2010-07-09 23:22
簡介：傳統建築電氣設計只包括供電和照明，而今天一般將其設計的內容形容為強電和弱電。將供電、照明、防雷歸類在強電，而其餘部分，如**、電視、消防和樓宇自控等內容統統歸於弱電。
這種分類以電壓的高低為依據，容易理解，所以很快被人們所接受。本文中將嘗試一種新的分類方法，就是按功能分類。
關鍵字：供電系統,資訊系統,減災系統,照明系統
一、建築電氣設計的概念
1.設計的概念
設計是乙個構思表達、再構思表達、反覆推敲、不斷深入發展和進行評價的過程。基本上可以概括為博覽、創意、構思、表達等幾個階段。博覽是博覽群書，直接和間接地學習各方面的知識。
通過聽講、看書、參觀訪問、觀摩等各種方式，對各種建築物及建築物中的各種裝置、技術規格和空間尺度要心中有數。
接到設計任務後，就要創意。只有書本知識是不夠的，生活體驗和設計經驗往往也非常重要。在創意中要善於找出問題、揭示矛盾、分析研究、解決疑難。
創意就是對具體問題提出解決的思路。創意可能是模糊的，但它對以後的設計至關重要，好的創意才能發展下去，而創意不當就會步履維艱。
好的創意不等於好的設計，因為設計中的矛盾是錯綜複雜的，一開始矛盾沒有展開，而是隨著思維的發展而逐步展開，並在展開的過程中逐一對這些問題尋找理想的解決方案。這一過程就是構思發展過程，就是從創意到成熟的過程，這個過程中很重要的就是思維的表達。
思維產生於人的頭腦，是個瞬時的火花，這種印象產生後必須抓緊時間記錄。好記性不如爛筆頭，設計是構思的過程，也是動手的過程。思維借助語言完成，建築工程設計語言就是圖紙或模型。
因此，將自己的設計構思表達成為圖紙，是設計人員的基本功。
設計過程從一開始到深入下去，各階段思維的廣度、深度都不同，表達方式、工具也可能是多樣化的。表達方式和工具要適應思維的速度，推動思維發展成熟。
2.服務的物件
設計是為甲方(業主)的功能需要服務的，也是為施工單位的施工需要服務的。在滿足國家有關規定的前提下，設計人員應樹立服務意識、樹立合作觀念、樹立敬業精神。對建築電氣專業的設計人員而言，妥善處理與各個專業之間的關係是十分重要的事情，在協調上所用的時間甚至可能超過埋頭設計的時間。
3.設計的內容
現代建築趨於多元化的風格，高度大、面積大、功能複雜，電氣設計內容也日趨複雜，專案繁多。建築電氣設計從狹義上僅指民用建築中的電氣設計，從廣義上講應該包括工業建築、構築物和道路、廣場等戶外工程。
傳統建築電氣設計只包括供電和照明，而今天一般將其設計的內容形容為強電和弱電。將供電、照明、防雷歸類在強電，而其餘部分，如**、電視、消防和樓宇自控等內容統統歸於弱電。這種分類以電壓的高低為依據，強調了電氣設計中所增加的消防、電訊和自控內容與傳統電氣設計內容完全不同，容易理解，所以很快被人們所接受。
但是，這種按電壓高低進行分類的方法並不嚴謹，如：動力裝置的二次控制迴路，其電壓可能很低；而消防迴路中的聯動也不宜與配電箱完全分割開。又如人防設計、防雷設計、保安設計等功能性設計，其內容不僅僅是弱電訊號的報警，也包含有動力、照明的聯鎖反應。
又如防雷接地，強弱電都要求，而且有向等電位聯結發展的趨勢，實際上又很難分開。如果電氣設計僅僅以電壓高低進行分工，勢必造成強弱兩個子工種之間交叉過多，界限不清楚。
4.電氣設計的分類
本書中將嘗試一種新的分類方法，就是按功能分類。既然建築設計是為業主的功能需要服務的，將滿足某一類需要的相關設計內容放在一起考慮應該是合情合理的。為此，筆者對建築電氣的要求進行了總結，提出本書的分類方法，願意以一孔之見與各位同行做進一步的交流。
考慮到防雷、消防等內容都是出於對減少建築物災害的功能設計，特增加了電氣減災一篇，並將保安監控、防空襲、防**等內容歸併其中。而電訊和樓宇集控的出現不僅僅是減災的需要，也是人們對理想生活環境的追求。出於對資訊時代不斷發展的新技術考慮，建築電氣的設計內容應能擴充套件，而資訊正是其核心詞。
