基于建筑電氣的供配電設計研究

韓強定 深圳市鎰銘機電工程顧問有限公司

1 前言

當前在社會發(fā)展的背景下，人們對于生活質量的追求越來越高，已經不滿足于基本的溫飽需求，對于居住環(huán)境提出了更高的要求，因此，建筑行業(yè)的發(fā)展也越來越朝向智能化、功能化的趨勢發(fā)展。

電力是人們生活中必不可少的一項基本需求，在建筑行業(yè)中對于也需要電力的供應。為了實現這一目標，建筑電氣系統(tǒng)中供配電線路的設計必須要合理化和科學化，這與建筑能耗具有重要的聯系。

為此，針對建筑的供配電線路設計一定要從多個角度去分析和考慮，針對現有問題去不斷完善設計方案，明確線路設計的要點，把握好線路設計的基本原則，以精準的數據來進行線路設計工作。

2 建筑電氣的供配電設計原則

2.1 實用性原則

在建筑電氣供配電線路的設計中首先要遵循實用性的原則，要結合建筑對電氣的實際需求來選擇最佳的方式設計線路，保證線路設計方案能夠與實際情況相符合，最大化的保障線路設計的合理性。

例如：建筑企業(yè)在設計供配電線路設計之前，要先對建筑進行整體的分析，包括外觀和內在等多方面，一方面要結合建筑的外觀進行線路設計，盡量不要選擇明線設計的方式，保證建筑的美觀性；另一方面在建筑內部盡量采取埋線的方式，將電線等隱藏起來，對于插座位置的選擇要以具體的裝修情況為主，根據家電的位置選擇最佳的設計形式，保證供配電線路設計的合理性。

2.2 節(jié)能性原則

在建筑電氣供配電線路設計中，一定要以節(jié)約耗能為最為核心的目的，并且將節(jié)能理念貫徹落實于整個設計環(huán)節(jié)中。這就需要在設計之前，相關人員必須要對建筑的整體情況進行考察，做到全面、細致的分析，以實際情況為基礎來優(yōu)化和完善設計方案。對于建筑電氣供配電線路設計中能耗的節(jié)約主要包括傳輸過程中的能耗、變壓器功率耗能等。

2.3 經濟性原則

建筑電氣供配電線路設計中既要牢記節(jié)能的原則，同時也要兼顧經濟性的目標，要保持節(jié)能和經濟之間的一個平衡性。想要保證節(jié)能必然會在一定程度上增加成本投入，但是一定要考慮成本問題，不能為了追求節(jié)能一直增加成本，造成項目經濟壓力，為了遵循經濟性的原則，可以從以下幾方面入手。

首先，可以從材料上進行控制，對于供配電線路設計的材料要最大化地節(jié)省成本，相關人員應該貨比三家，做好建筑材料的選擇工作，盡量保證經濟性和節(jié)能性的統(tǒng)一。

其次，管理人員一定要做好統(tǒng)籌管理工作，在供配電線路設計的各個環(huán)節(jié)中都要注意成本的控制，盡最大可能節(jié)約成本，提高施工效率。需要其在設計和施工之前，要先對電路設計設備進行檢查，保證線路設計和施工的過程中能夠順利地完成，減少突發(fā)事件的發(fā)生，這樣才能夠提高使用效率，避免重復工作加大成本壓力，這也是建筑電氣供配電設計經濟性原則的重要體現形式。

3 建筑電氣的供配電設計要點

3.1 合理選擇導線

在建筑電氣的供配電設計中，在把握好相關原則的前提下，要精準把握一些要點來保證設計的合理性和科學性。首先要合理選擇導線，導線的選擇要保證安全和穩(wěn)定。在導線的選擇上，相關人員要根據不同的建筑電氣需求來選擇規(guī)格，包括電線材質、電流電壓選擇等方面。一般建議選擇鋁線和銅線兩種材質，因為能夠具有較好的保護作用，但也要考慮實際情況。

例如：如果在建筑電氣供配電設計中想要達到較小線路損耗的效果，可以選擇電阻小導電率好的導線，但同時必須要考慮導線的電量負荷能力，遵循經濟性、節(jié)能性的原則。

3.2 確定線路路徑

在建筑電氣供配電設計中，在合理選擇導線之后要將線路路徑確定下來，在允許的范圍內盡量縮小供電線路的距離，這樣可以最大化的降低過程中的能量損耗。一般來講，電荷的控制應該有一個比較精準的數據，比如抵押供配電設計要以周圍200m為最佳距離。

假設需要供配電的建筑單層建筑面積能夠達到10000m2，那么在供配電線路的設計上至少要3 個配電室才能夠達到工作標準。因此，在供配電設計路徑的選擇上盡量選擇多點分布的方式，來達到更好的供配電效果。

3.3 合理選擇配件

在建筑電氣供配電設計中，除了要合理選擇導線之外，在一些其他的配件上也要精準選擇，遵循一定的標準去合理選擇，其中最為重要的配件就是開關，開關的選擇標準是直流電壓不要超過400V，交流電壓不超過500V，這是最基本的選擇方式。

