3.6 3 初步设计/建筑电气
3.6.1 初步设计阶段，建筑电气专专业设计文件应包括设计说明书、设计图纸、主要电气设备表、计算书（供内部使用及存档）。
3.6.2 设计说明书
1 设计依据
1）建筑概况：应说明建筑类别、性质、面积、层数、高度等；
2）相关专业提供给本专业的工程设计资料；
3）建设方提供的有关职能部门（如：供电部门、消防部门、通信部门、公安部门等）认定的工程设计资料，建设方设计要求；
4） 本工程采用的主要标准及法规。
2 设计范围
1）根据设计任务书和有关设计资料说明本专业的设计工作内容和分工；
2）本工程拟设置的电气系统。
3 变、配电系统
1）确定负荷等级和各类负荷容量；
2）确定供电电源及电压等级，电源由何处引来，电源数量及回路数、专用线或非专用线 、电缆埋地或架空、近远期发展情况；
3）备用电源和应急电源容量确定原则及性能要求，有自备发电机时，说明启动方式及与市电网关系；
4）高、低压供电系统结线型式及运行方式：正常工作电源与备用电源之间的关系；母线联络开关运行和切换方式；变压器之间低压侧联络方式；重要负荷的供电方式；
5）变，配电站的位置、数量、容量（包括设备安装容量、计算有功、无功、视在容量、变压器台数、容量）及型式（户内、户外或混合）；设备技术条件和选型要求；
6）继电保护装置的设置；
7） 电能计量装置：采用高压或低压；专用柜或非专用柜（满足供电部门要求和建设方内部核算要求）；监测仪表的配置情况；
8） 功率因数补偿方式: 说明功率因数是否达到供用电规则的要求，应补偿量和采取的补偿方式和补偿前后的结果；
9） 操作电源和信号：说明高压设备操作电源和运行信号装置配置情况；
10）工程供电：高、低压进出线路的型号及敷设方式。
4 配电系统
1）电源由何处引来、电压等级、配电方式；对重要负荷和特别重要负荷及其它负荷的供电措施；
2） 选用导线、电缆。母干线的材质和型号，敷设方式；
3） 开关，插座，配电箱、控制箱等配电设备选型及安装方式；
4） 电动机启动及控制方式的选择。
5 照明系统
1）照明种类及照度标准；
2）光源及灯具的选择、照明灯具的安装及控制方式；
3）室外照明的种类（如路灯、庭园灯，草坪灯、地灯、泛光照明、水下照明等）、电压等级、光源选择及其控制方法等；
4）照明线路的选择及敷设方式。（包括室外照明线路的选择和接地方式）。
6 热工检测及自动调节系统
1）按工艺要求说明热工检测及自动调节系统的组成；
2）自动化仪表的选择；
3）仪表控制盘，台选型及安装；
4）线路选择及敷设；
5） 仪表控制盘、台的接地。
7 火灾自动报警系统
1）按建筑性质确定保护等级及系统组成；
2）消防控制室位置的确定和要求；
3）火灾探测器、报警控制器，手动报警按钮，控制台（柜）等设备的选择；
4）火灾报警与消防联动控制要求，控制逻辑关系及控制显示要求；
5） 火灾应急广播及消防通信概述；
6）消防主电源、备用电源供给方式，接地及接地电阻要求；
7） 线路选型及敷设方式；
8） 当有智能化系统集成要求时，应说明火灾自动报警系统与其它子系统的接口方式及联动关系。
9） 应急照明的电源型式，灯具配置，线路选择及敷设方式，控制方式等。
8 通信系统
1）对工程中不同性质的电话用户和专线，分别统计其数量；
2） 电话站总配线设备及其容量的选择和确定；
3）电话站交、直流供电方案；
4） 电话站站址的确定及对土建的要求；
5） 通信线路容量的确定及线路网络组成和敷设；
6）对市话中继线路的设计分工，线路敷设和引人位置的确定；
7） 室内配线及敷设要求；
8）防电磁脉冲接地、工作接地方式及接地电阻要求。
9 有线电视系统
1）系统规模、网络组成，用户输出口电平值的确定；
2）节目源选择；
3）机房位置、前端设备配置；
4）用户分配网络、导体选择及敷设方式，用户终端数量的确定。
10 闭路电视系统
1）系统组成；
2） 控制室的位置及设备的选择；
3） 传输方式、导体选择及敷设方式；
4）电视制作系统组成及主要设备选择。
11 有线广播系统
1）系统组成；
2）输出功率。馈送方式和用户线路敷设的确定；
3）广播设备的选择，并确定广播室位置；
4） 导体选择及敷设方式。
12 扩声和同声传译系统
1）系统组成；
2）设备选择及声源布置的要求；
3）确定机房位置；
4） 同声传译方式；
5）导体选择及敷设方式。
13 呼叫信号系统
1）系统组成及功能要求（包括有线或无线）；
2） 导体选择及敷设方式；
3）设备选型。
14 公共显示系统
1）系统组成及功能要求；
2）显示装置安装部位、种类、导体选择及敷设方式；
3）显示装置规格。
15 时钟系统
1）系统组成、安装位置、导体选择及敷设方式；
2）设备选型。
16 安全技术防范系统
1）系统防范等级、组成和功能要求；
2）保安监控及探测区域的划分、控制、显示及报警要求；
3） 摄像机、探测器安装位置的确定；
4） 访客对讲、巡更、门禁等子系统配置及安装；
5）机房位置的确定；
6）设备选型、导体选择及敷设方式。
17 综合布线系统
1）根据工程项目的性质、功能、环境条件和近、远期用户要求确定综合布线的类型及配置标准；
2）系统组成及设备选型；
3）总配线架、楼层配线架及信息终端的配置；
4）导体选择及敷设方式。
18 建筑设备监控系统及系统集成
1）系统组成、监控点数、及其功能要求；
2）设备选型；
3） 导体选择及敷设方式。
19 信息网络交换系统
1） 系统组成、功能及用户终端接口的要求；
2）导体选择及敷设要求。
20 车库管理系统
1）系统组成及功能要求；
2） 监控室设置；
3） 导体选择及敷设要求。
21 智能化系统集成 1）集成形式及要求；
2） 设备选择。
22 建筑物防雷
