结合工程实例论建筑电气设计

吴红军

摘 要：文章通过结合工程的实例对建筑电气的设计进行了讨论，主要介绍了建筑电气设计在配电系统、照明系统、安全技术系统等建筑电气系统中的应用以及在实际施工过程中需要注意的一些问题，以供实践参考。

关键词：高层建筑；电气设计

1 引言

现阶段的高楼大厦愈加普遍，其具备的功能也越来越多，这就意味着高层建筑对信息采集的密度要求也更加严格，由此产生的建筑的供电系统、配电系统的设计以及对线路的安装施工都提出了更加全面的要求。另一方面，智能化时代的到来，带来了更加多样化、多种类的设备，那么需要用电的设备也就越来多样，这同样对电气的设计提出了更高的要求。因此，在高层建筑的电气的设计方面以及施工安装过程中，都必须将供电系统、配电系统等的安全性、可靠性以及灵活性置于更加凸显的位置。同时还应严格按照电气设计和施工的规范进行，在此规范基础上，还应结合建筑的实际情况，对设计和施工加以优化，使建筑电气的智能化不仅能满足设计和安装的规范，还能满足建筑实际需求。

2 工程实例

某高层建筑，高15层，地下1层，总建筑面积21365㎡。其中1层到3层设计为商场，4层到5层设计为办公场所，6层到15层则为普通的居民住宅区域。该建筑工程的电气的设计涵盖配电系统的设计以及其他的电气系统的设计。

该工程的供配电按一级负荷设计，采用双回路供电，三相五线制系统，并计划配置10KV的电源共计两个，一个作为备用。配电室计划安置在地下1层，这里的负荷较为集中。另外，还将配备高负荷能力的变压器，以满足该高层建筑对防火设施的需求。

3 该工程电气设计中坚守的原则

工业的发展，智能化的到来，以及人口的增长，都导致了能源的急剧消耗，这就需要解决能源的危机。现在，各行各业都在想方设法降低能源的消耗，其中之一就是节能。电能作为建筑电气设计的重点，首先应该节约的就是电能，因此在建筑电气的设计中应坚守节约电能的原则，主要体现在以下几个方面：

3.1 适配该高层建筑的基本功能

适配该建筑的基本功能，也就是说其电气的设计应该能够满足该建筑使用者的基本用电设备的用电需求，比如对于居民住宅区的用电设备，包括照明、空调、冰箱等的用电需求，又比如商场店铺内的工艺照明和电力用电，或者是办公场所的电脑等办公设备的安全用电等等。

3.2 考虑该高层建筑的实际效益

要明白节能是相对的，而不是绝对的，应该以建筑的实际的经济利益为基础，在此基础上进行适量的节能，而不能过度的追求节能，这样反而会增加投资比例及运行的各项费用。另外，在节能过程中增加的这一部分投资，能在多长时间内利用节能节省下来的运行的费用进行有效的回收，这一点也需要考虑。

3.3 避免该高层建筑不必要的能量消耗

节能真正应该做的是节省不必要的能量的消耗，在此需要注意两点。一是先明确适配建筑的功能需要消耗什么能量，关系不大的能量消耗则应尽量避免，二是对于已知的必须消耗的能量，此时需要选择适合的方式来达到节能的目的，比如电气设备的损耗，以及传送电能的线路上的损耗等，都是可以避免的也是没用的能量的损耗。而对于面积大量广的照明容量，则应该采用先进的技术达到降低其能量损耗的目的。综上可知，节能的措施应该以实用、经济合理且技术先进为原则。

需要注意的是，一般民用的建筑在节能方面具有很大的潜力，在此类建筑的电气的设计上需要注意具体的实施。而在节能的设备的选择上，不仅需要明确该类设备的结构、功效，还应该在设计、费用等角度进行一定的比较，然后再来确定节能的设备，这样才能达到真正节能的目的。

4 配电系统的设计

4.1 该高层建筑的负荷等级分配

综合该建筑的高度，将其划分为一类高层建筑，首先建筑内的消防类用电以及应急照明等按照一级负荷的要求来供电，电梯、生活用水泵等平时较重要的用电设备按照一级负荷的要求来供电，其他的用电设备则按照三级负荷的要求来供电。总计算容量为1835KW，其中一级负荷360KW，其余的为三级负荷。

