量。