工業(yè)建筑中電氣設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用

摘"要：電氣設(shè)計(jì)作為工業(yè)建筑中非常重要的一環(huán)，關(guān)系到整個(gè)工業(yè)建筑的安全性、穩(wěn)定性和高效性。本文根據(jù)已有文獻(xiàn)，對(duì)電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及其應(yīng)用方法進(jìn)行了探討。首先闡述了供電方案、照明系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的要求；然后提出了電氣設(shè)計(jì)的常用方法及需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題；最后結(jié)合實(shí)際案例對(duì)電氣設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；電氣設(shè)計(jì)；電力系統(tǒng)文章編號(hào)：2095-4085（2024）05-0099-03

0"引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)建筑越來(lái)越受到人們的關(guān)注［1］。工業(yè)建筑中，電氣設(shè)計(jì)是非常重要的一環(huán)。電氣設(shè)計(jì)的好壞直接影響到工業(yè)建筑的質(zhì)量和安全。因此，研究和應(yīng)用工業(yè)建筑中電氣設(shè)計(jì)顯得尤為重要。工業(yè)建筑中電氣設(shè)計(jì)的目的是滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，保障生產(chǎn)過(guò)程的安全和穩(wěn)定［2］。電氣設(shè)計(jì)需要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)和要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括電力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)配合、各種設(shè)備和設(shè)施的使用需求及電氣安全問(wèn)題，以保證電氣工程的順利進(jìn)行、滿足場(chǎng)景的電氣需求及保障人員和財(cái)產(chǎn)安全［3］。因此，本文對(duì)電氣設(shè)計(jì)的要求、電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用的方法以及電氣設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討及闡述，希望為未來(lái)電氣設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供理論支持。

1"工業(yè)建筑中電氣設(shè)計(jì)的要求

1.1"電力系統(tǒng)的要求

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是保障建筑正常運(yùn)行的關(guān)鍵，因此工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)中電力系統(tǒng)是極為重要的。工業(yè)建筑對(duì)電力系統(tǒng)有以下要求：

（1）供電可靠性。工業(yè)建筑對(duì)電力系統(tǒng)的供電可靠性有很高的要求，需要在異常情況下能夠及時(shí)供電，并且供電電壓偏差不能超過(guò)5%。

（2）安全性和穩(wěn)定性。工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)應(yīng)該具有很高的安全性和穩(wěn)定性，能夠保證建筑內(nèi)部設(shè)備的正常運(yùn)行。

（3）經(jīng)濟(jì)性。工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的經(jīng)濟(jì)性，能夠有效降低能源消耗和維護(hù)成本。

（4）工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)還應(yīng)具備自動(dòng)化和智能化，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和監(jiān)測(cè)。

（5）電力系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的。電氣設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)負(fù)載情況和電網(wǎng)電壓等因素選擇合適的節(jié)能變壓器，變電所及電氣豎井應(yīng)靠近負(fù)荷中心設(shè)置，或采用新工藝、新技術(shù)及新材料等，以盡量減少電能消耗。電氣設(shè)計(jì)還應(yīng)對(duì)變壓器設(shè)置退出運(yùn)行措施，以面對(duì)季節(jié)性負(fù)載及生產(chǎn)工藝負(fù)載等情況。除此之外，工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)應(yīng)該注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，盡量減少對(duì)環(huán)境的影響?？傊?，工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)中電力系統(tǒng)是非常重要的，需要在滿足供電可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性和可持續(xù)發(fā)展等方面進(jìn)行綜合考慮。

1.2"照明系統(tǒng)的要求

照明系統(tǒng)作為建筑內(nèi)重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，負(fù)責(zé)提供室內(nèi)必要的亮度和對(duì)比度，以保證員工工作和視覺(jué)效果。工業(yè)建筑對(duì)照明系統(tǒng)有以下要求。

