民用建筑供配電設(shè)計(jì)要點(diǎn)淺談

張旭芝 張如棟

【摘 要】目前，我國的經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會在不斷的進(jìn)步，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，高層建筑數(shù)量逐漸增多，受到這方面的影響民用建筑供配電需求比較大，對供配電設(shè)計(jì)要點(diǎn)提出更高的要求。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該綜合實(shí)際情況，制定合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的供配電設(shè)計(jì)策略。下面文章主要從當(dāng)前民用建筑供配電設(shè)計(jì)原則入手，探討設(shè)計(jì)要點(diǎn)內(nèi)容，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】供配電；民用建筑；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；配電設(shè)計(jì)

引言

隨著城市用地資源的日益緊張，提高土地使用率，實(shí)現(xiàn)建筑功能的集中化和多樣化就逐漸成為了建筑的未來發(fā)展趨勢。高層建筑作為現(xiàn)代建筑行業(yè)的一種重要類型，它的主要功能是為人們生產(chǎn)生活提供便利，由于其高度較高，在對其各項(xiàng)功能的設(shè)計(jì)上需要有針對性的考慮，尤其是在供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)計(jì)中，更要結(jié)合工程實(shí)際，把握設(shè)計(jì)的要點(diǎn)所在，并在各個(gè)施工環(huán)節(jié)中予以體現(xiàn)，確保設(shè)計(jì)可以在功效上滿足高層建筑的實(shí)際需求。

1民用建筑供配電設(shè)計(jì)原則

1.1可靠性原則

民用建筑主要為了滿足人們的居住需求，供配電作為人們?nèi)粘Ｓ秒姷幕A(chǔ)保障對生活方面有著決定性影響。如果供配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中存在漏洞或不合理現(xiàn)象，很容易導(dǎo)致電路故障問題，甚至威脅人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全。為了避免安全事故的發(fā)生，建筑供配電設(shè)計(jì)需要秉持可靠性原則，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高民用建筑供配電的安全系數(shù)。另外，高層建筑結(jié)構(gòu)模式下，建筑系統(tǒng)越發(fā)復(fù)雜，其中所涉及的低壓、高壓配電系統(tǒng)等不同形式，設(shè)計(jì)過程中需要明確可靠性標(biāo)準(zhǔn)，滿足不同用電負(fù)荷的具體要求，保證各方面操作的連續(xù)性、穩(wěn)定性，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，只有這樣才能保障居民的用電安全，滿足建筑物供電需求。

1.2持續(xù)性

持續(xù)性是民用建筑供配電的基礎(chǔ)原則，只有保證電力系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，才能滿足建筑系統(tǒng)的基礎(chǔ)需要。設(shè)計(jì)人員要保證用電系統(tǒng)便于操作，應(yīng)用直觀的設(shè)計(jì)形式。直觀的設(shè)計(jì)形式能避免工作人員在操作過程中出現(xiàn)失誤，為供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供更為安全的保證。

1.3安全性原則

供配電設(shè)計(jì)直接關(guān)系到建筑物的用電安全，雖然電力是人們生活中不可缺少的一部分，但它的危險(xiǎn)性也是很高的，供配電設(shè)計(jì)人員必須保證建筑施工及使用期間的安全性，在一個(gè)絕對安全的環(huán)境下進(jìn)行電氣設(shè)備的安裝布線、維修管理工作，確保建筑物內(nèi)所有用電設(shè)備都能夠在額定電流與電壓下正常運(yùn)行。如果建筑物發(fā)生電力故障或安全事故，供配電系統(tǒng)還應(yīng)該有緊急處理及備用電源，保證整個(gè)建筑物用電環(huán)境的安全。

