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摘要：电气设计是建筑工程重要的内容之一，有关建筑电气设计的标准，没有引起专业人员的足够重视，家庭住宅的电气安装比较混乱，电气设计不够规范，许多住宅的电气安装没有考虑家用电器普及和快速发展的态势，埋下了安全隐患。
关键词：备用电源；应急供电系统；配电级数
Abstract: the electrical design is an important part of the construction project, the construction of the electrical design standard, professional personnel did not cause the pay enough attention to the family homes electrical installation of chaos, electrical design is not standard, many residential electrical installation did not consider household appliances popularization and the rapid development of the situation, and buried the security hidden danger.
Keywords: backup power supply; Emergency power supply system; Distribution series
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
0. 建筑电气设计的概念
（1） 设计的概念。设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。设计过程从一开始到深入下去，各阶段思维的广度、深度都不同，表达方式、工具也可能是多样化的。表达方式和工具要适应思维的速度，推動思维发展成熟。
（2） 服务的对象。设计是为甲方(业主)的功能需要服务的，也是为施工单位的施工需要服务的。在满足国家有关规定的前提下，设计人员应树立服务意识、树立合作观念、树立敬业精神。对建筑电气专业的设计人员而言，妥善处理与各个专业之间的关系是十分重要的事情，在协调上所用的时间甚至可能超过埋头设计的时间。
1 备用电源的负荷严禁接入应急供电系统
在一级负荷中，当中断供电将造成人员伤亡或重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为一级负荷中特别重要的负荷。3.0.3 一级负荷中特别重要的负荷供电，应符合下列要求：除应由双重电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。3.0.9 条备用电源的负荷严禁接入应急供电系统。
应按应急供电系统设计，要求在低压配电系统中设置专用应急母线段，生活水泵、客梯及重要保障性设备与专用应急母线段分开，设计方案见图1.1。
《供规》第2．0．3 条对应急供电系统(安全设施供电系统) 定义，供电系统包括电源和连接到电气设备端子的电气回路。在某些场合，它也可以包括设备。
1.3 应急供电系统组成
应急供电系统的设置首先应符合《供规》3.0.3 条规定，即a.双重电源+应急柴油发电机组，b. 双重电源+UPS(EPS)，c. 双重电源+应急柴油发电机组+ UPS(EPS)的供电方案，并且其它负荷严禁接入由第三电源或第四电源组成的应急供电系统，上述a，b，c 中应急柴油发电机组、EPS 或UPS 可当作应急电源，方案c 的典型接线见图1.2。该方案柴油发电机组作为重要负荷的备用电源，同时设置EPS 和UPS 作为小容量特别重要负荷的应急电源，其它负荷严禁接入由EPS 和UPS 组成的应急供电系统。
2 配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性
《低压配电设计规范》GB 50054-95 第4.1.2条配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性；各级之间应能协调配合。但对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断。在建筑电气设计中，有设计人员误把放射式供电系统中仅在安装位置上为前后的保护电器理解成上下级关系。上下级保护电器不能简单理解成仅在安装位置上为前后关系，而应看设置的2个保护电器在逻辑关系上是否属于上下级关系，即当某回路故障时该回路最近的保护电器未动作，而上级保护电器越级跳闸，导致除发生故障回路中断供电外，其他非故障回路也中断供电，扩大了故障停电范围。
3 配电级数
3.1 配电级数的定义
