關(guān)于住宅建筑電氣設(shè)計(jì)問題的思考

李歡歡

【摘要】住宅建筑作為居民性建筑，住宅建筑電氣設(shè)計(jì)的水平，直接影響著人們的生活水平。在當(dāng)前的發(fā)展時(shí)代下，各種科技技術(shù)的涌現(xiàn)，使住宅建筑電氣化的發(fā)展方向，逐漸趨向于自動(dòng)化、智能化及集成化。這些新的發(fā)展要求及趨勢(shì)，給住宅建筑電氣設(shè)計(jì)提出了新的要求，住宅建筑電氣設(shè)計(jì)受多種因素影響，也相應(yīng)出現(xiàn)各種設(shè)計(jì)問題。針對(duì)此，本文在詳細(xì)闡述住宅建筑電氣設(shè)計(jì)問題的基礎(chǔ)上，分析了住宅建筑電氣設(shè)計(jì)存在的問題，并提出了優(yōu)化住宅建筑水平的措施。

【關(guān)鍵詞】住宅建筑;建筑電氣;電氣設(shè)計(jì);建筑設(shè)計(jì)? ? ?【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.098

國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，人們居住及社會(huì)生產(chǎn)的需求，促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑行業(yè)發(fā)展水平不斷提升。在當(dāng)前的建筑行業(yè)中，住宅建筑是比較常見的建筑，此種建筑是為滿足人們生活需求，所建設(shè)的居民性建筑。不同于其他建筑工程，住宅建筑在電氣使用方面，有著突出的不穩(wěn)定性與多樣化特點(diǎn)，一旦住宅建筑電氣設(shè)計(jì)不合理，極易引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。所以，需在住宅建筑電氣設(shè)計(jì)中，對(duì)各種住宅電氣問題進(jìn)行解決，以確保住宅建筑電氣設(shè)計(jì)的水平。為此，本人結(jié)合個(gè)人所學(xué)及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，就住宅建筑電氣設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了思考，旨在為相關(guān)人員提供參考。

1、建筑電氣的簡介

建筑電氣是獨(dú)立性的學(xué)科，建筑電氣是在基于主體結(jié)構(gòu)上，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的要求，明確建筑電氣使用功能上，對(duì)建筑工程進(jìn)行功能性設(shè)計(jì)，使建筑主體在電氣改造后，能夠?yàn)槿藗兲峁┓€(wěn)定、安全的電氣服務(wù)。進(jìn)入到當(dāng)前的發(fā)展時(shí)代后，建筑物趨向于高層化與復(fù)雜化，建筑物的電氣化設(shè)計(jì)水平，也直接影響著人們的生活質(zhì)量，因此人們高度關(guān)注電氣設(shè)計(jì)的水平。而從當(dāng)前的建筑電氣發(fā)展水平而言，建筑電氣的發(fā)展是伴隨著建筑水平的發(fā)展而發(fā)展的，經(jīng)過不斷的實(shí)踐，已經(jīng)形成比較完整的理論體系，其已經(jīng)發(fā)展到建筑供電技術(shù)、電氣控制技術(shù)、電氣安全及自動(dòng)化技術(shù)。鑒于建筑物設(shè)計(jì)的不斷進(jìn)步，電氣化設(shè)計(jì)也發(fā)生了變化，體現(xiàn)出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，電氣化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。隨著改革開放的不斷深入，大量新的產(chǎn)品技術(shù)不斷的引進(jìn)，我國的建筑電氣化設(shè)計(jì)得到了不斷的進(jìn)步和發(fā)展。

2、建筑電氣設(shè)計(jì)原則

2.1安全性

電氣設(shè)備的安全性極為重要，設(shè)計(jì)過程中小的疏忽，就可能造成安全事故，威脅使用者的財(cái)產(chǎn)和生命安全，其中最常出現(xiàn)的便是線路老化以及設(shè)備漏電等問題，因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮設(shè)備安全問題，最大限度地避免意外事件發(fā)生。另外，應(yīng)急機(jī)制的設(shè)置也極為必要，確保電氣設(shè)備在出現(xiàn)故障的時(shí)候，可通過應(yīng)急設(shè)備或者應(yīng)急維修維持正常運(yùn)作。

