合理設計建筑電氣

       建筑電氣設計是指根據(jù)建筑物的功能需求，通過合理規(guī)劃、布局和安裝電氣設備，實現(xiàn)建筑物內(nèi)外的電力供應，照明，安全保護，通信等功能的系統(tǒng)設計。

       建筑電氣在設計過程中對建筑使用功能及節(jié)約基建投資是極為重要的。在項目的設計過程中，往往由于項目的特殊性導致設計的整體周期縮小。因時間壓縮并且設計任務繁重，很多設計師在設計過程中忽視了項目的合理性及經(jīng)濟性，使業(yè)主方在電氣設備投資方面造成重大浪費。建筑電氣設計中的經(jīng)濟性考慮就是在電氣設備的選型與運行成本達到經(jīng)濟合理。下面就電氣設計組成以及如何考慮經(jīng)濟性展開討論。

       1、建筑電氣設計主要內(nèi)容：

       (一)照明光源與燈具選擇：

       1、根據(jù)潔凈車間不同的功能和使用環(huán)境要求，選擇合適的光源和燈具，以滿足照度、色溫和顯色指數(shù)的要求。

       2、根據(jù)潔凈車間的空間布局和功能要求，合理布置燈具的方向、位置和數(shù)量，并且根據(jù)人員動向，房間的功能設計照明控制方式，以實現(xiàn)節(jié)能和舒適的照明環(huán)境。

       3、根據(jù)設計的燈具數(shù)量計算照明負荷，合理設計照明配電系統(tǒng)，包括線路的敷設和走線敷設及保護方式。

       4、照度計算公式：E=(Φ×n×N×MF×UF)/A，式中E=工作面的維護平均照度(lx);Φ=燈初始光通量(lm);n=每個燈具所含光源的數(shù)量;N=燈具數(shù)量;MF=設備維護系數(shù);UF=設備利用系數(shù);A=工作面的面積。照度標準值按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx分級。lx(勒克斯)為照度單位。

       (二)供配電系統(tǒng)設計：

       1、首先確認供電電源的電壓、頻率和中性點的接線方式，以滿足建筑物內(nèi)的各種用電設備和消防設備的用電需求。

       2、根據(jù)車間內(nèi)不同的用電設備的用途和重要性，將其用電負荷分為一、二、三級負荷，分別計算不同用電負荷的功率。

       3、根據(jù)計算出來的不同用電負荷的功率和供電要求，確定變電室的房間的大小、位置、出線方式、變壓器數(shù)量及容量大小。

       4、配電系統(tǒng)圖設計：

       5、電纜線管管徑選擇：

       (三)消防電氣系統(tǒng)設計：

       1、根據(jù)不同房間大小和用途，選擇不同的火災自動報警系統(tǒng)，包括探測器的型號及布置、報警器與消防主機系統(tǒng)的控制方式等。

       2、根據(jù)房間的布局，確認安全出口位置，設計可靠的消防電源和應急照明系統(tǒng)，以確?；馂臅r設備和人員的安全疏散。

       3、根據(jù)消防設備的需求，設計合理的配電和控制方案，以確保火災時設備的正常工作和有效的運行。

       (四)防雷接地系統(tǒng)設計

       1、根據(jù)建筑物的重要性和所處地區(qū)的防雷風險，將建筑物的防雷等級劃分為三個等級。

       2、根據(jù)建筑物劃分的防雷等級，選擇合適的防雷措施，包括合理設計接閃器，引下線和接地裝置。

       3、根據(jù)接地電阻值的要求和接地裝置的敷設方式合理設計接地系統(tǒng)，以確保設備和人員的安全。

       2、建筑電氣設計的經(jīng)濟性考慮：

       經(jīng)濟性考慮同樣是設計電氣各系統(tǒng)的重要原則。在設計中如何兼顧安全和經(jīng)濟，降低建設和運行成本，是電氣設計師需要考慮的問題。

       電氣設計在可靠性與經(jīng)濟性二者之間即矛盾又統(tǒng)一，如果過度強調(diào)供電可靠性，以配電系統(tǒng)為例，用電設備均從變配電所低壓母線放射式供電，必然會造成配電柜及敷設電纜增多，投資增大，導致不必要的浪費，使經(jīng)濟性下降;如果過度強調(diào)經(jīng)濟性，減少配電柜數(shù)量，敷設線路單一，必然會影響供電可靠性，當發(fā)生事故需要停電時，不同房間內(nèi)設備會受到波及，影響生產(chǎn)效率，從而又會帶來損失，可見這樣的結果是不但降低了可靠性，同時經(jīng)濟性也降低。因此在處理這些矛盾時，應當先滿足可靠性的同時再提高經(jīng)濟性。

