时间：2023-05-30 09:25:52
【关键词】民用建筑；结构设计；防震；刚度
随着居民收入的增加，生活质量的提高，民用房屋建筑款式也越来越多样，房屋建筑结构设计水平的要求也在不断的提高，因此建筑结构设计人员，不仅要充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系更要了解到业主具有个性化的思维方法和审美意识,不同时期住户对建筑空间的不同要求。这样不仅能使结构设计达到技术先进，经济合理、安全适用质量安全，而且也能令业主信赖有加、愉悦满意。
1.结构设计
结构设计主要可以按照时间顺序分为三个阶段：第一阶段为结构方案阶段。在此期间，要根据要设计建筑的重要性、类别、建筑高度和层数，建筑所在地的抗震设防烈度，来确定建筑的结构形式；第二阶段为结构计算阶段。在此期间，要根据建筑的结构及其抗震防火参数要计算梁、板的计算跨度、钢筋搭接长度等。第三阶段为施工图设计阶段。要根据建筑的结构体系和设计特点确定其结构平面图、屋顶（面）结构图。
2.结构设计的方法
结构设计的方法主要有五个方面。结构平面图的绘制、屋顶（面）结构图、大样详图、楼梯和基础建材。结构平面图绘制时要注意一个问题：结构软件建模。因为用结构软件建模可以利用软件来进行荷载计算。这样可以检验设计的安全性。当建筑地抗震设防裂度为7及以上时，必须要用软件建模；屋顶（面）结构图要注意建筑的类型差别。因为对于建筑的板跨度较大时要用梁板式，而对于板跨度不大时用折板式处理。正确绘图和设计的关键是设计者必须要具备一定的空间概念，能够正确理解建筑图纸和意图；大样详图在绘制时一定要确保建筑详图准确无误，并且能在保持建筑外形的情况下使结构受力合理和施工方便；楼梯梯板要注意绕度的控制，楼梁下的净高度要满足建筑的要求，而且为了保证上下楼层的位置统一要注意楼梁的位置。基础建材要注意能够符合建筑结构耐久性的要求。比如混凝土、钢筋等，不能不顾安全偷工减料。条基交接部位的钢筋设置要按照标准图来做，其基地面积不能重复利用，应注意调整基础宽度。
3.结构设计的原则
3.1“以人为本”原则。不论是民用建筑还是公用建筑设施都是为人服务的。因此，设计人们心里想要的建筑是设计师最基本的原则。随着经济的发展，人们的生活水平得到不断提高。儿更多的人由去城里居住的思想观念向回归自然转变。因此，对于设计师来讲，在尊重设计地段内土地和环境的前提下，满足人们的生态型建筑要求。
3.2绿色环保设计原则。环境的污染、气候的变坏都在无时无刻的提醒我们要绿色、低碳。所以在建筑设计时也要注重生态、环保，追求人与自然的可持续发展。在设计时要充分考虑当地的自然环境，维护当地的自然地貌特征和原有的植被条件，尽可能的协调绿地、水体和建筑物的关系。
3.3刚柔相济原则。由于要保持建筑的稳定性和强度，所以对于结构的刚度有比较高的要求。但是刚度过大时，其适应能力就变差了，当有强大的破坏力瞬间来袭时，其结构不能释压、传递外力，局部受损后会导致全部毁坏；而刚度过柔的结构容易造成变形太大而使整个建筑倾覆。因此，衡量这个度，是建筑设计时设计师需要揣摩的重要因素。
3.4多层设防设计原则。在建筑实际应用的过程中，静定结构由于受到地震和风害的影响，整个建筑所有的结构都在抵抗外力的作用，如果局部构件设计时出现缺陷，那么这个瑕疵一旦产生裂缝，就会导致局部受损，进而会使整个建筑损毁。这样的悲剧不论再911事件还是汶川地震时都发生过。因此超静定结构体系的应用越来越重要。设计时要学会发现结构设计的隐患，对建筑的结构要进行反复推敲。
3.5圈出节点设计原则。由于结构体系中，各构件交接之处非常多，错综复杂，所以要非常明确每个节点的所在，因为节点也就是结构体系的弱点，对节点的设计一定要严谨，科学。只有这样，在灾难来临时，节点才能合理的传递外力，维持结构体系的稳定与安全。
4.建筑结构存在的问题
4.1抗震设计方面存在的问题。汶川地震的发生，又一次为建筑抗震设计敲响了警钟。因此，在建筑结构设计时，要实现小镇不坏，中震可修，大震不倒的三个基本要求。建筑物是否具有抗震性由承载力和变形能力两者来判断。当地震发生时，可以利用结构材料钢筋混凝土的变形来吸收能量，增加架构的韧性，不仅能减弱地震产生的能量，还能抵抗强烈地震。因此在设计中，要做到这些基本要求。强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强锚固以及强结构底部。但是，不是为了抗震，什么都要变强。结构的刚度要适应地震作用下的动力要求并均匀连续分布。过强必脆，这样反而成为了结构的一个弱点。
4.2防火设计方面存在的问题。每年都会发生一些大型火灾事故，造成的伤亡和财产损失都非常严重，这些事故责任追究下来必然会存在建筑设计中防火的问题。许多设计人员对防火规范和规定不熟悉，这就导致一些重点防火的材料在设计时被忽视。
4.3高层建筑基础的选型问题。由于空间的限制，在一些大型的人口密集型城市高峰建筑如雨后春笋般出现。而高层建筑的设计和低层又有很大的区别。对于高层建筑，要选用整体性能好、能满足地基承载力和建筑物允许变形要求以及能调节不均匀沉降的基础形式。对于不同要求和地理位置的建筑其基础形式又不同。根据层数、荷载、结构类型、以及承载力的不同有筏板基础、箱型基础和条型交叉梁基础。
4.4部分结构设计不合理的问题。部分设计师由于种种原因，为了追求更多的空间，会把抗震墙设计的很少，上部切体抗震墙大部分不能与底部的框架梁对不齐，造车结构体系的不合理，传力不明确；有些设计中荷载取值没有按规范要求来确定，存在计算错误等现象；有些结构设计的强度远低于计算结果，存在严重的安全隐患。
4.5设计深度方面存在的问题。许多设计人员由于自身能力的原因或其他原因设计粗糙，制作图纸“偷工减料”，过于简单，导致施工过程中应有的重要图纸不能真实准确的反应真正要设计的建筑。
总 结
总之，建筑工程的投资大，周期长，影响巨大，其工程设计的质量不仅关系到工程的投资效益，更直接关系到人民群众的生命财产安全，因此也是一个良心工程。从工程的设计出发，设计师要充分的考虑建筑设计中存在的安全隐患，把建筑的安全使用和人民的生命财产安全放在首位，做好设计。设计单位内部也要加强管理，杜绝粗糙、具有重大安全隐患的设计出现，确保设计质量，是结构设计工作做到更安全、更合理。
参考文献
关键字：民用居住建筑 电气防火设计 消防用电设备
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
一、消防用电设备供电系统的设计
研究证实，供电系统的合理性对消防用电设备运行的可靠性具有直接性的影响。针对此结论，本如下分析：若民用居住建筑突发电气事故火灾，尽管火灾自动报警系统能够第一时间发出报警警示，但消防联动设备需要有可靠的电源方可正常运行，如果此电源没用或可靠性不高，火灾的尽早扑灭或火灾的有效控制根本难以实现。就民用居住建筑而言，消防用电设备种类数量繁多，如消防水泵、消防控制室、消防电梯、火灾自动报警系统、防烟排烟设备、自动灭火系统、疏散指示标志、应急照明、电动防火门窗等。针对上述消防用电设备的供电问题，国家有关规范明确规定严格参照建筑物分类以一级、二级负荷供电，同时也明确规定了必须把消防水泵、消防控制室、防烟排烟设备、消防电梯供电的自动切换装置设置到最后一级配电箱内，以此确保有关消防用电设备供电的可靠性。针对除上述消防用电设备以外的其他设备，规范未对供电自动切换装置的安装做强行的规定，而实际工程方面通常要求结合工程的实际情况设置自动切换点。
针对防烟排烟设备、消防电梯和消防水泵等消防设施，因其具有用电量大、平面位置分布密度大、消防职能较重等特点，必须把供电自动切换装置设置到末端。为了把供电系统的复杂度尽量降到最低，规范未对平面布置密度较小的防火卷帘和防火门等消防设施的末端自动切换做强行的规定。基于此，本文认为可以根据楼层或防火分区合理设置一台双电源自动切换装置（图1-1），同时经防火电缆分别引入各大消防用电设备的控制屏。双电源的回路通常由变电所低压侧的母线引出。
图1-1 基于双电源自动切换装置的备自投配电系统
二、消防用电设备的配电线路设计
消防配电线路通常会选择穿管保护方式，同时会把线路埋设到耐燃烧体结构之中，此线路敷设方式既安全又经济，且该敷设方式已被广泛推广至各大民用居住建筑工程领域，即线路穿管保护敷设到耐燃烧体结构之中，其中保护层的厚度皆应≥30mm。研究证实，如果民用居住建筑突发电气事故火灾，配电线路设计的合理性可有效确保消防用电设备供电的长时间性和可靠性。针对消防用电设备的配电线路设计，2005年实施的《高层民用建筑设计防火规范》认为：如果配电线路采取暗敷方式布线，应该做到：配电线路必须穿管；线路敷设到不燃烧体结构内部；配电线路的保护层厚度应该≥30mm，实际工程皆要求火灾自动报警总线制系统的支线部分可以为阻燃型导线，即导线穿过保护管再敷设到不烯结构层，其中保护层的厚度不得低于30mm。
如果配电线路采取明敷方式布线，应该做到：配电线路必须穿过具备防火保护功能的金属管或具备防火保护功能的封闭式金属线槽。如果配线线路为具备高耐火性和阻燃性的电缆，其应该被敷设到电缆沟或电缆井内部，同时可不考虑防火保护措施。如果配线线路为矿物绝缘类不燃性电缆，其对敷设的方式和敷设的路线没有明确的界定。
火灾自动报警装置为目前专门用作火灾预报的设置，即对火灾初期和非火灾起进行预报，以规避或减少火灾所造成的损失。所以，火灾自动报警总线制系统具有回路干线线路长、穿越的防火分区可能不同、线路敷设以明敷为主等特征，如果系统的干线存在故障，其必然会置回路内全部监测点于监视失控状态。基于此，必须把耐火电缆敷设到耐火电费桥架之中，如铜皮防火电缆。
《民用建筑电气设计规范》特别强调了：“民用居住建筑消防用电设备的配电分支干线和分支线路皆不得跨越防火分区”。基于此，本文认为：配电系统分支干线尽量不要跨越防火分区；防火分区对消防用电设备配电干线没有明确的界定；配电系统分支线不得跨越防火分区。其中就跨越了防火分区的分支干线或主干线而言，必须把相应的保护开关安装到防火分区到配电箱的适当位置。
三、消防用电设备的保护与控制
