建筑电气设计探析(3篇)
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摘要:我国城市的建设速度越来越快，高层建筑在建筑中的比例也在逐年上升。相比较于低层建筑，高层建筑有着自己独有的特殊性与复杂性，因此高层建筑的电气设计也较为复杂。电气设计不仅仅需要考虑到安全问题，还应当考虑到能耗的问题，只有经济安全，电气设计才能够满足现有高层的要求。本文针对高层建筑电气设计与节能的现有问题以及如何改善进行了分析与阐述，由一定的现实指导意义。
关键词:高层建筑电气设计节能
1电气设计原则
1．1电气设计需要满足功能要求
高层建筑电气的设计首先需要满足用户对于功能的需求，满足用电设备使用的正常负荷。比如中央空调的温度、湿度应当满足住户舒适度的要求，满足它的正常使用条件。在设计当中要注意考虑电气设备不要超负荷运作，满足良好的电气性能。高层建筑的照明系统也要能够正常运作，满足照明的照度、色温与显色等要求。
1．2电气设计经济实用原则
高层建筑的电气设计除了要满足正常使用功能以外，还应当满足节能设计的要求。在电气设备正常运行期内，能够通过设备的正常运行，达到在合理运行期限收回设计以及运行成本的目的。除此之外，电气设计还应当对现在以及改造后的使用效果进行直接经济比对，做好节能设计，防止在设计中盲目跟风，造成过高的能源消耗与资源浪费。
1．3电气设计节能合理原则
在高层电气设计中，应当对不同的节能措施进行横向比较，对不同设备的节能潜力进行分析与研究，最后确定经济合理的电气设备。如果在设计中发现某些设备的电能消耗是多余的，就可以把这些电能消耗当作重点来研究，确定能够达到节能目标的措施;在设计中多考虑采用先进的技术与方案，提高电气设备的性能，并有效提高系统的自动化水平。某些设计单位把重点放在电能传输消耗、电气设备功率消耗以及照明设备的电能消耗上，取得了较好的节能效果。
2高层建筑电气设计要点
2．1合理选择供电电源与电压
高层建筑的层数多，建筑面积较大，在设计中应当保证供电系统的稳定与安全性，一般需要配备两个以上的独立电源。这样如果其中一个电源出现故障，不会影响整个供电系统的正常运行，从而能够保证整个高层建筑的供电不受影响。如果高层电源断电，会造成很多不便，在设计中有时候还需要考虑安装发电机组来保证高层用电，这样可以保证高层建筑的正常用电。
2．2合理选择电气设备
由于层数多，面积大，高层建筑需要更多的电气设备比如开关柜、照明系统等。电气设备应当根据高层建筑的不同特点来选择，考虑高效率的光源等。高层建筑中的低压配电一般都采用抽屉式，如果出线量大则设计成手车式，满足高层用电的正常需要，而且可以降低高层建筑的能源消耗。
2．3合理设计配电系统
我国高层建筑一般采用单母线进行高压分段，电源电压采用10KV，可以实现系统的电压自动切换。配电系统可以实现高压与低压的分开计费，高压采用供高计，低压则使用配电系统的计费表进行计费。高层建筑的配电系统应当科学、合理地设计，能够达到分开供电，根据消耗能源大小来设计的目的，实现能源消耗的节约。
3高层建筑电气设计中的问题
3．1漏电开关级数选择问题
电气设计是保证高层建筑安全的重要一环，因此在设计中必须遵守一定的原则。如何选择漏电开关的级数是一个重要的问题，设计时必须根据高层建筑电源的特点来进行。如果供电电源电压为380V，应当选择三级漏电保护器;如果供电电源电压为220V且为单相电源，则选择二级二线漏电保护器或者单级二线式漏电保护器。
3．2建筑电气线路接地保护问题
高层建筑电气系统的设计必须考虑接地问题，系统接地可以避免很多不必要的伤害。室外照明系统一般都接地，这是为了防止当灯具保护罩破损后，人员触电的问题。灯具的接地一般都采用金属外壳进行。
4高层建筑电气设计中的节能措施
4．1智能光照系统设计
高层建筑的电气设计中，光照系统的设计占据着非常大的比例，在建筑的节能设计中，对于光照系统的节能优化也是首当其中的。目前很多高层都采用智能光照控制系统，智能光照系统能够根据人流量的不同、不同的场合，不同的时间等对光照系统进行“预设制”，做到对于光照前度的精准控制。采用智能光照系统不仅仅能够节约大量的能源，还能够通过能量的调整来延长灯具的使用寿命，具有很大的经济效益。采用智能光照系统需要配置一定量的传感器，通过传感器来配置照明强度，达到节约能源的目的。
