建筑電氣設(shè)計(jì)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性探討

張建忠

（五華縣建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 五華 514400）

建筑電氣設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性就是電氣設(shè)備的初期投資與運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理?，F(xiàn)在建筑電氣設(shè)計(jì)分為強(qiáng)電與弱電兩個(gè)部分，下面就分別從這兩個(gè)部分來討論建筑電氣設(shè)計(jì)初期投資的經(jīng)濟(jì)性。

1 強(qiáng)電部分

強(qiáng)電部分的設(shè)計(jì)主要包括高壓配電系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、動(dòng)力照明干線系統(tǒng)、配電箱系統(tǒng)和導(dǎo)線電纜的敷設(shè)等，這一部分設(shè)計(jì)的基本要求是可靠性、靈活性、安全性。

可靠性—根據(jù)用電負(fù)荷的等級，保證在各種運(yùn)行方式下提高供電的連續(xù)性，力求可靠供電。

靈活性—主結(jié)線力求簡單、明顯、沒有多余的電氣設(shè)備；投入或切除某些設(shè)備或線路的操作方便。這樣就可以避免誤操作，又能提高運(yùn)行的可靠性，處理事故也能簡單迅速。靈活性還表現(xiàn)在具有適應(yīng)發(fā)展的可能性。

安全性—保證在進(jìn)行一切操作切換時(shí)工作人員和設(shè)備的安全，以及能在安全條件下進(jìn)行維護(hù)檢修工作。

高壓配電系統(tǒng)是一個(gè)工程配電的源頭，因此這一部分的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在不出現(xiàn)故障，造成整個(gè)工程斷電，選用合格可靠的產(chǎn)品。

低壓配電系統(tǒng)這一部分是一般民用建筑電氣設(shè)計(jì)的核心部分。低壓配電系統(tǒng)一般是由樹干式配電與放射式配電相結(jié)合而構(gòu)成的，同樣一棟建筑采用同一層次的產(chǎn)品，由于設(shè)計(jì)系統(tǒng)的不同，會產(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。怎樣才能使系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又安全可靠呢？我們試舉一例，假設(shè)某一棟高層公共建筑采用二路高壓進(jìn)線，采用二臺變壓器，并且在本建筑內(nèi)含有水泵房、冷凍機(jī)房，我們通常做法是高壓采用單母線分段運(yùn)行手動(dòng)聯(lián)絡(luò)（自動(dòng)聯(lián)絡(luò)或不聯(lián)絡(luò)）；低壓為母線分段運(yùn)行，聯(lián)絡(luò)開關(guān)設(shè)自投自復(fù)、自投不自復(fù)、手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，自投時(shí)應(yīng)自動(dòng)斷開非保證負(fù)荷，以保證變壓器正常工作，主進(jìn)開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)設(shè)電氣聯(lián)鎖，任何情況下只能合其中的兩個(gè)開關(guān)，并且為避免動(dòng)力負(fù)荷的啟動(dòng)干擾照明負(fù)荷，通常一臺變壓器的低壓出線主要供給照明負(fù)荷，而另一臺變壓器的低壓出線主要供給動(dòng)力、空調(diào)負(fù)荷。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）減少低壓柜的出線回路

當(dāng)我們做一個(gè)工程的電氣設(shè)計(jì)時(shí)，首先將負(fù)荷的種類和位置確定，將同一區(qū)域內(nèi)相同性質(zhì)的負(fù)荷，由低壓母線饋出的一個(gè)回路供電，這里的同一區(qū)域可以是同一層內(nèi)，也可以是不同樓層但軸線位置相同的區(qū)域，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(shè)備成本，缺點(diǎn)是當(dāng)出線端故障或饋電回路檢修時(shí)會造成大范圍的斷電。然而此種情況在現(xiàn)實(shí)中發(fā)生的可能性非常低。例如我們在實(shí)際生活中的住宅樓一年或者更長時(shí)間基本上不停電，而這種住宅樓的部電源進(jìn)線大部分都是大容量的單回路供電的，而且現(xiàn)在電氣設(shè)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(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)

為什么這幾個(gè)系數(shù)要提到呢？因?yàn)樗鼈冎苯佑绊懙揭粭澖ㄖ姎庠O(shè)備的投資。功率因數(shù)選用是否準(zhǔn)確直接影響到計(jì)算電流，從而影響電纜（導(dǎo)線）、保護(hù)開關(guān)的大??；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)開關(guān)的大?。煌瑫r(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)，會造成將來變壓器運(yùn)行時(shí)損耗的增大。因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)中一定要調(diào)查研究在實(shí)際中同類設(shè)備運(yùn)行時(shí)的情況，合理選用計(jì)算系數(shù)。我們在深圳時(shí)曾遇見這樣一項(xiàng)工程，8萬平米高檔公寓，設(shè)計(jì)選用4臺1250kVA干式變壓器，而實(shí)際建成以后，由于入住率低，甲方只用一臺500kVA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，留有余量，但這些年的發(fā)展過程中，隨著建筑智能化水平的提高，電量并沒有大幅上升，因?yàn)闃怯钭钥氐恼{(diào)節(jié)、節(jié)能產(chǎn)品的選用、電能浪費(fèi)的減少以及智能化水平的提高大部分是由計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，對用電量的需要很低，因此我們在設(shè)計(jì)中盡量取低一點(diǎn)的系數(shù)。