就过载保护而言，《低压配电设计规范》认为：“如果电路突然断电所造成的损失超过了因过负载所造成的损失，其过负载保护理应作用到信号方面”；《民用建筑电气设计规范》认为：“短路保护电器应该与其低压侧的过负荷保护电器和控制电器相配合，其中地位较重要的电动机负荷应该采用2类配合方式。实践证实，规范针对过载保护所提出的措施能够确保消防设备供电的可靠性。
四、消防联动控制
消防联动控制通常有两种形式，即总线制和多线制，其中多线制要求信号线与电源驱动线分开，检测、电源、控制皆占用对应的导线；总线制要求以计算机技术的控制总线为理论基础，以计算机编程技术为控制与监测的手段。一般而言，总线制的布线较多线制少，而监测控制设备较多线制多，目前总线制已被广泛推向大中型项目建设方面。民用居住建筑消防联动控制具体设计通常要求由工程具体情况而定，其中重要消防设备应该同时选用总线制和多线制的消防联动控制，以此提高消防联动控制的可靠性。
结束语
综上所述，民用居住建筑电气防火设计通常应以国家有关规范（如《高层民用建筑设计防火规范》、《低压配电设计规范》、《民用建筑电气设计规范》等）为前提条件，同时坚持“安全可靠性、技术先进性、经济合理性”原则。研究证实，民用居住建筑电气防火设计应高综合考虑工程实际情况、工程施工要求、消防用电设备的供电系统设计和配电线路设计、消防联动控制等，以此控制我国民用居住建筑电气故障火灾的发生概率。
参考文献：
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关键词：民用建筑；电气设计；问题；注意事项
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
一、引言
近些年来，民用建筑电气安装较混乱，设计不满足规范，很多住宅的电气设计未考虑电器快速发展的趋势，这不仅制约居民使用家用电器，减少社会效益，也存在不安全的因素。随着家用电器的普及，规范住宅的电气设计成为首要关注的问题。本文主要就民用建筑电气设计中存在问题进行论述，并提出了注意事项。
二、民用建筑电气设计问题分析
近几年来，发现很多建筑的电气设计者对一些规范条文理解的差异，导致设计上不尽合理，导致过于浪费，过高消耗投资，还有一些会带来居民在电气上不安全及使用不方便等问题。依笔者的经验看，其主要存在以下几个方面的差异和不足：
（1）根据《10KV及以下变电所设计规范》GB50053- 94 第2.0.1条七：变配电房不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下房，且不宜与上述场所贴邻。在纯住宅楼设计时往往考虑设在一层，楼上卫生间位置局部设置夹层，但是往往屏蔽、降噪等措施做的不到位，导致楼上住户频频投诉。根据最新实施的《住宅建筑电气设计规范》JGJ242- 2011，4.2.2条：当配变电所设在住宅建筑内时，配变电所不应设在住户的正上方、正下方、贴邻和住宅建筑疏散出口的两侧，不宜设在住宅建筑地下的最底层；已比较明确要求住宅楼住户楼下不能设置变配电房，故纯住宅楼变配电房还是室外独立设置或贴邻底层架空比较好。
（2）根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16- 2008第13.9.12条2：当消防用电负荷为二级并采用交流电源供电时，宜采用双回路树干式供电，并按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时，可由单回线路树干式供电，并按防火分区设置应急照明配电箱。由于理解的差异，现在遇到有些审查和校对人员都要求住宅楼消防电梯前室一两个应急灯也要求单独设置双电源切换箱，这样感觉显得有点浪费。根据最新实施的《住宅建筑电气设计规范》JGJ242- 2011，9.3.1条后面的条文解释：住宅建筑一般按楼层划分防火分区，扣除居住面积，住宅建筑每层公共交通面积不是很大，如果每层每个防火分区来设置应急照明配电箱，显然不是很合理。考虑到住宅建筑的特殊性及火灾应急时疏散的重要性，建议住宅建筑每4层~6层设置一个应急照明箱，每层或每个防火分区的应急照明应采用一个从应急照明配电箱引来的专用回路供电，应急照明配电箱应由消防专用回路供电；故本人觉得还是分层设置比较合理；除非前室面积比较大同时楼层又比较高，才采用预分支电缆每层设置应急照明箱。
（3）一些旧住宅配电改造的设计中，直敷布线或穿防蜡管，当导线遇垂直敷设时，不经过任何保护便进入明装照明开关，均不符规范要求。
（4）当暗敷线路按照最近路线来敷设时，由于民用住宅的面层较薄，线路管线的交叉不容易处理；此外，照明线路常用顶棚灯接线盒来进线分线，居民铺木地板时，常打断地坪内敷设的管线，引起电气不安全及使用不方便。暗敷线路沿着板孔、墙缝，与地面垂直或平行敷设，便可避免以上问题的发生，因为管线的交叉可在墙缝里解决，照明线路在墙拐弯处用接线盒分线，而不是顶棚灯接线盒，因此居民可根据《住宅使用说明书》的配电平面图，熟悉进入灯具线路具体的位置及方向，进而避免铺设木地板过程中将管线打断。
（5）由于忽视浴室电气安全的措施，施工时往往漏设局部等电位端子箱或做假局部等电位端子箱，故在浴室中发生电击的危险机率很大人体潮湿时接触电阻一般非常小，因此接触电压很小时仍会造成严重的电击甚至死亡事故。
三、民用建筑电气设计中的注意事项
3.1 室外部分
3.1.1配电系统
按照《住宅设计规范》的规定，住宅的供电应选用TN-S、TT、TN-C-S三种方式接地。对高层电梯住宅附有配电所时选用TN- S系统，在设计中由城市公用的低压线路来供电的民用建筑常常选用TT系统，居民小区的每幢建筑由小区变配电站来配电时选用TN- C- S系统。
3.1.2入户电源进线
大多数民用建筑，一般每户均采用单相电源进线 随社会发展及生活水平提高，高级民用建筑冬季采暖和夏季降温已经不完全采用原来的分体式空调完成，而由家庭小型的中央空调系统取代 该系统多由风机盘管及空调主机构成，风机盘管仍为220V的电源，空调的主机为380V电源。此时住宅的电源应选择三相电源进线，同时出线回路也应设置一路三相断路器作为空调主机电源 据规范的相关规定，每套民用建筑的进线断路器需采用同时断开相线及中性线开关电器，故对单相电源进线选用双极开关，对三相电源进线选用四极开关。
3.1.3每户配电箱出线回路设计
一般的出线回路按普通插座、照明、厨房插座、电热水器插座、空调插座等回路设计。另外一种方式，除厨房及电热水器插座回路以外，其余插座按房间的分片区设回路，这种方法设计的线路敷设方便，并且交叉的地方少。
3.1.4每户电源进线不小于10mm2
目前，住宅小区存在大户型及小户型这两种设计的情况。小户型常为30~40m2，其装设功率多为4~5KW/户，若这种情况也按照每户电源进线不小于10mm2这个规定，既没有必要，又不经济。小户型多数为电梯公寓，其套数多，每户的电源进线若均采用10mm2，对工程造价将产生一定的影响，特别是当房地产商对设计的要求既质量高同时又节省工程造价的情况。故对于类似的小户型名用建筑，应将每户电源的进线减少至6mm2。
3.1.5电能表选型及表箱设置
住宅大的照明计量表箱设置方式在规范中中有相应的详细规定，但是对集中式的计量表箱内电表数量没作规定，多层民用建筑一般设于首层嵌墙暗装，这就对建筑的墙体造成了较大影响。而高层民用建筑设在管道井内，由于表箱太大，这就对管道井尺寸有了更高要求。对于单相电源进线用户选用单相电表，而对于三相电源进线用户选用三相电表。此外，城市电网的直供用户可以享受波峰波谷电价地区选择分时段计量电表。
3.1.6漏电断路器极数及漏电动作电流的选择
按规范要求，对每栋楼的进线断路器设置漏电保护，其断路器极数和漏电动作电流等的选择尤为重要。据《低压配电设计规范》规定“当装设漏电电流动作的保护电气时，应能将其所保护的回路所有带电导线断开。”住宅设计多数为单相负荷或者单相负荷和三相负荷共同存在，这样N线就不可能维持地电位，故应采用三相四极漏电断路器设置漏电保护是为了防止电气成灾，按照相关规范规定，使其额定动作电流不超过0.5A。
3.2 室内部分
住宅居室内，主要注意电热水器、浴霸、厨房燃气报警器插座配置，出售的浴霸为两灯头、三灯头和四灯头的，均配备单相三极插头及配套开关；电热水器也配备三极插头，在设计时应根据卫生间布置来预留单相三极防溅插座 家用壁装式的可燃气体报警器是单相两极插头，故可以和抽油烟机共同使用插座（单相二加三极的插座）。此外，对于洗衣机等所用插座用带开关型的比较好。
四、结束语
电气设计作为民用建筑工程的重要内容之一，未引起专业人员对其标准的足够重视，住宅电器安装较混乱，设计不规范，很多住宅的电气设计未考虑电器快速发展的趋势。新技术 新产品在民用建筑电气设计中的不断涌现，伴随着问题不断暴露和解决的过程，不断探讨研究总结经验，民用建筑电气设计将日趋成熟并健全发展。
参考文献
[1]住宅建筑电气设计规范.JGJ242- 2011.
关键词：高层建筑；施工管理；问题；对策
Abstract: the structure is complex, buried deep foundation for more concrete, layer number, large amount of party is the most basic of high buildings, and the characteristic of small, base construction site is usually small area also vulnerable to outside interference. Therefore, the high civil buildings for distribution system electrical fire also has certain complexity, this paper analyzes the cause electrical the cause of the fire, high civil buildings to supply system for the fire prevention and weak link analysis, put forward the improvement measures to eliminate fire safety problems.
