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摘要:建筑电气是指电气工程技术在建筑中的应用。随着建筑技术和电气科技的发展,尤其是随着信息技术的发展,使建筑电气技术实现了飞跃性的发展,而且对于设计要求也越来越高。我们在对于现代建筑的电气设计时,除了满足建筑使用功能以及安全这些基本要求之外,还要注意电气设计中的细节问题,防止给人们带来使用上的不便。
关键词:建筑电气设计原则
中图分类号:TS958文献标识码: A
一、建筑电气设计的基本原则
随着现代人的生活水平越来越高,现代的建筑发展也越来越快,对建筑电气设计的要求也越来越高,但从安全以及要求的经济效益和节约能源的三方面分析,建筑设计也发生很大的变化,主要遵循以下四个原则:
(1)必须严格遵守设计规范。为避免由于设计存在问题而引致的资源浪费和财产、人身安全危害,应严格遵守设计规范。
(2)必须满足建筑物的使用功能。首先建筑设计要在建筑物的照明、照度等方面符合要求;其次照明灯具及风机盘管等设备的控制应根据使用需要采用就地控制或集中控制;最后就是要在不影响使用效果的条件下,尽量使其美观。比如照明设计可与内装相配合,使装修效果更为突出。
(3)必须考虑建筑实际使用过程中的经济效益。要保证建筑设计在技术上、经济上、环境上以及社会上都能合理可靠的使用,这样才能做到节能,就要求这种技术能更好地利用能源,提高各能量的使用效率。需要按照现在我们国家的经济情况来进行节能技术的开发,但是不能投入过多的资金在节能这一方面,这样会给公司增加额外的费用的。
(4)还需要节省无谓消耗的能量。比如变压器选用低损耗、小噪声、过载能力强的节能型干式变压器,设置无功功率补偿装置,提高功率因数,降低能耗;照明灯同时应选用高效、优质光源并自带无功补偿电容器。
二、建筑电气设计中的相关问题
1、应注意的规程规范及一些技术要求。例如:在《住宅设计规范》6.5.2条第7 款:“每栋住宅的总电源进线断路器,应具有漏电保护功能”。其条文说明为:“接地电弧短路是常见多发的电气火灾起因,但电弧短路的电流小,一般的断路器和熔断器不能或不能及时切断电源,而具有漏电保护功能的断路器对电弧短路电流有很高的动作灵敏性,能及时切断电源,防止电气火灾的发生。”从条文说明中可以看出,该条规范主要是针对接地电弧短路引发电气火灾事故的规定,必须遵守。
2、设计文件编制
(1)设计深度不够
目前施工图设计深度达不到建设部《建设工程设计文件编制深度规定》要求的现象相当普遍。如配电系统图中各回路无导线型号及规格。又如有的弱电设计过于简单,不出系统图,施工方式、穿线型号、管径等也无说明。
(2)相关专业设计文件衔接不清
设计中不仅要考虑本专业规范要求,也要综合考虑其他专业要求,各专业做好充分结合。例如防雷接地设计中,按规定应在电气施工图中标出联接点、预埋件,说明敷设方式及技术措施等,并在土建施工图中有相关的预埋件详图及相关的标注与说明。而实际上多数施工图仅在电气图中有防雷接地图,且标注与说明相当简略,土建施工图中则常无任何相关的说明与标注。若施工单位经验不足则极易因工种(序)配合不当而造成施工错漏。施工图中常发现给排水管道及通、排风管道与照明灯具及电气管路多处相碰等。
3、等电位联结重视不够的问题
在设计中,设计人员往往对等电位联结的重视不够,其实等电位联结是非常必要的。建筑中的等电位联结,是将建筑物中各电气装置和其它装置外露的金属及可导电部分与人工或自然接地体同导体连接起来,以起到减少电位差的作用。等电位联结可防止TN系统电源线路中的PE和PEN线传导引入故障电压导致电击事故,同时可减少电位差、电弧、电火花发生的机率,避免接地故障引起的电气火灾事故和人身电击事故;同时也是防雷安全所必需。因此,等电位联结是非常必要的。