2.2簡潔性

現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，使得建筑中大功率電氣設(shè)備數(shù)量不斷增多，種類也更為繁多，所以電氣設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意遵循簡潔性的實(shí)現(xiàn)，爭(zhēng)取在滿足使用功能的基礎(chǔ)上，較少使用電氣設(shè)備。不僅如此，多個(gè)電器設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，會(huì)加大電氣接線的復(fù)雜性和煩瑣性，設(shè)計(jì)者需要注意對(duì)接線進(jìn)行簡化處理，這一步驟的前提是保證電氣設(shè)備主體的正常運(yùn)作。

2.3節(jié)能性

資源短缺、環(huán)境污染等問題逐漸暴露，節(jié)能環(huán)保成為各大行業(yè)發(fā)展的廣泛共識(shí)，因此電氣設(shè)計(jì)者需要樹立綠色理念，提前了解客戶需求，在滿足使用者需求的前提下進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，盡量選擇節(jié)能環(huán)保設(shè)備及材料，同時(shí)減少資源浪費(fèi)，推動(dòng)電氣設(shè)計(jì)行業(yè)向節(jié)能環(huán)保方向健康發(fā)展。

3、住宅建筑電氣設(shè)計(jì)存在的問題

目前，我國的住宅電氣設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：電力照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)、供電和配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電話及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、有線電視系統(tǒng)設(shè)計(jì)和對(duì)講系統(tǒng)設(shè)計(jì)。我國住宅電氣設(shè)計(jì)存在的問題主要集中在強(qiáng)、弱電配電系統(tǒng)，電力及照明系統(tǒng)，防雷與接地系統(tǒng)三個(gè)方面。

3.1供電和配電問題

目前，我國許多住宅的供電和配電系統(tǒng)都存在配電方案不合理、電源總進(jìn)線開關(guān)型號(hào)有誤、住戶配電箱進(jìn)線開關(guān)型號(hào)有誤等問題。

3.1.1配電不合理

有些住宅電業(yè)配電的垂直干線回路過多，不僅增加了住宅建設(shè)的投入資金，還造成了大量的資源浪費(fèi)。還有些住宅住戶的電表箱沒有每層設(shè)置，而是采用每三層或更多層一個(gè)電表箱的設(shè)計(jì)，看起來好像節(jié)省了電表箱臺(tái)數(shù)，減少了投資。其實(shí)不然，這種設(shè)計(jì)一般采用的電表箱較大，占用的管井面積也較大，這就增大了公攤面積。而且那些沒有設(shè)電表箱的樓層電氣豎井內(nèi)顯得很空礦，既不美觀也浪費(fèi)了空間。再者是這樣設(shè)計(jì)會(huì)造成住戶查表及刷卡的不便，不能及時(shí)地檢查剩余電量，導(dǎo)致一些用電紛爭(zhēng)。

3.1.2配電設(shè)施選擇不當(dāng)

目前，許多住宅電源進(jìn)線總開關(guān)都采用的是普通斷路器，或者只增設(shè)漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，這些都不能滿足國家《住宅建筑規(guī)范》第8.5.2條、《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.7.2條及《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.3.1條的規(guī)定。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，住宅電源總進(jìn)線應(yīng)設(shè)置剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝或者獨(dú)立型防火剩余電流動(dòng)作報(bào)警器，在發(fā)生接地故障能及時(shí)切斷電源并報(bào)警，避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。

3.2電力及照明系統(tǒng)問題

對(duì)于一些層數(shù)較多的建筑，一般都設(shè)有地下室，這些地下室的電纜入口沒有封堵，也沒有其它的相關(guān)阻水措施，導(dǎo)致城市內(nèi)澇時(shí)雨水灌入地下室。許多住宅建筑的消防設(shè)備配電線路的金屬橋梁除外形尺寸外沒有任何防火措施標(biāo)示，不符合國家《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定。還有些住宅的樓梯間、電梯間及其前室和內(nèi)走道沒有足夠的應(yīng)急照明設(shè)備。