Keywords: high building; Construction management; Problem; countermeasures
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
高层民用建筑中为了各个方面的需要，安装了相当数量的电气设备，随着电气、电子系统越来越复杂，引起火灾的机率大大增加。电气线路和用电设备已经成为高层建筑火灾的最大火源。因电气引起高层建筑物特大火灾超过40%，火灾的主要特点是：蔓延途径多、危害大，消防设施不完备，结构复杂，扑救困难，极易造成重大火灾事故。
一、高层建筑电气防火国内外研究状况
18世纪法国人首先使用了剧场防火用的阻火剂；19世纪美国英国有了简单的消防器材试验工作，1916 年美国制定了《国家电气安全规范》，起到了效地预防电气火灾的目的。
我国在消防方面也迅速发展，制定了《建筑设计防火规范》及《高层民用建筑设计防火规范》等，有了电气防火的技术规范。
近年来国内外相关部门比较关注的电气防火领域有：电热等对电线、电缆的影响；防爆电气设备的防爆功能；电气设备的可靠性及火灾预防；充油电气设备、家用电器设备的火灾预防；静电、雷电火灾及建筑防火管理与控制。
二、火灾案例介绍分析
2004年时，浙江某地一舞厅发生火灾，舞厅内不同部位都相继起火燃烧。最后通过消防部门的鉴定得出火灾是由照明灯具及其线路由于电热作用引燃可燃物引起的。现场的证据有以下几点。①火灾现场的配电盘上的总控制开关是合着的，并且当晚没有人对舞厅关灯锁门；②现场的重要物证：首次起火点射灯电源线的熔痕与第二次起火点上的单股铜导线上的熔痕都是短路熔痕；并且舞厅使用的紫色大绒布质窗帘的起火点较低为120度；③火灾现场没有燃液体残留成分及化学物品，排除了人为放火、自燃等引起火灾的可能性，因此这次火灾是建筑供配电系统中的短路、接触不良、过载引起的，是一起典型的电气火灾事故。
三、高层民用建筑供配电系统电气防火技术分析
在对高层民用建筑供配电系统设计时，电气设计人员要对负荷进行多角度计算，避免选择偏小的电缆截面及过小的断路开关，并且在设计时要采用最新的设计规范，选择正确的N 线和PE 线截面，杜绝建筑电气火灾隐患。但是目前我国国家标准的建筑防火设计规范、配电设计规范、电气施工验收规范等达不到国际规范的要求，所以我国电气规范的安全水平相对较低。所以，我国应该积极采用和发达国家的电气标准及国际电工标准，来提高我国的电气规范的水平，消除电气火灾发生的可能性。
1.一级负荷用电的设计。从电力网引接两回路电源进线加备用自投的供电方式，根本满足不了一级负荷供电的可靠连续性，发生全部停电事故很多时候就是由电力网故障造成的，电力网在主网电压上部的形式是并网的，不可能得到两个独立电源。力网故障，是造成电源进线同时失去电源即引起停电的主要原因。
2.电力供应系统的设计。在高层民用建筑消防安全设计中，消防电梯、消防泵、火灾自动报警与灭火装置、防火卷帘门窗、火灾事故疏散照明指示标志以及防排烟设备等的负荷电源与配电，必须考虑到电源的稳定性与火灾中安全性。在正常的供电方案中，必须保证两种独立的电源供电方式，最好采用两路不同降压变电所所提供的电能作为独立电源点，通过两个独立电源点进行供电。
在高层民用建筑中，最好在疏散指示标志或火灾事故照明等光源处添加逆变器，将蓄电池的直流电转换为交流电。高层民用建筑应采用单母线分段、自行切换、互相备用的高压配电系统，在电源进线部分最好使用电缆，将动力与照明线分开，动力负荷部分应当采用放射式进行供电，照明部分采用母线槽配电。高层民用建筑中应急备用电源通常采用柴油发电机组，如果对一个防火对象设置了两个甚至两个以上的消防设备时，要求柴油发电机的容量能够满足所有消防设备能够同时启动或使用该设备，为了减少由于突然增加负荷而对设备造成的电流冲击，在消防设备启动时应当采用分时启动，避免出现设备全负荷启动的情况。另外在发电机的选择上，国外已经采用燃气轮发电机替代柴油发电机，这种电动机不仅具有重量轻、体积小的有点，而且设备的故障里也比较低，因此在未来应急备用电源方面将会大量使用。
3.配变电系统的设计。配变电系统简单讲就是配电点所，在高层民用建筑中，由于使用空调设备、冷冻机、风机、水泵等设备，这些设备的负荷比较重，因此需要单独提供配变电所。通常会将配变电机设置在首层或者地下层，考虑到设备需要通风和散热，因此不建议将设备放置在最底层。如果地下仅一层的时候，应当采取方法提高配变电所的高度。为保证供电的可靠，高压配电系统应当采用放射式。高层民用建筑中配变电所应当避免采用装载可燃性油的电气设备，变压器应当选择非咣液体或者干式绝缘气体，通常采用MONEX绝缘纸和硅油材料。在配变电所高低压母线方面，分段单接线或者单母线是很好的选择，而电源线的进线开关，应当使用负荷开关或者断路器。
4.低压配电设备的设计。在低压配电部分，为保证供电的可靠性，分别将动力与照明安置为不同的配电系统，其他消防与防灾用电设备的配电则自成体系。在变压器二次侧到用电设备之间低压配电级数应当不超过三级。由于TN系统在出现较大接地故障电流流过时，容易出现线路由于高温而起火的现象，因此在TN系统中应当注意PEN和PE线由于故障造成的热稳定性问题。通常解决的措施主要有：①为防止电气火灾的发生，采用剩余电流保护器。②保证短路保护设备和过负荷保护设备在出现短路与过负荷的时候能够相应动作，同时必须确保控制电源可靠。③选用电气设备时应当注意设备的绝缘水平是否复合规范，是否选用飞弧距离小、设备无油化或飞弧不致外出的设备。④选择合适的敷设方式和导线，在线路保护要求的前提下，确保线的截面能够满足故障时的动稳定和热稳定要求。
四、高层民用建筑供配电系统电气防火措施介绍
首先，高层民用建筑在设计时就要考虑到防火区如何合理设置才能有效延缓火势蔓延程度，并且要选择防火等级高的建筑材料。玻璃幕墙是现在高层建筑采用较多的外装饰但是一旦发生火灾，玻璃幕墙很难保障防火安全性甚至会为火势的蔓延提高通道，所以为了避免这种现象，其内的填充物必须是矿棉、玻璃棉等不燃材料和阻燃泡沫塑料等很难燃烧的材料；其次，高层建筑中一定要确保消防设施的完善，并且确保消防设施管理制度的健全，与此同时也要积极培养人们的消防意识，做好消防培训，避免人们在干燥季节在楼道的空地处随意堆放杂物，埋下火灾隐患。人们也要掌握正确的火灾保护和逃生方法，一旦发生火灾，可以最大限度的保障人们生命安全。
结论与相关建议
本文主要以相关国家规范为前提，以电气防火著作为理论基础，并通过相关案例，详细的分析了我国当前高层民用建筑供配电系统的相关设计，同时对设计提出以下几点建议：①电气设计单位应当采取措施防止在选择PE线与N线相线截面时出现错误，发掘与运用最新的设计规范。②在高层民用建筑供配电系统的设计阶段，电气设计人员应当充分考虑各个方面和不同角度的负荷量，选用合适的电缆截面和短路开关。③规范电气标准，积极引进发达国家的电气标准和国际电工标准，弥补我国电气规范中侧重电网与电站安全而忽视用户用电安全的不足，提高国家电气规范的规范性。
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关键词：电气设计标准；严谨性；衔接性
建筑电气设计经过多年的经验积累以及应用发展也取得了巨大的宝贵经验，同时我国针对建筑电气设计也出台了相应的标准，其中国家标准、行业标准以及地方标准等都对电气设计做出了一定的规范。目前我国建筑电气设计中更加注重设计标准的严谨性和衔接性，这也是目前建筑电气设计发展的必然要求。
一、关于电气设计标准的严谨性
1.1电气设计标准严谨性的主要内容
建筑电气设计标准是电气设计人员必须要遵守的基本内容，而按照相应的标准来进行设计，我们就要保证设计标准的严谨性，这样也才能够让人们信服。行业的标准一直在不断的更新完善，以往的行业标准已经无法适应当前行业发展的基本要求，因此新的行业标准对于严谨性的要求也越来越高，这样也能够使建筑设计标准更具科学性、可操作性。然而在新的电气设计标准中，我们也必须要认识到其中依然存在着一些问题和不足。比如在一些地方的建筑电气设计标准中，对于变压器负荷的规定大多都是60%～80%的范围，这条规定与该规范2009版DB11/687-2009中6.3.2的规定没有任何变化。而从这里我们也可以看出，在公共建筑节能设计标准中对于整个设计的规范要求并没有做出实质性的变化。变压器在运行时的区间大约在60%左右，而电气设计中所采用的计算方法就会使整个电气变压器的负荷提高，如果按照现在的规范标准来进行设计，那么所产生的结果也会接近60%左右的经济运行负荷率。从以往的电气设计标准和现在的电气设计标准对比中也可以发现，整个设计规范并没有发生什么实质性的变化。之前的设计标准中存在的负荷率低的问题并没有解决。然而这个规范标准依然沿用了很长实践，并且还需要我们去加以改进和完善。
1.2问题分析
在新的规范标准的相关说明中对于解决变压器运行负荷率低的问题确实提出了一些相关的意见，其中主要是对于负荷计算配以电能消耗量的计算，对负荷率时间分布的情况也提出了相应的参考，针对建筑的变压器负荷率低的题都是通过更换变压器来实现的。
1.3解决措施
但这种方法要怎么实施呢？更换变压器对于已经投入运营的建筑来说是个不小的改造工程，那不仅仅是只换一台变压器本身，还有一些列由于更换变压器而引起的配电系统上下级配合与匹配的问题，资金问题，如何在不影响运营的情况下进行施工的问题，等等。虽然《公共建筑节能设计标准》DB11/687-2015条文说明中没有明确出现“更换变压器”这样的文字，而是用了“对变压器的选型规格进行合理调整”，“最终确定变压器节能选型容量”等文字表述，但对于已经投入运行，且负荷率只有不到30%的变压器，如果不更换，仅靠“调整”是不太可能使负荷率达到标准要求的60%左右的经济运行区间的。
要解决实际工程中变压器负载率过低的问题不是仅靠规定一个变压器负载率的数值就可以解决的，这需要一整套更为科学更能体现工程实际的计算与统计办法。希望作为行业准则的“标准”能够更为严谨，更为有效的指导从业者的实际工作，让“标准”经得起工程实际的检验。
二、关于电气设计标准间的衔接性
1.1电气设计标准衔接性的标准
由于我国的行业标准、国家标准由不同的单位编制，不同的部门，使得各标准间存在衔接不够理想的问题，为我们的设计工作带来很多困扰。
