建筑电气设计中主要问题探讨

　　摘要：随着经济的迅猛发展，城市规模的不断扩大，建筑越来越多，由于建筑面积大，层数多、功能复杂，因此其对电气的依赖性很强。电气设计的好坏直接影响到建筑的使用质量，笔者结合建筑的特点和电气设计要求提出了完善建筑电气设计的有效途径。

　　关键词：建筑,电气设计,配电

　　1 建筑电气设计原则要求

　　1.1、满足建筑物的使用功能。

　　建筑电气设计的原则应满足以下几点：照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

　　1.2、考虑实际经济效益。

　　节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

　　1.3、节省无谓消耗的能量。

　　节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。

　　1.4、住宅面积分为三类：小型住宅60㎡以下，中型住宅60～100㎡，大型住宅100㎡以上。一般小型住宅照明用电负荷500W，娱乐用电(包括电视机、音响、电脑等)负荷950W，厨房用电(包括电饭煲、电热开水器等)负荷3500W，卫生间用电(洗衣机、排气扇)负荷1170W，空调用电负荷2250W，综合上述各类用电负荷共8370W，中型住宅乘1.3系数10881W，大型住宅乘2.6系数21762W.根据统计调查，一般住宅用电负荷的高峰期是夏天晚饭后的时间，这时用电负荷有：电视、电冰箱、电热开水器、消毒碗柜、电脑、空调，共有住宅用电负荷的40%，查设计手册得需要系数0.4～0.6，所以根据实际情况，我们设计时取0.4系数便可以，则小型住宅负荷计算取3.5kW，中型住宅负荷计算取4.5kW，大型住宅负荷计算取8.5kW即可。

　　2.住宅的电源与配电系统

　　2.1 一般住宅供电由小区变配电所引入，应采用三相四线(TN-C系统)，经重复接地后进入单元总电表开关箱，改成三相五线制(TN-S系统)后再放射到各用户，配电箱中应有短路、过载、漏电保护，断路器应选用能同时切断相线--中性线的断路器。住宅用电负荷计量应采用一户一表制，建议将单元总开关及分户电能表集中设置以便管理。户内配电系统：每户住宅室内配电回路不能过少，由于配电回路少，每回路所带的负荷就增大，实际等于减少了导线截面。从配电箱出来的分支回路主要有空调电源插座、电源插座、照明、厨房电源插座、卫生间电源插座等。而目前在住宅中，起居室、卧室都会有空调，根据空调器负荷大小，空调回路应有2 个，回路数量一般不少于5 个，分支回路导线截面不应小于2.5m㎡ 铜芯绝缘导线，导线基本上都采用铜芯绝缘线穿管或电缆暗敷设方式，穿线管采用符合阻燃性能要求的PVC 管，严禁导线直埋墙敷设。此外考虑到家庭办公和信息化的发展，还应增加一条专用回路。

　　除了从配电箱出来的回路外，还有电话、有线电视线路，至少有七路管线进入居室，其中这七路管线中除照明是在顶板辐射外，其余管线均敷设在地面垫层内，彼此交叉是不可避免的。暗敷线路按最近线路辐射时，由于住宅的垫层比较薄，线路管线交叉不易处理;另外照明线路通常利用顶棚灯的接线盒进行分线，在住户铺设地板时，往往将敷设在地坪内的管线打断，造成电气不安全和使用的不方便。暗敷线路沿板孔、墙缝垂直或平行地面敷设，就可以避免上述问题的发生，因为管线交叉可以在墙缝中解决，而照明线路则在墙的拐弯处利用接线盒进行分线，而非顶棚灯的接线盒，住户可根据配电平面图，了解进入分支回路的具体方向和位置，从而避免在铺设地板时将管线打断。

　　2.2 住宅室内导线截面应选择大一些，如进户线至少应选用10 m㎡铜芯塑料线，最好选用16 m㎡铜芯塑料线，空调回路应不小于4m㎡铜芯塑料线， 普通插座及照明回路导线选用2.5 mm铜芯塑料线。因为家用电器(如微波炉、气体放电灯和镇流器等) 产生的非线性负荷日益增多，使线路产生谐波，而住宅导线的选择通常是按机械强度、发热条件、经济电流密度和电压损失等因素考虑， 往往忽略电压质量和这些谐波的影响，另外我国迄今没有载流量标准，设计手册等资料所提供的载流量都是制造商(生产厂家)提供的，较国际电工委员会标准(IEC)的载流量约大20% ，而设计中又多未考虑多回路并列暗敷设时相互发热而导致载流量的下降。导线截面过小，将引起回路阻抗增大，电压质量受到一定的影响，这一点在高层建筑中尤为突出。另外导线截面过小还会使导线发热加剧，绝缘老化加速，易使导线发生线间短路和接地故障，引起电气火灾和人身电击事故。

　　3 电缆线路的合理设计。

　　3.1 在一个工程中，线路左右上下纵横交错，小工程线路全长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起设计重视。在建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象，另外，还可利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。