3.3防雷及接地系統(tǒng)問題

許多住宅在電氣設(shè)計(jì)時(shí)沒有進(jìn)行防雷計(jì)算，只是在基于其他建筑的經(jīng)驗(yàn)上，判斷防雷類別或隨意列出年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)，這樣很容易造成防雷分類出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響住宅的安全。國家《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確指出了建筑物應(yīng)設(shè)內(nèi)部防雷措施，某些設(shè)計(jì)人員對(duì)此視而不見，只對(duì)屋面采取相關(guān)防雷措施，嚴(yán)重影響了住宅安全。

4、加強(qiáng)建筑電氣設(shè)計(jì)水平的措施

4.1合理選擇供電電源及電壓

供電設(shè)計(jì)主要包括供電電源的電壓與來源、距離以及可靠程度等內(nèi)容，目前的供電系統(tǒng)以及發(fā)展前景;用電負(fù)荷的性質(zhì)以及總設(shè)備的容量;變配電所的容量與數(shù)量、位置與主接線;無功功率的補(bǔ)償容量;繼電保護(hù)的配置、整定以及計(jì)量儀表的配置;備用電源的供電方式。為了確保供電的可靠性，現(xiàn)代建筑必須要具備兩個(gè)獨(dú)立的電源。具體數(shù)量須根據(jù)實(shí)際的電網(wǎng)條件來確定。兩路獨(dú)立電源的運(yùn)行方式，是兩路同時(shí)進(jìn)行使用，都可備用。另外，還須設(shè)置應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，并在15s內(nèi)進(jìn)行恢復(fù)供電，確保應(yīng)急照明、消防設(shè)備以及電腦電源等用電的正常。國內(nèi)多數(shù)建筑采用10kV等級(jí)，用電量大而且有相應(yīng)的條件限制，建議使用35kV深入負(fù)荷中心進(jìn)行供電。

4.2合理設(shè)計(jì)高壓接線

優(yōu)秀的設(shè)計(jì)可以產(chǎn)生很高的效益，這也是設(shè)計(jì)人員的主要目的。怎樣才能因地制宜，確保高低壓接線的安全、經(jīng)濟(jì)、合理以及方便，這是我們需要著重考慮的。現(xiàn)代建筑通常要求使用兩路獨(dú)立電源，同時(shí)進(jìn)行供電，高壓采用單母線分段、自動(dòng)切換以及互相備用。母線分段的數(shù)目，須和電源進(jìn)線回路數(shù)保持一致。只有供電電源采用一主一備時(shí)，才對(duì)單母線不分段的型式進(jìn)行考慮。如果出線回路較多，一般考慮分段。電源進(jìn)線方式多數(shù)采用電纜埋地或者是架空引入。高壓配電系統(tǒng)以及低壓干線的配電方式一般使用放射式，樓層配電通常采用混合式。由于水平干線走線困難，因此，一般使用動(dòng)力與豎井母線根據(jù)插接箱連接。各層樓豎井要設(shè)置層配電小間，通過插接箱從豎井母線獲得電源。當(dāng)層數(shù)較多或者是負(fù)荷較大時(shí)，可按照樓層分區(qū)供電或者是分散布置變壓器，但要確定經(jīng)濟(jì)性。

4.3合理設(shè)計(jì)低壓配電線路

確定進(jìn)戶線的方位之后，對(duì)各區(qū)域總的配電箱以及分箱的位置進(jìn)行確認(rèn)，通過線路允許電壓降等因素對(duì)干線的走向、導(dǎo)線截面以及管材型號(hào)和規(guī)格進(jìn)行確定等，進(jìn)而對(duì)平面圖進(jìn)行繪制。低壓配電系統(tǒng)的各級(jí)開關(guān)，通常使用低壓斷路器。設(shè)計(jì)的過程中要考慮選擇性，確保等級(jí)要小于等于三級(jí)。重要負(fù)荷要進(jìn)行兩路供電及末端切換。配電設(shè)計(jì)主要包括配電系統(tǒng)的接線方式、主要設(shè)備的選擇、導(dǎo)線以及敷設(shè)方式、低壓系統(tǒng)接地方式的選擇等。

