论文部分内容阅读
摘 要：文章主要结合笔者工作实践，阐述了建筑电气设计的主要基本内容，从而针对建筑电气设计中相关要点进行了探讨，主要从建筑工程节能设计、供配电系统设计及电气设备选型等方面进行了论述，旨在有效地保证建筑工程电气运行的稳定性及使用的安全性。
关键词：建筑工程电气设计供配电系统节能设计
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
建筑工程电气的合理设计和先进的电气设备对满足建筑功能要求及节约基建投资是极为重要的。在实际的设计中，往往由于设计的周期短，时间紧，任务重，而对设计的经济性忽视，致使在建筑初期电气设备投资的浪费。建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。下面就建筑电气设计中内容及要点进行了论述。
1 建筑工程电气设计的内容
现代化建筑设计的主要内容包括强电和弱电两方面。强电设计部分主要包括供电系统计计、照明设计、防雷设计等几方面，而弱电设计部分主要包括电话、网络和消防等。两个部分的设计内容划分主要以电压的高低为设计标准，主要强调了现代建筑电气设计中所增加的消防、电讯和自控等内容，这样很容易被人们所理解与接受。
然而，在高低配电中，按电压的高低来划分这种方法显得不全面，比如，对动力配电的设备二次回路控制时，出现电压低的现象；以及消防的联动控制与配电箱不能完全地分开。而在建筑工程的人防设计、防雷设计中，不仅包括弱电报警信号，而且包括动力与照明的联锁反应等等，实际上其设计内容很难去区别与分开。
2 建筑工程电气节能设计
2.1 电压等级选择
（1）高压配电电压宜采用10kV，低压配电宜采用220/380V。
（2）用电单位的供电电压，应根据其计算容量、供电距离、用电设备特性、供电回路数量、远景规划及当地公共电网的现状和发展规划等技术经济因素综合考虑确定。
（3）当小负荷用户用电时宜接低压电网。当用户的计算容量为200kVA或用电设备单台功率大于250kW，供电距离大于250米，计算负荷大于100kVA的用户，宜采用高压供电。
（4）若电力网提供的电源电压为35kV，且采用35kV配电经济合理时，经供电部门同意，可采用35kV配电，并采用35/0.4V直降的供电方式。
2.2 供配电系统设计
（1）设计供配电系统时应简单可靠，配电级数不易过多，同一电压等级的配电级数高压不宜多于两极，低压一般不宜多于三级，三级负荷不宜多于四级。
（2）应根据用电负荷的容量及分布，使变压器深入负荷中心，以缩短低压供电半径，降低电能损耗，减少电压损失，提高供电质量。
（3）10KV配电系统应简单灵活，有较大的适应性。根据负荷等级、容量、分布及线路走向等情况设计，配电系统宜以环式为主，也可采用放射式或树干式。
（4）每条线路，每个变配电所都应有明确的供电范围，不宜交错重叠。
2.3 变压器的选择
建筑物，特别是民用建筑在使用上有季节性负荷。季节性负荷就是冬季取暖，夏季空调制冷用电量大。在设计时当季节性负荷大时，季节性负荷应采用专用变压器。
三相电源分相单独供电时，会使流过的三相电的电流产生不平衡，这种不平衡的状态会引起电网的失调，导致中线电位升高及变压器损耗增加，三相不平衡越大，损耗增加越大，因此在设计过程中应将单相用电设备均匀的分接在三相电源上，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%，最小相负荷不宜小于平均值的85%；对于照明负荷的线路电流小于等于30A时，采用单相供电，大于30A时采用三相四线制供电。
2.4 减少电能在线路传输过程中的损耗
（1）应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的一类、二类负荷中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。
（2）减小导线长度。首先，线路尽可能走直线，以减少导线长度，其次，避免迂回供电，以减少来回线路上的电能损失，第三，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离。