2設(shè)計(jì)的要點(diǎn)闡述

2.1對于變壓器的確定

民用高層建筑中的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是提高建筑主體供電的穩(wěn)定可靠，減少供電風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生，變壓器作為調(diào)節(jié)電壓的重要設(shè)備，在對其具體的屬性的確定上就要綜合多方面因素考慮，在設(shè)計(jì)和選型上需要結(jié)合配電變壓器使用的具體年限和投資回收對變壓器的具體型號要求來進(jìn)行針對性確定，做好全過程的考慮分析，一般是通過投資變壓器的價(jià)差和年耗電量的電費(fèi)差來確定。除了這方面之外，在對變壓器進(jìn)行選擇時(shí)，還要兼顧到變壓器的節(jié)能環(huán)保特性，可以滿足高層建筑對于用電負(fù)荷的多樣化要求，不會產(chǎn)生較大的環(huán)境污染，最常見的做法是適當(dāng)?shù)母叱鲎儔浩鞯淖罴沿?fù)荷。具體的型號確定，一方面要根據(jù)建筑使用的用途；另一方面還要考慮到造價(jià)成本因素，選擇負(fù)載損耗和空載損耗最低的節(jié)能型變壓器。

2.2供配電線路優(yōu)化

供配電線路設(shè)計(jì)對整個(gè)系統(tǒng)的影響是非常大的，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)供配電線路的時(shí)候應(yīng)該結(jié)合民用建筑的具體情況，根據(jù)線路用電負(fù)荷分配、供電線路距離、供電半徑、用電設(shè)備等多方面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，需要注意的是供配電線路所產(chǎn)生的能耗較大，為了提高民用建筑供配電節(jié)能效果，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該秉持簡單、安全、節(jié)能等原則，避免設(shè)計(jì)問題所造成的電能損耗，從根本上提高民用建筑供配電運(yùn)行水平，對于大負(fù)荷的配線設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量選擇銅芯導(dǎo)線，而小負(fù)荷的配線設(shè)計(jì)可以選擇鋁芯導(dǎo)線，與此同時(shí)盡量減少導(dǎo)線長度，以滿足使用需求為基礎(chǔ)，降低成本費(fèi)用的增加。

2.3高壓和低壓供電的設(shè)計(jì)要求

高壓一般會使用單母線分段的設(shè)計(jì)方法，使他們能自動(dòng)相互切換，各自都是對方的備用段。對于電源線的進(jìn)入端使用的幾乎都是電纜線。從高壓配電室到變壓器的轉(zhuǎn)換，一般情況下都會使用放射式的方式進(jìn)行電纜配電，變壓器的高壓一側(cè)另設(shè)獨(dú)立的開關(guān)，以保證檢修時(shí)能與主電源斷開，確保檢修人員的安全。低壓用電設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)是能夠滿足建筑正常的用電，在發(fā)生各種故障的情況下也能確保對不同負(fù)荷級別的設(shè)備正常供電。用戶的照明用電和動(dòng)力用電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)要分開，因?yàn)閲乙?guī)定的這兩種用電的電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，這樣就需要安裝兩塊電表，照明和動(dòng)力，分別計(jì)價(jià)；所使用的各級開關(guān)都應(yīng)使用斷路器，防止設(shè)備的越級跳閘。對于有電梯裝置的建筑，電梯應(yīng)使用專用電纜，且使用兩路不同的變壓器，兩路電源能自動(dòng)切換，互為各自的備用電源，防止電梯故障后人員被困，保證電梯正常運(yùn)行。國家對供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有一定的要求，除了一級負(fù)荷用電以外，其他兩個(gè)負(fù)荷的供電系統(tǒng)必須保證用電的正常，不能兩個(gè)供電線路同時(shí)發(fā)生故障，造成線路及設(shè)備的浪費(fèi)；還規(guī)定同一個(gè)供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)最好不超過2級，低壓供電設(shè)備的總的容電量不能超過10kW，以免發(fā)生危險(xiǎn)，對三相變壓器的使用標(biāo)準(zhǔn)也作了相應(yīng)的要求，可參考相關(guān)規(guī)定。