（1）安全性和可靠性。照明系統(tǒng)必須具備良好的安全性和可靠性，能夠在異常情況下及時(shí)修復(fù)，并且不會(huì)對(duì)員工造成傷害。

（2）舒適性和節(jié)能。照明系統(tǒng)應(yīng)該能夠提供良好的視覺(jué)舒適性，并盡量減少對(duì)環(huán)境的影響。照明系統(tǒng)還應(yīng)該具備節(jié)能性，能夠在較低的能耗下實(shí)現(xiàn)良好的視覺(jué)效果，如采用高效節(jié)能型的鎮(zhèn)流器、LED燈，且照明功率密度應(yīng)符合《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》（GB 55015-2021）中的相關(guān)規(guī)定。同時(shí)，照明系統(tǒng)也應(yīng)該具備靈活性和可擴(kuò)展性，能夠根據(jù)需求進(jìn)行靈活調(diào)整。如《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》（GB 55015-2021）中注明：“電氣設(shè)計(jì)可對(duì)建筑物采取分區(qū)、分組、按照度或按時(shí)段調(diào)節(jié)的節(jié)能控制措施，以適應(yīng)不同的工作環(huán)境”。

（3）自動(dòng)化和智能化。照明系統(tǒng)應(yīng)該具備自動(dòng)化和智能化，能夠自動(dòng)控制亮度和對(duì)比度，并及時(shí)預(yù)警和反饋。

（4）可持續(xù)發(fā)展。照明系統(tǒng)應(yīng)該注重可持續(xù)發(fā)展，盡量減少對(duì)環(huán)境的影響。

1.3"生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的要求

生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)是根據(jù)建設(shè)方提出的對(duì)生產(chǎn)工藝的需求，進(jìn)行電氣的配電設(shè)計(jì)。在進(jìn)行生產(chǎn)工藝電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了確保系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性，需采用一系列技術(shù)、方法和措施。其關(guān)鍵要求包括可靠性、穩(wěn)定性、安全性、可維護(hù)性、經(jīng)濟(jì)性及建設(shè)方使用方便等。工藝需要在方案階段就考慮系統(tǒng)的電量問(wèn)題，工藝的電量影響著設(shè)計(jì)方案的可行性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)行方式等方面。可靠性設(shè)計(jì)是確保電氣系統(tǒng)運(yùn)行安全和穩(wěn)定的關(guān)鍵，需要采用高精度的測(cè)量方法和工具，進(jìn)行系統(tǒng)的故障診斷和定位，并采取相應(yīng)的措施來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，工藝部分的運(yùn)行需要保證系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后仍然能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)，以保證建設(shè)方的使用需求。因此需采用一些技術(shù)和方法來(lái)進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，如穩(wěn)定性測(cè)試、溫度控制、電壓電流等方面的措施。穩(wěn)定性設(shè)計(jì)是確保系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)的重要手段，對(duì)于安全性和可靠性至關(guān)重要。電氣系統(tǒng)涉及到大量的電氣元件和線路，故需要采用一些技術(shù)和方法來(lái)保證系統(tǒng)的安全性。包括安全措施、安全保護(hù)裝置、安全操作規(guī)程等方面，以確保系統(tǒng)在運(yùn)行中避免短路未跳閘、線路過(guò)熱起火等安全問(wèn)題。設(shè)計(jì)工藝時(shí)還需要考慮到系統(tǒng)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的故障和問(wèn)題，并準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)措施，包括故障診斷、維修工具、維修流程等方面的措施，以確保系統(tǒng)在故障發(fā)生后能夠及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。最后，設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足其功能需求的同時(shí)，考慮到其成本和可靠性等方面因素，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。這包括了成本分析、材料選擇、線路走向等方面的措施，可以確保系統(tǒng)在成本和性能之間取得平衡。

綜上所述，生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜而又重要的領(lǐng)域，需要綜合考慮多方面因素。在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，還需要遵循相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，采用先進(jìn)而有效的方法和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施，以確保系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行中始終能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)。