　　3.2 低压配电系统中导线(电缆)载流量与断路器整定电流不匹配问题。

　　电线(电缆)的载流量需与低压短路器的整定电流配合选择，供线路受到短路器的保护，是每个工程都要遇到的问题，是设计人员必须掌握的基本功，看起来很简单，但实际的施工图中问题很多，这类问题主要表现在导线允许持续载流量小于保护该导线的断路器脱扣器的整定电流。正确的做法应是先按负荷的计算电流确定保护短路器的整定电流，再按其选择导线，使导线受到短路器的有效保护。

　　3.3 电器设备的选择

　　电器设备主要指电源配电箱、电表、控制开关、漏电保护开关及电源插座等。电器设备的选择合理与否直接影响工程的质量。选用时应根据住宅的负荷情况、安装要求、使用环境、设备的工作电压和工作电流等合理选择电器设备的型号规格，注意设备的容量等级宁大勿小，但又要避免选得过大造成浪费，一般来说在计算工作电流的基础上选大一级即可。为确保其质量，应选用符合国际电工委员会IEC标准和国内GB、JB有关行业标准，并具有产品质量认可证书的电器产品。总之，电器设备的选择尽可能做到安全可靠和经济合理。

　　4 防雷与接地

　　4.1 防雷内容与措施

　　防雷内容一般可分为：防直击雷，防感应雷及防高电位入侵三个内容。就防直击雷而言，一般是在屋面易受雷击部位安装接闪器，然后通过引下线与接地电阻很小的接地装置可靠连接，安装时要注意屋面突出的金属部件与避雷针、带、网应全部可靠连接。目前一般利用屋面板钢筋作为避雷网，柱主钢筋作为引下线，基础钢筋作为接地装置，这是较为实用经济的作法。为了防止感应雷和高电位入侵的危害，可在电缆进出户处将绝缘子的铁脚支架可靠接地，同时安装避雷器或其它型式的过电压保护器。此外要强调进行等电位联结，也就是在设计施工中要把建筑物内、附近的所有金属物用电气的方法连接起来使整座建筑物空间成为一个良好的等电位体，这样能有效地降低建筑物内部和附近不同金属部件间的电位差，从而避免内部的设备被高电位反击和人被雷击的事故。

　　4.2 安全接地的形式与要求

　　在住宅电气设计建设中为确保电器设备和人身安全务必做好用电系统的安全接地。目前我国的住宅配电系统方式一般有三种：TT、TN-C-S和TN-S系统，在进行设计施工时可根据实际情况选择接地系统。以下着重谈谈住宅配电系统中的保护接地。在中性点不接地的低压供电系统中，电气设备必须保护接地，接地电阻R≤4Ω。在中性点直接接地的低压供电系统中既可采用保护接地，也可采用保护接中性线。为确保接中性线保护系统的安全可靠，必须将中性线干线或支线的终端再次接地，这称为重复接地。重复接地有以下作用：增大流过线路保护装置的电流使其加速动作，从而减轻或避免事故的发生;设置重复接地后可降低漏电设备的对地电压，减少触电的危险程度。为确保接中性线保护的安全可靠，按规定必须做到以下几点：(1)重复接地的接地电阻必须小于10Ω;(2)保护接中性线的其电导不得小于线路中相线电导的一半;(3)在任何情况下，同一供电系统中不可一部分电气设备采用“保护接地”，另一部份采用“保护接中性线”;(4)用于接中性线保护的中性线不能安装带熔丝的开关或熔断器。 此外，随着家用电器的增多及智能化的发展，应作好防静电接地和屏蔽接地工作。

　　5 消防系统

　　大型现代住宅中由于电气设备越多就越容易发生火灾，因此应安装完善的消防系统。大型现代住宅在电气消防方面应做到以下几点：

　　5.1、供电电源应采用两路方式，一路为市电电源，另一路为应急电源;

　　5.2、有应急照明系统;

　　5.3、应用手动响鸣火警警报系统，如可能，可加装火灾自动报警系统;

　　5.4、开关和导线应选用符合防火规范的开关和阻燃型的电线电缆。

　　6 智能化发展

　　在科学技术日新月异的今天，随着微机自动检测及控制技术、计算机网络技术、通讯技术的发展，楼宇智能化的实现已成为可能。未来的住宅楼应有一个由检测单元、执行单元、数据采集单元、控制单元和微机组成的智能监控系统，由该系统对楼宇内的设备运行、电气故障、火灾、盗情等进行集中监控。再设置综合布线系统，将一定区域内的楼宇按星型拓朴结构建成小区局域网，进而所有局域网连接，同时与公安、消防、电讯、广播住宅管理等部门连网从而建成城市住宅管理信息网络，实现住宅的全天候、全方位监控和管理。

　　7 结语

　　电气设计是建筑工程重要的内容之一，然而目前，有关建筑电气设计的标准，没有引起专业人员的足够重视，家庭住宅的电气安装比较混乱，电气设计不够规范，许多住宅的电气安装没有考虑家用电器普及和快速发展的态势，埋下了安全隐患。相关工作人员应从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合分析，不断的研究探讨、总结经验，为建筑电气设计的安全与进步做出贡献。

　　参考文献：

　　[1]民用建筑电气设计规范 JGJ16- 2008.

　　[2]供配电系统设计规范 GB50052- 95.

　　[3]住宅设计规范 GB50096- 1999 (2003年版)。

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文章名称： 建筑电气设计中主要问题探讨

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