淺談建筑工程配電設(shè)計(jì)中普遍存在問題與解決方案

【摘要】現(xiàn)代建筑工程施工中配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是保證施工各個工序安全順利實(shí)施的重要保證，配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響建筑施工的效率、質(zhì)量和安全。如果配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、不規(guī)范，不僅嚴(yán)重影響施工的正常進(jìn)行，延長施工的工期，更給整個建筑安全留下巨大隱患。本文結(jié)合實(shí)際情況，客觀闡述建筑工程中配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，詳細(xì)指出變電所位置、防雷措施、照明和消防電氣等設(shè)計(jì)的要求，以供交流和探討。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)；安全要求

建筑工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)工程初始階段的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣是決定整個工程質(zhì)量與安全的關(guān)鍵因素。根據(jù)我國大量的建筑工程質(zhì)量事故統(tǒng)計(jì)顯示，在所有的工程質(zhì)量事故中，由于設(shè)計(jì)問題造成的工程質(zhì)量事故占了40%左右。由此可見，工程設(shè)計(jì)的優(yōu)劣是施工中對工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵因素，現(xiàn)代建筑工程配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)同樣如此。

隨著我國城市化建設(shè)的步伐不斷加快，建筑施工愈發(fā)頻繁。然而，在建筑施工中由于雷擊或供電線路老化、損壞及配線系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理造成的電氣火災(zāi)事故不斷上升，給人們敲響了警鐘。建筑施工現(xiàn)場的臨時用電設(shè)備必須制定科學(xué)合理、嚴(yán)格規(guī)范的使用計(jì)劃和施工方案，對線路接地設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行規(guī)劃，否則，將對建筑施工安全造成無法預(yù)料的后果。

一、供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

我國施工現(xiàn)場臨時用電工程所采用的線路電壓為380V、相電壓為220V、電源（電力變壓器）中性點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)中，接地、接零保護(hù)系統(tǒng)分類為TT、TN-C和TNS三種系統(tǒng)電力。下面對這三種系統(tǒng)加以分析比較。

TT系統(tǒng)是指在中性點(diǎn)接地的電力系統(tǒng)中，將電源電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼或接地保護(hù)的系統(tǒng)。TT系統(tǒng)對接地保護(hù)電阻方面具有良好的性能，但需要耗費(fèi)大量鋼材，而接地安裝和埋設(shè)施工也需要較大的工程量，故這種系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性不高。

TN系統(tǒng)是一種在電源中性點(diǎn)接地中，將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼或基座經(jīng)中性點(diǎn)接零的保護(hù)系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，作零線（N）與保護(hù)零線（PE）合一的系統(tǒng)為TN—C系統(tǒng)。工作零線N與保護(hù)零線（PE）分開的系統(tǒng)為TN-S系統(tǒng)。

分析比較這三種系統(tǒng)，在TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)中，只要在配電裝置中設(shè)置漏電保護(hù)器，這種系統(tǒng)便可明顯地克服TT系統(tǒng)的缺陷。既經(jīng)濟(jì)，技術(shù)操作上也方便，電氣設(shè)備的正常不帶電的金屬外殼或基座在任何情況下都能保持對地零電位水平。按建設(shè)部JGJ4688（施工現(xiàn)場臨時用全技術(shù)規(guī)范）規(guī)定。

建筑工程施工中配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)多采用TN-S系統(tǒng)，但在實(shí)際安裝過程中必須充分考慮到各種自然界條件的影響，如暴露在風(fēng)吹、日曬、雨淋下，對配電系統(tǒng)容易造成機(jī)械損傷、絕緣體性能下降甚至短路事故。由于其長時間暴露在公共場所，也無電位聯(lián)結(jié)，對人員生命安全帶來巨大威脅。

采用'IN—S系統(tǒng)供電時，燈具的金屬外殼都是通過PE線連接的，當(dāng)某個燈具發(fā)生故障時，其故障將PE轉(zhuǎn)到其他燈具上，容易造成戶外無等電位連接的電擊威脅。因此室外多采用TT接地系統(tǒng)，為戶外燈設(shè)置接地極，引出單獨(dú)的線接燈具的金屬外殼，以避免由PE線引來別處的故障電壓。