2"工業(yè)建筑中電氣設(shè)計(jì)的應(yīng)用方法

2.1"工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)的常用方法

工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)主要包括電力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)等。其中電力系統(tǒng)是電氣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，主要包括變壓器、配電柜、開(kāi)關(guān)、電線電纜等。在設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)用電設(shè)備的數(shù)量和分布情況，選擇合適的變壓器。同時(shí)，需要合理布置電纜的走向，以確保用電設(shè)備的正常運(yùn)行。照明系統(tǒng)主要包括燈具、開(kāi)關(guān)等。在照明系統(tǒng)的燈具設(shè)計(jì)中，需要注意燈具的功率和布置的整齊性，以提高整體環(huán)境亮度的舒適度。另外，其他因素也需要考慮到電氣設(shè)計(jì)中如線路敷設(shè)方式、電線選擇及插座設(shè)置等。在設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)用電設(shè)備的數(shù)量和分布情況，選擇合適的敷設(shè)方式和電線選擇，以確保線路的正常運(yùn)行和安全使用。除此之外，還需要注意配電箱及電線電纜等是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)及消防要求。

綜上所述，工業(yè)建筑在設(shè)計(jì)中需要綜合考慮各種因素，選擇合適的電氣設(shè)備和電線來(lái)滿足用電設(shè)備的需求。同時(shí)，還需要注意線路敷設(shè)方式和線纜選擇等問(wèn)題。

2.2"電力系統(tǒng)涉及的技術(shù)問(wèn)題

工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)中，電力系統(tǒng)作為核心的技術(shù)環(huán)節(jié)，需要考慮供電可靠性、防雷保護(hù)、智能化控制及安全保障等方面的技術(shù)問(wèn)題。

（1）供電可靠性是電力系統(tǒng)的重要指標(biāo)之一，也是建筑電氣設(shè)計(jì)中需要考慮的重要問(wèn)題。設(shè)計(jì)中需要通過(guò)合理的規(guī)劃和技術(shù)措施，保證電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性和可靠性。

（2）防雷保護(hù)是指在電力系統(tǒng)發(fā)生雷擊故障時(shí)，通過(guò)合理的線路敷設(shè)和設(shè)備設(shè)置，防止雷擊故障對(duì)電力系統(tǒng)造成的影響。

（3）智能化控制是指利用先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的智能控制，如建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等。通過(guò)自動(dòng)化控制手段，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性。

（4）安全保障是工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)問(wèn)題。設(shè)計(jì)中需要確保電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，以保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

（5）設(shè)計(jì)中還需要考慮到電力系統(tǒng)的節(jié)能降耗問(wèn)題。可通過(guò)合理的能源管理策略，來(lái)降低電力系統(tǒng)的能耗，提高電力系統(tǒng)的能源利用效率。綜上所述，工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)中電力系統(tǒng)涉及的技術(shù)問(wèn)題非常復(fù)雜，實(shí)際設(shè)計(jì)中需要根據(jù)具體情況進(jìn)行綜合考慮和調(diào)整，以滿足工業(yè)建筑安全、節(jié)能、環(huán)保和生產(chǎn)成本控制方面的需求。