在此前提下，可以結合建筑需求選擇一些新型的開關，比如空氣開關，空氣開關可以最大化地保證用電安全，因為當超出電流負荷之后，空氣開關會自動斷開，保證用電安全。

3.4 科學選擇導體

除卻導線、開關之外，在導體的選擇上也很重要，上文中說過大多數以鋁線和銅線為主，但是兩者之間也存在一定的差異，一般來說，民用建筑比較適合用銅線作為導體。

例如：如果是針對民用建筑正常情況下的線路設計和敷設，可以選擇用聚氯乙烯絕緣保護的導線進行操作。而對于一些特殊建筑，比如消防、公安等建筑就需要選擇一些保護性能更高的導體，避免起火。

4 建筑電氣的供配電設計路徑

在明確建筑電氣的供配電設計原則、要點之后，對于設計的具體路徑和方法也應該有一個深入的研究，這樣才能夠真正將供配電線路設計工作貫徹落實于實處，不會讓其變成一種形式主義的工作。

4.1 做好負荷登記工作，做好負荷容量的計算

在建筑電氣供配電的設計過程中，一定要做好負荷登記的工作，結合具體的情況，按照一定的標準來完成。首先要明確負荷量的等級，一般來說，負荷量等級分為三級：一級負荷是消防電梯、疏散電梯、地下室等，二級負荷是建筑中的常見電梯設備和生活用電需求，三級負荷是除了一、二級符合外的所有范圍。

在建筑電氣供配電設計和施工之間，要根據負荷量等級來完成基本的設計工作，明確此次設計的標準。一般來說會將負荷量按照等級分為民用建筑用電和商業(yè)建筑用電，按照不同的標準來完成供配電的設計工作，對于民用建筑用電可以按照基本標準完成供配電的線路設計即可，而對于商業(yè)用電一般需要由商業(yè)變電房提供所需電量，滿足用電需求。對于負荷容量的計算一般采取單位容量法和負荷密度法兩種方式，一定要保證計算的精準性。

4.2 保證供配電電壓的合理設計

在建筑電氣的供配電設計中，電壓是一個必須且關鍵的內容，電壓系統(tǒng)的合理設計能夠保障供配電系統(tǒng)的正常運行，最大化地保證用電安全，減少安全隱患。對于大多數建筑來說，對于電壓的選擇并不需要過于重量級的負荷要求，一般以一級負荷為主，所以在電壓的設計和選擇上可以將應急發(fā)電機組作為主要的發(fā)電設備，滿足建筑中對于電量的需求。

與此同時，在供配電電壓的設計和選擇上還需要考慮電壓的具體數值，一般情況下，建筑電氣供配電中電壓設計都選擇380/220V 即可，只有一些特殊建筑需要選擇相對獨立的10kV的高壓電源。這種高壓電源的選擇要根據建筑的具體情況來綜合考慮，并且在設計和施工中一定要保障安全性與可行性，在合理的范圍內進行施工，一定要保障建筑電氣供配電設計的安全性。

4.3 做好變電設備所的布局工作

做好變電設備所的布局工作也是建筑電氣的供配電設計中一個關鍵的環(huán)節(jié)，其前提是要做好變電設備所的位置和數量，根據位置和數量去進行變壓器的選擇，選擇最佳的變壓器容量。

一般來說，變壓器容量都會在75%～85%之間，這樣能夠最大化地保障建筑電氣供配電的需求及安全。變電所的布局需要根據整個項目的開發(fā)分期情況、總容量、業(yè)態(tài)分布及距離長短來確定，原則上供配電變電設備所距離終端供電設備要小于200m、要按不同業(yè)態(tài)不同管理方進行分布布置，變電所的布置要盡量靠近負荷中心，減少一次投資和后期運營損耗。

4.4 做好建筑電氣接地系統(tǒng)的設計

在建筑電氣的供配電設計中，做好接地系統(tǒng)的設計工作也至關重要，一般來說接地系統(tǒng)有三種形式：保護接地、防雷接地和重復接地。保護接地指的是利用設備外部可以導電的部分進行接地，將電流引入到大地中，避免人體的直接接觸而產生觸電的危險，連接線多以PE線為主。

當前人們在建筑中使用的電氣設備越來越多，保證用電安全是一個非常重要的問題，為此保護接地工作非常重要。防雷接地主要是避免在雷雨天發(fā)生用電安全隱患問題，以免雷電產生導電現象，從而對人們的安全造成隱患。為了做好防雷接地設計，一般要將接地電阻控制在10Ω以下，這樣可以最大化地減少雷電對于建筑內布線系統(tǒng)和電氣設備的影響。

重復接地指的是當電氣接地系統(tǒng)中的PE線出現斷線的情況時，可能會不具備保護的作用，或者保護效果會有所減弱，此時可以通過重復接地來進行補救工作，再次保證建筑內人員的人身安全。不過不到特殊情況盡量避免重復接地，且重復接地的電阻值要控制在4Ω以下。

5 結束語

綜上所述，電氣系統(tǒng)是建筑工程中的重要組成部分，為此保證電氣供配電設計的合理性是非常關鍵的一個任務，相關人員要明確供配電設計的原則和要點，在此基礎上通過不斷的嘗試和實踐來總結經驗，找到最佳的建筑電氣供配電設計路徑，保證電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，提高線路設計的有效性。