4．2线路能源消耗优化设计
高层建筑节能设计中，线路能源消耗也是非常重要的一部分。电气设计人员应当重视电线传输的电能损耗，在设计中应当综合考虑线路发热能源消耗，根据发热的条件，输送长度来考虑电线截面的面积，通过对不同传输长度的考虑，选择低压线路的截面，达到降低热能消耗的目的。
4．3建筑配电系统节能设计
降低配电系统能源消耗在于科学地、合理地选择变电所的位置。变压器的位置可以设置在建筑物的最高层中，也可以设置在地下室来保证能源的消耗，也可以放置在建筑物的中间。设计人员在设计中要考虑建筑物的特点，并根据建筑物的特点选择变压器的容量与变压器的数量，达到减少能耗的目的。4．4智能温度控制系统设计高层建筑中，温度的高低直接影响着建筑物的节能工作效率，因此对温度进行调整对节能设计也有一定的意义。设计人员应当设计智能温度控制系统，保证高层建筑温度控制在一定的范围内，不但可以提高建筑中使用人员的舒适性，也可以由于温度的降低减少建筑能源的消耗。
4．5供配电系统功率因数优化设计
在高层建筑节能设计中，设计人员可以考虑通过异步电动机的设计、同步电动机的设计以及电力变压器轻载的方法来实现供配电系统功率因数的优化。提高自然功率因数可以降低能源的消耗。在日常的电动机使用过程中，设计人员可以建立完善、科学的电气系统监视制度，对电气设备进行管理，达到科学使用的目的，保证电气系统运行的可靠性。良好的电气系统运行能够有效保证电气系统的安全，提高高层建筑的抵抗风险能力，降低能源消耗。
5结语
高层建筑的电气设计与节能关乎国家节能减排的政策，也关乎民生。做好建筑节能对于电气行业的改革具有一定的推动作用。电气节能是当前国家的主题，是现代高层建筑设计与管理的重点，因此设计人员在电气系统的设计中要综合考虑电气系统的功能实现以及能耗节约的问题，把这俩个问题统一起来，选择合理的电气设备，并通过对电气系统的优化达到高效运行，节约能耗的目的，为国家能耗的节约贡献自己的力量。
参考文献
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［2］李云．简析建筑电气设计存在的问题及对策［J］．江西建材，2015(13)．
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［4］彭丽君，张海博．浅析建筑电气设计存在的问题及主要对策［J］．中国新技术新产品，2013(08)．
［5］孟庆哲．高层建筑的电气安全和电气节能研究［J］．中国新技术新产品，2015(24)
作者：杨福亮 单位：山西国建工程设计有限公司
第二篇：建筑电气设计原则与施工技术
【摘要】在建设建筑工程时应合理设计电气系统，以保障施工安全，设计建筑电气时可适当引进新产品及新技术，确保设计方案能够满足建筑电气的安全化、节能化、综合化、自动化及智能化发展要求。同时要在设计阶段合理选用施工技术，以提高电气工程施工质量，在节省投资及缩短工期的情况下获得预期的设计、施工效果。本文探讨了设计建筑电气时应坚持的原则，包括规范性原则、安全性原则及节能原则，同时简单分析了建筑电气工程的施工技术。
【关键词】电气建筑设计施工
电气系统是建筑工程中不可或缺的部分，电气工程的设计质量是决定建筑品质、环境的重要因素，在建筑结构日趋复杂化的情况下，对于电气系统，如自动化管理、动力设备、照明及配电系统等的设计、施工要求变得越来越高［1］。在设计建筑工程中的电气系统时需要综合考虑电工专业、电子专业及信息专业等方面的施工要求，以保障电气系统能够安全运行，在施工阶段，应根据电气设计要求选用工艺技术，并强化控制、监督施工技术应用情况。本文研究了建筑电气的设计原则、施工技术，旨在优化建筑设计方案。
1设计原则
1．1规范性原则
