如何開展建筑電氣設計?電氣設計思路分享
隨著電氣系統(tǒng)越來越多,工程越來越復雜,很多新工作的同事無法快速開展設計工作,對繁多的圖紙感到無從下手。所以電氣設計的思路就顯得尤為重要。
如何開展建筑電氣設計?
建筑定性-使用性質、防火等級、規(guī)模
整理設計思路
依據(jù)規(guī)范及建筑物情況進行制圖。
一、建筑定性
比如一棟3萬平米的總高度在95米的住宅建筑的進行電氣設計
我們可以確定的信息有:住宅、一類高層、防火等級一級
二、整理設計思路

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電氣系統(tǒng)看似復雜,但明確了分斷點就能如庖丁解牛一般把復雜的系統(tǒng)拆解為一個個基本單元。
什么是基本單元?筆者認為,對于民用建筑來說,無論什么類型的建筑都是由各種基本單元加上有限的特殊單元組成。基本單元的電氣系統(tǒng)以及平面的畫法在任何建筑都是基本一致,并無明顯的分別,比如辦公室,衛(wèi)生間,風機房,水泵房,配電房,公共區(qū)域等等。這些也可以稱之為末端系統(tǒng)。末端系統(tǒng)的畫法在各地區(qū)均有差異,但對于個人而言,其畫法基本上是統(tǒng)一,也相對簡單獨立。流行的說法就是模塊。反映在系統(tǒng)圖中就是各末端分箱系統(tǒng)。
對于新同事而言,熟練的掌握各末端系統(tǒng)的畫法是第一步。對于一個建筑物而言,末端系統(tǒng)所對應的末端負荷其實非常明確。普通照明有相應規(guī)范照度限制,所用燈具類型也基本統(tǒng)一;動力系統(tǒng)大多來自其他工種以及甲方所提供資料,即便不明確的也有對應的技術指標可以估算。這些系統(tǒng)平日的設計中均會大量運用。
基本單元的劃分對應圖面便是各末端分箱的定位。目前,末端分箱除了根據(jù)建筑專業(yè)的房間功能分斷之外也需要依據(jù)建筑物分項計量的要求。分項計量是近年增加的眾多系統(tǒng)中的一個,對于末端分箱的劃分定位提供了更細致的要求。
基本單元之上便是功能區(qū)域。功能區(qū)域也同樣來源于建筑專業(yè)的功能分斷以及相關規(guī)范的明確要求。最直接的區(qū)域劃分便是建筑物樓層劃分以及各防火分區(qū)、人防分區(qū)的劃分;相對間接的有使用方對計量的分區(qū),以及不同功能用房(例如酒店、辦公、商業(yè)、銀行等)的分隔。這些功能區(qū)域在設計前都已基本明確,彼此之間的配電要求以及平面設置均相對獨立,設計時可以分塊進行。反映在系統(tǒng)圖中就是各區(qū)域總柜。而每個區(qū)域又必須以負荷性質以及負荷等級對動力,照明,消防動力,消防照明進行區(qū)分。故一個功能區(qū)域可能會有多只總柜,同時這些總箱柜的類型也是基本固定。當我們正確的對功能區(qū)域劃分定位后,該區(qū)域的總柜設置也基本確定。
基本單元(末端分箱系統(tǒng))以及是功能區(qū)域(區(qū)域總柜系統(tǒng))定位是建筑電氣設計中重要一步,施工圖設計的前序步驟。隨著國家法規(guī)的細致明確化,各系統(tǒng)的劃分定位也越來越明確,相對的也同時變得容易。
筆者認為對于新同事應先把所有需要設置的箱柜一一羅列明確,然后在考慮如何合理的合并。
對于一個分箱或總柜系統(tǒng),制圖時往往把該配電箱柜的進線以及出線畫成做一個整體,但考慮校驗以及連貫性,單個系統(tǒng)劃分應由上級出線以及下級進線2部分加連接電纜組成,配電箱柜內的母排乃至高壓系統(tǒng)中的母線排都可以看作是一個分斷點。上級分斷點―上級出線(保護開關)―電纜―下級進線(保護開關)―下級分斷點(末端配電箱則是上級分斷點―上級出線(保護開關)―電纜―末端負荷)。樹上鳥教育電氣設計培訓,這是才是連貫的系統(tǒng),同時也是上下級保護的重點研究區(qū)域。雖然平時繪制各種系統(tǒng)圖更多的以連接電纜作為分斷點,但在計算參數(shù)及校驗時應以母線排作為分斷點更為高效合理,也能避免上下級脫節(jié)的錯誤,更為連貫。
對分斷的概念了解掌握后,便可以高效的對復雜工程進行梳理。