4.4合理選址電氣設(shè)備

現(xiàn)代建筑對(duì)于電氣設(shè)備的防火、防潮、防污染以及節(jié)能等性能，提出了較高的要求。部分電氣設(shè)備需要引進(jìn)。設(shè)備引進(jìn)工作的技術(shù)性以及政策性較強(qiáng)，須對(duì)國際市場(chǎng)的產(chǎn)品動(dòng)態(tài)與發(fā)展趨勢(shì)，有著深入的了解，并具備相應(yīng)的國際貿(mào)易常識(shí)。電氣設(shè)備的選擇涉及到很多因素，第一，須考慮產(chǎn)品的性能質(zhì)量。電氣產(chǎn)品的選擇須符合國家相關(guān)規(guī)范的要求。第二，經(jīng)濟(jì)性。須通過業(yè)主功能的要求以及經(jīng)濟(jì)條件做出相應(yīng)的選擇。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，選擇環(huán)保以及節(jié)能的產(chǎn)品已是必然。所選擇的產(chǎn)品須包含于各個(gè)設(shè)計(jì)的子項(xiàng)中，主要包括電源設(shè)備、電力變壓器、高低壓開關(guān)柜、電纜電線、開關(guān)電器、照明燈具、母線槽、消防安防產(chǎn)品以及樓宇自控產(chǎn)品等。

4.5合理設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)

電氣照明的設(shè)計(jì)主要包括設(shè)計(jì)說明、光源選擇以及照度的計(jì)算、燈具造型以及布置、安裝方式、眩光以及調(diào)光控制、線路截面以及敷設(shè)方法、設(shè)備的材料表等。照明的設(shè)計(jì)與建筑裝修之間存在很大的關(guān)系，須與建筑師進(jìn)行密切配合，從而達(dá)到使用功能與建筑效果相統(tǒng)一的要求。綠色照明主要指在設(shè)計(jì)的過程中，普遍使用新型材料以及技術(shù)方法，從而達(dá)到節(jié)能、高效以及環(huán)保的要求。電氣工程師對(duì)于技術(shù)規(guī)格方面的因素要進(jìn)行詳細(xì)的考慮，如燈具效率以及功率消耗等，而部分關(guān)于美學(xué)方面的問題，建筑師與業(yè)主之間總是存在不同的見解。在實(shí)際工作的過程中，電氣工程師必須要對(duì)建筑物的基本照明，做出統(tǒng)一、有序的安排，并選擇相應(yīng)的照明燈具。節(jié)電方案的設(shè)計(jì)須通過技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源以及保護(hù)環(huán)境等原則進(jìn)行確定。使用的配電方式要合理，使用高效的電氣設(shè)備、無功功率補(bǔ)償以及電腦優(yōu)化控制等措施，可以節(jié)約用電。

結(jié)語：

綜上所述，現(xiàn)階段我國人們生活水平較高，對(duì)于建筑電氣使用的要求，不再局限于以往的功能性，而是愈發(fā)重視建筑電氣的穩(wěn)定性與安全性。加之，住宅建筑多為高層建筑，主體結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，實(shí)際進(jìn)行建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，建筑設(shè)計(jì)技術(shù)難度較大。減少住宅建筑電氣設(shè)計(jì)問題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)在開展電氣設(shè)計(jì)前，明確住宅建筑電氣設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)與要求，規(guī)范開展每項(xiàng)電氣設(shè)計(jì)工作，并遵循電氣設(shè)計(jì)的基本原則，以使住宅建筑電氣設(shè)計(jì)工作有序開展，設(shè)計(jì)出高水平的住宅建筑電氣方案。

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