在设计建筑电气时应严格遵守最新的设计规范，确保设计方案符合行业标准，并使设计方案合理化，减少设计方案中的错误。以住宅建筑为例，在设计电气系统时应根据JGJ242－2011中的详细规定。设计欠电压或过电压保护时要求采用自恢复式保护器，以克服手动复位带来的不便，同时在分户箱内设置保护电器，避免保护电器在配电箱内占用过多空间。设计建筑中的配线箱时，应考虑到配线箱的图像信息、语言信息、数据信息接入功能与交换功能，为每套住宅设计配线箱，以满足建筑弱电信息管理要求。对于空调回路中的RCD(剩余电流保护器)，无论是分体式或柜式空调，均应在电源插座的回路中设计RCD。再如，设计建筑中的插座时，应根据家用电器、套内面积设置插座数量，对于厨房及卧室，应设置2组双联插座，对于起居室，应设置3组双联插座，同时在卫生间内设置一组防溅水型双联插座。对于安装空调、排风扇、冰箱及洗衣机的位置，应设置1个三孔插座。此外，在设计建筑电气工程中的配变电所时，如单栋建筑的用电总容量≥250kW，应设计独立的配变电所;如单栋建筑的用电总容量＜250kW，可多栋建筑共用同一配变电所，同时应保证建筑外墙与配变电所之间的距离≥20m，以满足电气设计的防辐射、防噪声及防火要求，避免居民的健康受到不良影响。
1．2节能原则
节能设计能够有效适应低碳经济发展模式，是设计建筑电气时应遵循的基本原则。首先，应做好照明节能设计工作。设计照明系统时，应根据具体要求选择照明方式、照度标准，尽量减少一般照明，可设计非均匀或混光照明形式，或利用照度梯度照明方式，设计高照度、中照度及低照度灯光，以通过灵活变换照度实现节能设计。例如，对于天然采光条件良好的建筑，可设计调光照明或自感应式照明系统。在设计照明系统时还应选择节能光源及节能灯具，严格控制高压汞灯、白炽灯的数量，尽量在建筑中设计高压钠灯或荧光灯，设计灯具时应以空调与照明一体化、光利用度高、可有效维持光通量及控光合理为原则［2］。进行节能设计时还应注意合理确定建筑的用电负荷，用电负荷由建筑附属设施、用途、等级及类型等多种因素决定，设计时需要考虑到生活习惯及地理环境等对用电负荷产生的影响，保证用电负荷设计方案的合理性。在估算用电负荷时可以依据以下公式:Pjs=Kc×(P1×K1+P2×K2+P3×K3+P4×K4+P5×K5+…Kn×Pn)，公式中的Kc为负荷同时率，K1…Kn为负荷需要系数，P1…为用电量。
1．3安全性原则
电气方面的安全事故可严重影响建筑的使用性能，危及使用者的财产、生命，因此在设计建筑电气时需要遵守安全性原则。首先，在设计时应选择直径、厚度及阻抗达到安全保护要求的绝缘材料，对于电气线路出现的短路或过载问题，应进行过载保护设计，保证熔断器的电流值符合安全保护要求，且熔断器上应标注额定电压及额定电流，以避免因电气系统出现短路或过载问题而引起电流激增等安全隐患。其次，在设计保护接地方案时，要避免接地系统的金属壳体之间出现较大的电位差，以预防发生电气火灾等安全事故，同时应保证建筑使用者的人身安全，防止出现接触电击问题。为避免建筑电路或电气设备出现漏电问题，应做好防漏电设计工作，可将30mA瞬动作为设计参数，同时注意按照国家标准选择保护器，保证选择的保护器具有检测报告。在设计建筑电气系统中的进户线路以及室内线路时，也要充分重视把握好安全性设计原则。对于建筑电气线路敷设，可以采用TN－S敷设与TN－C敷设相结合的设计形式，严格分开PE保护线与工作零线。对于空调、普通插座及照明系统的电源，应设计单独回路，回路导线的面积应≥2．5mm2;空调电源的独立回路负荷较大，应保证其导线面积≥4．0mm2。此外，在设计高层建筑的低压电源时，应配置备用电源与双重电源，对于备用电源与主电源，应设计独立专用回路。
2施工技术
在施工阶段应注意协调好建筑土建工程、电气工程之间的关系，在土建工程施工阶段应配合好穿墙管、止水挡板预埋及预留工作，确保电缆电线能够顺利进户。同时明确电气系统与建筑工程其他暗敷设，如通风空调、采暖及给排水敷设之间的关系，如发现电气敷设与其他暗敷设之间存在交叉施工问题，应在施工中协调好进度关系。在敷设电气管路时，应注意在火灾发生风险较高及存在爆炸风险的场所敷设钢管，对于存在腐蚀介质、环境相对潮湿的场所，可敷设PVC塑料管或FPC塑料管，对于设备出口部位、楼地面处敷设的塑料管，应利用钢管加以保护，同时保证线管弯曲角度≥90°，以方便穿线。穿线前先清除线管中的水分、杂物，打磨掉管口的毛刺，禁止在线管内设置导线接头。铺设电缆电管时需要根据建筑土建工程的工艺流程、砼浇筑情况等协调好铺设进度，在砼浇筑及振捣时注意保护好配管、开关盒，避免配管损坏或开关盒偏离正常位置。如在土建工程建设阶段发现电气系统的管套、管卡及箱盘盒出现问题，应及时进行修补。此外，在施工中应严格控制设计变更，如需变更设计，应及时上报，在调整设计时应充分考虑工程的系统性、关联性。完成施工工作后按照设计要求进行电气调试，以了解电气系统能否正常工作。
