建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)要點建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計是建筑工程的核心技術(shù)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到建筑物的使用功能、運(yùn)行安全及能源效率。設(shè)計過程需綜合考慮負(fù)荷特性、供電可靠性、安全防護(hù)、智能化需求等多重因素，在滿足現(xiàn)行規(guī)范的前提下實現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性。一、負(fù)荷計算與變壓器容量配置負(fù)荷計算是電氣設(shè)計的起點，其準(zhǔn)確性直接影響整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與安全性。設(shè)計人員需掌握單位指標(biāo)法、需要系數(shù)法、二項式法等多種計算方法，根據(jù)建筑類型與使用功能選擇適宜的計算方式。①負(fù)荷分類與分級標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50052規(guī)定，電力負(fù)荷分為一級、二級和三級。一級負(fù)荷包括消防控制室、消防水泵、防排煙設(shè)施、應(yīng)急照明等，要求雙重電源供電并在末端自動切換。二級負(fù)荷包括客梯、生活水泵等，宜采用雙回路供電。三級負(fù)荷則按常規(guī)單電源設(shè)計。醫(yī)療建筑中，手術(shù)室、ICU等2類醫(yī)療場所的恢復(fù)供電時間要求不超過0.5秒，需配置不間斷電源裝置。②變壓器容量選擇原則。變壓器負(fù)載率宜控制在75%-85%之間，長期輕載運(yùn)行會增加無功損耗，過載則加速絕緣老化。對于建筑面積5萬平方米以上的商業(yè)綜合體，建議配置2-4臺變壓器，單臺容量不宜超過2000千伏安，以提高供電靈活性與故障冗余能力。變壓器總裝機(jī)容量可按每平方米60-80伏安估算，數(shù)據(jù)中心等特殊建筑需按實際設(shè)備功率密度精確計算。③備用容量與應(yīng)急電源配置。一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除雙重電源外還需增設(shè)應(yīng)急電源。柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)在10秒內(nèi)啟動并帶載運(yùn)行，儲油量需滿足機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行3小時。不間斷電源裝置的切換時間應(yīng)小于5毫秒，電池后備時間不少于90分鐘。對于超高層建筑，建議在避難層設(shè)置分布式應(yīng)急電源，減少線路壓降與故障影響范圍。二、供配電系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計供配電系統(tǒng)架構(gòu)決定了電能傳輸?shù)目煽啃耘c質(zhì)量，設(shè)計需兼顧短路容量限制、保護(hù)選擇性及運(yùn)行靈活性。①電壓等級與接線方式選擇。民用建筑高壓側(cè)普遍采用10千伏供電，超大型項目可采用35千伏深入負(fù)荷中心。高壓系統(tǒng)宜采用單母線分段接線，母聯(lián)斷路器配置備用電源自動投入裝置。低壓系統(tǒng)采用TN-S接地型式，變壓器低壓側(cè)設(shè)置總斷路器，母線分段運(yùn)行，母聯(lián)設(shè)自投裝置。重要負(fù)荷應(yīng)采用放射式供電，一般負(fù)荷可采用樹干式或混合式。②短路電流計算與設(shè)備選型。短路電流計算需考慮系統(tǒng)最大運(yùn)行方式，10千伏側(cè)短路容量按200-300兆伏安、低壓側(cè)按變壓器額定容量的10-15倍估算。斷路器分?jǐn)嗄芰?yīng)大于預(yù)期短路電流，低壓主斷路器分?jǐn)嗄芰Σ坏陀?0千安，配電回路不低于25千安。電纜熱穩(wěn)定校驗需滿足短路電流持續(xù)時間1秒時的熱效應(yīng)，最小截面應(yīng)滿足公式S≥I√t/K，其中K值銅芯電纜取143。③電能質(zhì)量治理措施。非線性負(fù)荷超過變壓器容量15%時，需配置有源濾波器。三相不平衡度應(yīng)控制在15%以內(nèi)，單相負(fù)荷應(yīng)均勻分配至三相。電壓偏差允許范圍為額定值的±5%，對電壓波動敏感的設(shè)備應(yīng)配置穩(wěn)壓裝置。功率因數(shù)補(bǔ)償采用低壓側(cè)集中補(bǔ)償與就地補(bǔ)償相結(jié)合，補(bǔ)償后功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95以上，電容器組需串聯(lián)7%電抗率電抗器抑制諧波。三、線路設(shè)計與敷設(shè)技術(shù)線路設(shè)計需綜合考慮載流量、電壓損失、機(jī)械強(qiáng)度及防火要求，敷設(shè)方式應(yīng)便于維護(hù)且符合安全規(guī)范。①電纜選型與載流量校驗。消防設(shè)備供電線路應(yīng)采用礦物絕緣電纜或耐火電纜，持續(xù)供電時間不低于180分鐘。