合理設(shè)計(jì)建筑電氣

       建筑電氣設(shè)計(jì)是指根據(jù)建筑物的功能需求，通過(guò)合理規(guī)劃、布局和安裝電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)外的電力供應(yīng)，照明，安全保護(hù)，通信等功能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

       建筑電氣在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)建筑使用功能及節(jié)約基建投資是極為重要的。在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往由于項(xiàng)目的特殊性導(dǎo)致設(shè)計(jì)的整體周期縮小。因時(shí)間壓縮并且設(shè)計(jì)任務(wù)繁重，很多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中忽視了項(xiàng)目的合理性及經(jīng)濟(jì)性，使業(yè)主方在電氣設(shè)備投資方面造成重大浪費(fèi)。建筑電氣設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)性考慮就是在電氣設(shè)備的選型與運(yùn)行成本達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理。下面就電氣設(shè)計(jì)組成以及如何考慮經(jīng)濟(jì)性展開(kāi)討論。

       1、建筑電氣設(shè)計(jì)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(dòng)向，房間的功能設(shè)計(jì)照明控制方式，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和舒適的照明環(huán)境。

       3、根據(jù)設(shè)計(jì)的燈具數(shù)量計(jì)算照明負(fù)荷，合理設(shè)計(jì)照明配電系統(tǒng)，包括線路的敷設(shè)和走線敷設(shè)及保護(hù)方式。

       4、照度計(jì)算公式：E=(Φ×n×N×MF×UF)/A，式中E=工作面的維護(hù)平均照度(lx);Φ=燈初始光通量(lm);n=每個(gè)燈具所含光源的數(shù)量;N=燈具數(shù)量;MF=設(shè)備維護(hù)系數(shù);UF=設(shè)備利用系數(shù);A=工作面的面積。照度標(biāo)準(zhǔn)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(jí)。lx(勒克斯)為照度單位。

       (二)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

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

       2、根據(jù)車間內(nèi)不同的用電設(shè)備的用途和重要性，將其用電負(fù)荷分為一、二、三級(jí)負(fù)荷，分別計(jì)算不同用電負(fù)荷的功率。

       3、根據(jù)計(jì)算出來(lái)的不同用電負(fù)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(shè)計(jì)：

       5、電纜線管管徑選擇：

       (三)消防電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

       1、根據(jù)不同房間大小和用途，選擇不同的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，包括探測(cè)器的型號(hào)及布置、報(bào)警器與消防主機(jī)系統(tǒng)的控制方式等。

       2、根據(jù)房間的布局，確認(rèn)安全出口位置，設(shè)計(jì)可靠的消防電源和應(yīng)急照明系統(tǒng)，以確?；馂?zāi)時(shí)設(shè)備和人員的安全疏散。

       3、根據(jù)消防設(shè)備的需求，設(shè)計(jì)合理的配電和控制方案，以確保火災(zāi)時(shí)設(shè)備的正常工作和有效的運(yùn)行。

       (四)防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)

       1、根據(jù)建筑物的重要性和所處地區(qū)的防雷風(fēng)險(xiǎn)，將建筑物的防雷等級(jí)劃分為三個(gè)等級(jí)。

       2、根據(jù)建筑物劃分的防雷等級(jí)，選擇合適的防雷措施，包括合理設(shè)計(jì)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(shè)方式合理設(shè)計(jì)接地系統(tǒng)，以確保設(shè)備和人員的安全。

       2、建筑電氣設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性考慮：

       經(jīng)濟(jì)性考慮同樣是設(shè)計(jì)電氣各系統(tǒng)的重要原則。在設(shè)計(jì)中如何兼顧安全和經(jīng)濟(jì)，降低建設(shè)和運(yùn)行成本，是電氣設(shè)計(jì)師需要考慮的問(wèn)題。

       電氣設(shè)計(jì)在可靠性與經(jīng)濟(jì)性二者之間即矛盾又統(tǒng)一，如果過(guò)度強(qiáng)調(diào)供電可靠性，以配電系統(tǒng)為例，用電設(shè)備均從變配電所低壓母線放射式供電，必然會(huì)造成配電柜及敷設(shè)電纜增多，投資增大，導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)，使經(jīng)濟(jì)性下降;如果過(guò)度強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性，減少配電柜數(shù)量，敷設(shè)線路單一，必然會(huì)影響供電可靠性，當(dāng)發(fā)生事故需要停電時(shí)，不同房間內(nèi)設(shè)備會(huì)受到波及，影響生產(chǎn)效率，從而又會(huì)帶來(lái)?yè)p失，可見(jiàn)這樣的結(jié)果是不但降低了可靠性，同時(shí)經(jīng)濟(jì)性也降低。因此在處理這些矛盾時(shí)，應(yīng)當(dāng)先滿足可靠性的同時(shí)再提高經(jīng)濟(jì)性。