減災篇和資訊篇中的內容多是建築電氣設計新增加的內容，而傳統的供電篇和照明篇原本就有所界定。
這樣分類還有另外乙個原因是出於工作量的考慮。對於大型複雜建築物，以平面圖而言，傳統強弱電都不只一張。由於消防、電視、廣播、保安、綜合佈線(網路和**)的要求並不相同，出於方便施工和報批的角度，往往要分別出圖。
將傳統弱電改為減災和資訊，與傳統強電的供電和照明並列，可以更加真實地反映出變化後的工作量，也使建築電氣的四個子專業能夠大體平衡。下面將進一步敘述建築電氣四個子專業的具體設計內容。
二、供電系統
建築供電主要是解決建築物內用電裝置的電源問題。包括變配電所的設定，線路計算，裝置選擇等。
1.供電電源及電壓的選擇
供電設計：包括供電電源的電壓、**、距離和可靠程度，目前供電系統和遠景發展情況；用電負荷的性質、總裝置容量和計算負荷；變配電所的數量、容量、位置和主接線；無功功率的補償容量和補償前後的功率因數；備用容量和備用電源供電的方式；繼電保護的配置、整定和計量儀表的配置。
為了保證供電可靠性，現代高層建築至少應有兩個獨立電源。具體數量應視當地電網條件而定。兩路獨立電源執行方式，原則上是兩路同時使用，互為備用。
此外，還必須裝設應急柴油發電機組，並要求在15s內走道恢復供電，保證應急照明、消防裝置、電腦電源等用電。國內高層建築大都採用10kv等級，對用電量大而且有條件的，建議採用35kv深入負荷中心供電。
2.電力負荷的計算
電力負荷是供電設計的依據引數。計算準確與否，對合理選擇裝置、安全可靠與經濟執行，均起著決定性的作用。負荷計算的基本方法有：利用係數法、單位負荷法等，詳見第7章。
3.短路電流計算
計算各種故障情況，以確定各類開關電器的整定值、延時時間。
4.高壓接線
好的設計能夠產生巨大的效益，這是工程師設計的主要目的。如何因地制宜，保證高低壓接線的安全、合理、經濟、方便，是我們的乙個重要課題。
現代高層建築一般要求採用兩路獨立電源同時供電，高壓採用單母線分段、自動切換、互為備用。母線分段數目，應與電源進線回路數相適應。只有供電電源為一主一備時，才考慮採用單母線不分段的型式。
若出線迴路較多時，通常考慮分段。電源進線方式多採用電纜埋地或架空引入。
高壓配電系統及低壓幹線配電方式常採用放射式，樓層配電則為混合式。現代高層建築的豎井多採用插接母線槽。水平幹線因走線困難，多採用動力與豎井母線通過插接箱連線。
每層樓豎井設層配電小間，經過插接箱從豎井母線取得電源。當層數較多或負荷巨大時，可按樓層分割槽供電或將變壓器分散布置，但要進行經濟分析。
5.低壓配電線路設計
首先確定進戶線的方位，然後確定各區域總配電箱、分箱的位置，根據線路允許電壓降等因素確定幹線的走向，管材型號和規格，導線截面等，繪製平面圖。
低壓配電系統的各級開關，一般採用低壓斷路器。設計時注意選擇性，保護等級不宜超過**。重要負荷要求兩路供電、末端切換，如消防電梯，要求在電梯機房設定切換裝置、互為備用。
配電設計包括配電系統的接線、主要裝置選擇、導線及敷設方式的選擇、低壓系統接地方式選擇等。
6.電氣裝置選擇
現代建築要求電氣裝置防火、防潮、防爆、防汙染、節能及小型化。電氣裝置有的需要引進。裝置引進是一項技術性、政策性很強的工作，對國際市場的產品動態及發展趨勢都應有一定了解，具備必要的國際**常識。
電氣裝置的選擇是涉及多種因素，首先要考慮並堅持的是產品效能質量。電氣產品的選用必須符合國家有關規範。其次才是經濟性，要根據業主功能要求、經濟情況做出選擇。
隨著人們環境保護意識的日益增加，選擇環保產品、節能產品也是新的時尚，這就不僅僅是錢的問題了。
電氣工程師所要選擇的產品包含在每個設計子項之中，主要有電源裝置、高低壓開關櫃、電力變壓器、電纜電線、母線槽、開關電器、照明燈具、電訊產品、消防安防產品、樓宇自控產品等。