（3）合理选择电线电缆的使用规格。确定电线电缆的使用规格时，一般应考虑发热、电压损失、经济电流密度、机械强度等选择条件。通常低压动力线路因其负荷电流较大，故一般先按发热条件选择导体截面，然后验算其电压损失和机械强度；低压照明线路因其对电压水平要求较高，可先按允许电压损失条件选择导体截面，再验算发热条件和机械强度；而對于高压架空线路，还应验算其机械强度。一般来说，同一规格铝芯导线载流量约为铜芯导线的0.7倍。
2.5 照明系统的节能设计
照明系统节能是指在充分地保证不降低照明质量的基础下，以减少照明系统中光能的损耗为目的，以实现最大限度地利用光能。照明系统节能只要包括以下几方面的措施：
（1）通过合理地利用太阳光，对减少使用人工照明，而达到照明系统节能目的。在建筑电气设计中，电气设计的工作人员应加强与建筑专业的协调及配合，充分做到合理地利用自然光，并应用自然光与室内人工照明有效地结合，从中减少大量的人工照明电能消耗与浪费。
（2）《照明设计规范》中规定，对各种场所的照度标准、照明功率等设备，在满足照明要求的基础下，为达到一定的节能要求，一般情况应选择高效荧光灯，如紧凑型荧光灯及LED 灯，T5、T8灯管等；对于大车间与体育馆场等室外照明，应选择具有高效气体放电光源灯具，如金属卤化物灯等等。
（3）选择节有的光源用电附件。近几年来，我国节能的用电附近主要包括节能型电感镇流器、电子触发器和电子变压器等等。
3 供配电系统设计
建筑供配电系统主要目的是提供建筑物内所用用电设备的电源来源。主要包括变供电电源的设置，线路计算与连接等方面。
3.1 供电系统设计及电源设计
近年来，我国配电网的供电设计主要包括电压来源、设备容量和计算负荷、无功补偿的功率容量和继电保护、计量仪表的配置。
目前，为了提高供电的安全性及可靠性，在高层建筑配电系统设计中，应设计两路不同的供电电源。两路不同电源的运行应分为两路进行使用，并相互备用。另外，还要强化应急用电措施，最好配装应急柴油发电机组，目的在于15s内走道恢复供电，提供应急照明、消防设备等系统应急用电。国内高层建筑大都采用10kV等级，对于供电电量大等情况，应选用35kV深入负荷中心供电。
3.2电力负荷的计算
电力负荷是供电设计的依据参数。计算的准确度，对于设备的合理选择、运行的安全性及可靠起到很重要的作用。目前，我国供配电系统的负荷计算方法分为几种：通常运用最多的是利用系数法及单位负荷法。
3.3 高压接线
近年来，我国许多高层建筑供电方式只要采用两路独立电源，并且同时供电，高压配电主要采用单母线分段设计。配电线路数量较多时，通常采用分段式设计。如果是一主一备的供电运行，应采用单母线不分段设计。
目前高层建筑的竖井较多，所以采用插接母线槽的接线方式。对建筑水平干线，由于其走线比较困难，应采用动力与竖井母线通过插接箱连接方式。建筑每层的竖井都应设置配电小间，通过插接箱从竖井母线取得配电电源。
3.4低压配电接线及开关选型
对于低压配电接线，首先选择好进户线的位置，再次确定好各区域总配电箱的主要位置，最后再通过电压去确认线路的走向，线管的大小与型号等。
选择低压系统的开关时，通常采用低压断路器。设计时应注意其保护等级不得超过三级。负荷设计时要求两路供电、末端切换，如消防电梯，应在电梯机房设置切换器、作为备用。
4 电气设备选择
目前，对现代建筑的电气设备的要求越来越高，主要体现在否符合防火、防潮、防爆等要求及功能。建筑电气设备选择原则只要包括几点，一是注重电气产品的实用性。对电气选择时，应达到国家的相关规范与要求。二是考虑其经济性，应要根据自身的需求与经济条件做出合理的选择。三是充分达到环保及节能性。近年来，随着人们越来越认识到环境保护的重要性，对环保性的电气产品受到了人们的青睐。
电气工程师对电气设备选择的内容主要包括以下几方面：电源设备、开关柜、变压器、电缆电线、照明灯具、消防产品等等。应根据以上的原则进行筛选，以求在使用时达到实用及节能的目的，从中减少不必要的经济损失。
5 结束语
总之，电气设计应满足现代人的要求，主要体现在自动化、节能化和智能化等方面最为突出。这就需要在建筑电气设计过程中加强与业主的沟通，深入现场，结合实际情况进行设计，并规范建筑节能设计、施工验收、使用维护及日常管理等各个环节，就能够打造一个安全、节能的电气使用环境。
参考文献
[1]赖国晖．对提高建筑电气设计的综合论述[J]．建材与装饰，2008．