2 弱電部分

隨著建筑智能化水平的提高，弱電部分的系統(tǒng)增加很多，弱電設(shè)備占基建投資的比率也越來越高，因此設(shè)計(jì)好弱電的各個(gè)子系統(tǒng)，對節(jié)約投資提高智能化水平是有重要意義的。

弱電部分的各個(gè)系統(tǒng)中，樓宇自控系統(tǒng)是由設(shè)計(jì)院按甲方及規(guī)范要求提出進(jìn)入BAS監(jiān)控或監(jiān)視的點(diǎn)，并且在設(shè)計(jì)中預(yù)留BAS控制器之間的管線。控制器至各種傳感器、變送器、閥門等的控制線、控制器的電源，均由承包商進(jìn)行深化設(shè)計(jì)；其他的各弱電子系統(tǒng)如有線電視及衛(wèi)星電視系統(tǒng)、保安監(jiān)視系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)均與BAS系統(tǒng)類似，目前設(shè)計(jì)中較深化的是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)與綜合布線系統(tǒng)兩部分，下面就分別從這兩個(gè)方面分析如何降低初期投資提高使用功能。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的成本主要與探測器和模塊的數(shù)量有關(guān)，因此在設(shè)計(jì)中減少探測器和模塊的數(shù)量就可以降低火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備的投資。在《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16.92中24.5.3.2條中規(guī)定“在梁突出頂棚的高度小于200mm的頂棚上設(shè)置感煙、感溫探測器時(shí)，可不考慮梁對探測器保護(hù)面積的影響。當(dāng)梁突出頂棚的高度在200－600mm時(shí)，按附錄L.2及L.3確定梁的影響和一只探測器能夠保護(hù)的梁間區(qū)域的個(gè)數(shù)。當(dāng)梁突出頂棚的高度超過600mm時(shí)，被梁隔斷的每個(gè)梁間區(qū)域應(yīng)至少設(shè)置一只探測器—”以及在24.5.1.9的第6點(diǎn)中規(guī)定“汽車庫等宜選用感溫探測器?！蔽覀冊谠O(shè)計(jì)中經(jīng)常遇見這樣的地下車庫，柱網(wǎng)間距為8.1m，柱網(wǎng)間為“十”字梁，梁高500mm，若按上述規(guī)范每一柱網(wǎng)內(nèi)應(yīng)布4個(gè)感溫探測器，如果地下車庫面積在一萬平米以上（這種情況是經(jīng)常遇到的），那么僅此車庫就會設(shè)置上千個(gè)溫感，這樣做有沒有必要呢？若采用煙感探測器就會減少3/4的探測器的數(shù)量，而且當(dāng)前隨著環(huán)保要求的提高，汽車的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)也越來越高，在地下車庫采用煙感是可行的，這樣可以節(jié)省很多投資，同時(shí)一般大型地下車庫均設(shè)置噴灑系統(tǒng)，因此可減少探測器的設(shè)置甚至不設(shè)置，當(dāng)然這還需要消防部門的批準(zhǔn)。

綜合布線系統(tǒng)是將語言信號、數(shù)字信號的配線，經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)范設(shè)計(jì)，綜合在一套標(biāo)準(zhǔn)的配線系統(tǒng)上，此系統(tǒng)為開放式的網(wǎng)絡(luò)平臺，方便用戶在需要時(shí)，形成各自獨(dú)立的子系統(tǒng)。綜合布線系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)世界范圍資源共享，綜合信息數(shù)據(jù)庫管理、電子郵件、個(gè)人數(shù)據(jù)庫、報(bào)表處理、財(cái)務(wù)管理、電話會議、電視會議等。綜合布線系統(tǒng)成本的節(jié)約也主要體現(xiàn)在減少信息點(diǎn)上，在《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50311－2000中第3.03及5.0.1條中規(guī)定一個(gè)工作區(qū)按5～10平米估算及每個(gè)工作區(qū)信息插座的數(shù)量配置方法。前一段時(shí)間我們設(shè)計(jì)－5.6萬平米的辦公樓，若減去機(jī)房和車庫面積按規(guī)范應(yīng)設(shè)置5000個(gè)信息出線口，而本工程將來使用時(shí)實(shí)際辦公人數(shù)不足2000人，而且每個(gè)信息點(diǎn)的成本在500元左右，這樣一來必造成很大的浪費(fèi)，因此在設(shè)計(jì)中一定要根據(jù)實(shí)際情況合理地設(shè)計(jì)信息點(diǎn)，這樣才能節(jié)約投資成本。

綜合上所述，一個(gè)設(shè)計(jì)的好壞直接影響電氣設(shè)備的成本，上面還只是討論了較大系統(tǒng)方面的影響，而在實(shí)際的細(xì)部設(shè)計(jì)中還有許多值得探討的關(guān)于節(jié)約成本的問題，只有經(jīng)過仔細(xì)的研究，根據(jù)實(shí)際情況，即為將來發(fā)展留出裕量又節(jié)省投資，這樣才是一個(gè)好的設(shè)計(jì)。

[1]《工廠供電》同濟(jì)大學(xué)電氣工程系編.中國建筑工業(yè)出版社.