配电级数与保护级数不同，不按保护开关的上下级个数（保护级数）作为配电级数，而是按一个回路通过配电装置分配为几个回路的一次分配称作一级配电。对于一个配电装置而言，总进线开关与馈出分开关合起来称为一级配电，不因它的进线开关采用断路器或采用隔离开关而改变它的配电级数。
4 装饰工程中利用装饰灯具作应急照明灯具
公共建筑在二次装修时，建筑装饰单位及电气专业为了达到顶棚或墙面装饰效果和美观，往往在照明设计时利用灯具外表面无保护措施而灯具外形比较美观的普通筒灯或灯杯作为火灾时应急照明灯使用，这种做法火灾时严重影响应急照明灯具的安全可靠性，影响人员安全疏散。
5 作为过渡照明用的EPS 初装容量时间《民规》JGJ 16-2008 对设置EPS 的相关规定：
13.8.5 火灾应急照明的设置，除符合本规范第13.8.1～13.8.4 条的规定外，尚应符合下列规定：
（1）应急照明在正常供电电源停止供电后，其应急电源供电转换时间应满足下列要求：
1)备用照明不应大于5s，金融商业交易场所不应大于1．5s；
2)疏散照明不应大于5s。
对于有一级或二级消防用电设备的建筑物，根据国家规范、当地供电部门要求及消防用电设备负荷级别，常常设置应急柴油发电机组作为消防用电设备应急电源的供电方案。《高规》“9.1.2 一类高层建筑自备发电设备，应设有自动启动装置，并能在30s 内供电。二类高层建筑自备发电设备，当采用自动启动有困难时，可采用手动启动装置。”因此，当采用应急柴油发电机组作为应急照明的应急电源时需设置集中EPS 电源作为应急柴油发电机组启动时的过渡照明。作为过渡照明用的集中EPS 的蓄电池初装容量仅需满足应急柴油发电机组启动时间即可，可不按《民规》第6.2.6 条第4 款“EPS 的蓄电池初装容量应保证备用时间不小于90min。”规定选择。因《民规》6.2 章节适用于应急电源装置(EPS)用作应急照明系统备用电源时的选择和配电设计。
6 规范条文、附录、条文说明之间
关系国家规范一般分为规范条文（或规范正文）、附录及条文说明三部分，规范中的附录与规范条文具有同等的法律效力，而条文说明不具备与规范条文、附录同等的法律效力。条文说明是为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用规范时能正确理解和执行条文规定而编制的，仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。当条文说明与规范条文不一致时，以规范条文为准。
7 隔热墙
根据国家标准《布线系统载流量》GB/T16895.15-2002 对隔热墙的定义：隔热墙包含有防风雨的外护墙板，隔热材料和木质或类似木质的内护墙板，内护墙板的表面散热系数不小于10W（/ m•2 K），导管尽量靠近但不需与内护墙板接触，从电缆产生的热流量仅通过内护墙板散热，导管可以是金属或塑料的。建筑电气设计人员根据《布线系统载流量》GB/T 16895.15-2002 表52-B1~B2，表52-C1~C4 或04DX101-1 表6.2 选择电缆或导线载流量时，首先应明确电缆或导线敷设方法是否属于隔热墙的敷设方式。避免因敷设方式不同导致选择电缆或导线的截面偏大，增加工程造价。
8 火灾自动报警系统应急广播控制方案
目前国家相关规范对火灾自动报警系统应急广播的设置及控制的规定：《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98（以下简称《火警规》）6.3.1.6 消防控制室应设置火灾警报装置与应急广播的控制装置，其控制程序应符合下列要求：
(1)二层及以上的楼房发生火灾，应先接通着火层及其相邻的上下层。
(2)首层发生火灾，应先接通本层、二层及地下各层。
(3)地下室发生火灾，应先接通地下各层及首层。
(4)含多个防火分区的单层建筑，应先接通着火的防火分区及其相邻的防火分区。《民规》13．6.4 火灾警报装置应符合下列规定：
（1）设置火灾自动报警系统的场所，应设置火灾警报装置。
（2）在设置火灾应急广播的建筑物内，应同时设置火灾警报装置，并应采用分时播放控制：先鸣警报8-16s；间隔2-3s 后播放应急广播20-40s；再间隔2-3s 依次循环进行直至疏散结束。根据需要，可在疏散期间手动停止。《火警规》仅规定了发生火灾时首先接通应急广播的范围，而对首先接通后后续的控制播放方案未作规定。《民规》比《火警规》更具体些，但对后续的控制播放方案的整个疏散时间未作规定限制。在《民规》的现有规定基础上应补充“当确认火灾后，应急广播系统首先向全楼或建筑(高、中、低)分区的火灾区域发出火灾警报，然后向着火层和相邻层进行应急广播，再依次向其他非火灾区域广播；3min 内应能完成对全楼的应急广播。”，这样对应急广播的规定才比较完善，设计人员可根据建筑物规模及具体应急广播控制播放方案选择应急广播功放设备及容量。
9 火灾自动报警系统控制器类设备安装