[2]张远军，张燕.优化建筑电气工程设计提高建筑电气工程经济性[J].科技信息，2008．
关键词：建筑工程电气设计供配电系统节能设计
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
建筑工程电气的合理设计和先进的电气设备对满足建筑功能要求及节约基建投资是极为重要的。在实际的设计中，往往由于设计的周期短，时间紧，任务重，而对设计的经济性忽视，致使在建筑初期电气设备投资的浪费。建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。下面就建筑电气设计中内容及要点进行了论述。
1 建筑工程电气设计的内容
现代化建筑设计的主要内容包括强电和弱电两方面。强电设计部分主要包括供电系统计计、照明设计、防雷设计等几方面，而弱电设计部分主要包括电话、网络和消防等。两个部分的设计内容划分主要以电压的高低为设计标准，主要强调了现代建筑电气设计中所增加的消防、电讯和自控等内容，这样很容易被人们所理解与接受。
然而，在高低配电中，按电压的高低来划分这种方法显得不全面，比如，对动力配电的设备二次回路控制时，出现电压低的现象；以及消防的联动控制与配电箱不能完全地分开。而在建筑工程的人防设计、防雷设计中，不仅包括弱电报警信号，而且包括动力与照明的联锁反应等等，实际上其设计内容很难去区别与分开。
2 建筑工程电气节能设计
2.1 电压等级选择
（1）高压配电电压宜采用10kV，低压配电宜采用220/380V。
（2）用电单位的供电电压，应根据其计算容量、供电距离、用电设备特性、供电回路数量、远景规划及当地公共电网的现状和发展规划等技术经济因素综合考虑确定。
（3）当小负荷用户用电时宜接低压电网。当用户的计算容量为200kVA或用电设备单台功率大于250kW，供电距离大于250米，计算负荷大于100kVA的用户，宜采用高压供电。
（4）若电力网提供的电源电压为35kV，且采用35kV配电经济合理时，经供电部门同意，可采用35kV配电，并采用35/0.4V直降的供电方式。
2.2 供配电系统设计
（1）设计供配电系统时应简单可靠，配电级数不易过多，同一电压等级的配电级数高压不宜多于两极，低压一般不宜多于三级，三级负荷不宜多于四级。
（2）应根据用电负荷的容量及分布，使变压器深入负荷中心，以缩短低压供电半径，降低电能损耗，减少电压损失，提高供电质量。
（3）10KV配电系统应简单灵活，有较大的适应性。根据负荷等级、容量、分布及线路走向等情况设计，配电系统宜以环式为主，也可采用放射式或树干式。
（4）每条线路，每个变配电所都应有明确的供电范围，不宜交错重叠。
2.3 变压器的选择
建筑物，特别是民用建筑在使用上有季节性负荷。季节性负荷就是冬季取暖，夏季空调制冷用电量大。在设计时当季节性负荷大时，季节性负荷应采用专用变压器。
三相电源分相单独供电时，会使流过的三相电的电流产生不平衡，这种不平衡的状态会引起电网的失调，导致中线电位升高及变压器损耗增加，三相不平衡越大，损耗增加越大，因此在设计过程中应将单相用电设备均匀的分接在三相电源上，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%，最小相负荷不宜小于平均值的85%；对于照明负荷的线路电流小于等于30A时，采用单相供电，大于30A时采用三相四线制供电。
2.4 减少电能在线路传输过程中的损耗
（1）应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的一类、二类负荷中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。
（2）减小导线长度。首先，线路尽可能走直线，以减少导线长度，其次，避免迂回供电，以减少来回线路上的电能损失，第三，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离。