3结语
综上，在设计建筑电气的过程中，应贯彻实事求是、脚踏实地的理念，根据建筑设施、功能情况设计出合理的方案，同时应坚持规范性、安全性及节能设计原则。在施工阶段应认真校对及审阅电气设计图，把握好每一个设计细节、施工细节，同时要避免在电气工程中使用质量不合格的伪劣产品，以保障建筑电气系统实现稳定运行及安全运行。
参考文献:
［1］于继来．基于瞬时值解析的交流输电路径电气份额计算［J］．中国电机工程学报，2014(25):4364～4373．
［2］廖凡钦，刘东，闫红漫，于文鹏，黄玉辉，万顷波．基于拓扑分层的配电网电气接线图自动生成算法［J］．电力系统自动化，2014，38(13):174～181．
作者：蓝威 单位：阳春市建筑规划设计院
第三篇：民用建筑电气消防设计浅谈
摘要：随着经济的不断发展，人们的生活也是越来越安逸，人们有时对于危险的警惕性会有所放松。但是人们生活的环境当中却是危险重重。民用建筑经常有火灾发生，由于建筑的设计不合理，人们的消防意识薄弱，再加上民用建筑电气消防的设计缺陷，导致人们的生命财产受到了极大的威胁。所以文章就对民用建筑电气消防设计进行研究，希望能够由此减轻人们受到火灾的威胁。
关键词：民用建筑；电气消防；设计研究
民用建筑电气消防设计的综合性很强，并且在设计的过程中极其复杂。所以应该由专业的人员对民用建筑电气消防进行设计研究，这样才能够更好地保证人们的生命财产不受到威胁，并且还能够节省相应的资金。民用建筑电气消防在设计的时候也是会遇到很多问题，比如消防规范中的条例不明确，设计图不完善，标准使用错误等情况。所以文章就对相关问题进行研究，设计出相关可行的对策。
1民用建筑电气消防设计的目的及原则
1.1民用建筑电气消防设计的目的
民用建筑电气消防设计的目的就是在火灾发生的时候消防电气设备能够不中断能源的供给，为消防人员灭火救灾提供强有力的保证。民用建筑要根据灭火、防烟、采暖、给水等要求，对电气消防设备进行合理有效的控制，同时还能及时将民用建筑其他的用电及用气及时切断，能够为火灾现场提供照明还不会影响救援工作的进行。
1.2民用建筑电气消防设计的基本原则
对民用建筑电气消防设计的时候一定要做到与实际情况相适应、使用先进的科学技术并且要做到资金的合理运用[1]。在进行民用建筑电气消防设计的时候消防用电电路要做到可靠、安全、耐火和科学。这样发生火灾的时候才能发挥最大效果。
2民用建筑电气消防设计
2.1供电的可靠性
由于火灾的发生以后一段时间以后消防车才能到达，所以消防车未到达的这一段时间居民主要是利用建筑物原本就有的灭火设施进行自我救援。而这些灭火设施都是依靠电力运行的，所以只有保证供电的可靠性才能更好的进行自我救援，减少人员伤亡和财产损失。
2.2断电的区分性
当火灾发生以后，有可能会沿着电线等设施往外蔓延，增大救援的危险性及难度，所以应该根据火势的大小以及火势的蔓延趋势，及时对非消防设施的电源进行切断。
2.3电源切换的时间性
有些民用建筑是将主电源作为消防用电，而有的建筑则是单独配有紧急发电装置来当做消防用电。对于配备紧急发电装置的民用建筑，应该在火灾发生以后将主电源切断，换成备用电源，所以这个切换时间的把握一定要合理，保证救援工作的有序进行。
2.4消防用电的设计
民用建筑的的消防用电可以采用独立高压供电的形式[2]，当居民建筑的供电因为火灾断电以后，备用电源就能立刻启用。并且应该在备用电源和主电源之间设置切换开关。紧急发电机应该在很短的时间就能将备用电源供给给消防设施，使救援能够顺利进行。
3火灾报警系统
现在的民用建筑基本上都有火灾报警装置，但是很多的装置起不到它应有的效果，而且还造成了维护维修的费用增加。所以在进行火灾报警系统设置的时候应该考虑到整个系统的合理性以及实用性，并且能够对整个系统进行维护和维修。