圓與半徑
縱觀整個電氣系統(tǒng)。可以簡單的發(fā)現(xiàn)其供配電的基本形式是一致的,均為發(fā)散放射式。由總箱放射到各負荷(分箱)。從最上級的發(fā)電站開始,到最末端的小分箱,均是如此。供電系統(tǒng)的每一級都可以表示為圓心(上級分斷點以及上級出線)加半徑(連接電纜)的圓環(huán)區(qū)域(下級分斷點進線及位置分布)。如何確定其合理半徑便是重中之重。
供電半徑體現(xiàn)在配電連接電纜的長度,也就是供電距離,而不同的開關與不同截面電纜組合所劃定的供電距離是均有不同的??梢钥吹綄嶋H的開關電纜組合可以很多,加上不同的敷設環(huán)境其對應的供電距離長度會變得的非常復雜。民用領域,我們可以看到很多定值、經(jīng)驗值,比如變電所供電距離為200米左右,末端供電距離約為30~40米。這些供電距離可以說是通用指標,是對各種通用的開關電纜組合的反映,其考慮了經(jīng)濟、工藝等各方面因素,是新同事設置配電系統(tǒng)時的重要參考數(shù)據(jù)。實際設計時,很多時候對電纜的截面可以僅考慮載流量,但其前提便是不超出供電距離。當超出時,便須加大截面或者減小開關整定電流,并復核校驗。
供電半徑是對供電距離的折算。每一種開關電纜組合(配電箱出線保護開關及出線電纜)都有其對應的供電半徑。而在圖面上便可簡單的以配電箱為中心圓形標示。這是配電箱定位的重要參考也同時可以簡單校驗通用的開關電纜組合是否適用于當前負荷。新同事往往會忽略這點,導致實際供電距離超標造成安全隱患。所以在實際設計時需要對個人常用開關電纜組合的供電半徑有明確認知,并根據(jù)實際進行調整。
在消防照明及報警系統(tǒng)中,半徑概念更多的體現(xiàn)在保護半徑中。首先是火災自動報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)除了其他專業(yè)提供的元件定位外,其余元件的定位均以其保護半徑為重要依據(jù)。其次是是應急照明疏散指示系統(tǒng)。每一種應急燈都有其對應的保護半徑,以滿足規(guī)范照度要求,而疏散指示燈更是有明確的距離要求,這也能以半徑的形式表現(xiàn)。
由此,強電系統(tǒng)各個節(jié)點箱柜的定位以及消防系統(tǒng)各元件的定位都可以也應由不同半徑的圓來確定和檢驗。
制圖時,圓形放射式的畫法也更為合理。以各配電箱柜為中心,各回路放射式出線一一繪制,條理清晰,簡單有效。
當我們明確了以上2個概念之后,我們便可以此對圖紙進行有效的分析了。

分析圖紙
基本單元以及功能區(qū)域都可以直接從圖面或建筑專業(yè)使用方等渠道進行分斷劃分,這是第一步。
基本單元以及功能區(qū)所對應的配電箱柜的定位則是第二步。供電半徑僅是定位的校驗輔助。定位之前我們需要了解定位的關鍵――人流。
建筑電氣著重的是配電,是為人服務。為人服務簡單來說體現(xiàn)在開關的設置,這里的開關可以是指燈具及設備的開關,也同樣是指配電箱柜內的保護開關。由此可見配電箱柜的定位需要滿足人員的操作便利及習慣。
對于建筑物而言人流走向和電流走向是可以共通的。拿到圖紙后,我們對人流走向需有明確的認知。
首先,繪制應急疏散系統(tǒng)需要知道人流的疏散方向。
其次,配電的干線走向往往和人流主干重合。一般而言,除人流出入層外(一般都是首層),我們的電纜槽盒(干線)都是沿疏散通道設置,縱向的電纜豎井也基本放置于疏散樓梯附近。建筑物的電氣干線走向由此便可以確定。
最后,配電箱的定位。一般而言,除人流出入層外。區(qū)域總箱放置于區(qū)域人流入口處(通常位于電纜豎井內);基本單元分箱則放置于各基本單元人流入口(常見的門后設置)。人流出入層由于人流入口不同,配電箱位置與其它層有所不同,需要兼顧人員操作以及配電干線的設置。對于垂直空間而言,管道井、樓梯都屬于垂直空間,也是基本單元的一種,其配電分箱的位置通常就是人流入口(層)。
基本定位確定后就需要通過供電半徑的校驗。然后就可以在圖面上標注確定。
最好的辦法便是模擬人流沿著通道行走一遍。可以同時完成應急疏散系統(tǒng),各主要配電箱柜,配電干線的定位。
以上可以看到,有效的圖紙分析之后,整個系統(tǒng)的基本框架已然成型
再次整合

細分了基本單元,功能區(qū)域,確定了配電箱位置以及配電干線走向之后,只要再結合其他工種的資料,那么整個系統(tǒng)已經(jīng)大致完成。
但細分的結果就是出線回路過多,這在經(jīng)濟性上是不合適的;同時變電所出線數(shù)量是有限的,無法滿足需要,于是需要進行整合。
很多的功能類似或者區(qū)域類同的箱柜需要合并。例如高層配電通常是以母線樹干式分配到各樓層。大型地下室則是數(shù)個防火分區(qū)設一個總柜。消防風機數(shù)量多且分散,也是采用數(shù)個防火分區(qū)設總箱。對于綜合體,不同的計量分區(qū)可以整合。對于變電所而言是沒有動力照明的分法,在供電哪一級對照明動力等進行整合(區(qū)分)也是關鍵點。
三、依據(jù)規(guī)范制圖
建筑電氣制圖主要分為弱電和強電兩部分。強電電氣圖紙繪制包括了配電系統(tǒng)、照明平面圖、插座平面圖、防雷平面圖;弱電電氣圖紙繪制包括了消防弱電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、消防弱電平面圖、弱電平面圖。
作圖過程先平面圖,后系統(tǒng)圖,最后豎向干線圖。隨著規(guī)范的不斷更新,各系統(tǒng)之間的分斷越來越明確,獨立的系統(tǒng)也越來越多。更要依據(jù)建筑物本身情況進行規(guī)范選擇。
以住宅為例需遵循的規(guī)范大致有如下幾條:
《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ 16-2008
《住宅建筑電氣設計規(guī)范》JGJ 242-2011
《建筑物防雷設計規(guī)范》GB 50057-2010
《建筑照明設計標準》GB?50034-2013
《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50116-2013
《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50052-2009
《低壓配電設計規(guī)范》GB50054-2011