《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50166-2007“3.3.4 控制器的主电源应有明显的永久性标志，并应直接与消防电源连接，严禁使用电源插头。”《消防联动控制系统》GB 16806“4.2.1.2 消防联动控制器主电源应采用220V，50HZ 交流电源，电源线输入端应设接线端子。以上两条规定有利于消防用电设备安全运行。也为了防止用户经常拔掉插头做其他用。
10 火灾自动报警系统总线控制盘及多线控制盘
《火警规》GB50116-98”5.3.2 消防水泵、防烟和排烟风机的控制设备当采用总线编码模块控制时，还应在消防控制室设置手动直接控制装置。
因此，采用火灾报警系统传输总线编码模块控制消防水泵、防烟和排烟风机时，需配置消防联动控制器的总线控制盘或直接手动控制单元（直接手动控制单元的规定参见《消防联动控制系统》GB 16806 第4.2.2.6~4.2.2.9 条）。总线控制盘实际是火灾报警控制器上联动单元的扩展，一般通过RS485 通讯接口与火灾报警控制器配接，用该控制盘上的启动按键通過传输总线及编码模块对联动设备进行手动控制。同时消防水泵、防烟和排烟风机的工作、故障、电源、手/自动状态采用设置在控制设备控制箱（柜）旁的编码模块通过传输总线在联动控制器的共用显示器上显示。
除设置总线控制盘通过总线启停消防水泵、防烟和排烟风机外，还应设置多线控制盘手动直接控制上述消防用电设备，多线控制盘手动直接控制与火灾自动报警系统之间无联系。规范并未规定在使用多线控制盘手动直接控制时需显示消防水泵、防烟和排烟风机的工作、故障状态。因此多线控制盘采用钥匙式按钮时仅需设计2 芯控制电缆至消防水泵、防烟和排烟风机控制箱（柜）实现启停功能即可。
11.结束语
我国正处于大量消耗自然资源、原材料以支撑经济高速增长的工业化时期，能源对经济增长的约束作用已经开始显现，节能成为关系到我国国计民生的大事。现代建筑中广泛采用了变压器、空调、电动机、照明、电梯等耗能系统，建筑作为我国一个重要的能耗源，对其节能方法和节能措施的研究已是刻不容缓。建筑电气节能是指在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的控制与管理，以尽量减少能源消耗，提高能源利用率，而不是简化建筑物的功能要求，降低其功能标准。
参考文献
[1] 工业与民用配电设计手册[M].中国航空工业规划设计研究院组编.中国电力出版社,2005.
[2]民用建筑电气设计手册[M]戴瑜兴主编,中国建筑工业出版社.2005.
[3] 全国民用建筑工程设计技术措施-电气[M]2003 年版, 建设部工程质量安全监督与行业发展司，中国建筑标准设计研究所.中国计划出版社.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：备用电源；应急供电系统；配电级数
Abstract: the electrical design is an important part of the construction project, the construction of the electrical design standard, professional personnel did not cause the pay enough attention to the family homes electrical installation of chaos, electrical design is not standard, many residential electrical installation did not consider household appliances popularization and the rapid development of the situation, and buried the security hidden danger.
Keywords: backup power supply; Emergency power supply system; Distribution series
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
0. 建筑电气设计的概念
（1） 设计的概念。设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。设计过程从一开始到深入下去，各阶段思维的广度、深度都不同，表达方式、工具也可能是多样化的。表达方式和工具要适应思维的速度，推動思维发展成熟。
（2） 服务的对象。设计是为甲方(业主)的功能需要服务的，也是为施工单位的施工需要服务的。在满足国家有关规定的前提下，设计人员应树立服务意识、树立合作观念、树立敬业精神。对建筑电气专业的设计人员而言，妥善处理与各个专业之间的关系是十分重要的事情，在协调上所用的时间甚至可能超过埋头设计的时间。
1 备用电源的负荷严禁接入应急供电系统