二、電負(fù)荷與配電線路截面的選擇問題

由于民用建筑用電負(fù)荷絕大多數(shù)為單相負(fù)荷，三相負(fù)荷不平衡必然導(dǎo)致零線通過不平街電流，隨著電腦及各種家用電器的發(fā)展與普及，低壓電網(wǎng)高次諧波污染日益加劇，3次及其奇倍數(shù)諧波均構(gòu)成中性線電流。中性線過大電流并由此引發(fā)電火災(zāi)的現(xiàn)象也日益增多。為此，相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范已規(guī)定。三相四線或二相三線的配電線路中，當(dāng)用電負(fù)荷大部分為單相負(fù)荷時，其N線或PEN線截面不宜小于相線截面；以氣體放電燈為主要負(fù)荷的回路中。N線截面不應(yīng)小于相線截面……”可見，民用建筑配電系統(tǒng)的干線、支干線及支線的導(dǎo)線截面原則上均應(yīng)選擇N或PEN線截面與相線截面相同。然而當(dāng)前仍有為數(shù)不少的民用建筑配電設(shè)計(jì)中仍沿用20世紀(jì)80年代的做法，選擇N或PEN線截面是相線截面的l/2或1/4，這也是最常見的電氣設(shè)計(jì)安全問題之一。

三、變電所位置的確定

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，現(xiàn)代高層建筑用電量逐漸增大，這就對建筑物配電系統(tǒng)的安裝位置提出了較高的要求。在確定變電所位置時，應(yīng)充分考慮變電所高壓負(fù)荷，對于降低電能損耗、保證用電安全穩(wěn)定具有重要作用。

對于30層以內(nèi)的高層建筑，配電系統(tǒng)通常設(shè)置在底層；60層左右的高層建筑，則直接設(shè)置在建筑物地下或中層和頂層，也可以只設(shè)置在建筑物地下。變電所的數(shù)量及其位置的分布，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定。同時也要保證可用性與維修的方便。

四、防雷與接地

現(xiàn)代建筑的防雷設(shè)計(jì)。采用傳統(tǒng)的避雷方法簡單可靠，更加經(jīng)濟(jì)合算。但必須保證各層樓面鋼筋、金屬管道與該層用作引下線的柱筋有可靠的連接，形成等電位層?，F(xiàn)代建筑都是采用鋼筋混凝土剪力培，與樓板的連接十分可靠，關(guān)鍵是做好金屬管線的接地。現(xiàn)代建筑的防雷接地、電氣設(shè)備的保護(hù)接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統(tǒng)。接地電阻按最小的要求而定，通常是在4Ω以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地板。盡管基礎(chǔ)鋼筋等自然接地體己能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設(shè)水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎(chǔ)連接成接地網(wǎng)，這對均衡電位、提高安全性都有好處。

五、電氣照明設(shè)計(jì)

建筑物照明配電設(shè)計(jì)，包括光源的選擇、照明度的大小、照明范圍、照明設(shè)備造型、位置的選擇、光能控制和配電線路敷設(shè)等，而隨著人們對生活居住環(huán)境要求的不斷提高，照明設(shè)計(jì)需要與現(xiàn)代建筑裝飾效果密切聯(lián)系，照明設(shè)備的造型、光線、照射范圍等都應(yīng)與建筑藝術(shù)意境相結(jié)合，并考慮節(jié)能效果。選用高光效電光源，可以取得節(jié)能的明顯效果。在審核圖紙時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)應(yīng)急照明支線帶兩個防火分區(qū)的燈具，沒有按照建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范要求，此類問題應(yīng)該注意。

六、消防電氣設(shè)計(jì)

消防電氣設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)工作中占有非常重要的地位。它涉及到火災(zāi)報(bào)警、撲救及人民生命財(cái)產(chǎn)的重要安全闖題，因此應(yīng)按國家有關(guān)規(guī)范作好消防電氣設(shè)計(jì)?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)的形式應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計(jì)對象來確定。設(shè)計(jì)者首先必須搞清楚設(shè)計(jì)對象的建筑形式、規(guī)模、分類、建筑個體的分布等諸多因素，再根據(jù)這些因素來確定火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的形式。

例如：許多電氣設(shè)計(jì)消防線路采用穿塑料管保護(hù)，并從吊頂內(nèi)走線。而“民用建筑工程配電設(shè)計(jì)規(guī)范”中規(guī)定消防聯(lián)動控制、自動滅火控制、通信、應(yīng)急照明及緊急廣播等線路。應(yīng)穿金屬管保護(hù)。并暗敷在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)。其保護(hù)層厚度不應(yīng)小于30mm。當(dāng)必須明敷時，應(yīng)在金屬管上采取防火措施。

七、結(jié)束語

在現(xiàn)代建筑工程配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須充分考慮配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，從根源上杜絕故障的出現(xiàn)，將安全隱患降至最低，同時還應(yīng)考慮電氣設(shè)備與現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合的裝飾效果，這也對行業(yè)內(nèi)建筑電氣施工單位提出了更高的要求。

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