如何开展建筑电气设计?电气设计思路分享

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随着电气系统越来越多,工程越来越复杂,很多新工作的同事无法快速开展设计工作,对繁多的图纸感到无从下手。所以电气设计的思路就显得尤为重要。如何开展建筑电气设计? 建筑定性-使用性质、防火等级、规模 整理设计思路 依据规范及建筑物情况进行制图。 一、建筑定性 比如一栋3万平米的总高度在95米的住宅建筑的进行电气设计 我们可以确定的信息有:住宅、一类高层、防火等级一级

随着电气系统越来越多,工程越来越复杂,很多新工作的同事无法快速开展设计工作,对繁多的图纸感到无从下手。所以电气设计的思路就显得尤为重要。

如何开展建筑电气设计?

  • 建筑定性-使用性质、防火等级、规模

  • 整理设计思路

  • 依据规范及建筑物情况进行制图。




一、建筑定性


比如一栋3万平米的总高度在95米的住宅建筑的进行电气设计

我们可以确定的信息有:住宅、一类高层、防火等级一级


二、整理设计思路


  • 分断划分

    电气系统看似复杂,但明确了分断点就能如庖丁解牛一般把复杂的系统拆解为一个个基本单元。

  什么是基本单元?笔者认为,对于民用建筑来说,无论什么类型的建筑都是由各种基本单元加上有限的特殊单元组成。基本单元的电气系统以及平面的画法在任何建筑都是基本一致,并无明显的分别,比如办公室,卫生间,风机房,水泵房,配电房,公共区域等等。这些也可以称之为末端系统。末端系统的画法在各地区均有差异,但对于个人而言,其画法基本上是统一,也相对简单独立。流行的说法就是模块。反映在系统图中就是各末端分箱系统。


  对于新同事而言,熟练的掌握各末端系统的画法是第一步。对于一个建筑物而言,末端系统所对应的末端负荷其实非常明确。普通照明有相应规范照度限制,所用灯具类型也基本统一;动力系统大多来自其他工种以及甲方所提供资料,即便不明确的也有对应的技术指标可以估算。这些系统平日的设计中均会大量运用。

  基本单元的划分对应图面便是各末端分箱的定位。目前,末端分箱除了根据建筑专业的房间功能分断之外也需要依据建筑物分项计量的要求。分项计量是近年增加的众多系统中的一个,对于末端分箱的划分定位提供了更细致的要求。

  基本单元之上便是功能区域。功能区域也同样来源于建筑专业的功能分断以及相关规范的明确要求。最直接的区域划分便是建筑物楼层划分以及各防火分区、人防分区的划分;相对间接的有使用方对计量的分区,以及不同功能用房(例如酒店、办公、商业、银行等)的分隔。这些功能区域在设计前都已基本明确,彼此之间的配电要求以及平面设置均相对独立,设计时可以分块进行。反映在系统图中就是各区域总柜。而每个区域又必须以负荷性质以及负荷等级对动力,照明,消防动力,消防照明进行区分。故一个功能区域可能会有多只总柜,同时这些总箱柜的类型也是基本固定。当我们正确的对功能区域划分定位后,该区域的总柜设置也基本确定。

  基本单元(末端分箱系统)以及是功能区域(区域总柜系统)定位是建筑电气设计中重要一步,施工图设计的前序步骤。随着国家法规的细致明确化,各系统的划分定位也越来越明确,相对的也同时变得容易。

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笔者认为对于新同事应先把所有需要设置的箱柜一一罗列明确,然后在考虑如何合理的合并。

  对于一个分箱或总柜系统,制图时往往把该配电箱柜的进线以及出线画成做一个整体,但考虑校验以及连贯性,单个系统划分应由上级出线以及下级进线2部分加连接电缆组成,配电箱柜内的母排乃至高压系统中的母线排都可以看作是一个分断点。上级分断点―上级出线(保护开关)―电缆―下级进线(保护开关)―下级分断点(末端配电箱则是上级分断点―上级出线(保护开关)―电缆―末端负荷)。树上鸟教育电气设计培训,这是才是连贯的系统,同时也是上下级保护的重点研究区域。虽然平时绘制各种系统图更多的以连接电缆作为分断点,但在计算参数及校验时应以母线排作为分断点更为高效合理,也能避免上下级脱节的错误,更为连贯。

  对分断的概念了解掌握后,便可以高效的对复杂工程进行梳理。

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  • 圆与半径

  纵观整个电气系统。可以简单的发现其供配电的基本形式是一致的,均为发散放射式。由总箱放射到各负荷(分箱)。从最上级的发电站开始,到最末端的小分箱,均是如此。供电系统的每一级都可以表示为圆心(上级分断点以及上级出线)加半径(连接电缆)的圆环区域(下级分断点进线及位置分布)。如何确定其合理半径便是重中之重。