7.繼電控制與保護
沒有十全十美的系統，沒有100％可靠的裝置，對於各種突發的意外情況，對關鍵點進行保護，是電力系統工程師的職責之一。
8.電力管理
功率因數要求補償到0.9～0.95，可採用集中補償或分散補償方式。為降低變壓器容量，集中補償裝置通常採用乾式移相電容器，設定在低壓配電櫃一起。
「管理出效益」已經成為商品經濟時代的共識，對電力系統進行卓有成效的管理往往能夠在現有的物質條件基礎上，產生出令人驚訝的潛能。有關電力管理的討論見本書第13章。
9.變配電所設計
根據建築特點，確定變電所設計是建築供電的重點，其設計的內容主要有：變配電所的負荷計算；無功功率補償計算；變配電室的位置選擇；確定電力變壓器的台數和額定容量的計算；選擇主接線方案；開關容量的選擇和短路電流的計算；二次迴路方案的確定和繼電保護的選擇與整定；防雷保護及接地裝置的設計；變配電所內的照明設計；編制供電設計說明書；編寫電氣裝置和材料清單；繪製配電室供電平面圖；二次迴路圖及其他施工圖。
10.電梯
電梯按使用功能分類有：高階客梯、普通客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等；按速度劃分有：低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯；按電流分為直流和交流梯。
設計人員的任務是確定電梯台數和決定電梯功能。電梯的配置和選型，往往是建築師根據建築需要作出決定，但電氣設計人員宜參與協商，與建築師共同研究確定。為縮短候梯時間、提高運輸能力，採用高速電梯、分割槽控制和電腦群控已經是常見的。
三、照明系統
電氣照明設計包括設計說明、光源選擇、照度計算、燈具造型、燈具布置、安裝方式、眩光控制、調光控制、線路截面、敷設方法和裝置材料表等。照明設計和建築裝修有著非常密切的關係，應與建築師密切配合，以期達到使用功能和建築效果的統一。綠色照明是指在設計中廣泛採用新的材料、技術、方法，達到節能、高效及環保的要求。
1.電光源
選擇人工光源是照明設計的第一步。從愛迪生發明白熾燈以來，電光源也幾經改朝換代。了解各類電光源的特點是我們電氣設計工程師的職責。
2.照明計算
照度計算是設計的理論根據，一絲不苟地進行照度計算、三相平衡計算、燈具配光曲線選擇，是照明設計的基本功。有人認為，照明設計是比較容易的一部分，那是僅僅看到照明設計人員在乙個又乙個畫燈泡的現象，而不了解照明設計所涉及的複雜理論和在實際選型中所涉及的多種因素。
3.燈具選型
根據不同的場合選擇不同的燈具，以達到預期的效果，往往需要電氣工程師與建築師協商。電氣工程師需要更多的考慮技術規格方面的因素，如燈具效率、照度值、功率消耗等，而某些涉及美學的問題，屬於仁者見仁、智者見智，建築師和業主往往有不同的見解。實際工作中，電氣工程師有責任對建築物的基本照明做出安排，對燈具進行選型。
4.應急照明
100％的電源遲早會出現會出現中斷，出於生理和心理的安全需要，設定應急照明是必須的。見本書第19章的內容。
5.環保和節能
(1)環保：環境保護的重要性不言而喻，我們只有乙個地球，破壞環境無異於殺雞取卵。增強電氣工程師在設計中的環保意識，是我們應盡的責任。
建築電氣設計中的節能
摘要 本文章主要從供配電系統的設計 變壓器的容量 台數選擇 功率因數的補償 照明裝置的選擇與控制 電動機選擇及使用等方面論述了建築電氣設計中的幾中節能措施。關鍵詞 電氣節能 供配電系統 照明 變壓器 我國是能源消費大國，能源相對短缺，節能是我國當前的重要國策之一，電氣節能是節能設計中不可忽視的一部分...
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