浅谈建筑电气设计中的供电与照明设计措施

摘要　从建筑电气设计的概念、原则入手，介绍了建筑电气设计中供电与照明设计的方法与节能措施。

关键词　建筑电气；设计；措施

1建筑电气设计概述

1.1建筑电气设计的概念

现代建筑趋于多元化的风格，高度大、面积大、功能复杂，电气设计内容也日趋复杂，项目繁多。建筑电气设计从狭义上仅指民用建筑中的电气设计，从广义上讲应该包括工业建筑、构筑物和道路、广场等户外工程。

传统建筑电气设计只包括供电和照明，而今天一般将其设计的内容形容为强电和弱电。将供电、照明、防雷归类在强电，而其余部分，如电话、电视、消防和楼宇自控等内容统统归于弱电。这种分类以电压的高低为依据，强调了电气设计中所增加的消防、电讯和自控内容与传统电气设计内容完全不同，容易理解，所以很快被人们所接受。

1.2建筑电气设计的原则

1.2.1建筑电气设计必须严格依据国家规范，这是不言而喻的。为加强对建筑工程设计文件编制工作的管理，保证设计质量，国家制订了相关标准。建筑供电设计和施工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。

1.2.2根据近期规划设计兼顾远景规划，以近期为主，适当考虑远期扩建的衔接，以利于宏观节约投资。

1.2.3根据用电负荷的等级和用电量确定配电室电力变压器的数量，配电方式及变压器的额定容量等。

1.2.4建筑工程作为商品，必须考虑其经济效益、成本核算、用户满意程度、商品流通环节是否通畅、扩大再生产的能力等。

1.2.5设计应结合的实际情况，积极采用先进技术，正确掌握设计标准；对于电气安全、节约能源、环境保护等重要问题要采取切实有效的措施；设备布置要便于施工和维护管理；设备及材料的选择要综合考虑。

1.2.6建筑电气设计是整个建筑工程设计的一部分，设计过程中要与有关建筑、结构、给排水、暖通、动力和工艺等工种密切协调配合。

2供电系统设计

建筑供电主要是解决建筑物内用电设备的电源问题。包括变配电所的设置，线路计算，设备选择等。

2.1供电电源及电压的选择

供电设计：包括供电电源的电压、来源、距离和可靠程度，目前供电系统和远景发展情况；用电负荷的性质、总设备容量和计算负荷；变配电所的数量、容量、位置和主接线；无功功率的补偿容量和补偿前后的功率因数；备用容量和备用电源供电的方式；继电保护的配置、整定和计量仪表的配置。

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，原则上是两路同时使用，互为备用。此外，还必须装设应急柴油发电机组，并要求在15s内走道恢复供电，保证应急照明、消防设备、电脑电源等用电。国内高层建筑大都采用10kv等级，对用电量大而且有条件的，建议采用35kv深入负荷中心供电。

2.2高压接线

现代高层建筑一般要求采用两路独立电源同时供电，高压采用单母线分段、自动切换、互为备用。母线分段数目，应与电源进线回路数相适应。只有供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的型式。若出线回路较多时，通常考虑分段。电源进线方式多采用电缆埋地或架空引入。

高压配电系统及低压干线配电方式常采用放射式，楼层配电则为混合式。现代高层建筑的竖井多采用插接母线槽。水平干线因走线困难，多采用动力与竖井母线通过插接箱连接。每层楼竖井设层配电小间，经过插接箱从竖井母线取得电源。当层数较多或负荷巨大时，可按楼层分区供电或将变压器分散布置，但要进行经济分析。

2.3低压配电线路设计

首先确定进户线的方位，然后确定各区域总配电箱、分箱的位置，根据线路允许电压降等因素确定干线的走向，管材型号和规格，导线截面等，绘制平面图。

低压配电系统的各级开关，一般采用低压断路器。设计时注意选择性，保护等级不宜超过三级。重要负荷要求两路供电、末端切换，如消防电梯，要求在电梯机房设置切换装置、互为备用。配电设计包括配电系统的接线、主要设备选择、导线及敷设方式的选择、低压系统接地方式选择等。

3照明系统

电气照明设计包括设计说明、光源选择、照度计算、灯具造型、灯具布置、安装方式、眩光控制、调光控制、线路截面、敷设方法和设备材料表等。照明设计和建筑装修有着非常密切的关系，应与建筑师密切配合，以期达到使用功能和建筑效果的统一。绿色照明是指在设计中广泛采用新的材料、技术、方法，达到节能、高效及环保的要求。

3.1照度计算

照度计算是设计的理论根据，一丝不苟地进行照度计算、三相平衡计算、灯具配光曲线选择，是照明设计的基本功。有人认为，照明设计是比较容易的一部分，那是仅仅看到照明设计人员在一个又一个画灯泡的现象，而不了解照明设计所涉及的复杂理论和在实际选型中所涉及的多种因素。

3.2灯具选型

根据不同的场合选择不同的灯具，以达到预期的效果，往往需要电气工程师与建筑师协商。电气工程师需要更多的考虑技术规格方面的因素，如灯具效率、照度值、功率消耗等，而某些涉及美学的问题，属于仁者见仁、智者见智，建筑师和业主往往有不同的见解。实际工作中，电气工程师有责任对建筑物的基本照明做出安排，对灯具进行选型。

3.3应急照明

100％的电源迟早会出现会出现中断，出于生理和心理的安全需要，设置应急照明是必须的。

4建筑电气设计的节能措施

4.1提高供配电系统的功率因数

功率因数提高了可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。输电线路损耗中包含了线路传输有功功率时而引起的线损和线路传输无功功率时引起的线损。传输有功功率是为了满足建筑物功能所必须的，是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免的，具体方法有：

4.1.1减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备(如配有电容补偿的荧光灯)等。

4.1.2用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。

4.2照明的节能设计

照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能，通常的节能措施有以下几种：

4.2.1充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能。

4.2.2照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间(场所)应优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8管)及紧凑型荧光灯。

4.2.3广泛使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。

4.2.4改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。

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