1）确定防雷类别；
2）防直接雷击、防侧击雷、防雷击电磁脉冲、防高电位侵入的措施；
3）当利用建（构）筑物混凝土内钢筋做接闪器、引下线、接地装置时，应说明采取的措施和要求。
23 接地及安全
1）本工程各系统要求接地的种类及接地电阻要求；
2）总等电位、局部等电位的设置要求；
3） 接地装置要求，当接地装置需作特殊处理时应说明采取的措施、方法等；
4） 安全接地及特殊接地的措施。
24 需提请在设计审批时解决或确定的主要问题
3.6.3 设计图纸
1 电气总平面图（仅有单体设计时，可无此项内容）
1）标示建（构）筑物名称、容量，高、低压线路及其它系统线路走向，回路编号，导线及电缆型号规格，架空线杆位，路灯、庭园灯的杆位（路灯、庭园灯可不绘线路），重复接地点等；
2）变、配电站位置、编号和变压器容量；
3）比例、指北针。
2 变、配电系统
1）高，低压供电系统图：注明开关柜编号，型号及回路编号、一次回路设备型号、设备容量、计算电流、补偿容量、导体型号规格、用户名称、二次回路方案编号；
2）平面布置图：应包括高、低压开关柜、变压器、母干线、发电机、控制屏、直流电源及信号屏等设备平面布置和主要尺寸，图纸应有比例；
3）标示房间层高、地沟位置，标高（相对标高）。
3 配电系统（一般只绘制内部作业草图，不对外出图）主要干线平面布置图，竖向干线系统图（包括西：电及照明干线、变配电站的配出回路及回路编号）。
4 照明系统 对于特殊建筑，如大型体育场馆、大型影剧院等，有条件时应绘制照明平面图。该平面图应包括灯位（含应急”硼灯）、灯具规格，配电箱（或控制箱）位，不需连线。
5 热工检测及自动调节系统
1）需专项设计的自控系统需绘制热工检测及自动自动调节原理系统图；
2）控制室设备平面布置图。
6 火灾自动报警系统 1）火灾自动报警系统图；
2）消防控制室设备布置平面图。
7 通信系统
1）电话系统图；
2） 站房设备布置图。
8 防雷系统、接地系统 一般不出图纸，特殊工程只出顶视平面图，接地平面图。
9 其他系统
1）各系统所属系统图；
2）各控制室设备平面布置图（若在相应系统图中说明清楚时，可不出此图）。
3.6.4 主要设备表 注明设备名称、型号、规格、单位、数量。
3.6.5 设计计算书（供内部使用及存档）
1 用电设备负荷计算。
2 变压器选型计算。
3 电缆选型计算。
4 系统短路电流计算。
5 防雷类别计算及避雷针保护范围计算。
6 各系统计算结果尚应标示在设计 说明了或相应图纸中。
7 因条件不具备不能进行计算的内容，应在初步 设计中说明，并应在施工图设计时补算。
对高层建筑电气设计主要内容的研究
摘要：为了提高现代高层建筑电气设计质量,结合规范和工程管理经验,详细阐述了现代高层建筑电气设计的主要内容,并提出了设计中应注意的有关问题。
关键词：高层建筑 电气设计 内容 节能原则
高层建筑越来越多，也逐渐为人们所认可，但是高层建筑电气设计质量保证是比较复杂的一个课题，同时，高层建筑耗能浪费的现象也是一个迫在眉睫的问题。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，后者是国家建设部发布的行业标准。
1、高层建筑电气设计的主要内容
1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4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。
1.5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。
1.6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。
1.7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。 1.8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。
1.9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。
2、建筑电气设计中的节能原则
由于人口的增加，工业的发展，生活水平的提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源——电能，也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则：
2.1满足建筑物的功能 即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度
及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。
2.2考虑实际经济效益 节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
2.3节省无谓消耗的能量 节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。
因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
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.
[3]陈一才.高层建筑电气设计手册[M].北京:建筑工业出版社,1992.
[4]戴瑜兴.黄铁兵.《民用建筑电气设计数据手册》?中国建筑工业出版社，2003
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