淺論工業(yè)建筑的強(qiáng)電設(shè)計(jì)

李學(xué)峰

【摘 要】本文著重談?wù)摴I(yè)建筑的電氣設(shè)計(jì)。與民用建筑不同，工業(yè)建筑一般單層層高較高，單間面積大，動(dòng)力負(fù)荷多，會(huì)接觸到高壓氣體放電燈照明、明敷設(shè)線路、動(dòng)力設(shè)備配電、電動(dòng)機(jī)控制原理等等方面的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)前首先要對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象有深入的了解，比如對(duì)該工業(yè)建筑的建筑分類(lèi)、建筑規(guī)模、室外消防水量、工藝流程等等一系列問(wèn)題要有個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，這些問(wèn)題清楚后才會(huì)知道怎么設(shè)計(jì)才能滿足規(guī)范和工藝方面的要求。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)建筑；電氣設(shè)計(jì)

On the industrial building strong electric design

Li Xue-feng

（Schenck （Tianjin） Industrial Technology Co.， Ltd Tianjin 300385）

【Abstract】This paper emphatically discusses the electrical design of industrial building. And compare with civil construction， industrial construction general single storey high， room area is large， dynamic load， will be exposed to a high-pressure gas discharge lamp lighting， Ming laying line， power equipment distribution， motor control theory and design.

【Key words】 Industrial building；Electric design

1. 所需重要規(guī)范

（1）電氣設(shè)計(jì)以安全為主，而消防安全又是重中之重。一般工業(yè)建筑的消防電氣設(shè)計(jì)應(yīng)該嚴(yán)格遵循《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006及《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058-92的各項(xiàng)要求。在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第1.0.2條和第1.0.3條的適用范圍里有明確，一般工業(yè)建筑的電氣消防設(shè)計(jì)要做什么、做多少，大部分依據(jù)的就是這本規(guī)范。

（2）上述兩本規(guī)范只是工業(yè)建筑消防電氣設(shè)計(jì)中比較常用的兩本規(guī)范。并不是說(shuō)只要依據(jù)這兩本規(guī)范就可以進(jìn)行工業(yè)建筑的消防電氣設(shè)計(jì)了，比如還有《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等。工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)包含方方面面，涉及到的電氣規(guī)范條文非常多也非常廣，大家平時(shí)要多讀多記。

2. 照明

（1）工業(yè)廠房照明與居住、公共建筑照明區(qū)別很大，居住、公共建筑一般都采用鋼盤(pán)混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓層也比較矮，燈具一般采用節(jié)能型直管熒光燈，其配線一般都采用電線穿管沿墻、樓板暗敷，燈具的控制一般是分散控制，照明配電箱一般都是嵌墻暗裝，這與高大的工業(yè)廠房照明形成鮮明的對(duì)比。

（2）照明設(shè)計(jì)必然涉及到照度計(jì)算問(wèn)題，我們首先要通過(guò)照明空間的照度要求計(jì)算出所需的燈具數(shù)量。照度計(jì)算主要采用利用系數(shù)法、逐點(diǎn)計(jì)算法，在確定燈具數(shù)量時(shí)要特別注意其中的節(jié)能要求，即功率密度值的限制，這是強(qiáng)條，不能違反。

（3）對(duì)于回路設(shè)置，首先對(duì)于不同用途燈具我們劃分為不同回路，其次單個(gè)回路功率上的限制以及配電距離、控制區(qū)域、燈具位置等也是劃分回路的依據(jù)。

（4）應(yīng)急照明包括疏散照明、安全照明、備用照明。關(guān)于疏散照明的設(shè)置要求《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第十一章的第11.3節(jié)已經(jīng)講得很明確。備用照明是用于確保正?；顒?dòng)繼續(xù)進(jìn)行的照明，它的設(shè)置要看工業(yè)廠房生產(chǎn)工藝上有沒(méi)有這方面的要求。

3. 線路敷設(shè)

工業(yè)建筑單層層高較高，很多都是鋼結(jié)構(gòu)，廠房?jī)?nèi)的電氣線路也是以明敷設(shè)為主。如果線路較少則直接穿鋼管明敷設(shè)，線路集中且多的地方可以采用金屬線槽、金屬橋架或在電纜溝內(nèi)敷設(shè)。金屬線槽主要用來(lái)敷設(shè)電線，金屬橋架主要用來(lái)敷設(shè)電線電纜。要注意采用金屬線槽或金屬橋架敷設(shè)線路千萬(wàn)別忘了金屬線槽或金屬橋架及其支架都必須接地，且金屬線槽橋架接地點(diǎn)不能少于兩處，每隔一定距離還要考慮重復(fù)接地。金屬線槽或金屬橋架中敷設(shè)電線電纜的數(shù)量在相應(yīng)規(guī)范中有明確條文。比如規(guī)定線槽內(nèi)電線的總截面不超過(guò)線槽內(nèi)截面的40%；橋架內(nèi)電力電纜總截面不超過(guò)橋架內(nèi)截面的40%，控制電纜為50%等等。

