探討建筑供配電設(shè)計(jì)的常遇問(wèn)題

易明

（廣州電力設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510610）

0 引言

現(xiàn)代生活中，隨著人們生活水平的提升，對(duì)居住環(huán)境、生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，因此，在科學(xué)技術(shù)的支持下，越來(lái)越多的電氣設(shè)備被廣泛應(yīng)用到建筑中，成為創(chuàng)造、維持和改善人們生活和工作環(huán)境中的電、光、聲、冷、暖等環(huán)境的重要因素。而要想真正發(fā)揮這些電氣設(shè)備的功效，更好地為人們的工作和生活服務(wù)，就必須提高建筑供配電設(shè)備的設(shè)計(jì)，使這些電氣設(shè)備能夠保證穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在當(dāng)前研究建筑供配電設(shè)備的設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)工作的水平就具有十分重要的意義。

1 建筑供配電設(shè)備設(shè)計(jì)工作的重要意義

在建筑供配電系統(tǒng)中，從電源進(jìn)戶起到用電設(shè)備的輸入端止的整個(gè)電路中，需要完成在建筑內(nèi)接受電能、變換電壓、分配電能、輸送電能等任務(wù)，這些任務(wù)的完成需要一定數(shù)量的配電設(shè)備，對(duì)其功率及位置的設(shè)計(jì)工作十分重要，因?yàn)楣┡潆娤到y(tǒng)直接面向用電設(shè)備及其使用者，因此供、用電的安全性十分重要。在實(shí)際生活中，我國(guó)的電力負(fù)荷根據(jù)供電的可靠性以及發(fā)生中斷供電后在政治上造成影響的大小程度或者是在經(jīng)濟(jì)上造成損失的程度，依次分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)這三個(gè)等級(jí)的負(fù)荷。而一般建筑物，特別是民用建筑，大多是三級(jí)負(fù)荷，但隨著國(guó)民生活水平的提升，大多數(shù)家庭采購(gòu)很多大功率的家用電器，如冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等，這些家用電器的功率較高，如果建筑供配電設(shè)備設(shè)計(jì)不合理，用電負(fù)荷達(dá)不到要求，極易導(dǎo)致電纜用功率過(guò)大發(fā)熱而發(fā)生火災(zāi)，此外，如果建筑供配電設(shè)備設(shè)計(jì)配置過(guò)高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出實(shí)際的使用需求，就會(huì)造成一定的資源浪費(fèi)，并且導(dǎo)致建設(shè)成本的增加，從而影響建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，加強(qiáng)建筑配電設(shè)備設(shè)計(jì)工作，提高設(shè)計(jì)的水平，不僅能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，避免火災(zāi)等安全事故的發(fā)生，提高建筑項(xiàng)目各參與方的經(jīng)濟(jì)效益，并提升項(xiàng)目的社會(huì)效益，同時(shí)還能滿足人們生活的用電需求，提升人們生活的滿意度和幸福感。

2 建筑供配電設(shè)備設(shè)計(jì)工作應(yīng)遵循的原則

2.1 滿足使用功能

在建筑供配電設(shè)備設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)工作者首先必須要遵循滿足建筑物及業(yè)主使用功能的原則，這也是建筑供配電設(shè)備電路設(shè)計(jì)方案必須遵循的基本原則。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平越來(lái)越高，對(duì)于室內(nèi)溫度、濕度、潔凈度、換氣以及噪聲等具有越來(lái)越高的要求，同時(shí)，很多大功率的家用電器逐漸成為居民日常生活中的標(biāo)配，因此，在電氣負(fù)荷方面，設(shè)計(jì)人員必須保證建筑供配電設(shè)備能夠滿足業(yè)主的用電負(fù)荷。

2.2 節(jié)能降耗減排

當(dāng)前，國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能降耗減排的綠色發(fā)展理念。在實(shí)際生活中，電氣設(shè)備的增多，會(huì)導(dǎo)致電力能源的消耗能量，這就對(duì)建筑供配電設(shè)備提出更高的要求，必須滿足建筑電氣設(shè)備的使用需求，且還要預(yù)留一定的富余量。因此，作為設(shè)計(jì)人員，必須結(jié)合建筑電氣設(shè)備的實(shí)際情況，選擇合適的節(jié)能降耗方法，最大限度減少能源的消耗。在具體操作中，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)業(yè)主的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)合適的電氣負(fù)荷，并選擇合適的電纜截面和高低壓柜的斷路器，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，最大限度實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗減排，提高建筑施工的社會(huì)效益。