（3）合理选择电线电缆的使用规格。确定电线电缆的使用规格时，一般应考虑发热、电压损失、经济电流密度、机械强度等选择条件。通常低压动力线路因其负荷电流较大，故一般先按发热条件选择导体截面，然后验算其电压损失和机械强度；低压照明线路因其对电压水平要求较高，可先按允许电压损失条件选择导体截面，再验算发热条件和机械强度；而對于高压架空线路，还应验算其机械强度。一般来说，同一规格铝芯导线载流量约为铜芯导线的0.7倍。
2.5 照明系统的节能设计
照明系统节能是指在充分地保证不降低照明质量的基础下，以减少照明系统中光能的损耗为目的，以实现最大限度地利用光能。照明系统节能只要包括以下几方面的措施：
（1）通过合理地利用太阳光，对减少使用人工照明，而达到照明系统节能目的。在建筑电气设计中，电气设计的工作人员应加强与建筑专业的协调及配合，充分做到合理地利用自然光，并应用自然光与室内人工照明有效地结合，从中减少大量的人工照明电能消耗与浪费。
（2）《照明设计规范》中规定，对各种场所的照度标准、照明功率等设备，在满足照明要求的基础下，为达到一定的节能要求，一般情况应选择高效荧光灯，如紧凑型荧光灯及LED 灯，T5、T8灯管等；对于大车间与体育馆场等室外照明，应选择具有高效气体放电光源灯具，如金属卤化物灯等等。
（3）选择节有的光源用电附件。近几年来，我国节能的用电附近主要包括节能型电感镇流器、电子触发器和电子变压器等等。
3 供配电系统设计
建筑供配电系统主要目的是提供建筑物内所用用电设备的电源来源。主要包括变供电电源的设置，线路计算与连接等方面。
3.1 供电系统设计及电源设计
近年来，我国配电网的供电设计主要包括电压来源、设备容量和计算负荷、无功补偿的功率容量和继电保护、计量仪表的配置。
目前，为了提高供电的安全性及可靠性，在高层建筑配电系统设计中，应设计两路不同的供电电源。两路不同电源的运行应分为两路进行使用，并相互备用。另外，还要强化应急用电措施，最好配装应急柴油发电机组，目的在于15s内走道恢复供电，提供应急照明、消防设备等系统应急用电。国内高层建筑大都采用10kV等级，对于供电电量大等情况，应选用35kV深入负荷中心供电。
3.2电力负荷的计算
电力负荷是供电设计的依据参数。计算的准确度，对于设备的合理选择、运行的安全性及可靠起到很重要的作用。目前，我国供配电系统的负荷计算方法分为几种：通常运用最多的是利用系数法及单位负荷法。
3.3 高压接线
近年来，我国许多高层建筑供电方式只要采用两路独立电源，并且同时供电，高压配电主要采用单母线分段设计。配电线路数量较多时，通常采用分段式设计。如果是一主一备的供电运行，应采用单母线不分段设计。
目前高层建筑的竖井较多，所以采用插接母线槽的接线方式。对建筑水平干线，由于其走线比较困难，应采用动力与竖井母线通过插接箱连接方式。建筑每层的竖井都应设置配电小间，通过插接箱从竖井母线取得配电电源。
3.4低压配电接线及开关选型
对于低压配电接线，首先选择好进户线的位置，再次确定好各区域总配电箱的主要位置，最后再通过电压去确认线路的走向，线管的大小与型号等。
选择低压系统的开关时，通常采用低压断路器。设计时应注意其保护等级不得超过三级。负荷设计时要求两路供电、末端切换，如消防电梯，应在电梯机房设置切换器、作为备用。
4 电气设备选择
目前，对现代建筑的电气设备的要求越来越高，主要体现在否符合防火、防潮、防爆等要求及功能。建筑电气设备选择原则只要包括几点，一是注重电气产品的实用性。对电气选择时，应达到国家的相关规范与要求。二是考虑其经济性，应要根据自身的需求与经济条件做出合理的选择。三是充分达到环保及节能性。近年来，随着人们越来越认识到环境保护的重要性，对环保性的电气产品受到了人们的青睐。
电气工程师对电气设备选择的内容主要包括以下几方面：电源设备、开关柜、变压器、电缆电线、照明灯具、消防产品等等。应根据以上的原则进行筛选，以求在使用时达到实用及节能的目的，从中减少不必要的经济损失。
5 结束语
总之，电气设计应满足现代人的要求，主要体现在自动化、节能化和智能化等方面最为突出。这就需要在建筑电气设计过程中加强与业主的沟通，深入现场，结合实际情况进行设计，并规范建筑节能设计、施工验收、使用维护及日常管理等各个环节，就能够打造一个安全、节能的电气使用环境。
参考文献
[1]赖国晖．对提高建筑电气设计的综合论述[J]．建材与装饰，2008．
[2]张远军，张燕.优化建筑电气工程设计提高建筑电气工程经济性[J].科技信息，2008．