3"電氣設(shè)計(jì)在工業(yè)建筑中的具體應(yīng)用

本文以全場(chǎng)景免疫診斷儀器、試劑研發(fā)與制造中心項(xiàng)目的電氣設(shè)計(jì)為實(shí)踐案例，詳細(xì)闡述電氣設(shè)計(jì)在工業(yè)建筑中的具體應(yīng)用情況。該項(xiàng)目位于北京市大興區(qū)，南臨慶豐西路（現(xiàn)狀路），東臨百利街（現(xiàn)狀路），北鄰其他工業(yè)用地，西鄰景弘大街（現(xiàn)狀路）。該項(xiàng)目共有1#倉(cāng)庫(kù)、2#～5#車間、6#倉(cāng)庫(kù)、7#車間、倒班宿舍等8個(gè)單體樓，以及地下車庫(kù)、甲類庫(kù)、南門(mén)房及東門(mén)房，總共12個(gè)單項(xiàng)組成?？偯娣e為61 789.72m2。按單位面積用電指標(biāo)60W/m2（可調(diào)），估算總用電量為3 718.96kW，按變壓器75%負(fù)載率，需變壓器容量4 958.6kVA。因此，為該項(xiàng)目擬申請(qǐng)兩路10kV高壓進(jìn)線，從地塊南側(cè)市政道路埋地引入至2#車間首層的高壓分界室，為本工程供電。兩路電源同時(shí)工作，當(dāng)一路電源故障時(shí)，由另一路電源負(fù)擔(dān)本工程的全部二級(jí)負(fù)荷。擬設(shè)三個(gè)變電所，其中在1#倉(cāng)庫(kù)樓座下地下一層設(shè)備區(qū)設(shè)第一處變電所，供1#倉(cāng)庫(kù)、2#車間、東門(mén)房及地下車庫(kù)設(shè)備區(qū)用電；在3#車間樓座下的地下一層車庫(kù)設(shè)第二處變電所，供3#車間、4#車間、倒班宿舍、甲類庫(kù)、地下車庫(kù)及南門(mén)房用電；第三處變電所位于6#倉(cāng)庫(kù)首層北側(cè)，供5#車間、6#倉(cāng)庫(kù)及7#車間三個(gè)單體用電。每處變電所內(nèi)均設(shè)兩臺(tái)變壓器，兩臺(tái)變壓器的上級(jí)電源引自非同一路10kV電源。此3處變電所暫依次命名為1號(hào)變電所、2號(hào)變電所、3號(hào)變電所。變電所的前期容量估算結(jié)果（見(jiàn)表1）。

由表1可知，1號(hào)變電所估算用電量為2 174kW，計(jì)算視在容量為1 522kW，擬設(shè)變壓器1 000kVA*2臺(tái)， 負(fù)載率約76.1%。2號(hào)變電所估算用電量為2 114kW，計(jì)算視在容量為1 480kW，擬設(shè)變壓器1 000kVA*2臺(tái)， 負(fù)載率約74.0%。3號(hào)變電所估算用電量為1 544kW，計(jì)算視在容量為1 158kW，擬設(shè)變壓器800kVA*2臺(tái)， 負(fù)載率約72.4%。綜上所述，該項(xiàng)目總用電估算為5 832kW，計(jì)算視在容量為4 160kW，擬設(shè)變壓器總?cè)萘繛? 600kVA。

4"結(jié)語(yǔ)

電氣設(shè)計(jì)在工業(yè)建筑中起著至關(guān)重要的作用。電氣設(shè)計(jì)的目的是確保建筑物內(nèi)的用電設(shè)備能夠正常運(yùn)行，并滿足使用方的用電需求。首先，本文對(duì)工業(yè)建筑中電氣設(shè)計(jì)的具體要求進(jìn)行探討，以確保電氣設(shè)備能夠正常運(yùn)行。隨后，分析了工業(yè)建筑中電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用方法及關(guān)鍵問(wèn)題，包括供電力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)等。最后，結(jié)合實(shí)際案例對(duì)電氣設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析。通過(guò)研究和應(yīng)用結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在工業(yè)建筑中，電氣設(shè)計(jì)對(duì)于保障建筑物內(nèi)用電設(shè)備正常運(yùn)行、滿足人們用電需求至關(guān)重要。因此，電氣設(shè)計(jì)需要遵循安全性、可靠性、節(jié)能環(huán)保等原則，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)上的改進(jìn)與創(chuàng)新。只有這樣，才能確保電氣設(shè)備能夠正常運(yùn)行并滿足建設(shè)方和使用方的用電需求。

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