2.3 保證經(jīng)濟(jì)效益

在建筑供配電設(shè)備設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員還要遵循保證經(jīng)濟(jì)效益的原則，即：設(shè)計(jì)人員不能為滿足建筑物及業(yè)主的使用需求而增大消耗，也不能一味追求低耗能，而是必須綜合考慮建筑物及業(yè)主電氣設(shè)備的使用情況，然后借助大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算最適宜的數(shù)據(jù)，從而有效控制成本造價(jià)，避免浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生，提升項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

3 影響建筑電氣供配電系統(tǒng)可靠性的因素

3.1 合理的負(fù)荷計(jì)算

當(dāng)下建筑業(yè)態(tài)繁多，不同業(yè)態(tài)的電氣設(shè)備有著不同的運(yùn)行特色，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)選擇負(fù)荷計(jì)算方式。主流的計(jì)算方法有以下幾種：①需要系數(shù)方。此方法適合大部分場(chǎng)景的功率計(jì)算，常用于已知負(fù)荷的精確計(jì)算中；②利用系數(shù)法。此方法運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)作為計(jì)算手段，常用于電機(jī)負(fù)荷計(jì)算，結(jié)果比較精確；③用電指標(biāo)法。此方法運(yùn)用負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)密度值，根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模推導(dǎo)負(fù)荷需求量，常用于項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)階段。選擇適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法后，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)拆分負(fù)荷等級(jí)，負(fù)荷的影響程度分為一級(jí)中特別重要、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)負(fù)荷四種。其中一級(jí)負(fù)荷在整個(gè)系統(tǒng)中的影響最大，主要針對(duì)自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、消防泵等安全保護(hù)設(shè)施。此類負(fù)荷大量使用電機(jī)，計(jì)算時(shí)宜保留較多余量；而不重要負(fù)荷，對(duì)建筑不構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)的宜從實(shí)際出發(fā)，不宜過(guò)度放大。

3.2 匹配的供電線路及其保護(hù)

在優(yōu)化供配電系統(tǒng)時(shí)，要認(rèn)真研究建筑電氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范，充分考慮建筑物的運(yùn)行特性，詳細(xì)分析供配電系統(tǒng)使用的實(shí)際環(huán)境，綜合各方面的意見和情況后，制訂科學(xué)合理的敷設(shè)方式。建筑物中各用電點(diǎn)距離系統(tǒng)始端長(zhǎng)度不一，敷設(shè)環(huán)境千差萬(wàn)別，選擇供電線路時(shí)需從產(chǎn)品載流量、電壓降、環(huán)境溫升、磁場(chǎng)強(qiáng)度等客觀條件出發(fā)選擇供電線路。線路過(guò)大將產(chǎn)生不必要的成本浪費(fèi)，且不便施工。而線路偏小則帶來(lái)消防隱患和使用質(zhì)感的下降，給項(xiàng)目帶來(lái)負(fù)面口碑。在選取載流導(dǎo)體時(shí)，應(yīng)使用科學(xué)的手段，全面校核供電線路各指標(biāo)，確保保護(hù)裝置能匹配線路。

3.3 適度的無(wú)功補(bǔ)償及濾波

隨著社會(huì)科技的發(fā)展，用電設(shè)備類別與過(guò)往有不少區(qū)別。當(dāng)下建筑工程中大量使用的LED 燈具、電腦、變頻空調(diào)等設(shè)備產(chǎn)生多種諧波，導(dǎo)致正常電力波形發(fā)成畸變，嚴(yán)重危害供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行及縮短其他設(shè)備的壽命。同時(shí)，建筑中大量使用的諸如電梯、消防泵、大型空調(diào)等電機(jī)類設(shè)備消耗系統(tǒng)大量無(wú)功，加大功角偏差，使能耗增加。供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合成本，從負(fù)荷類別出發(fā)，合理配置一定數(shù)量的濾波裝置和無(wú)功補(bǔ)償裝置，確保系統(tǒng)電壓及波形穩(wěn)定，從而提高供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