       1、高壓配電系統(tǒng)是整個建筑物配電的源頭核心，因此在此部分設計過程中應當考慮設計的可靠性，選擇安全可靠的產(chǎn)品。

       2、低壓配電系統(tǒng)有放射式、樹干式、環(huán)形這幾種接線方式。放射式的特點是引出線發(fā)生故障時互不影響，供電可靠性高。但在一般情況下，金屬消耗大，使用開關設備較多,該接線適用于設備容量大或負荷性質(zhì)重要、潮濕及腐蝕性環(huán)境的車間。樹干式接線在一般情況下，采用的開關設備較少，金屬消耗少，但當干線發(fā)生故障時影響范圍大，供電可靠性差。它適用于機械加工車間、機修或工具車間。環(huán)形接線的供電可靠性較高，任何一條線路發(fā)生故障或檢修時，都不至于供電中斷。另外,該接線的電能損耗和電壓損耗較少。但該接線的保護裝置及整定配比比較困難,配合不當，易產(chǎn)生誤動作，影響正常供電，由于設計系統(tǒng)的不同，會產(chǎn)生很大的價格差，直接影響到基建的初期投資，這里包括系統(tǒng)的構成與設計時計算系數(shù)的選用。因此選擇不同要求合理選擇不同出線方式。

       3、如何設計能降低電氣設備的成本呢?可以從兩個方面解決，第一減少低壓柜的出線回路，第二在設計的過程中選擇好需要系數(shù)、同時系數(shù)以及功率因數(shù)，下面就分別從這兩個方面討論：

       (1)合理分配低壓柜出線回路

       首先根據(jù)將用電負荷分類確認，將同一區(qū)域內(nèi)相同性質(zhì)的負荷，按照計算負荷，合理分配同一饋線柜出線，這樣做可以減少低壓柜的出線回路，減少低壓柜的臺數(shù)，降低設備成本，缺點是當出線端故障或饋電回路檢修時會造成大范圍的斷電。然而此種情況發(fā)生的可能性非常低?，F(xiàn)在電氣設備的性能越來越好，通常在不出現(xiàn)電氣故障的情況下是免維護不用檢修的，因此在非重要負荷采用大容量回路出線是可行的，也是降低電氣設備成本的有效方法。

       (2)正確選擇需要系數(shù)、同時系數(shù)以及功率因數(shù)

       負荷計算是按載流量選擇導體與電器的重要依據(jù)，同時根據(jù)《建筑工程設計文件編制深度規(guī)定》要求供配電工程設計必須提供負荷計算書。目前負荷計算的方法主要有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法等，我國電氣設計人員最常用的是需要系數(shù)法。需要系數(shù)選用是否準確亦直接影響到計算電流，從而影響電纜(導線)、保護開關的大小;同時系數(shù)取值還直接影響變壓器大小的選擇，若取值偏大而選擇大容量變壓器時，會造成將來變壓器運行時損耗的增大。

       例如一個4萬平米注塑機工業(yè)廠房，業(yè)主方提供設備銘牌功率為10800KW按照常規(guī)設計思路，設備同時需要系數(shù)若保守取值為0.8 則設計選用需要4臺2500kVA干式變壓器，而實際注塑機實際運行電流只有銘牌功能的0.3-0.5之間，由于設備實際運行電流低，甲方只用2臺2500kVA的變壓器帶所有的負荷，這本身就反映出設計時計算系數(shù)取得保守偏大。在我們做設計時要考慮發(fā)展前景，應當留有余量，但這些年的發(fā)展過程中，隨著設備工藝流程水平的提高，電量并沒有大幅上升，因為選用節(jié)能的設備以及生產(chǎn)智能化水平的提高大部分，對用電量的需要很低，因此我們在設計中應當結合實際，系數(shù)應取值合理。

       綜上所述，設計應在滿足可靠性、長期穩(wěn)定使用為原則，結合實際需求，在經(jīng)濟性上充分考慮，結合現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)計算可以更加貼合真實?，F(xiàn)科技更新超速迭代，更多新的科學技術不斷應用到建筑市場上來，應不斷學習提高，為智慧工程建設助力。