比如对于设置火灾自动报警系统的场所的问题，现行标准《建筑设计防火规范》GB50016-2014，《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008，《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014，《体育建筑设计规范》JGJ31-2003等都有相关规定。
关于体育馆设置火灾自动报警系统的场所的规定：《体育建筑设计规范》JGJ31-2003规定：“超过3000座的体育馆必须设置火灾自动报警系统”；《建筑设计防火规范》GB50016-2014对此作了一样的表述；而《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008是这样规定的：单层主体高度超过24m体育馆应设置火灾自动报警系统。总结这3部标准：体育馆超过3000座或单层主体高度超过24m时要设置火灾自动报警系统。但《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008中还有这样的规定：建筑高度不超过24m的单层及多层公共建筑应设置火灾自动报警系统，那就是说属于公共建筑的体育馆就算不超过24m也要设置火灾自动报警系统。超过24m要设置，不超过24m还要设置，不就是都要设置了么？那这三部规范中关于超3000座和超不超24m的规定岂不是没有意义？
再比如对于疏散照明的最低照度及供电时间上的规定，《建筑设计防火规范》GB50016-2014中10.3.2条规定：疏散走道的疏散照明照度为≥1.0Lx；避难层的疏散照明照度为≥3.0Lx；楼梯间的疏散照明照度为≥5.0Lx。而在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008中对以上三处的规定有的相同，有的不同，第13.8.6规定一般疏散走道的疏散照明照度为≥0.5Lx―不同；避难层只设置备用照明，不设置疏散照明―不同；疏散楼梯的疏散照明照度为≥5.0Lx―相同。
1.2问题分析以及解决措施
对于同一问题，反复出现在不同标准上，而各个标准间的规定时而一致，时而不同，又时而相互补充，这使得工程师在设计时不得不针对同一个问题，翻阅不同的标准，逐条对比，逐条总结，对比总结之后如果发现原来内容是一致的，那就只能感到无奈；如果发现内容不一致，那就感到很困惑，只能依照其中较为严格的执行。这给设计工作带来了很多不便。
如果《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008在编制时不是被动的衔接当时正在实施期的98版《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98，而是针对民用建筑火灾自动报警系统的特点，主动提出《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的不足，由《火灾自动报警系统设计规范》GB50116对相关内容进行增补或修改，同时删减掉《民用建筑电气设计规范》JGJ16中有关火灾自动报警系统的内容，让与火灾自动报警系统设计有关的规定都出现、也只出现在《火灾自动报警系统设计规范》GB50116中，就不会出现后期标准更新致使标准间无法衔接的问题了。
可见，要解决衔接问题的关键是标准内容的唯一性，也就是说，对于某一个或某一类特定的问题，有一部，且只有一部标准对其进行规定。例如关于设置火灾自动报警系统的场所的规定，可由《建筑设计防火规范》GB50016统一规定，由于该规范适用于民用建筑，所以《民用建筑电气设计规范》JGJ16、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067与《体育建筑设计规范》JGJ31中就可以不再对该项内容进行重复规定了。对该项内容任何的补充与修改，都由《建筑设计防火规范》GB50016统一进行，其他标准不再提及。这样各标准间就既不会衔接不上，也不会出现规定内容时而不一致，时而重复表达的问题了。
结语：综上所述，电气设计标准的严谨性与衔接性都是我们需要加以高度重视的内容，当然这些工作并不容易，无论是标准自身的严谨性还是标准间的衔接性，都需要相关部门严谨的工作态度与高度的合作精神。
参考文献：
关键词：高层建筑；电气设计；内容；节能原则
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：
目前设计者应该熟悉和掌握的与高层建筑电气有关的设计规范主要有 [高层民用建筑设计防火规范]（GB 50045－95 以下简称“高规”）、[火灾自动报警系统设计规范]（GB 50116－98 以下简称“报警规范”）、[民用建筑电气设计规范](JGJ/T16－92 以下简称“民规”)等。前两部是国家标准，后者是国家建设部的行业标准。
1 高层建筑电气设计的原则
在高层建筑电气设计的过程中，必须综合考虑以下五个方面：
1.1 经济性。建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。
1.2 可靠性。根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性，力求可靠供电。
1.3 灵活性。主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备，投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样就可以避免误操作，又能提高运行的可靠性，处理事故也能简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。
1.4 安全性。保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全，以及能在安全条件下进行维护检修工作。
1.5 科学性。建筑电气设计必须严格依据国家规范，必须贯彻执行国家有关政策和法令，设计文件的编制符合国家现行的标准、设计规范和制图标准，遵守设计工作程序。
2 高层建筑电气设计的主要内容
2.1 负荷的计算。
电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。
2.2 供电电源及电压的选择。
为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在 15 秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压，都采用 10kV 标准电压等级。
2.3 高低压配电系统的设计。
1）高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的 10kV 电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。
2）计费方式，采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。
3）为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。
4）高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接，等等。
2.4 主要设备的选型。
1）高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。应根高层建筑地下室的标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。
2）电力变压器。根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。
3）低压配电屏。国外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式，特别是大容量的出线，则做成手车式。
4）应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快，故障率低等优点。
2.5 变电所位置的确定。
现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。
2.6 电气照明设计。
电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型，灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。
2.7 防雷与接地。
现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。
现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4 欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。
2.8 电梯。
电梯按使用功能分，有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种；按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按电流分则有交流和直流两大类。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型，不是电气设计人员单方面所能决定的，必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。
2.9 消防自动报警和自动灭火系统。
现代高层建筑的火灾自动报警灭火系统，包括：火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。