普通負(fù)荷可采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，載流量選擇需考慮敷設(shè)環(huán)境溫度、并列根數(shù)及熱阻系數(shù)。電纜橋架內(nèi)敷設(shè)時，載流量校正系數(shù)取0.7-0.8。電纜截面選擇應(yīng)滿足長期允許載流量、電壓損失及機(jī)械強(qiáng)度要求，一般回路電壓損失不宜超過3%，照明回路不超過5%。②敷設(shè)方式與防火分隔。電纜橋架穿越防火分區(qū)時，應(yīng)在穿越處進(jìn)行防火封堵，封堵材料耐火極限不低于樓板耐火等級。強(qiáng)電與弱電線路應(yīng)分槽敷設(shè)，平行間距不小于300毫米，交叉時應(yīng)垂直交叉并采取屏蔽措施。電纜豎井應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，井壁耐火極限不低于1小時，每層設(shè)置防火封堵。地下室電纜敷設(shè)應(yīng)避開結(jié)構(gòu)梁主筋，與熱力管道平行間距不小于500毫米。③線路保護(hù)與故障防護(hù)。配電線路應(yīng)設(shè)置短路保護(hù)與過負(fù)荷保護(hù)，對于突然斷電比過負(fù)荷造成損失更大的線路，過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)作用于信號而非切斷電路。剩余電流動作保護(hù)裝置動作電流值，插座回路不大于30毫安，手持式設(shè)備不大于15毫安，動作時間不超過0.1秒。醫(yī)療場所的醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)，絕緣監(jiān)測裝置報警閾值設(shè)為50千歐，故障定位時間小于10秒。四、照明系統(tǒng)精細(xì)化設(shè)計照明設(shè)計需滿足視覺功能需求，同時兼顧節(jié)能、舒適與美觀，不同功能區(qū)域應(yīng)采用差異化設(shè)計策略。①照度標(biāo)準(zhǔn)與功率密度控制。辦公室照度標(biāo)準(zhǔn)值為300勒克斯，功率密度目標(biāo)值不大于9瓦每平方米；教室照度500勒克斯，功率密度不大于11瓦每平方米。設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先采用高光效LED光源，光效不低于120流明每瓦。照明計算需考慮維護(hù)系數(shù)，室內(nèi)取0.7-0.8，室外取0.65。燈具布置應(yīng)滿足均勻度要求，一般區(qū)域均勻度不低于0.6，作業(yè)面不低于0.7。②燈具選擇與配光設(shè)計。辦公空間宜采用直接照明與間接照明相結(jié)合的方式，直接照明燈具遮光角不小于30度，避免眩光。高大空間如體育館，應(yīng)采用窄配光燈具，安裝高度與間距比不大于1.5。地下車庫照明應(yīng)采用智能控制，車道照度75勒克斯，車位50勒克斯，燈具安裝高度不低于2.5米。防爆場所應(yīng)選用相應(yīng)防爆等級的燈具，防護(hù)等級不低于IP65。③智能控制與節(jié)能策略。公共區(qū)域照明應(yīng)采用分區(qū)、分組、分時控制，走廊、樓梯間采用聲光控或紅外感應(yīng)控制。大空間辦公室宜設(shè)置照度傳感器，根據(jù)天然采光自動調(diào)節(jié)人工照明。景觀照明應(yīng)設(shè)置平日、節(jié)日、重大節(jié)日等多種模式，午夜后自動降低照度50%以上。照明系統(tǒng)應(yīng)納入建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測與定時控制，年節(jié)電率可達(dá)20%-30%。五、防雷與接地安全體系防雷設(shè)計需根據(jù)建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)確定防雷等級，接地系統(tǒng)應(yīng)確保人身安全與設(shè)備正常運(yùn)行。①防雷分類與措施確定。根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057，預(yù)計雷擊次數(shù)大于0.25次每年的住宅建筑劃為第二類防雷建筑，小于等于0.25次每年但大于0.05次每年的劃為第三類。第二類防雷建筑接閃網(wǎng)格尺寸不大于10米×10米，引下線間距不大于18米。高出屋面的金屬物應(yīng)與防雷裝置可靠連接，連接點不少于兩處。②接地電阻值與接地裝置。建筑物接地電阻值應(yīng)滿足共用接地系統(tǒng)不大于1歐姆的要求。接地裝置優(yōu)先利用建筑物基礎(chǔ)鋼筋，當(dāng)基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)接地電阻大于1歐姆時，應(yīng)增設(shè)人工接地極。人工接地極采用熱鍍鋅鋼材，垂直接地極長度不小于2.5米，間距不小于5米。接地裝置埋深不小于0.8米，避開結(jié)構(gòu)承臺與防水層。土壤電阻率高的地區(qū)，可采用換土、添加降阻劑或深井接地等措施。③等電位聯(lián)結(jié)與浪涌保護(hù)。建筑物應(yīng)設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)，將建筑物內(nèi)保護(hù)干線、設(shè)備金屬總管、金屬構(gòu)件等進(jìn)行聯(lián)結(jié)。