  供电半径体现在配电连接电缆的长度,也就是供电距离,而不同的开关与不同截面电缆组合所划定的供电距离是均有不同的。可以看到实际的开关电缆组合可以很多,加上不同的敷设环境其对应的供电距离长度会变得的非常复杂。民用领域,我们可以看到很多定值、经验值,比如变电所供电距离为200米左右,末端供电距离约为30~40米。这些供电距离可以说是通用指标,是对各种通用的开关电缆组合的反映,其考虑了经济、工艺等各方面因素,是新同事设置配电系统时的重要参考数据。实际设计时,很多时候对电缆的截面可以仅考虑载流量,但其前提便是不超出供电距离。当超出时,便须加大截面或者减小开关整定电流,并复核校验。

  供电半径是对供电距离的折算。每一种开关电缆组合(配电箱出线保护开关及出线电缆)都有其对应的供电半径。而在图面上便可简单的以配电箱为中心圆形标示。这是配电箱定位的重要参考也同时可以简单校验通用的开关电缆组合是否适用于当前负荷。新同事往往会忽略这点,导致实际供电距离超标造成安全隐患。所以在实际设计时需要对个人常用开关电缆组合的供电半径有明确认知,并根据实际进行调整。

  在消防照明及报警系统中,半径概念更多的体现在保护半径中。首先是火灾自动报警系统。该系统除了其他专业提供的元件定位外,其余元件的定位均以其保护半径为重要依据。其次是是应急照明疏散指示系统。每一种应急灯都有其对应的保护半径,以满足规范照度要求,而疏散指示灯更是有明确的距离要求,这也能以半径的形式表现。

  由此,强电系统各个节点箱柜的定位以及消防系统各元件的定位都可以也应由不同半径的圆来确定和检验。

  制图时,圆形放射式的画法也更为合理。以各配电箱柜为中心,各回路放射式出线一一绘制,条理清晰,简单有效。

当我们明确了以上2个概念之后,我们便可以此对图纸进行有效的分析了。

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  • 分析图纸

  基本单元以及功能区域都可以直接从图面或建筑专业使用方等渠道进行分断划分,这是第一步。

  基本单元以及功能区所对应的配电箱柜的定位则是第二步。供电半径仅是定位的校验辅助。定位之前我们需要了解定位的关键――人流。

  建筑电气着重的是配电,是为人服务。为人服务简单来说体现在开关的设置,这里的开关可以是指灯具及设备的开关,也同样是指配电箱柜内的保护开关。由此可见配电箱柜的定位需要满足人员的操作便利及习惯。

  对于建筑物而言人流走向和电流走向是可以共通的。拿到图纸后,我们对人流走向需有明确的认知。

  首先,绘制应急疏散系统需要知道人流的疏散方向。

  其次,配电的干线走向往往和人流主干重合。一般而言,除人流出入层外(一般都是首层),我们的电缆槽盒(干线)都是沿疏散通道设置,纵向的电缆竖井也基本放置于疏散楼梯附近。建筑物的电气干线走向由此便可以确定。

  最后,配电箱的定位。一般而言,除人流出入层外。区域总箱放置于区域人流入口处(通常位于电缆竖井内);基本单元分箱则放置于各基本单元人流入口(常见的门后设置)。人流出入层由于人流入口不同,配电箱位置与其它层有所不同,需要兼顾人员操作以及配电干线的设置。对于垂直空间而言,管道井、楼梯都属于垂直空间,也是基本单元的一种,其配电分箱的位置通常就是人流入口(层)。

  基本定位确定后就需要通过供电半径的校验。然后就可以在图面上标注确定。

  最好的办法便是模拟人流沿着通道行走一遍。可以同时完成应急疏散系统,各主要配电箱柜,配电干线的定位。

  以上可以看到,有效的图纸分析之后,整个系统的基本框架已然成型

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  • 再次整合

  细分了基本单元,功能区域,确定了配电箱位置以及配电干线走向之后,只要再结合其他工种的资料,那么整个系统已经大致完成。

  但细分的结果就是出线回路过多,这在经济性上是不合适的;同时变电所出线数量是有限的,无法满足需要,于是需要进行整合。

  很多的功能类似或者区域类同的箱柜需要合并。例如高层配电通常是以母线树干式分配到各楼层。大型地下室则是数个防火分区设一个总柜。消防风机数量多且分散,也是采用数个防火分区设总箱。对于综合体,不同的计量分区可以整合。对于变电所而言是没有动力照明的分法,在供电哪一级对照明动力等进行整合(区分)也是关键点。

三、依据规范制图

建筑电气制图主要分为弱电和强电两部分。强电电气图纸绘制包括了配电系统、照明平面图、插座平面图、防雷平面图;弱电电气图纸绘制包括了消防弱电系统、弱电系统、消防弱电平面图、弱电平面图。

作图过程先平面图,后系统图,最后竖向干线图。随着规范的不断更新,各系统之间的分断越来越明确,独立的系统也越来越多。更要依据建筑物本身情况进行规范选择。

以住宅为例需遵循的规范大致有如下几条:

  • 《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008

  • 《住宅建筑电气设计规范》JGJ 242-2011

  • 《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010

  • 《建筑照明设计标准》GB 50034-2013

  • 《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-2013

  • 《供配电系统设计规范》GB50052-2009

  • 《低压配电设计规范》GB50054-2011




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