建筑电气设计中常见问题探讨

潘芳

摘 要：本文作者就建筑电气设计中的若干问题进行简要探讨，希望起到交流与参考的作用。

关键词：民用建筑；电气设计；探析

1 前言

目前，建筑电气的建设逐渐向自动化、节能化、信息化和智能化方向发展，这些方面必然对电气设计有许多新的要求，使建筑电气的设计业务范围不断扩大，技术要求越来越高。

2 建筑电气设计的主要内容

2.1 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、消防、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。

2.2 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千线联接等等。

2.3 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。

2.4 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。

3 建筑电气设计中需注意的问题

3.1 配电回路问题

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2.5mm2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。

除了从配电箱出来的回路外，还有有线电视、电话线路，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。

3.2 电气线路导线问题

（1）住宅室内配线要用铜芯塑料线。而在日常工作中，有的为了节省投资，导线选用铝芯塑料线，这样一来就为日后用电安全埋下隐患。我们知道铜导线比铝导线机械强度高，导电性能强，同样截面的铜导线使用寿命比铝线长。由于铝线熔点低，表面极易氧化，一旦线路过负荷，铝导线较铜导线易于起火，发生火灾事故。

（2）住宅室内导线截面应选择大一些，如进户线至少应选用10mm铜芯塑料线，最好选用16mm铜芯塑料线，空调回路应不小于4mm铜芯塑料线，普通插座及照明回路导线选用2.5m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。

3.3 电缆线路的合理设计

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，亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。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，以減少线路和电阻。

3.4 关于高层住宅建筑内电缆转接箱设置的问题

一般来讲，所谓住宅建筑内的电缆转接箱，实质为电源总配电箱。在高层住宅设计中，有些设计人员将该箱设在远离进线点的某些楼层的配电小间内，而忽视了由建筑物外引入的配电线路，应在室内靠近进线点便于操作维护的地方装设隔离电器的要求（可见《供配电系统设计规范》GB 50052-95-6.0.10。另外一旦高层住宅某一层发生火灾事故，不便消防人员迅速切除相关电源，所以当供电电源从高层住宅外引入时，应在高层住宅的地下室或架空层靠近电源进线处设置电缆转接箱（总配电箱），然后，才能将出线引至相关层配电小间内的分层集中电表箱。

4 结束语

随着现代电子产业的发展和大规模智能化建筑的兴起，建筑电气设计中所涉及的各类管线将越来越多，对防雷、防电磁脉冲等保护措施的要求也越来越高，因此作为设备设计中的一部分，建筑电气设计与其他专业特别是与结构专业之间的协调、配合应该得到相应的重视。

参考文献：

[1] 陈晓林.王胜利.对建筑电气设计中的安全及节能问题的探讨[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（1）.

[2] 倪海峰.建筑电气设计阶段环保节能措施浅谈[J].山西建筑，2011（9）.