在一级负荷中，当中断供电将造成人员伤亡或重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为一级负荷中特别重要的负荷。3.0.3 一级负荷中特别重要的负荷供电，应符合下列要求：除应由双重电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。3.0.9 条备用电源的负荷严禁接入应急供电系统。
应按应急供电系统设计，要求在低压配电系统中设置专用应急母线段，生活水泵、客梯及重要保障性设备与专用应急母线段分开，设计方案见图1.1。
《供规》第2．0．3 条对应急供电系统(安全设施供电系统) 定义，供电系统包括电源和连接到电气设备端子的电气回路。在某些场合，它也可以包括设备。
1.3 应急供电系统组成
应急供电系统的设置首先应符合《供规》3.0.3 条规定，即a.双重电源+应急柴油发电机组，b. 双重电源+UPS(EPS)，c. 双重电源+应急柴油发电机组+ UPS(EPS)的供电方案，并且其它负荷严禁接入由第三电源或第四电源组成的应急供电系统，上述a，b，c 中应急柴油发电机组、EPS 或UPS 可当作应急电源，方案c 的典型接线见图1.2。该方案柴油发电机组作为重要负荷的备用电源，同时设置EPS 和UPS 作为小容量特别重要负荷的应急电源，其它负荷严禁接入由EPS 和UPS 组成的应急供电系统。
2 配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性
《低压配电设计规范》GB 50054-95 第4.1.2条配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性；各级之间应能协调配合。但对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断。在建筑电气设计中，有设计人员误把放射式供电系统中仅在安装位置上为前后的保护电器理解成上下级关系。上下级保护电器不能简单理解成仅在安装位置上为前后关系，而应看设置的2个保护电器在逻辑关系上是否属于上下级关系，即当某回路故障时该回路最近的保护电器未动作，而上级保护电器越级跳闸，导致除发生故障回路中断供电外，其他非故障回路也中断供电，扩大了故障停电范围。
3 配电级数
3.1 配电级数的定义
配电级数与保护级数不同，不按保护开关的上下级个数（保护级数）作为配电级数，而是按一个回路通过配电装置分配为几个回路的一次分配称作一级配电。对于一个配电装置而言，总进线开关与馈出分开关合起来称为一级配电，不因它的进线开关采用断路器或采用隔离开关而改变它的配电级数。
4 装饰工程中利用装饰灯具作应急照明灯具
公共建筑在二次装修时，建筑装饰单位及电气专业为了达到顶棚或墙面装饰效果和美观，往往在照明设计时利用灯具外表面无保护措施而灯具外形比较美观的普通筒灯或灯杯作为火灾时应急照明灯使用，这种做法火灾时严重影响应急照明灯具的安全可靠性，影响人员安全疏散。
5 作为过渡照明用的EPS 初装容量时间《民规》JGJ 16-2008 对设置EPS 的相关规定：
13.8.5 火灾应急照明的设置，除符合本规范第13.8.1～13.8.4 条的规定外，尚应符合下列规定：
（1）应急照明在正常供电电源停止供电后，其应急电源供电转换时间应满足下列要求：
1)备用照明不应大于5s，金融商业交易场所不应大于1．5s；
2)疏散照明不应大于5s。
对于有一级或二级消防用电设备的建筑物，根据国家规范、当地供电部门要求及消防用电设备负荷级别，常常设置应急柴油发电机组作为消防用电设备应急电源的供电方案。《高规》“9.1.2 一类高层建筑自备发电设备，应设有自动启动装置，并能在30s 内供电。二类高层建筑自备发电设备，当采用自动启动有困难时，可采用手动启动装置。”因此，当采用应急柴油发电机组作为应急照明的应急电源时需设置集中EPS 电源作为应急柴油发电机组启动时的过渡照明。作为过渡照明用的集中EPS 的蓄电池初装容量仅需满足应急柴油发电机组启动时间即可，可不按《民规》第6.2.6 条第4 款“EPS 的蓄电池初装容量应保证备用时间不小于90min。”规定选择。因《民规》6.2 章节适用于应急电源装置(EPS)用作应急照明系统备用电源时的选择和配电设计。
6 规范条文、附录、条文说明之间
关系国家规范一般分为规范条文（或规范正文）、附录及条文说明三部分，规范中的附录与规范条文具有同等的法律效力，而条文说明不具备与规范条文、附录同等的法律效力。条文说明是为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用规范时能正确理解和执行条文规定而编制的，仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。当条文说明与规范条文不一致时，以规范条文为准。
7 隔热墙