3.1系统的组成
整个火灾报警系统应该做到及时发现火灾，并且能够及时的向外播报，并能够及时告知专业消防人员。所以这个系统大致由消防联动控制系统；火灾播报系统；自动报警系统；应急照明系统等组成。
3.2消防控制室
消防控制室应该设置在民用建筑的底层，并且在设置的时候靠近紧急通道。整个消防控制室的设备一定要齐全，并能够及时对突发火灾进行有效处理。在消防控制室的内部应该能够实时监控各种火灾报警设施的动向，确保发生异常及时有效的做出预防措施。在控制室的内部应该对整个民用建筑的消防设施进行综合控制，方便配合消防人员进行有效的安全救援。整个控制室还应具备自动呼叫消防人员的通信设施，保证火灾发生以后快速的通知救援人员。为火灾的救援提供强有力的保证。
3.3火灾自动报警系统
在火灾易发生的区域安装检测器，并在楼道走廊安装紧急出口的标志[3]。在楼道里安装火灾手动报警装置，并且在楼道每一层都张贴楼层标志，提醒救援人员和受灾人员。在楼道安装烟雾感受器和温度感受器，用来感受周围环境的变化，并且在感受器的旁边配备喷头，配合感受器对火灾进行整治。并且在消防栓内部增加火灾报警装置，方便对火灾及时处理。
3.4消防联动控制
在火灾发生以后，各项控制器应该协同运作，根据现场火灾的严重程度采取相应的送风措施，在进行送风措施以后要迅速将火灾信号传达到控制室，然后控制室再将各项模块全部启动，对于没有自动启动的模块要紧急排除故障并且迅速启动。自动启动不了的设施通过手动进行启动。火灾发生以后一定要保证消防栓的正常启动，并且将电梯放置在1层然后关停，将无关的电源全部关停，保留消防用电、应急救援灯和紧急出口的电源供给。消防栓在启动的时候应当迅速，并且将启动成功的信号传递至控制室。
3.5火灾应急广播
在每个楼层走廊设置广播播报装置，在发生火灾以后系统能够及时对火灾进行播报。只在发生火灾的楼层进行播报，未发生火灾的楼层可以不播报，火灾播报的范围可以进行调节，避免在为发生火灾楼层播报引起不必要的惊慌。在火灾发生以后声光报警器一定要发挥作用，在声光报警器工作的时候火灾报警一定不能停。
3.6消防电源及系统接地
消防电源应该和正常用电分开，在火灾发生以后，正常电源会被切断，一定要保证消防电源可以正常使用。火灾报警器使用的电源应该是独立的，保证火灾发生以后能够及时的供电。火灾报警系统应该使用联合接地装置，火灾报警控制器应该使用专用的接地线，并且接地线应该使用专用的接地电缆，接地线的电阻应该控制在1Ω。
3.7消防系统线路的选择及埋设
所有的报警线路都应该设置在墙体里边，在进行线路铺设的时候一定要设置阻燃管，设置的阻燃管能够在火灾发生的时候坚持一小时以内不会完全损坏。如果情况困难，则设置在墙体外侧。不过在设置的时候一定要进行防火处理，防止火灾发生以后报警系统因为供电系统的损坏而不能正常报警。消防广播和电话控制系统的终端可以设置在距地面一米半的地方，并且应该对整个终端设置一个箱子作为防护。消防线路在进行埋设的时候一定要选取金属管道，并且一定要在金属管道的外侧刷上防火材料，确保发生火灾以后线路的安全得到保证。
3.8应急照明系统
应急照明系统必须保证火灾发生的时候能够完美启动，应急照明系统必须设置在重要的地方，以为便救援和救灾提供方便。应急照明系统应该使用不易燃烧的材料，并且能够保证在火灾发生以后半小时以内不会损坏。
4结束语
民用建筑的电气消防研究是个不能忽视的问题，因为消防工程的好坏直接关系到发生危险以后居民生命安全。所以应该积极对民用建筑进行电气消防研究，并且参考国外成功的经验，在消防工具全部能够使用的前提下完善居民的消防意识，同时对消防设备采用新型材料，提高消防设备在火灾发生以后的可靠性。
参考文献
[1]陈国顺，林洪钟.民用建筑电气消防疑点探讨[J].现代建筑电气，2013，S1：181-183.
[2]林薛军.试析民用建筑的消防电气设计研究[J].中华民居（下旬刊），2014，6：97-98.
[3]孙萍.民用建筑电气消防设计常见问题研究[J].吉林省经济管理干部学院学报，2012，3：34-36.
作者：蒋欣洁 单位：上海黎明消防检测有限公司