4. 設(shè)備的選擇與安裝

（1）工業(yè)的特殊場(chǎng)所如多塵場(chǎng)所采用密閉式防塵設(shè)備，潮濕場(chǎng)所采用防潮設(shè)備，有腐蝕性氣體場(chǎng)所采用防腐設(shè)備，火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所采用防燃設(shè)備，有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所采用防爆設(shè)備。

（2）廠房燈具由于數(shù)量多而且都是大面積同時(shí)開(kāi)啟關(guān)閉，因此大開(kāi)間廠房?jī)?nèi)燈具的操作控制主要采用集中控制方式，在管理間或值班室照明箱處統(tǒng)一操作。少許小開(kāi)間場(chǎng)所可以采用翹板開(kāi)關(guān)就地控制。對(duì)于沒(méi)有值班室的廠房，我們可以將照明配電箱安裝在廠房入口附近墻面上（方便操作），這時(shí)要注意廠房?jī)?nèi)部環(huán)境對(duì)照明配電箱的要求。

5. 動(dòng)力負(fù)荷

（1）車(chē)間廠房?jī)?nèi)插座可以由工藝考慮是否裝設(shè)，電源可以由動(dòng)力配電提供。普通用途的單相插座，負(fù)荷不大情況下可以和照明系統(tǒng)一起考慮，由照明配電箱配出回路。一般情況下可以暫時(shí)不考慮安裝到位，因?yàn)檐?chē)間內(nèi)環(huán)境目前還不明確，可以先在照明箱或動(dòng)力配電箱內(nèi)預(yù)留配電回路。

（2）工業(yè)建筑的動(dòng)力設(shè)備的設(shè)置與工藝結(jié)合緊密，動(dòng)力設(shè)備的控制箱、柜、盤(pán)一般與設(shè)備配套供應(yīng)，因此很多情況下我們只需考慮供給電源就可以了。工業(yè)建筑動(dòng)力線路可以采用直接埋地、電纜溝和橋架的敷設(shè)方式。動(dòng)力負(fù)荷大小及設(shè)備布置情況、設(shè)備控制要求一般由工藝提供，也可以由甲方給出預(yù)留電源容量，如果實(shí)在沒(méi)有，可以用單位面積法估算動(dòng)力負(fù)荷大小。對(duì)于不知道具體工藝設(shè)備的情況，可以按每平方米20W～80W預(yù)估。動(dòng)力負(fù)荷估計(jì)不會(huì)太大的取低值，動(dòng)力負(fù)荷可能很大或者有可能有空調(diào)負(fù)荷的廠房可取高值，標(biāo)準(zhǔn)廠房可取中間值，這要結(jié)合廠房的用途來(lái)確定預(yù)留量。

6. 配電系統(tǒng)

配電系統(tǒng)中的負(fù)荷計(jì)算和開(kāi)關(guān)設(shè)備選擇涉及的方面很多，大家可以參見(jiàn)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第三版）的相關(guān)內(nèi)容。這里談一下通俗的設(shè)備選擇方式，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是，微型斷路器整定過(guò)載保護(hù)電流>1.25回路計(jì)算電流，塑殼開(kāi)關(guān)（額定電流125A以上）整定過(guò)載保護(hù)電流>1.1回路計(jì)算電流，回路上其它設(shè)備額定電流（包括線路載流量）>斷路器整定過(guò)載保護(hù)電流。

7. 動(dòng)力設(shè)備的控制

動(dòng)力設(shè)備以電動(dòng)機(jī)為主，我們談到動(dòng)力控制，就必然涉及到電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式分全壓?jiǎn)?dòng)和降壓?jiǎn)?dòng)，是否采用降壓?jiǎn)?dòng)與電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)造成的影響有關(guān)系。一般要求，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成的電壓降，經(jīng)常啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)要求不大于10%；偶爾啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)不超過(guò)15%。在保證生產(chǎn)機(jī)械所要求的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而又不至于影響其它用電設(shè)備的正常工作時(shí)，可允許為20%或更大些。工業(yè)建筑沒(méi)有明確功率多少以下才允許直接啟動(dòng)，只是有電壓降要求，在電壓降允許范圍內(nèi)你可以全壓?jiǎn)?dòng)。一般全壓?jiǎn)?dòng)電動(dòng)機(jī)容量不大于變壓器容量的30%為妥。

8. 防雷

8.1 防雷設(shè)計(jì)原則。

按照相關(guān)的規(guī)范要求，工業(yè)建筑在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，需通過(guò)對(duì)建筑物特點(diǎn)及其周?chē)牡刭|(zhì)、環(huán)境、氣象、環(huán)境以及雷電活動(dòng)規(guī)律等的調(diào)查，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、投資等多方面的因素，因地制宜地采取防雷措施，通常是按照交界處的電磁環(huán)境改變程度將需要保護(hù)的空間劃分為直擊雷非防護(hù)區(qū)（LPZ OA區(qū)）、直擊雷防護(hù)區(qū)（LPZ OB）、第一防護(hù)區(qū)（LPZ 1區(qū)）、后續(xù)防雷區(qū)（LPZ 2區(qū)）等分別進(jìn)行雷電防護(hù)。

