合理设计建筑电气

　　建筑电气设计是指根据建筑物的功能需求，通过合理规划、布局和安装电气设备，实现建筑物内外的电力供应，照明，安全保护，通信等功能的系统设计。

　　建筑电气在设计过程中对建筑使用功能及节约基建投资是极为重要的。在项目的设计过程中，往往由于项目的特殊性导致设计的整体周期缩小。因时间压缩并且设计任务繁重，很多设计师在设计过程中忽视了项目的合理性及经济性，使业主方在电气设备投资方面造成重大浪费。建筑电气设计中的经济性考虑就是在电气设备的选型与运行成本达到经济合理。下面就电气设计组成以及如何考虑经济性展开讨论。

　　1、建筑电气设计主要内容：

　　(一)照明光源与灯具选择：

　　1、根据车间不同的功能和使用环境要求，选择合适的光源和灯具，以满足照度、色温和显色指数的要求。

　　2、根据车间的空间布局和功能要求，合理布置灯具的方向、位置和数量，并且根据人员动向，房间的功能设计照明控制方式，以实现节能和舒适的照明环境。

　　3、根据设计的灯具数量计算照明负荷，合理设计照明配电系统，包括线路的敷设和走线敷设及保护方式。

　　4、照度计算公式：E=(Φ×n×N×MF×UF)/A，式中E=工作面的维护平均照度(lx);Φ=灯初始光通量(lm);n=每个灯具所含光源的数量;N=灯具数量;MF=设备维护系数;UF=设备利用系数;A=工作面的面积。照度标准值按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx分级。lx(勒克斯)为照度单位。

　　(二)供配电系统设计：

　　1、首先确认供电电源的电压、频率和中性点的接线方式，以满足建筑物内的各种用电设备和消防设备的用电需求。

　　2、根据车间内不同的用电设备的用途和重要性，将其用电负荷分为一、二、三级负荷，分别计算不同用电负荷的功率。

　　3、根据计算出来的不同用电负荷的功率和供电要求，确定变电室的房间的大小、位置、出线方式、变压器数量及容量大小。

　　4、配电系统图设计：

　　5、电缆线管管径选择：

　　(三)消防电气系统设计：

　　1、根据不同房间大小和用途，选择不同的火灾自动报警系统，包括探测器的型号及布置、报警器与消防主机系统的控制方式等。

　　2、根据房间的布局，确认安全出口位置，设计可靠的消防电源和应急照明系统，以确保火灾时设备和人员的安全疏散。

　　3、根据消防设备的需求，设计合理的配电和控制方案，以确保火灾时设备的正常工作和有效的运行。

　　(四)防雷接地系统设计

　　1、根据建筑物的重要性和所处地区的防雷风险，将建筑物的防雷等级划分为三个等级。

　　2、根据建筑物划分的防雷等级，选择合适的防雷措施，包括合理设计接闪器，引下线和接地装置。

　　3、根据接地电阻值的要求和接地装置的敷设方式合理设计接地系统，以确保设备和人员的安全。

　　2、建筑电气设计的经济性考虑：

　　经济性考虑同样是设计电气各系统的重要原则。在设计中如何兼顾安全和经济，降低建设和运行成本，是电气设计师需要考虑的问题。

　　电气设计在可靠性与经济性二者之间即矛盾又统一，如果过度强调供电可靠性，以配电系统为例，用电设备均从变配电所低压母线放射式供电，必然会造成配电柜及敷设电缆增多，投资增大，导致不必要的浪费，使经济性下降;如果过度强调经济性，减少配电柜数量，敷设线路单一，必然会影响供电可靠性，当发生事故需要停电时，不同房间内设备会受到波及，影响生产效率，从而又会带来损失，可见这样的结果是不但降低了可靠性，同时经济性也降低。因此在处理这些矛盾时，应当先满足可靠性的同时再提高经济性。

　　1、高压配电系统是整个建筑物配电的源头核心，因此在此部分设计过程中应当考虑设计的可靠性，选择安全可靠的产品。

　　2、低压配电系统有放射式、树干式、环形这几种接线方式。放射式的特点是引出线发生故障时互不影响，供电可靠性高。但在一般情况下，金属消耗大，使用开关设备较多,该接线适用于设备容量大或负荷性质重要、潮湿及腐蚀性环境的车间。树干式接线在一般情况下，采用的开关设备较少，金属消耗少，但当干线发生故障时影响范围大，供电可靠性差。它适用于机械加工车间、机修或工具车间。环形接线的供电可靠性较高，任何一条线路发生故障或检修时，都不至于供电中断。另外,该接线的电能损耗和电压损耗较少。但该接线的保护装置及整定配比比较困难,配合不当，易产生误动作，影响正常供电，由于设计系统的不同，会产生很大的价格差，直接影响到基建的初期投资，这里包括系统的构成与设计时计算系数的选用。因此选择不同要求合理选择不同出线方式。

　　3、如何设计能降低电气设备的成本呢?可以从两个方面解决，第一减少低压柜的出线回路，第二在设计的过程中选择好需要系数、同时系数以及功率因数，下面就分别从这两个方面讨论：

　　(1)合理分配低压柜出线回路

　　首先根据将用电负荷分类确认，将同一区域内相同性质的负荷，按照计算负荷，合理分配同一馈线柜出线，这样做可以减少低压柜的出线回路，减少低压柜的台数，降低设备成本，缺点是当出线端故障或馈电回路检修时会造成大范围的断电。然而此种情况发生的可能性非常低。现在电气设备的性能越来越好，通常在不出现电气故障的情况下是免维护不用检修的，因此在非重要负荷采用大容量回路出线是可行的，也是降低电气设备成本的有效方法。

　　(2)正确选择需要系数、同时系数以及功率因数

　　负荷计算是按载流量选择导体与电器的重要依据，同时根据《建筑工程设计文件编制深度规定》要求供配电工程设计必须提供负荷计算书。目前负荷计算的方法主要有需要系数法、利用系数法等，我国电气设计人员最常用的是需要系数法。需要系数选用是否准确亦直接影响到计算电流，从而影响电缆(导线)、保护开关的大小;同时系数取值还直接影响变压器大小的选择，若取值偏大而选择大容量变压器时，会造成将来变压器运行时损耗的增大。

　　例如一个4万平米注塑机工业厂房，业主方提供设备铭牌功率为10800KW按照常规设计思路，设备同时需要系数若保守取值为0.8 则设计选用需要4台2500kVA干式变压器，而实际注塑机实际运行电流只有铭牌功能的0.3-0.5之间，由于设备实际运行电流低，甲方只用2台2500kVA的变压器带所有的负荷，这本身就反映出设计时计算系数取得保守偏大。在我们做设计时要考虑发展前景，应当留有余量，但这些年的发展过程中，随着设备工艺流程水平的提高，电量并没有大幅上升，因为选用节能的设备以及生产智能化水平的提高大部分，对用电量的需要很低，因此我们在设计中应当结合实际，系数应取值合理。

　　结语

　　综上所述，设计应在满足可靠性、长期稳定使用为原则，结合实际需求，在经济性上充分考虑，结合现场实际数据计算可以更加贴合真实。现科技更新超速迭代，更多新的科学技术不断应用到建筑市场上来，应不断学习提高，为智慧工程建设助力。