4.2 高压配电系统

本工程采用双路10KV电源供电，选用SCB13-1250kVA变压器两台。每台变压器负载率平均为79.8%。双路10KV电源互为备用，假设其中的一个线路的电源发生用电的故障，另一线路的电源则可以完全配合用电设备的用电，使主要的用电设备得以正常用电。中心配电工作室安置在该建筑的地下一层，且采用防水防潮的措施，同时需配备KYN37-12Z型的10KV移开式交流金属封闭开关设备达六台，以及1250KVA的变压器两台，低压开关柜十五台。

4.3 低压配电系统

低压配电系统需采用功率因数为集中自动补偿的装置，如选用TN-S的系統来进行配电，另外可以用自动循环的投切的方式的电容器，以确保自动补偿的功率因数保持在0.92以上。除此之外，对于低压断路器还应增设要延时和脱扣器，如瞬时短路的脱扣器等。最后，对于一般的负荷可选用树干式与放射式结合的形式，而对较重要的负荷则采用双回路的形式。为了避免火灾等情况，在重要位置的电源应该设置漏电保护装置。

5 其他电气系统的设计

5.1 该高层建筑的照明系统

本建筑应按照一般民用建筑的照明设计标准来设计，电压不能比额定的电压高。另外，常规环境的光源，可以根据光源的设计电压来确定其用电的电压。该建筑多为居民用电，灯具一般为节能灯，安装高度低于2.4米时，应安装一根PE线，保障其接地。

本建筑的应急照明灯应按照一般正常照明的10%-15%来设置，一般出口、楼道、走廊等位置的可以使用区域集中蓄电式的供电的应急照明系统，而其他的区域的应急照明灯则可以使用双电源末端互投的方式供电。应急照明灯的供电时间一般保持在30min，特殊位置则应大于60min。

5.2 该建筑的防雷及接地系统

该高层建筑的防雷系统等级为二级，防雷装置须设置总的等电位联结，还需适应防止直击雷、防止侧击雷、防雷的电感应以及雷电波的侵入。在建筑顶部安装避雷针，连接网络应小于或等于10m乘10m的范围。接地系统可以运用TN-S系统，同时确保PE线与N线在变压器中性点后的绝缘性。另外，带有金属外壳的电气设备或者三孔插座等的接地孔也必须与PE线形成可靠的连接。另外，凡是在绝缘被破坏时均可能带电的设备都必须进行接地处理。

5.3 火灾自动报警及联动系统

该建筑为一级防火建筑，因此火灾自动报警系统应按照集中报警系统来进行设置。首先在入口范围内配备消防控制室，包括火灾报警的设备、消防联动的控制台、火灾应急广播的设备、通讯的设备等报警控制设备，同时采用集中报警的系统和区域报警的系统，在各楼层各区域都应配备火灾的复示盘，以确保发生火灾时可以精确的显示其区域，并实施声光的报警。其次，应在该建筑适当的区域安装报警的按钮，同时预留出对讲电话的位置。

5.4 其他电气系统

本建筑应配备完善的安保系统，对停车场、电梯及其他重要场所进行安保监视，还应设置门禁系统及可视对讲系统等。另外，本建筑还应设置电视系统和电话系统，在住户的客厅和主卧室内设置电视终端及安装电话出线盒等。

6 结束语

随着我国建筑工程技术的不断进步，现代建筑的建造高度也在不断的发生着变化，这就对电气设计的要求也更加严苛。在建筑施工过程中，电气的设计不仅要符合国家的相关规范，还应结合建筑的实际需求，与时俱进。因此，电气设计人员在设计过程中应精准的把控电气设计的要点，并深入学习电气设计的节能设计方法，这样才能打造一个节能的且实用的电气环境。

参考文献：

[1] 何光灿.试论高层建筑电气设计的低压供配电系统的可靠性[J].房地产导刊，2015（32）：209.