8.2 綜合防雷系統(tǒng)。

8.2.1 工業(yè)建筑的防雷裝置通常有外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置兩大類(lèi)，外部防雷裝置是指常規(guī)的避雷裝置，主要是通過(guò)避雷針、避雷網(wǎng)等建筑物頂部的接閃器與引下線將雷電流導(dǎo)入接地裝置，使其最終擴(kuò)散到地里；內(nèi)部防雷裝置主要是用來(lái)減小建筑物內(nèi)雷電流與其所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)的防雷措施。

8.2.2 企業(yè)自動(dòng)化的管理使得生產(chǎn)對(duì)電力系統(tǒng)的要求也更高，但由于電子設(shè)備的集成度越高，耐沖擊的能力也就越低，由雷擊產(chǎn)生的巨大的雷電流對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成的破壞也更大，因此，需要除了外部防雷措施外，還需要采取一定的內(nèi)部防雷措施，以防止反擊、接觸電壓等二次雷害和雷電電脈沖給電氣設(shè)備帶來(lái)的危害。廠房?jī)?nèi)部防雷采取的主要措施有共用接地系統(tǒng)、等電位連接、屏蔽（隔離）設(shè)施、安裝浪涌保護(hù)器及合理布線等。具體劃分可按照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010的第三章節(jié)。關(guān)于避雷帶規(guī)格、網(wǎng)格大小、引下線間距、規(guī)格做法等等在GB50057-2010里也有詳細(xì)的要求，而且繪制方法與民用建筑防雷類(lèi)似。

8.2.3 屋面的金屬構(gòu)件（特別是突出屋面的設(shè)備）必須與避雷帶可靠聯(lián)結(jié)。屋面電氣設(shè)備還應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性采取相應(yīng)的防止雷電波侵入的措施，并應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）無(wú)金屬外殼或保護(hù)網(wǎng)罩的用電設(shè)備宜處在接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)，不宜布置在避雷網(wǎng)之外，并不宜高出避雷網(wǎng)。（2）從配電盤(pán)引出的線路宜穿鋼管。鋼管的一端宜與配電盤(pán)外殼相連；另一端宜與用電設(shè)備外殼、保護(hù)罩相連，并宜就近與屋頂防雷裝置相連。當(dāng)鋼管因連接設(shè)備而中間斷開(kāi)時(shí)宜設(shè)跨接線。

9. 接地

（1）一般建筑常用的接地方式是TN-C-S和TN-S系統(tǒng)。如果變配電所在本棟建筑內(nèi)部則采用TN-S接地方式，也就是PE線和N線自變壓器后嚴(yán)格分開(kāi)。

（2）建筑物的接地裝置一般分為兩類(lèi)，一種是人工接地體，另外一種是自然接地體（可利用建筑物基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋）。一般情況我們盡量利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋網(wǎng)作接地體，但要注意，作為接地體的基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋網(wǎng)必須在室外地面以下距地面不小于0.8m，鋼筋規(guī)格是通過(guò)需要鋼筋表面積總和進(jìn)行換算的，這在《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中有具體計(jì)算公式。

（3）建筑總等電位連結(jié)箱（MEB），一般設(shè)置在配電總箱附近，安裝高度距地面0.5米，其規(guī)格和建筑等電位作法可以看看<<等電位聯(lián)結(jié)安裝>>圖集02D501-2的相關(guān)部分。如果建筑面積和規(guī)模較大，我們可以在建筑四角相應(yīng)位置或建筑適當(dāng)處多設(shè)置幾個(gè)MEB總等電位端子箱。建筑內(nèi)的設(shè)備金屬外殼、設(shè)備基礎(chǔ)鋼構(gòu)件以及其它金屬構(gòu)件均要通過(guò)MEB或直接與接地體可靠聯(lián)結(jié)。進(jìn)出建筑物的金屬管線及鎧裝電纜金屬外皮在出入建筑物處須和接地系統(tǒng)聯(lián)結(jié)。

（4）本文僅談了一般性工業(yè)建筑強(qiáng)電部分設(shè)計(jì)。工業(yè)建筑弱電部分系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單一些，原理與民用建筑設(shè)計(jì)同，設(shè)計(jì)量也不大。比如電話系統(tǒng)工業(yè)建筑使用量就小，只要明確需要的終端數(shù)量繪圖就很簡(jiǎn)單了；火災(zāi)報(bào)警部分由于房間功能單一，設(shè)置也不復(fù)雜，特別是小型的工業(yè)建筑。因此本文就不對(duì)工業(yè)建筑的弱電設(shè)計(jì)作深入探討。

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[文章編號(hào)]1619-2737（2015）05-31-367