4、电缆线路的合理设计
在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起设计重视。在建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着于线倒送的现象,亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线。
5、降低线路电器的功率损耗
对于供电线路,应采取选用电阻率较小的导线;、设计线路走直线,在低压配电中尽可能不走回头路;变电所应靠近负荷中心,以减小供电半径;增大导线截面积,虽然增加了线路费用,但由于节约能耗而减少了运行费用;在输送功率不变的情况下,由于电能损耗与电流强度的平方成正比,与运行电压的平方成反比,在额定电压允许波动的幅度内,适当提高运行电压等等。
6、防雷设计的问题
一是防雷装置设备问题。许多设计人员在进行防雷装置设备选择上,仍采用传统设计方法,在建筑物上专设防雷装置进行防雷,这种方法是不科学的。建筑物应尽可能利用建筑物金属导体作为防雷装置,这样可以更好地平衡室内的电位,起到很好的均压效果,更有效地保护建筑物内的设备和人身安全;但是要注意的问题是在地下水位很高的时候,建筑物内的钢筋外常包裹有塑料、橡胶等防水材料或沥青质防水层,这时钢筋与大地已经是基本绝缘的。因此,应在建筑外面四周敷设闭合状的水平接地体作为建筑物的接地装置,这样才能满足接地电阻值的要求。二是防止雷电波侵入问题。防止雷电波侵入是防雷措施的重要一环,但是设计人员往往重视防直击雷,而对防雷电波侵入的措施重视不够。为了防止雷电波侵入,设计人员对电缆进出线,在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连;应在进出处装设避雷器并与绝缘子铁脚连在一起接到电气设备的接地装置上。
三、现代建筑电气设计中的智能技术
1.建筑设备监控技术
二十世纪8O年代主要采用计算机集中监控的方式,由于可靠性较差,运行速度较慢,90年代以后已经很少采用,取而代之的是集散式控制方式。在90年代末,随着计算机技术、控制技术、网络与通信技术的发展和结合,建筑设备监控技术得到了迅速发展。
2.安全防范技术
安全防范包括闭路电视监控、入侵报警、通道控制(门禁)、巡更、对讲、周界防越等子系统。安防系统从最初的各子系统相互独立,发展到如今的各子系统之间的联动,极大地提高了安全防范的严密性、可靠性和实时性,为人们的工作、学习和生活提供了安全保障。
3.综合布线技术
综合布线是智能建筑中数据、语音以及多媒体通信的基础平台, 自该项技术进入我国市场以来,由于其优异的性能,给国内的智能建筑市场带来了一种新理念、新技术,并立即在建筑行业引起了巨大的反响,被各类智能建筑所广泛采用。为了适应网络传输带宽和速率的发展,综合布线新产品相继问世,从最初的3类线、5类线到6类线,甚至出现了超前于标准的7类布线系统产品,以满足千兆网的需求。随着网络传输速率的提升,为适应其发展的万兆光纤网也已投入市场,新型的多模和单模光纤将作为良好的传输介质得到广泛的应用。铜缆从三类到五类、超五类、六类甚至更高类别,从铜缆发展到光缆,技术和产品不断更新,充分体现了通讯技术发展的迅速以及智能建筑应用新技术的广阔前景。
结语:
建筑电气的建设逐渐向自动化、节能化、信息化和智能化方向发展,这些方面必然对电气设计有许多新的要求,使建筑电气的设计业务范围不断扩大,技术要求越来越高。一个设计的合理性直接影响电气设备的成本,以上只是讨论了较大系统方面的影响,而在实际的细部设计中还有许多值得探讨的关于更安全、更可靠、更好的节约成本的问题,只有经过仔细的设计,根据实际情况,即为将来发展留出裕量又节省投资,这样才是一个合理的设计。