衛(wèi)生間、游泳池等潮濕場所應(yīng)設(shè)局部等電位聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)范圍包括金屬給排水管、金屬浴盆、金屬采暖管等。電子信息系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置三級浪涌保護(hù)，第一級設(shè)在總配電柜，標(biāo)稱放電電流不小于60千安；第二級設(shè)在樓層配電箱，不小于40千安；第三級設(shè)在設(shè)備前端，不小于20千安。浪涌保護(hù)器連接導(dǎo)線應(yīng)短直，總長度不大于0.5米。六、智能化與節(jié)能技術(shù)集成現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計需深度融合智能化技術(shù)，實現(xiàn)能源精細(xì)化管理與設(shè)備高效運(yùn)行。①樓宇自控系統(tǒng)架構(gòu)。樓宇自控系統(tǒng)應(yīng)采用分布式控制架構(gòu)，管理層采用以太網(wǎng)通信，控制層采用BACnet或LonWorks總線。監(jiān)控點數(shù)量超過1000點的項目，應(yīng)設(shè)置冗余服務(wù)器。系統(tǒng)應(yīng)集成暖通空調(diào)、照明、給排水、變配電等子系統(tǒng)，實現(xiàn)統(tǒng)一平臺管理?？刂破鬏斎胼敵瞿K應(yīng)預(yù)留20%余量，便于后期擴(kuò)展。重要設(shè)備如冷水機(jī)組、變壓器應(yīng)設(shè)置通信接口，實現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)實時上傳。②能耗監(jiān)測與分項計量。建筑面積2萬平方米以上的公共建筑，應(yīng)設(shè)置能耗監(jiān)測系統(tǒng)，對電、水、燃?xì)狻崃M(jìn)行分類計量。電力分項計量應(yīng)至少包括照明插座、空調(diào)、動力、特殊用電四項。電能表精度等級不低于1.0級，具有遠(yuǎn)傳功能。監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)上傳至省級能耗監(jiān)測平臺，數(shù)據(jù)采樣周期15分鐘，存儲時間不少于12個月。通過數(shù)據(jù)分析，可識別高耗能設(shè)備與不合理用能行為，節(jié)能潛力可達(dá)15%-25%。③節(jié)能技術(shù)與可再生能源利用。變壓器應(yīng)選用SCB13型及以上能效等級，空載損耗比SCB10型降低30%以上。電梯應(yīng)采用能量回饋技術(shù)，將制動能量回饋電網(wǎng)，節(jié)電率約20%。地下車庫宜設(shè)置一氧化碳濃度監(jiān)測，聯(lián)動排風(fēng)機(jī)，避免長時間無效運(yùn)行。有條件的項目可設(shè)置太陽能光伏系統(tǒng)，裝機(jī)容量按屋頂可用面積的70%計算，每千瓦年發(fā)電量約1200千瓦時。光伏組件效率不低于18%，逆變器效率不低于97%。七、特殊場所與安全防護(hù)特殊功能場所的電氣設(shè)計需滿足行業(yè)特殊要求，安全防護(hù)應(yīng)做到多重冗余與快速響應(yīng)。①醫(yī)療場所電氣安全。手術(shù)室、ICU等2類醫(yī)療場所應(yīng)采用醫(yī)療IT系統(tǒng)，設(shè)置絕緣監(jiān)測裝置與故障定位系統(tǒng)。醫(yī)療場所的接地電阻不應(yīng)大于0.5歐姆，等電位聯(lián)結(jié)電阻不大于0.2歐姆。X光機(jī)、CT等大型醫(yī)療設(shè)備應(yīng)采用獨(dú)立回路供電，設(shè)置過電壓保護(hù)。醫(yī)用氣體管道應(yīng)可靠接地，接地電阻不大于10歐姆。應(yīng)急照明持續(xù)時間不少于180分鐘，照度不低于10勒克斯。②爆炸危險環(huán)境設(shè)計。爆炸危險區(qū)域劃分為0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)，電氣設(shè)備選型應(yīng)符合相應(yīng)防爆等級。0區(qū)應(yīng)采用本質(zhì)安全型設(shè)備，1區(qū)可采用隔爆型或增安型。線路敷設(shè)應(yīng)采用鋼管配線，鋼管壁厚不小于2.5毫米，螺紋嚙合扣數(shù)不少于6扣。所有電氣設(shè)備金屬外殼應(yīng)可靠接地，接地電阻不大于4歐姆。防雷裝置應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，與電氣設(shè)備接地裝置分開，間距不小于3米。③剩余電流保護(hù)與電氣火災(zāi)監(jiān)控。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置在進(jìn)線處與出線處，報警值設(shè)為300-500毫安，只報警不跳閘。測溫式監(jiān)控裝置應(yīng)設(shè)置在電纜接頭、開關(guān)觸點等發(fā)熱部位，報警溫度設(shè)為70攝氏度。系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)據(jù)存儲功能，記錄不少于1000條事件。對于老年人照料設(shè)施、幼兒園等場所，插座回路