探测器探测到火灾信号后转换成电信号，进入分区报警器和消防中心，发出声光报警信号。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。关于高层建筑中消防用电的设计问题，涉及到其他许多学科，而且规模越大，功能越多，控制内容越广泛，设计内容也就越复杂。
民用建筑的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再选定节能设备，以达到真正节能的目的。
参考文献
[1] 李海安，黎文安.实用建筑电气技术[M].北京：水力水电出版社，1996.
[2] 徐文根.工业与民用配电设计手册[M].北京：水力水电出版社，1996.
关键词：建筑工程；电气防雷接地；设计要点
当前城市化建设进程明显加快，高层建筑在城市发展中扮演着重要的角色，在节约城市用地空间的同时，更好的满足了社会群体对住房的多元化需求。为保证建筑施工功能的有效发挥，保障社会群体的生命财产安全，应当掌握好建筑电气防雷接地设计要点，以降低建筑工程中的安全隐患，提高建筑物整体使用效果。
1 建筑防雷接概述
1.1 建筑防雷接地的重要性
雷电是大气中的放电现象。雷电产生于雷雨云之中，是发生雷电的先决条件，气象学中，雷雨云叫积雨云。雷电所产生的强大闪电电流、炽热的高温、猛烈的冲击波效应、瞬变静电场和强烈的电磁辐射等物理机械效应，给人类生活带来种种危害。
建筑利用梁、柱、地基梁、桩基等结构钢筋，作为防直击（侧击）雷的做法十分常见，利用建筑物桩基础和地下层建筑物的混凝土基础中的钢筋或混凝土中的金属结构作为接地体时，称为自然接地体，为了均衡电位，降低电位梯度。要对建筑物一定高度以上的侧面，每隔三层设均压环，也就是将引下线与水平层内的圈梁的外侧钢筋焊接成闭合通路。由此，屋面接闪网（针、带、线），引下线，均压环及地基基础的钢筋及金属构件形成一个法拉第笼，这样建筑内各结点形成等电位，而且雷电流也有良好的散流途径。
1.2 建筑防雷接地的类别
防雷装置：包括外部雷电防护装置和内部雷电防护装置。其中内部雷电防护装置又可分为等电位连接系统、合理布线系统、屏蔽系统、电涌保护器等几个部分，它的主要作用是避免雷电流产生的电磁效应影响与破坏需防护空间内的布置。而外部雷电防护装置主要作用是防直击雷，它可以分为引下线、接闪器和接地装置等。等电位联结：是指用电涌保护器或等电位连接导体将分离的导电物体与装置相连，其目的是防止雷电流在两者之间作用产生电位差。雷击电磁脉冲：它是一种由干扰源的直接雷击和附近的间接雷击而引起的电磁效应。该现象大部分是由于雷电流或磁辐射干扰以及被雷电击中装置的电位上升而通过连接导体的干扰。接地：目前最常用的防雷接地方式根据保护对象的不同分为两种，第一种接地是为了保护设备的主要功能而进行的接地，顾名思义，我们将这种接地方式称之为功能性接地，另一种就是为了保护人或者设备不受到雷电的损坏而进行的接地保护，这种接地方式我们称之为保护性接地。
2 民用建筑电气防雷接地设计要点
2.1 防范直击雷的设计要点
为保证民用建筑电气防雷接地设计的合理性，确保有效的防范直击雷，应当从以下几方面入手开展电气防雷接地设计：第一，可以以接闪杆和接闪网等作为接闪器，也可以通过建筑物内的金属类设备作为接闪器，保证这些接闪器满足相关规范，从而有效防范直击雷。一般情况下，高杆铁塔的建筑物大多选用接闪器或防雷击，以保证电气防雷接地设计的合理性。第二，在设计引下线时，应当对建筑物中主钢筋。消防梯等已有设施加以合理利用，并开展规范的测量、外接人工接地体等操作，以保证引下线设计的合理性，从而提高电气防雷接地设计效果，更好的防范直击雷。第三，接地装置设计也是民用建筑电气防雷接地设计中防范直击雷的重要方面，相关设计人员可以对建筑物内的相关设施加以合理利用，在钢筋混凝土土梁以及建筑物周边无钢筋混凝土基础中设计复地接地装置，以铜芯将建筑物内系统设备与接地线有序连接，确保系统之间有序相连，将接地电阻控制在1欧姆以内，从而全面提高民用建筑防雷接地设计的合理性，确保更加有效的防范直击雷。
2.2 防范侧击的设计要点
一般情况下，高层建筑物的高度在六十米以上，在超过总高度20%部分，要设计防范侧击的措施。因此在民用建筑电气防雷接地设计中，应当从以下几方面开展合理设计，以确保民用建筑能够更好的防范侧雷击：第一，在电气防雷接地设计中，应当保证高层建筑物内钢筋结构妥善连接在一起，以有效防范侧击。第二，在引下线设计过程中可以对建筑物内部钢筋加以合理利用，而建筑物外墙金属栏杆以及门窗等金属物若高度合理，也可以应用于电气防雷接地设计中。第三，在建筑电气防雷接地设计中，建筑物内部若存在竖直铺设的金属管道，可以将其底部与顶部进行规范连接，并置于防雷装置以上，以保证建筑电气防雷接地设计的合理性和有效性。第四，气防雷接地设计中可以对建筑物内的组合柱和圈梁加以合理利用，在合理设置均压环的基础上，将竖直铺设的金属管道与均压环规范连接，从而全面提高建筑电气防雷接地设计的安全性和有效性，更好的防范侧击。
2.3 闪电感应设计要点
在建筑电气防雷接地设计中，为更好的对闪电进行感应设计，应当掌握以下设计要点：第一，在建筑物内部的金属设备及装置进行妥善的接地处理，在防雷装置的保护装置上妥善连接相关金属配件，从而提高建筑电气防雷接地设计的合理性与安全性。第二，可以基于建筑物管道以及建筑物内相邻金属物之间的距离远近来开展闪电感应设计，尤其是当相邻金属物之间距离小于100毫米时，应当以标准规格的金属线对相邻金属物进行跨接，以保证闪电感应设计合理性，从而提高电气防雷接地设计的整体效果。
2.4 防闪电电涌侵入的设计
就建筑电气防雷接地设计的具体情况来看，一旦设计不到位，闪电电涌入侵，也会给建筑物造成严重损害。为提高建筑电气防雷接地设计整体效果，保证建筑物的安全性，应当加大力度开展防闪电波入侵的设计。第一，实际设计过程中应当结合线路引入的不同方式以及防范闪电电涌入侵具体因素来选择适宜的低压线路方式。若此低压线路自地下引入建筑物内部，可以直接在电缆入户的过程中开展防雷设计，将电缆入户端直接接入建筑物的防雷装置上，以保证电气防雷接地设计的合理性，并且为后期电缆换接提供便利。应当注意的是，在电气防雷接地设计中，为有效防闪电电涌入侵，应当将电缆上的金属物体与防雷装置有序连接在一起，从而全面提高建筑电气防雷接地设计的科学性和有效性。第二，应当将建筑物内用电设备控制在接闪器的保护范围内，以确保有效防范闪电电涌入侵。通常情况下，为防止闪电电涌入侵对建筑物造成损害，应当对建筑物内的架空或埋地的金属管道进行防雷设计，以保证建筑物安全。
3 高层建筑物的防雷设计要求
3.1 防雷设计中的线缆布设
在高层建筑电气防雷接地设计中，为保证高层建筑物安全，提高电气防雷接地设计的合理性，应当充分做好防雷设计中线缆的布设。也就是说，通过雷电测试，明确雷云高度的基础上，对高层建筑物的高处与侧面进行合理的线路布设，以保证电气防雷接地设计的合理性和有效性。在高层建筑电气防雷接地设计中，通过对钢筋网的合理利用，形成接闪网带，在高层建筑物遭受雷击时，基于引下线促使雷电电荷下行，通过接地装置流入地面，从而降低雷电对高层建筑物所造成的损害。若引下线产生较大的电压降，而线缆未屏蔽，则会与防雷引下线间产生高电位，异体放电加剧，导致绝缘击穿等情况出现。与此同时，一旦线缆带有钢管穿线，能够与防雷引下线等电位联结，从而避免绝缘体被击穿，保证高层建筑物设备的安全。因此在高层建筑物电气防雷接地设计中，应当以钢管配线对高层建筑中的电气线路或有屏蔽层的电缆开展防雷接地设计，如设计条件允许，应当对金属桥架加以合理应用，为线缆提供一个安全空间，从而全面提高高层建筑防雷设计的合理性，提高设备安全性，满足高层建筑电气防雷接地设计的相关标准，切实维护高层建筑物的电气安全。
3.2 防雷设计中应考虑雷电流
雷电流散流的途径是在防雷设计中要考虑的问题。因此电位梯度大，要均衡电位就要降低电位梯度，在高层建筑物中，每三层就要设置均压环，建筑物钢筋会连成一个大的“法拉第笼”，成为一个暗装笼式的防雷网，确保系统安全可靠，可以起到均压和屏蔽的作用，将雷电电流很好的分流，那么在建筑遇到雷电袭击后，就可以避免雷电对建筑造成不良的影响。
4 防雷设计时应注意的问题
4.1 接地系统中存在的问题
接地指的是将流入防雷系统的电流释放到大地，避免使电流能量集中在某一个部位，对被保护设施造成损害。良好的接地才能有效的释放能量，避免发生电压反击。过去的旧规范要求设备单独接地，但是这种做法现在已经不被提倡，而是改为和防雷接地系统共用接地设备。接地是防雷系统中最根本的要求，如果接地质量不合格，则防雷设施的防雷效果都不能表现出来。
4.2 布线设计
合理布线是为了使防雷技术获得更好的效果。现代建筑和电视、电话、照明等管线息息相关，在进行防雷设计时必须把这些因素考虑在内。为了保证接闪时这些管线免受影响，我们要遵照下面的做法：首先要把这些管线放在金属管内，实现屏蔽；其次，要把这些管线的主干线中的垂直部分放在建筑物的中心，缩小电磁波感应的范围。除了考虑管线的布局和屏蔽以外，还应该在必要的线路上加装电涌保护装置。电涌保护是建筑物防雷必须考虑的一个因素。随着各种强弱电设备在建筑物中的广泛使用，其受到雷击的概率也大大增加，因此，加强对高层建筑布线设计中防雷技术的研究已经非常必要。
4.3 分流
分流是雷击电流分解的最常见方式，而分流过程所要遇到的问题主要是少量电流进入电子设备中，这对于不耐高压的设备来说是非常危险的，因此，应充分考虑建筑物雷击时的分流设计。
4.4 屏蔽
在建筑物设计时应尽量选择钢筋作为建筑物防雷的主要材料，使建筑物形成一个等电位的网状结构，使雷击电流实现有效的分流，从而实现屏蔽。设计人员要根据实际需要来设计钢筋的密度，同r要考虑结构的构造因素，因为结构的构造不同，钢筋的密度不同，防雷效果不同。屏蔽不仅能轻松的解决等电位和分流问题，而且对预防雷击电磁波也很有效。
结束语
在建筑工程建设中，建筑电气防雷接地设计是一项重要内容，应当引起相关设计人员的高度重视，尤其是当前社会经济不断发展进步，高层建筑与智能建筑不断发展，对建筑电气防雷接地设计也提出了更高的要求。因此在建筑电气防雷接地设计中，应当掌握好电气防雷接地设计要点，并将其与建筑工程建设实际情况相结合，有效预防电气防雷接地设计中的潜在问题，以保证建筑电气防雷接地设计的安全性和可靠性，确保建筑使用功能的最大化发挥。
参考文献
[1]刚志富.建筑电气防雷接地设计要点[J].硅谷，2015（4）：183-183.