参考文献:
[1] 《建筑电气设计中常见问题的思考》,《天津科技》,2011年03期
[2] 《对建筑電气设计常见问题的探析》,《低温建筑技术》,2010年01期
关键词:建筑电气设计原则
中图分类号:TS958文献标识码: A
一、建筑电气设计的基本原则
随着现代人的生活水平越来越高,现代的建筑发展也越来越快,对建筑电气设计的要求也越来越高,但从安全以及要求的经济效益和节约能源的三方面分析,建筑设计也发生很大的变化,主要遵循以下四个原则:
(1)必须严格遵守设计规范。为避免由于设计存在问题而引致的资源浪费和财产、人身安全危害,应严格遵守设计规范。
(2)必须满足建筑物的使用功能。首先建筑设计要在建筑物的照明、照度等方面符合要求;其次照明灯具及风机盘管等设备的控制应根据使用需要采用就地控制或集中控制;最后就是要在不影响使用效果的条件下,尽量使其美观。比如照明设计可与内装相配合,使装修效果更为突出。
(3)必须考虑建筑实际使用过程中的经济效益。要保证建筑设计在技术上、经济上、环境上以及社会上都能合理可靠的使用,这样才能做到节能,就要求这种技术能更好地利用能源,提高各能量的使用效率。需要按照现在我们国家的经济情况来进行节能技术的开发,但是不能投入过多的资金在节能这一方面,这样会给公司增加额外的费用的。
(4)还需要节省无谓消耗的能量。比如变压器选用低损耗、小噪声、过载能力强的节能型干式变压器,设置无功功率补偿装置,提高功率因数,降低能耗;照明灯同时应选用高效、优质光源并自带无功补偿电容器。
二、建筑电气设计中的相关问题
1、应注意的规程规范及一些技术要求。例如:在《住宅设计规范》6.5.2条第7 款:“每栋住宅的总电源进线断路器,应具有漏电保护功能”。其条文说明为:“接地电弧短路是常见多发的电气火灾起因,但电弧短路的电流小,一般的断路器和熔断器不能或不能及时切断电源,而具有漏电保护功能的断路器对电弧短路电流有很高的动作灵敏性,能及时切断电源,防止电气火灾的发生。”从条文说明中可以看出,该条规范主要是针对接地电弧短路引发电气火灾事故的规定,必须遵守。
2、设计文件编制
(1)设计深度不够
目前施工图设计深度达不到建设部《建设工程设计文件编制深度规定》要求的现象相当普遍。如配电系统图中各回路无导线型号及规格。又如有的弱电设计过于简单,不出系统图,施工方式、穿线型号、管径等也无说明。
(2)相关专业设计文件衔接不清
设计中不仅要考虑本专业规范要求,也要综合考虑其他专业要求,各专业做好充分结合。例如防雷接地设计中,按规定应在电气施工图中标出联接点、预埋件,说明敷设方式及技术措施等,并在土建施工图中有相关的预埋件详图及相关的标注与说明。而实际上多数施工图仅在电气图中有防雷接地图,且标注与说明相当简略,土建施工图中则常无任何相关的说明与标注。若施工单位经验不足则极易因工种(序)配合不当而造成施工错漏。施工图中常发现给排水管道及通、排风管道与照明灯具及电气管路多处相碰等。
3、等电位联结重视不够的问题
在设计中,设计人员往往对等电位联结的重视不够,其实等电位联结是非常必要的。建筑中的等电位联结,是将建筑物中各电气装置和其它装置外露的金属及可导电部分与人工或自然接地体同导体连接起来,以起到减少电位差的作用。等电位联结可防止TN系统电源线路中的PE和PEN线传导引入故障电压导致电击事故,同时可减少电位差、电弧、电火花发生的机率,避免接地故障引起的电气火灾事故和人身电击事故;同时也是防雷安全所必需。因此,等电位联结是非常必要的。
4、电缆线路的合理设计