根据国家标准《布线系统载流量》GB/T16895.15-2002 对隔热墙的定义：隔热墙包含有防风雨的外护墙板，隔热材料和木质或类似木质的内护墙板，内护墙板的表面散热系数不小于10W（/ m•2 K），导管尽量靠近但不需与内护墙板接触，从电缆产生的热流量仅通过内护墙板散热，导管可以是金属或塑料的。建筑电气设计人员根据《布线系统载流量》GB/T 16895.15-2002 表52-B1~B2，表52-C1~C4 或04DX101-1 表6.2 选择电缆或导线载流量时，首先应明确电缆或导线敷设方法是否属于隔热墙的敷设方式。避免因敷设方式不同导致选择电缆或导线的截面偏大，增加工程造价。
8 火灾自动报警系统应急广播控制方案
目前国家相关规范对火灾自动报警系统应急广播的设置及控制的规定：《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98（以下简称《火警规》）6.3.1.6 消防控制室应设置火灾警报装置与应急广播的控制装置，其控制程序应符合下列要求：
(1)二层及以上的楼房发生火灾，应先接通着火层及其相邻的上下层。
(2)首层发生火灾，应先接通本层、二层及地下各层。
(3)地下室发生火灾，应先接通地下各层及首层。
(4)含多个防火分区的单层建筑，应先接通着火的防火分区及其相邻的防火分区。《民规》13．6.4 火灾警报装置应符合下列规定：
（1）设置火灾自动报警系统的场所，应设置火灾警报装置。
（2）在设置火灾应急广播的建筑物内，应同时设置火灾警报装置，并应采用分时播放控制：先鸣警报8-16s；间隔2-3s 后播放应急广播20-40s；再间隔2-3s 依次循环进行直至疏散结束。根据需要，可在疏散期间手动停止。《火警规》仅规定了发生火灾时首先接通应急广播的范围，而对首先接通后后续的控制播放方案未作规定。《民规》比《火警规》更具体些，但对后续的控制播放方案的整个疏散时间未作规定限制。在《民规》的现有规定基础上应补充“当确认火灾后，应急广播系统首先向全楼或建筑(高、中、低)分区的火灾区域发出火灾警报，然后向着火层和相邻层进行应急广播，再依次向其他非火灾区域广播；3min 内应能完成对全楼的应急广播。”，这样对应急广播的规定才比较完善，设计人员可根据建筑物规模及具体应急广播控制播放方案选择应急广播功放设备及容量。
9 火灾自动报警系统控制器类设备安装
《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50166-2007“3.3.4 控制器的主电源应有明显的永久性标志，并应直接与消防电源连接，严禁使用电源插头。”《消防联动控制系统》GB 16806“4.2.1.2 消防联动控制器主电源应采用220V，50HZ 交流电源，电源线输入端应设接线端子。以上两条规定有利于消防用电设备安全运行。也为了防止用户经常拔掉插头做其他用。
10 火灾自动报警系统总线控制盘及多线控制盘
《火警规》GB50116-98”5.3.2 消防水泵、防烟和排烟风机的控制设备当采用总线编码模块控制时，还应在消防控制室设置手动直接控制装置。
因此，采用火灾报警系统传输总线编码模块控制消防水泵、防烟和排烟风机时，需配置消防联动控制器的总线控制盘或直接手动控制单元（直接手动控制单元的规定参见《消防联动控制系统》GB 16806 第4.2.2.6~4.2.2.9 条）。总线控制盘实际是火灾报警控制器上联动单元的扩展，一般通过RS485 通讯接口与火灾报警控制器配接，用该控制盘上的启动按键通過传输总线及编码模块对联动设备进行手动控制。同时消防水泵、防烟和排烟风机的工作、故障、电源、手/自动状态采用设置在控制设备控制箱（柜）旁的编码模块通过传输总线在联动控制器的共用显示器上显示。
除设置总线控制盘通过总线启停消防水泵、防烟和排烟风机外，还应设置多线控制盘手动直接控制上述消防用电设备，多线控制盘手动直接控制与火灾自动报警系统之间无联系。规范并未规定在使用多线控制盘手动直接控制时需显示消防水泵、防烟和排烟风机的工作、故障状态。因此多线控制盘采用钥匙式按钮时仅需设计2 芯控制电缆至消防水泵、防烟和排烟风机控制箱（柜）实现启停功能即可。
11.结束语
我国正处于大量消耗自然资源、原材料以支撑经济高速增长的工业化时期，能源对经济增长的约束作用已经开始显现，节能成为关系到我国国计民生的大事。现代建筑中广泛采用了变压器、空调、电动机、照明、电梯等耗能系统，建筑作为我国一个重要的能耗源，对其节能方法和节能措施的研究已是刻不容缓。建筑电气节能是指在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的控制与管理，以尽量减少能源消耗，提高能源利用率，而不是简化建筑物的功能要求，降低其功能标准。
参考文献
[1] 工业与民用配电设计手册[M].中国航空工业规划设计研究院组编.中国电力出版社,2005.
[2]民用建筑电气设计手册[M]戴瑜兴主编,中国建筑工业出版社.2005.
[3] 全国民用建筑工程设计技术措施-电气[M]2003 年版, 建设部工程质量安全监督与行业发展司，中国建筑标准设计研究所.中国计划出版社.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。