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[关键词]建筑工程；配电系统设计；安全要求
中图分类号：F407 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）13-0019-01
随着我国城市化建设的步伐不断加快，建筑施工愈发频繁。然而，在建筑施工中由于雷击或供电线路老化、损坏及配线系统设计不合理造成的电气火灾事故不断上升，给人们敲响了警钟。建筑施工现场的临时用电设备必须制定科学合理、严格规范的使用计划和施工方案，对线路接地设计必须严格按照操作规范进行规划，否则，将对建筑施工安全造成无法预料的后果。
1.供配电系统的设计
我国施工现场临时用电工程所采用的线路电压为380V、相电压为220V、电源（电力变压器）中性点接地的三相四线制系统中，接地、接零保护系统分类为TT、TN-C和TNS三种系统电力。下面对这三种系统加以分析比较。
TT系统是指在中性点接地的电力系统中，将电源电气设备不带电的金属外壳或接地保护的系统。TT系统对接地保护电阻方面具有良好的性能，但需要耗费大量钢材，而接地安装和埋设施工也需要较大的工程量，故这种系统经济性不高。
TN系统是一种在电源中性点接地中，将电气设备不带电的金属外壳或基座经中性点接零的保护系统。在这个系统中，作零线（N）与保护零线（PE）合一的系统为TN―C系统。工作零线N与保护零线（PE）分开的系统为TN-S系统。
分析比较这三种系统，在TN-S接零保护系统中，只要在配电装置中设置漏电保护器，这种系统便可明显地克服TT系统的缺陷。既经济，技术操作上也方便，电气设备的正常不带电的金属外壳或基座在任何情况下都能保持对地零电位水平。按建设部JGJ4688（施工现场临时用全技术规范）规定。
建筑工程施工中配电系统设计多采用TN-S系统，但在实际安装过程中必须充分考虑到各种自然界条件的影响，如暴露在风吹、日晒、雨淋下，对配电系统容易造成机械损伤、绝缘体性能下降甚至短路事故。由于其长时间暴露在公共场所，也无电位联结，对人员生命安全带来巨大威胁。
采用’IN―S系统供电时，灯具的金属外壳都是通过PE线连接的，当某个灯具发生故障时，其故障将PE转到其他灯具上，容易造成户外无等电位连接的电击威胁。因此室外多采用TT接地系统，为户外灯设置接地极，引出单独的线接灯具的金属外壳，以避免由PE线引来别处的故障电压。
2.电负荷与配电线路截面的选择问题
由于民用建筑用电负荷绝大多数为单相负荷，三相负荷不平衡必然导致零线通过不平街电流，随着电脑及各种家用电器的发展与普及，低压电网高次谐波污染日益加剧，3次及其奇倍数谐波均构成中性线电流。中性线过大电流并由此引发电火灾的现象也日益增多。为此，相关设计规范已规定。三相四线或二相三线的配电线路中，当用电负荷大部分为单相负荷时，其N线或PEN线截面不宜小于相线截面；以气体放电灯为主要负荷的回路中。N线截面不应小于相线截面……”可见，民用建筑配电系统的干线、支干线及支线的导线截面原则上均应选择N或PEN线截面与相线截面相同。然而当前仍有为数不少的民用建筑配电设计中仍沿用20世纪80年代的做法，选择N或PEN线截面是相线截面的l/2或1/4，这也是最常见的电气设计安全问题之一。
3.变电所位置的确定
随着我国经济社会的发展，现代高层建筑用电量逐渐增大，这就对建筑物配电系统的安装位置提出了较高的要求。在确定变电所位置时，应充分考虑变电所高压负荷，对于降低电能损耗、保证用电安全稳定具有重要作用。
对于30层以内的高层建筑，配电系统通常设置在底层；60层左右的高层建筑，则直接设置在建筑物地下或中层和顶层，也可以只设置在建筑物地下。变电所的数量及其位置的分布，应通过技术经济比较决定。同时也要保证可用性与维修的方便。
4.防雷与接地
现代建筑的防雷设计。采用传统的避雷方法简单可靠，更加经济合算。但必须保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。现代建筑都是采用钢筋混凝土剪力培，与楼板的连接十分可靠，关键是做好金属管线的接地。现代建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4Ω以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体己能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位、提高安全性都有好处。
5.电气照明设计
建筑物照明配电设计，包括光源的选择、照明度的大小、照明范围、照明设备造型、位置的选择、光能控制和配电线路敷设等，而随着人们对生活居住环境要求的不断提高，照明设计需要与现代建筑装饰效果密切联系，照明设备的造型、光线、照射范围等都应与建筑艺术意境相结合，并考虑节能效果。选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。在审核图纸时，经常发现应急照明支线带两个防火分区的灯具，没有按照建筑电气工程施工质量验收规范要求，此类问题应该注意。
6.消防电气设计
消防电气设计在设计工作中占有非常重要的地位。它涉及到火灾报警、扑救及人民生命财产的重要安全闯题，因此应按国家有关规范作好消防电气设计。火灾报警系统的形式应根据具体设计对象来确定。设计者首先必须搞清楚设计对象的建筑形式、规模、分类、建筑个体的分布等诸多因素，再根据这些因素来确定火灾报警系统的形式。
例如：许多电气设计消防线路采用穿塑料管保护，并从吊顶内走线。而“民用建筑工程配电设计规范”中规定消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播等线路。应穿金属管保护。并暗敷在非燃烧体结构内。其保护层厚度不应小于30mm。当必须明敷时，应在金属管上采取防火措施。
7.结语
在现代建筑工程配电系统设计中，必须充分考虑配电系统的安全稳定运行，从根源上杜绝故障的出现，将安全隐患降至最低，同时还应考虑电气设备与现代建筑结构相结合的装饰效果，这也对行业内建筑电气施工单位提出了更高的要求。
参考文献
【关键词】工业建筑；防爆设备；气体放电灯；工艺设备；金属屋面
On the electrical design of industrial buildings
Niu Rui
(The Shaanxi morning Architectural Design Research Ltd Shaanxi Xi''an 710003)
【Abstract】Industrial construction and civil than their uniqueness, relative to civil electrical electrical design of industrial buildings designed a special exposition simple.
【Key words】Strial buildings;Explosion-proof equipment;Gas discharge lamp;Process equipment;Metal roofing
1. 前言
工业建筑的电气设计与民用建筑不同，工业建筑一般单层层高较高，单间面积大，动力负荷多，会接触到高压气体放电灯照明、明敷设线路、工艺设备配电等等方面的设计。
2. 设计前的准备工作
2.1 设计前首先要对设计对象有深入的了解。比如对该工业建筑的建筑分类、建筑规模、消防等级、室外消防水量、工艺流程等等一系列问题要有个清楚的认识，这些问题清楚后才会知道怎么设计才能满足规范和工艺方面的要求。
2.2 与工业建筑有关的部分重要规范。（1）《建筑设计防火规范》GB50016-2006。（2）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92。这是相对于民用建筑电气设计来说工业建筑电气设计中应用更为广泛的两本规范，所以设计中要更加重视。
3. 照明
3.1 照明灯具的选择。工业厂房的照明灯具根据厂房的单层层高不同可采用荧光灯光带(槽式灯)或气体放电灯具。照明灯具的安装高度在 4 米左右时，可以选择荧光灯；安装高度在 5 米左右及以上时，一般选择适用的高压气体放电灯。高压气体放电灯主要有高压钠灯、金属卤化物灯、高压汞灯。高压钠灯光效高，金属卤化物灯显色性好，高压汞灯显色性差。光效高的灯具一般用于室外场地，显色性好的灯具一般用于显色性要求高的场所。
3.2 应急照明。应急照明包括疏散照明、安全照明、备用照明。疏散照明分为疏散应急照明，用来确保疏散照度，以及疏散指示标志（分为灯光疏散指示标志和蓄光疏散指示标志）。目前很多工业建筑的设计中厂房内部大开间的疏散线路都设置灯光疏散指示标志，本人认为应该酌情而定，中小规模的工厂内部工人经常在这个环境工作，对内部环境已经较为熟悉，在疏散时只要有一定照度，很容易找到出口，不一定要设置疏散指示灯，因此在一般情况下对于内部并不复杂的工业厂房只要设置一些在事故断电时能保证安全的照明就可以了，以避免内部工艺设备造成的人员危险；备用照明是用于确保正常活动继续进行的照明，它的设置要看工业厂房生产工艺上有没有这方面的要求。至于消防用的应急照明《建筑设计防火规范》只针对疏散走道有所规定。但要注意安全出口灯还是要设置的，这点条文有规定。
3.3 控制方式。厂房内照明宜按工段分区，采用分区集中控制方式，照明控制箱设置在便于操作的地方。
4. 动力配电
动力配电包括工艺设备、给排水设备、暖通空调设备及消防等设备的配电。一般情况下干线系统采用放射式与树干式相结合系统，由配电箱引至各用电设备的支线则采用放射式系统。
5. 火灾自动报警系统
应根据《建筑设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》并结合厂房的生产类别或堆放物品的性质确定是否设置火灾自动报警系统并确定保护等级。火灾自动报警的设备选择应根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92判断是否选用防爆、本安型的设备。对小面积二级保护对象可以采用区域报警系统，报警主机设置在有人值班的值班室或管理室就可以了，大面积的厂房可以视情况采用集中报警系统，这时要设置专用消防控制室。
6. 线路敷设
现代的工业厂房以钢结构厂房为主，电气线路无法暗敷设，以明敷设为主。线路较少的直接穿钢管明敷设，线路集中且多的地方可以采用金属线槽、金属桥架或在电缆沟内敷设。金属线槽主要用来敷设电线，金属桥架主要用来敷设电线电缆。要注意采用金属线槽或金属桥架敷设线路金属线槽或金属桥架及其支架都必须接地，且金属线槽桥架接地点不能少于两处，每隔一定距离还要考虑重复接地。
7. 配电设备的选用
工业的特殊场所如多尘场所采用密闭式防尘设备，潮湿场所采用防潮设备，有腐蚀性气体场所采用防腐设备，火灾危险场所采用防燃设备，有爆炸危险场所采用防爆设备。
8. 防雷及接地设计
8.1 防雷等级的划分。预计雷击次数大于或等于 0.06 次/a 的一般性工业建筑划归为三类防雷建筑，爆炸危险环境的建筑物根据具体情况划归一、二类防雷建筑，具体划分可见《建筑物防雷设计规范》GB50057-94 的第二章节。
8.2 一般钢结构厂房的屋面采用压型彩钢板，可以利用其作为接闪器，但彩钢板应符合《建筑物防雷设计规范》中的厚度要求。钢结构厂房一般利用钢结构柱作为引下线与独立基础连接。混凝土结构的厂房防雷做法与民用建筑类似。
8.3 接地装置。接地装置的做法、接地电阻的大小与民用建筑相同。与民用建筑不同的是有些工艺设备、工艺管道需要单独接地，这样我们就要在其对应的设备房间内设接地干线，接地干线做法可以参考图集《接地装置安装》03D501-4。接地干线（可采用-40X4 镀锌扁钢或其它导电材质）沿墙明敷设，在经过门处转为暗敷设，其它位置埋地敷设或者在电缆沟内明敷设。
关键词:电气设计，施工图，问题，规范
中图分类号：TV52
1、 建筑电气施工图设计中的相关问题
1)《低压配电设计规范》（GB 50054-95）第4.3.5 条规定: 突然断电比过负荷造成的损失更大的线路，其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。
供电线路短时间过载并不会立即引起灾害，在必要时可以让导体超过允许温度运行，牺牲一些导体的使用寿命以使某些负荷的供电不中断。但过负荷运行是一种故障状态，长时间过负荷运行可能引起火灾也可能造成短路，使得设备失去电源，因此消防配电线路的过负荷保护不作用于切断电路，只发出故障报警信号。该规定为强制性条文，应引起电气设计人员的高度重视。
上述规定表明，消防设备的专用配电线路的各级保护开关原则上不应装设切断电路的热动或电子脱扣器，设计选型时应予以明确。
以某厂家生产的断路器为例，代号为300脱扣器的断路器过载时会跳闸，火灾时因过负荷而切断消防设备的电源将导致建筑物内消防设施无法运行灭火，会造成更大的经济损失和人员伤亡。
代号为200脱扣器的断路器即电磁脱扣器仅带瞬时过电流脱扣器，只作短路保护，消防配电线路过负荷时无法报警。代号为208 脱扣器的断路器只在短路跳闸后发出报警信号，不能在过负荷时发出报警信号。