4 建筑配電設(shè)備設(shè)計(jì)的提高策略

4.1 嚴(yán)格進(jìn)行施工圖紙的會(huì)審

在建筑工程項(xiàng)目施工建設(shè)之前，業(yè)主、施工企業(yè)、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位應(yīng)聯(lián)手對(duì)施工圖紙進(jìn)行會(huì)審，提高施工設(shè)計(jì)方案的可行性。在進(jìn)行圖紙會(huì)審工作時(shí)，業(yè)主、監(jiān)理單位和施工企業(yè)必須派遣電氣專業(yè)人員認(rèn)真進(jìn)行圖紙的會(huì)審，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作中存在的瑕疵，徹底消除后續(xù)施工過(guò)程中可能發(fā)生的隱患問(wèn)題，避免出現(xiàn)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。在圖紙會(huì)審工作中，參與會(huì)審的人員首先要審核建筑配電設(shè)備工程的施工圖是否齊全，然后縱觀整套施工圖，將其與圖紙目錄進(jìn)行對(duì)比，并細(xì)心檢驗(yàn)圖紙中不同施工環(huán)節(jié)詳細(xì)的施工技術(shù)要點(diǎn)，特別是建筑照明、通訊、電力及其他需要預(yù)埋套管的位置和標(biāo)高設(shè)計(jì)是否合理；其次，會(huì)審人員還要系統(tǒng)檢驗(yàn)電氣施工各種系統(tǒng)圖、平視圖、細(xì)節(jié)圖以及通用圖等，并細(xì)心核驗(yàn)引用圖集的標(biāo)準(zhǔn)圖是否統(tǒng)一、動(dòng)力配電和控制設(shè)計(jì)是否符合建筑的標(biāo)準(zhǔn)和要求；最后，會(huì)審人員還必須認(rèn)真審核建筑結(jié)構(gòu)圖中的墻、梁、柱的位置是否合理，電氣器具的布置是否對(duì)稱，以及光照度是否合理等，確保工程施工的順利進(jìn)行。

4.2 科學(xué)設(shè)計(jì)并選用供配電變壓器

在設(shè)計(jì)工作中運(yùn)用到的供配電變壓器，因?yàn)樯a(chǎn)廠家在制造材料、工藝等方面存在一定的差異，導(dǎo)致其生產(chǎn)的設(shè)備在性能、市場(chǎng)價(jià)格也存在一定的差異。作為設(shè)計(jì)人員，必須遵循“滿足使用功能、節(jié)能降耗減排和保證經(jīng)濟(jì)效益”的原則，科學(xué)、合理地設(shè)計(jì)并選擇合適的供配電變壓器。在具體的設(shè)計(jì)工作中，為了更加便于操作，設(shè)計(jì)人員可以不用考慮資金占用情況以及設(shè)備的使用年限等問(wèn)題，只需要分析不同型號(hào)的設(shè)備在費(fèi)用支出方面的價(jià)格差，以及各設(shè)備年耗電的電費(fèi)差即可，然后根據(jù)《關(guān)于節(jié)約能源基本建設(shè)項(xiàng)目可行性研究的暫行規(guī)定》中對(duì)于建筑供配電變壓器計(jì)算投資回收年限的相關(guān)規(guī)定和要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)工作中選擇該設(shè)備的型號(hào)時(shí)，應(yīng)選用在空載及負(fù)載時(shí)，電能損耗都相對(duì)較小的節(jié)能型設(shè)備。

4.3 科學(xué)設(shè)計(jì)并選擇電氣設(shè)備材料

在建筑供配電設(shè)備設(shè)計(jì)工作中，電氣設(shè)備原材料的選用工作也十分重要，直接關(guān)系后續(xù)施工的質(zhì)量。因此，作為設(shè)計(jì)人員，還必須科學(xué)設(shè)計(jì)并選擇電氣設(shè)備原材料。在具體操作中，設(shè)計(jì)人員必須熟悉各種電氣設(shè)備的電氣性能，合理選用。此外，為了保證原材料采購(gòu)的質(zhì)量，還應(yīng)采用招投標(biāo)的方式來(lái)進(jìn)行，選擇出具有國(guó)家認(rèn)證許可的知名廠家生產(chǎn)的電氣設(shè)備，確保其生產(chǎn)的電氣設(shè)備符合建筑施工的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電力系統(tǒng)作為整棟建筑中一個(gè)龐大且復(fù)雜的工程，對(duì)于整棟建筑的穩(wěn)定性有著重要的影響，并且其安全性和經(jīng)濟(jì)性會(huì)直接影響人們的日常生活，因此電力系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。要保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，做好建筑電氣供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作是前提，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方式，提高電氣供配電系統(tǒng)的安全性和可靠性，使電力系統(tǒng)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮到最大。