       1、高壓配電系統(tǒng)是整個(gè)建筑物配電的源頭核心，因此在此部分設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計(jì)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(shù)干式、環(huán)形這幾種接線方式。放射式的特點(diǎn)是引出線發(fā)生故障時(shí)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(kāi)關(guān)設(shè)備較多,該接線適用于設(shè)備容量大或負(fù)荷性質(zhì)重要、潮濕及腐蝕性環(huán)境的車間。樹(shù)干式接線在一般情況下，采用的開(kāi)關(guān)設(shè)備較少，金屬消耗少，但當(dāng)干線發(fā)生故障時(shí)影響范圍大，供電可靠性差。它適用于機(jī)械加工車間、機(jī)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(shí)，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(hù)裝置及整定配比比較困難,配合不當(dāng)，易產(chǎn)生誤動(dòng)作，影響正常供電，由于設(shè)計(jì)系統(tǒng)的不同，會(huì)產(chǎn)生很大的價(jià)格差，直接影響到基建的初期投資，這里包括系統(tǒng)的構(gòu)成與設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)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(shè)計(jì)能降低電氣設(shè)備的成本呢?可以從兩個(gè)方面解決，第一減少低壓柜的出線回路，第二在設(shè)計(jì)的過(guò)程中選擇好需要系數(shù)、同時(shí)系數(shù)以及功率因數(shù)，下面就分別從這兩個(gè)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(fù)荷分類確認(rèn)，將同一區(qū)域內(nèi)相同性質(zhì)的負(fù)荷，按照計(jì)算負(fù)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(tái)數(shù)，降低設(shè)備成本，缺點(diǎn)是當(dāng)出線端故障或饋電回路檢修時(shí)會(huì)造成大范圍的斷電。然而此種情況發(fā)生的可能性非常低。現(xiàn)在電氣設(shè)備的性能越來(lái)越好，通常在不出現(xiàn)電氣故障的情況下是免維護(hù)不用檢修的，因此在非重要負(fù)荷采用大容量回路出線是可行的，也是降低電氣設(shè)備成本的有效方法。

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

       負(fù)荷計(jì)算是按載流量選擇導(dǎo)體與電器的重要依據(jù)，同時(shí)根據(jù)《建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》要求供配電工程設(shè)計(jì)必須提供負(fù)荷計(jì)算書(shū)。目前負(fù)荷計(jì)算的方法主要有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法等，我國(guó)電氣設(shè)計(jì)人員最常用的是需要系數(shù)法。需要系數(shù)選用是否準(zhǔn)確亦直接影響到計(jì)算電流，從而影響電纜(導(dǎo)線)、保護(hù)開(kāi)關(guān)的大小;同時(shí)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(shí)，會(huì)造成將來(lái)變壓器運(yùn)行時(shí)損耗的增大。

       例如一個(gè)4萬(wàn)平米注塑機(jī)工業(yè)廠房，業(yè)主方提供設(shè)備銘牌功率為10800KW按照常規(guī)設(shè)計(jì)思路，設(shè)備同時(shí)需要系數(shù)若保守取值為0.8 則設(shè)計(jì)選用需要4臺(tái)2500kVA干式變壓器，而實(shí)際注塑機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流只有銘牌功能的0.3-0.5之間，由于設(shè)備實(shí)際運(yùn)行電流低，甲方只用2臺(tái)2500kVA的變壓器帶所有的負(fù)荷，這本身就反映出設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算系數(shù)取得保守偏大。在我們做設(shè)計(jì)時(shí)要考慮發(fā)展前景，應(yīng)當(dāng)留有余量，但這些年的發(fā)展過(guò)程中，隨著設(shè)備工藝流程水平的提高，電量并沒(méi)有大幅上升，因?yàn)檫x用節(jié)能的設(shè)備以及生產(chǎn)智能化水平的提高大部分，對(duì)用電量的需要很低，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際，系數(shù)應(yīng)取值合理。

       綜上所述，設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性、長(zhǎng)期穩(wěn)定使用為原則，結(jié)合實(shí)際需求，在經(jīng)濟(jì)性上充分考慮，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算可以更加貼合真實(shí)。現(xiàn)科技更新超速迭代，更多新的科學(xué)技術(shù)不斷應(yīng)用到建筑市場(chǎng)上來(lái)，應(yīng)不斷學(xué)習(xí)提高，為智慧工程建設(shè)助力。