所以，要实现消防配电线路过负荷保护只作用于信号而不作用于切断电路，可选用代号为200 脱扣器的断路器作短路保护，另设热继电器对消防配电线路的过负荷进行保护，热继电器通过电流互感器接入，动作信号与报警装置相接。过负荷报警信号应引至有人值班的地方，否则将失去报警的意义。
另外，对于容量小、工作时间短的设备如防火卷帘，当选用塑壳断路器不合理时，允许采用微型断路器，但应在满足短路前提下适当放大开关整定值，以满足过载时不动作的要求。
消防设备电动机采用热继电器或其他形式的过负荷保护时，仅当有备用设备并能在过载时实现备用互投，才允许作用于切断电路。对单台设备过负荷保护只能作用于报警。
2)《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）第11.1.4 条规定: 消防用电设备应采用专用的供电回路，当生产、生活用电被切断时，应仍能保证消防用电，其配电设备应有明显标志。
在实际的设计中，经常会出现由于建筑体量较小，应急照明负荷较少并无其他消防设备用电的情况。这时候，我们通常会考虑设置一种特殊的应急照明灯：自带蓄电池的消防应急灯。这种灯具自带蓄电池，正常状态时，蓄电池处于充电状态，当该回路断电时，蓄电池与灯具之间的开关闭合，强制点亮消防应急灯。也就是说，这种灯具的点亮是靠切断该回路电源实现的。因此，从就近的终端配电箱采用专用的回路供给此类应急照明用电是可行的，需要注意的是，备用电源的连续供电时间应不少于30 min。《供配电系统设计规范》（GB 50052-2009）也明确指出：“蓄电池”可以作为应急电源。
3) 《高层民用建筑设计防火规范》第9.1.1 条规定: 高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防用电，应按现行的国家标准《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）规定进行设计，一类高层建筑应按一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。
在设计的过程中，设计人员可以把所有消防负荷逐条列入设计总说明中，也可合并归类，统称为消防类负荷。电气设计人员需要明确说明本工程的建筑防火类别，对于消防负荷，电气设计说明中必须明确提出电源条件; 对一、二级负荷的供电电源要提出明确的、符合现行国家标准《供配电系统设计规范》（GB 50052-2009）的要求。
4)《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）第11.1.1 条规定: 座位数超过1500 个的电影院、剧院，座位数超过3000 个的体育馆，任一层建筑面积大于3000 m2 的商店、展览建筑、省(市) 级及以上的广播电视楼、电信楼和财贸金融楼，室外消防用水量大于25L/s的其他公共建筑的消防用电应按二级负荷供电。
对于除上述建筑外按室外消防用水量确定负荷等级的建筑，是按总体的最大室外消防用水量，还是按单幢建筑本体的室外消防用水量，原则上服务于总体的消防设备，应以总体中最大单体室外消防用水量来确定负荷等级，而对于仅服务于单体本身的消防负荷，可按该建筑物室外消防用水量来确定。
5)《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）第11.3.5 条规定: 对于下列建筑或场所应在其内疏散走道和主要疏散路线的地面上增设能保持视觉连续的灯光疏散指示标志或蓄光疏散指示标志: a.总建筑面积超过8000 m2 的展览建筑; b.总建筑面积超过5000 m2的地上商店; c.总建筑面积超过500 m2 的地下、半地下商店; d. 歌舞娱乐放映游艺场所; e.座位数超过1500 个的电影院、剧院，座位数超过3000 个的体育馆、会堂或礼堂。
本条文要求在规范所列的各场所内的疏散走道和主要疏散路线地面上增设灯光或蓄光疏散指示标志。另外在建筑电气设计中，大型商场、博览类建筑中的疏散走道和主要疏散路线通常于后续的装修阶段才形成，这使得设计电气施工图时无法设计相应的疏散指示标志，这时在设计说明应提出明确的要求。
6)《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB 50303-2002）第19.1.6条规定: 当灯具安装高度低于2.4m 时，灯具的可接近导体必须接地(PE) 或接零(PEN)可靠，并应有专用接地螺栓，且有标识。
灯具分布面广，与日常生活关系密切。尤其民用灯具在实际使用中的不确定因素且更换灯具的随意性较大，是人们经常接触的潜在危险较大的用电器具，所以凡距地面高度小于2.4 m 时，必须增加接地线。
该条文与《建筑照明设计标准》（GB 50034-2004）第7.2.12 条的规定“当采用Ⅰ类灯具时，灯具的外露可导电部分应可靠接地”的区别在于：不论安装高度多高只要是Ⅰ类灯具均应配接PE 线，而任何灯具当安装高度距地面低于2.4 m 时均应配接PE 线。表1为灯具按防触电进行的保护分类。
表1 灯具按防触电保护分类
灯具防触电保护类型 灯具主要性能 应用说明
0 类
易触及外壳和带电体之间依靠基本绝缘 适用于干燥、尘埃少的场所，安装在维护方便位置上的灯具，如吊灯、吸顶灯等通用固定式灯具
Ⅰ类 除基本绝缘外，在易触及的外壳上
有接地措施，使之在基本绝缘失效
时不致有危险 用于安装在高处，维护不方便位置上的金属外壳灯具，如投光灯、路灯、工厂灯等
Ⅱ类 不仅依靠基本绝缘，而且具有附加安全措施，例如双重绝缘或加强绝缘，但没有保护接地的措施或依赖安装条件 人体经常接触，需要经常移动、容易跌倒或要求安全程度特别高的灯具
Ⅲ类 防触电保护依靠电源电压为安全特低电压，并且会产生高于SELV的电压( 交流不大于50 V) 接于安全超低压电源的可移动式灯、手提灯等
新修订的GB 7000.1-2007 版中取消了0 类灯具，以后的灯具
生产标准将取消0类灯具，取而代之的为Ⅰ类灯具，只要是Ⅰ类灯具均增加一根PE线。
7)《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）10.3.2 规定: 正常照明因故熄灭后，需确保正常工作或继续进行活动的场所应设置备用照明; 需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明; 需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所，应设置安全照明。
不同类型的应急照明，其设置的位置及要求的照度也有很大的差别。消防控制室、消防水泵房、柴油发电机房、配电室、防排烟机房、消防电梯机房、弱电机房等场所须设置备用应急照明，其照度仍应保证正常照明的100%照度。在观众厅、休息厅、餐厅、多功能厅等人员密集的公共场所设置备用照明，其照度不低于正常照明照度的10%，且不小于5 lx。施工图设计时应明确标明上述要求及应急照明最少供电时间及照度要求。
8)《住宅建筑规范》（GB 50368-2005）10.1.5 规定: 住宅内使用的电梯、水泵、风机等设备应采用节电措施。
电梯的智能控制，水泵、风机的变频调速控制等都是有效的节电措施，在实际使用中能收到很好的效果。但是，由于本条的实施需要相关的选型专业统一考虑，根据设计单位内部专业分工的不同，如果不由电气专业负责，应在设计说明中提出建议。
9)《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB 50303-2002）6.1.9规定: 在配电回路或支线上设置的防止人身电击RCD 的动作电流IΔn≤30 mA，动作时间t≤0.1 s。新《民规》7.7.10 也有此规定，医疗电气设备等现均不大于30mA，而旧《民规》为不大于6mA。该规范有效的减少了有可能发生的人身电击。在设计中，以普通插座回路为例，该支线回路进行开关选型时，应选择带漏电保护的断路器，且IΔn≤30 mA，动作时间t≤0.1 s。
2、 结语
随着我国人均用电量的上升，伴随着国民用电量的激增，电气火灾也随之增加，这就要求电气设计人员设计的电气图纸严格按照国家有关规范要求设计，应该全面、准确理解《规范》的要求，特别是强制条文的各项要求; 完整、系统地执行《规范》的各项规定，才能保证《规范》的全面实施，确保用电的安全、可靠。
参考文献:
［1］《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）［S］
［2］《建筑照明设计标准》（GB 50034-2004）［S］
［3］《低压配电设计规范》（GB 50054-95）［S］
［4］《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）［S］
［5］《供配电系统设计规范》（GB 50052-2009）［S］
关键词：民用住宅;防雷设计;河南平顶山
目前,平顶山市楼房越来越多,民用住宅建筑一般以一梯二户、二梯四户及三梯六户类型为主,其结构一般为人工挖孔桩基础、框架结构,层数为八九层,楼总高一般在35m以内。由于各设计单位对防雷规范的把握深度及理解程度不尽相同,因而设计图纸也五花八门,给施工单位的施工及当地防雷检测部门的监督管理造成很大困难,有的甚至让甲方重复建设,造成资源的浪费。因此,设计出一个既符合国家规范,又便于施工、管理的规范化住宅的防雷模式,很有必要。笔者根据实际设计经验及在施工监理过程中遇到的问题,结合当地防雷检测部门的要求,就一般民用建筑住宅的防雷设计作如下探讨。
1民用住宅防雷设计
(1)住宅建筑防雷等级的确定。在着手建筑物防雷设计时,首先要确定建筑物的防雷等级。《建筑物防雷设计规范》(GB50057-97)指出,对建筑物防雷类别的划分,除了由建筑物的功能定性外,第2、3类防雷建筑,还取决于建筑物的预计年雷击次数。按照《规范》,以上3类民用住宅年预计雷击次数均大于0.06次/年且少于0.30次/年,均应划为第3类防雷建筑物[1]。
(2)接闪器的设计宜利用避雷带与避雷小针相结合组成接闪器系统。避雷带采用镀锌圆钢(Φ12),由间距为15m、高为0.2m的支持卡(Φ12)固定于屋面、墙壁及楼梯顶上,同时在屋面阳角处及梯屋顶四角上另加设高0.5m的避雷小针(Φ16),并在屋面加设不小于20m×20m的避雷网格。这样的设置,既美观大方,又经济实惠,而且实践也证明防雷效果非常理想[2]。
(3)接地装置引下线设计利用建筑物柱内对角主筋作防雷引下线(Φ≥12),利用建筑物基础作自然基础接地体,不仅可以节约钢材,而且比较安全。引下线主筋从上到下通长焊通,其上部(屋顶上)应与接闪器焊接,下部与基础焊接,并分别与各层板筋、梁筋及桩笼纵筋、螺旋箍筋、地梁面筋焊接通,构成完整的电气通路。
利用建筑物钢筋做为引下线施工时,应配合土建施工按设计要求找出全部钢位置,用油漆做好标记,保证每层钢筋上、下进行贯通性连接,随着钢筋逐层串联焊接至顶层。由于利用建筑物钢筋做引下线,是从上而下连接一体,因此不能设置断接卡子测试接地电阻,需在距室外护坡0.5m处的柱子外侧,另焊一根圆钢(Φ≥10)引至柱外侧的墙体上,作为防雷测试点。每根引下线处的冲击接地电阻不宜大于5Ω。
(4)接地装置利用建筑物的基础作接地装置,具有经济、美观和有利于雷电流场流散,以及不必维护和寿命长等优点。由于平顶山市住宅大部分均是采用人工挖孔柱基础,条件符合《规范》3.3.5条中的第二款,混凝土内基础也能满足利用钢筋混凝土作为自然基础接地体的要求,因此建议推广使用[3]。
利用柱基础作接地体时,对建筑物地梁的处理是很重要的一个环节。地梁内的主筋要和柱基础主筋连接起来,并要把各段地梁的钢筋连成一个环路,这样才能将各个基础连成一个联合接地体,而且地梁的钢筋形成一个很好的水平地环,综合成一个完整的接地系统,其接地电阻≤4Ω。
(5)等电位连接及防雷电波侵入这部分过去往往很容易被忽视。新《规范》对等电位及防雷电波侵入有明确规定,因此应十分重视该部分内容。
总等电位联结的作用在于降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差,并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害,它应通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板与进线配电箱的PE(PEN)母排;进出入建筑物的金属水管及煤气管道等作等电位连接。
2防雷电波侵入措施
(1)对电缆进出线,应在进出端将电缆的金属外支、钢管等与电气设备接地相连。当电缆转换为架空线时,应在转换处装设避雷器;避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不宜大于30Ω[4]。
(2)对低压架空进出线,应在进出处设置避雷器与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上,当多回路架空进出线时,可仅在母线或总配电箱处装设一组避雷器或其他形式的过电压保护器,但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。
(3)进出建筑物的架空金属管道,在进出处应就近接到防雷或电气设备的接地装置上,其冲击接地阻不宜大于30Ω。
3参考文献
[1] 周龙海,马俊贵.民用建筑物防雷设计施工中的几个问题[J].山东气象,2006(3):38-39.