2.4合理設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，在基礎(chǔ)設(shè)定的基礎(chǔ)上要按照設(shè)計(jì)指標(biāo)要求落實(shí)。從整個(gè)建筑全局入手，結(jié)合民用建筑本身特點(diǎn)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)?？紤]到可靠性、經(jīng)濟(jì)性的具體要求，要強(qiáng)調(diào)配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，配電所采用放射式供電的形式，無形中增加了設(shè)備數(shù)量，也增加經(jīng)濟(jì)投入，重大事故出現(xiàn)后，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，因此，工作人員要及時(shí)對事故出現(xiàn)原因進(jìn)行分析，在現(xiàn)有可靠性指標(biāo)前提下進(jìn)行合理應(yīng)用。高壓配電系統(tǒng)是源頭所在，在經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)階段，需要選擇可靠的電氣產(chǎn)品，按照高壓負(fù)荷開關(guān)設(shè)計(jì)形式進(jìn)行，滿足供電要求。環(huán)網(wǎng)供電的設(shè)備操作簡單，對安全性和可靠性有一定的要求，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)結(jié)構(gòu)的不同，會產(chǎn)生很大的價(jià)格差，要結(jié)合計(jì)算參數(shù)進(jìn)行評估和設(shè)定。

2.5樓蓋體系的優(yōu)化

樓蓋的造價(jià)大約占結(jié)構(gòu)總造價(jià)的9%～13%，其重量占房屋總重量的22%左右，所以，選擇合理的樓蓋體系非常重要。當(dāng)前，鋼筋混凝土樓蓋體系在國外應(yīng)用極為普遍。種類也比較多。包括：（1）現(xiàn)澆梁板式樓蓋；（2）井字樓蓋；（3）無梁樓蓋；（4）預(yù)應(yīng)力框架扁梁密肋樓蓋；（5）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，樓蓋類型也更加多樣化，其結(jié)構(gòu)體系的選擇空間也越來越大。在相同條件，要經(jīng)過計(jì)算比較并結(jié)合施工條件等其他因素，選擇綜合效益較好的樓蓋體系。

2.6配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

配電所是供配電的重要部分，同時(shí)也是電路運(yùn)行的關(guān)鍵所在。在設(shè)計(jì)階段，要對各類問題引起重視，首先是地址選擇，配電所由電容器室、變壓器室和高壓配電室等，但是由于組成部分不是固定的，因此，需要結(jié)合目標(biāo)設(shè)定要求進(jìn)行，如果配電和低壓設(shè)備沒有帶有可燃油，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范以及要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證變電系統(tǒng)的完善性。具體設(shè)計(jì)流程，如圖1所示。在具體設(shè)計(jì)階段，節(jié)能設(shè)計(jì)形式經(jīng)濟(jì)性比較高，為了使其符合節(jié)能設(shè)計(jì)模式要求，需要注重建筑區(qū)消耗指標(biāo)的落實(shí)，以全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析案例為標(biāo)準(zhǔn)，如果存在過度消耗的現(xiàn)象，則對變壓器、照明燈具等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。以照明為例，設(shè)計(jì)人員可在樓道中使用聲控?zé)簦用袷褂脮r(shí)會開啟，檢測樓道沒有聲音就會自動(dòng)關(guān)閉，避免燈光長時(shí)間開啟，從而產(chǎn)生額外的電量消耗，節(jié)約電能。為了提升節(jié)能效果，可以將容量提升到新的等級，增加數(shù)量，滿足經(jīng)濟(jì)性和可靠性指標(biāo)要求。配電室、變壓器室、電容器室的頂棚及變壓器室的內(nèi)墻面應(yīng)刷白，地面采用高標(biāo)號水泥抹面壓光或用水磨石地面。

結(jié)語

總而言之，供配電設(shè)計(jì)是民用建筑設(shè)計(jì)的非常重要的一部分，從近的角度考慮其直接關(guān)系到建筑成本費(fèi)用支出，從遠(yuǎn)的角度考慮關(guān)系到人們?nèi)粘Ｉ钆c建筑物使用性能，同時(shí)還會對電網(wǎng)供電產(chǎn)生一定的影響。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行民用建筑供配電設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該結(jié)合堅(jiān)持可靠性、簡潔性、安全性原則，充分考慮設(shè)計(jì)方案在具體施工中的可行性，滿足民用建筑物配電方案中的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求，結(jié)合工程特點(diǎn)及本地用電情況，在保證使用需求的同時(shí)，降低建筑投資成本，提高民用建筑供配電設(shè)計(jì)的整體水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]洪飛.淺談高層民用建筑供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中外建筑，2003（05）：15.

（作者單位：中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司）