在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起设计重视。在建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着于线倒送的现象,亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线。
5、降低线路电器的功率损耗
对于供电线路,应采取选用电阻率较小的导线;、设计线路走直线,在低压配电中尽可能不走回头路;变电所应靠近负荷中心,以减小供电半径;增大导线截面积,虽然增加了线路费用,但由于节约能耗而减少了运行费用;在输送功率不变的情况下,由于电能损耗与电流强度的平方成正比,与运行电压的平方成反比,在额定电压允许波动的幅度内,适当提高运行电压等等。
6、防雷设计的问题
一是防雷装置设备问题。许多设计人员在进行防雷装置设备选择上,仍采用传统设计方法,在建筑物上专设防雷装置进行防雷,这种方法是不科学的。建筑物应尽可能利用建筑物金属导体作为防雷装置,这样可以更好地平衡室内的电位,起到很好的均压效果,更有效地保护建筑物内的设备和人身安全;但是要注意的问题是在地下水位很高的时候,建筑物内的钢筋外常包裹有塑料、橡胶等防水材料或沥青质防水层,这时钢筋与大地已经是基本绝缘的。因此,应在建筑外面四周敷设闭合状的水平接地体作为建筑物的接地装置,这样才能满足接地电阻值的要求。二是防止雷电波侵入问题。防止雷电波侵入是防雷措施的重要一环,但是设计人员往往重视防直击雷,而对防雷电波侵入的措施重视不够。为了防止雷电波侵入,设计人员对电缆进出线,在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连;应在进出处装设避雷器并与绝缘子铁脚连在一起接到电气设备的接地装置上。
三、现代建筑电气设计中的智能技术
1.建筑设备监控技术
二十世纪8O年代主要采用计算机集中监控的方式,由于可靠性较差,运行速度较慢,90年代以后已经很少采用,取而代之的是集散式控制方式。在90年代末,随着计算机技术、控制技术、网络与通信技术的发展和结合,建筑设备监控技术得到了迅速发展。
2.安全防范技术
安全防范包括闭路电视监控、入侵报警、通道控制(门禁)、巡更、对讲、周界防越等子系统。安防系统从最初的各子系统相互独立,发展到如今的各子系统之间的联动,极大地提高了安全防范的严密性、可靠性和实时性,为人们的工作、学习和生活提供了安全保障。
3.综合布线技术
综合布线是智能建筑中数据、语音以及多媒体通信的基础平台, 自该项技术进入我国市场以来,由于其优异的性能,给国内的智能建筑市场带来了一种新理念、新技术,并立即在建筑行业引起了巨大的反响,被各类智能建筑所广泛采用。为了适应网络传输带宽和速率的发展,综合布线新产品相继问世,从最初的3类线、5类线到6类线,甚至出现了超前于标准的7类布线系统产品,以满足千兆网的需求。随着网络传输速率的提升,为适应其发展的万兆光纤网也已投入市场,新型的多模和单模光纤将作为良好的传输介质得到广泛的应用。铜缆从三类到五类、超五类、六类甚至更高类别,从铜缆发展到光缆,技术和产品不断更新,充分体现了通讯技术发展的迅速以及智能建筑应用新技术的广阔前景。
结语:
建筑电气的建设逐渐向自动化、节能化、信息化和智能化方向发展,这些方面必然对电气设计有许多新的要求,使建筑电气的设计业务范围不断扩大,技术要求越来越高。一个设计的合理性直接影响电气设备的成本,以上只是讨论了较大系统方面的影响,而在实际的细部设计中还有许多值得探讨的关于更安全、更可靠、更好的节约成本的问题,只有经过仔细的设计,根据实际情况,即为将来发展留出裕量又节省投资,这样才是一个合理的设计。
参考文献:
[1] 《建筑电气设计中常见问题的思考》,《天津科技》,2011年03期
[2] 《对建筑電气设计常见问题的探析》,《低温建筑技术》,2010年01期