[2] 赵超.防雷设施在城市建筑中的应用[J].黑龙江科技信息,2009(33):1.
关键词：建筑电气；设计；科学；合理；分析
Abstract: with the development of science and technology and the general improvement of people's living standard, people for the power supply, lighting, fire protection, lightning protection and grounding, communications, networks, cable television, security protection system such as the demand is higher and higher, making construction began to high quality, multi-function, and further to the direction and length of the multifunctional integrated application direction. Seriously in the process of understanding the building's electrical design and implementation of national technical and economic policy and related national standards and norms under the premise of building electrical design, industrial and civil buildings and can satisfy the personal safety, equipment and building safety, power supply reliability, power saving, reasonable use advanced science and technology and economy, etc. In this paper, the common problems in the process of building electrical design, and how to reasonable building electrical design for simple analysis.
Keywords: building electric; Design; Science; Reasonable; analysis
中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、建筑电气设计中存在的问题分析
在现今社会发展，建筑电气设计过程中忽略的一些问题，影响建筑电气系统的使用安全性和便捷性。例如，建筑设计中配电箱的选择，建筑电气设计者将工业场所使用的配电箱用于民用建筑中，造成了配电箱用电功率的浪费。另外，建筑电气设计的同时导线敷设过程中未经保护即进入距地安装高度1.4m的照明开关，使得照明系统存在安全隐患。在进行线路设计中考虑到装修对线路的影响，造成装修过程中线路打断等问题也是建筑电气设计中较为常见的问题。针对建筑物内遇水空间，在建筑电气设计汇总应考虑开关、插座、配电箱等防水性能及安全性，针对潮湿环境对电气系统的影响选择适应的电气设备进行防护，保障用电安全性。
二、合理的进行建筑电气设计
1、遵循建筑电气设计的基本原则，保障建筑电气的设计质量；
针对现今建筑电气设计，遵循建筑电气设计基本原则是保障设计质量的基础，同时也是合理进行建筑电气设计的先决条件。只有根据建筑电气设计的需求，开展建筑电气设计管理工作能够使建筑电气设计者在基本原则的指导下进行科学的设计，满足建筑电气的使用需求及其建筑电气使用安全需求。根据《供配电系统设计规范》、《低压配电设计规范》、《民用建筑电气设计规范》、《建筑照明设计标准》、《建筑物防雷设计规范》等规范要求及基本原则为基础，在保障建筑电气使用需求的通视、提高建筑电气使用安全性、提高建筑电气节能效果，促进我国节约型社会的构建。
2、科学分析建筑电气供电需求是保证建筑电气设计适用性的关键
科学分析并掌握建筑物电气供电需求是进行建筑电气设计的基础，也是保障建筑电气设计适用性的关键。在建筑电气设计前应对建筑物供电功能需求、区域供电需求进行细致的了解，同时针对建筑物的主要功能要求，对电气专业需求的不同确定供配电系统的设计参数。例如：住宅建筑与商用建筑的用电量及用电负荷明显不同，因此在进行建筑电气设计时也需要有针对性的进行设计，依次提高建筑电气设计方案的适用性、满足建筑物电气系统的需求。
3、合理设计供配电系统
根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级不同，合理设计供配电系统；系统在最佳状态下运行，使供配电系统在运行中的线路损耗减至最低，实现供配电系统的经济运行，达到节能的目的。
建筑电气设计应从下面几个方面考虑：
3.1供配电系统应尽量简单可靠，同一电压等级供电系统变配电级数不宜多于两级，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。
3.2合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380V，但一些大型或特大型的民用建筑的空调制冷设备为了达到节能目的，经方案论证比较可选择电压等级10(6)KV供电的制冷设备。
3.3变电所应靠近用电负荷中心，低压配电间应靠近电气竖井，合理分布供电网络，低压供电半径控制在200m以内，供电线路的电压损失已满足规范的允许值，减少线路电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。
3.4根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，变压器负载率宜为0.7～0.85，其接线应能适应负荷变化时，按经济运行原则灵活投切变压器，使变压器在最佳状态下运行，从而减少损耗。
3.5合理选择电缆规格型号及导线截面。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标前提下，应按经济电流密度合理选择导线截面，并应从降低电能损耗、使得三相用电负荷平衡，减少投资和节约有色金属等方面综合衡量。
3.6合理地提高供配电系统的功率因素。在用电设备选型及调速控制方案一定的情况下，若自然功率因素达不到接入电网要求时，应进行无功率的补偿，提高功率因素．-ThX减少线路及变压器损耗。
4、合理选用电动机的起动调速方式
注意电动机在运行过程中的节能，在建筑电气设计过程中电动机是与暖通、给排水工种的设备配套，由设备制造厂商统一供应的。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除了上述方法补偿电容器以减少线路，由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。因为，在这种情况下，电动机的效率是很低的；对功率较大的电动机可以采用变频调速器，可提高电动机在轻载时的效率，达到节能的目的。但是，这种设备的价格仍偏高，因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器，电动机起动平稳，从起动到运行，其电流变化不超过三倍，可保证电网电压的波动在所要求的范围内，同样达到节能的目的。 考虑实际经济，节省无谓的能材消耗。建筑电气设计者在工程设计时应根据每个工程项目本身的特点及要求，如居住建筑中有别墅、高级住宅、安居住房、经济适用房等高、中、低档建筑等级，建筑电气设计标准也相应有高、中、低档等之分，正确理解规范条文，设计过程中不能一律地采用高标准，取规范的上限值，应重视经济指标，避免设备材料选型过大，节省无谓的能材消耗。
5、做好照明设施的设计安装
适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有效途径。设计之前首先要了解各类用电光源的特点，合理进行光源选择。然后做好照度计算、三相平衡计算、灯具配光曲线选择。根据不同的场合选择不同的灯具，设计者要多考虑技术规格方面的因素，如灯具效率、照度值、功率消耗等，在满足照明需求的同时还应尽量保持美观性，使照明系统与周边环境相协调。另外为防止正常照明中断或者减少火灾发生时带来的危害，应设计备用照明、疏散照明、安全照明等应急照明系统。照明设计要做到节能环保，有条件的可采用智能照明控制系统，系统根据预设的时间自动地在各种工作状态之间进行转换。此外，对于高档办公楼的大厅、会议室等场所，则可以根据一天的不同时间、不同用途精心地进行灯光的场景预设置。此外利用智能系统进行调光，尽管照度还是偏高设计，但系统将会按照预先设置的标准亮度使办公楼的大厅、办公室、会议室在使用期内保持恒定照度，而不受灯具效率降低和墙面反射系数衰减的影响。当然，在节能环保方面使用节能灯具和节能材料必要的，需要注意的是节能应按国情考虑实际经济效益，建筑电气设计者在进行设计过程中不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。
6、电缆线路的合理设计
6.1一个工程运行中，线路左右上下纵横交错，小型工程线路全长不下万米，大型工程更是不计其数，所以线路的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起设计重视。在建筑电气设计中，低压配电室应靠近电气竖井，而且由低压配电室提供给每个电气竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象，可减少线路的损耗。另外，还可利用某些季节性用电负荷的线路，一些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻损耗。
6.2低压配电系统中导线（电缆）载流量与断路器整定电流不匹配问题。
电线（电缆）的载流量需与低压短路器的整定电流配合选择，供线路受到短路器的保护，是每个工程都要遇到的问题，是建筑电气设计者必须掌握的基本功，看起来很简单，但在实际的施工图设计中问题很多，这类问题主要表现在导线允许持续载流量小于保护该导线的断路器脱扣器的整定电流。正确的做法应是先按负荷的计算电流确定保护短路器的整定电流，再按其选择导线，使导线受到短路器的有效保护。
6.3电器设备的选择
电器设备主要指电源配电箱、电表、控制开关、漏电保护开关及电源插座等。电器设备的选择合理与否直接影响工程的质量。选用时应根据建筑物的用电负荷情况、安装要求、使用环境、设备工作电压及工作电流等合理选择电器设备的型号规格，注意设备的容量等级宁大勿小，但又要避免选得过大造成浪费，一般来说在计算工作电流的基础上选大一级即可。为确保其质量，应选用符合国际电工委员会IEC标准和国内GB、JB有关行业标准，并具有产品质量认可证书的电器产品。总之，电器设备的选择尽可能做到安全可靠性和经济合理性。
结束语
为做好建筑电气设计对于提高建筑企业的经济效益、实现建筑功能、满足业主生活需求等具有重要的作用。建筑电气设计既要做到安全、节能、经济、方便、美观、适用、便于安装与维修，还要具有适应时代的发展可拓展性。在经济条件许可的情况下，要提高设计的起点，积极采用经过国家认定推荐的新材料、新产品和新的技术成果，提高建筑使用的科技含量，满足人们对建筑功能增长的需求。
参考文献
[1]贾宇魁,王鹏.建筑电气设计原则与设计中的常见问题及对策[J].科技创新导报.2008(11)
[2]张建忠.建筑电气设计原则、常见问题及对策[J].中国新技术新产品.2010(12)
