李祖嵩
(福建省環(huán)境保護(hù)設(shè)計院有限公司,福建 福州 350001)
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國的城市化步伐也在加快,建筑的規(guī)模和復(fù)雜程度大幅提升,對建筑電氣設(shè)計是個巨大的挑戰(zhàn),電氣設(shè)計直接影響到了用電的安全性和建筑物功能的實現(xiàn)。在開展電氣設(shè)計時,要滿足實際用電需求和能源的可持續(xù)利用,立足國家政策,制定出合理科學(xué)的設(shè)計方案。電氣設(shè)計往往需要設(shè)計人員有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的技術(shù)能力,但是目前我國的建筑電氣設(shè)計中存在許多亟待解決的問題,人員素質(zhì)不一、設(shè)計不規(guī)范、設(shè)計缺乏效率等,這些是發(fā)展的必由之路,我們要正視問題,積極面對并解決問題,為建筑電氣設(shè)計更上一層樓做出貢獻(xiàn)。
建筑電氣設(shè)計是施工的標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計的規(guī)范性直接關(guān)系到電氣設(shè)施的安全性和功能性的實現(xiàn)。但是當(dāng)前存在電氣設(shè)計不規(guī)范的現(xiàn)象,部分設(shè)計并不符合國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范,導(dǎo)致實用性受到影響。建筑電氣設(shè)計沒有全面考慮重點問題,設(shè)計時沒有重點或重點不集中,沒有側(cè)重,導(dǎo)致施工難度加大,施工效率降低,給建筑電氣工程埋下了隱患。而對實際施工和建筑的功能性理解不到位,脫離了工程實際,導(dǎo)致設(shè)計深度不夠,為建筑工程埋下了安全隱患,導(dǎo)致后期修改或重建,使建筑不能如期完工,造成經(jīng)濟(jì)損失。
在國家大力推進(jìn)節(jié)能減排的綠色號召下,建筑電氣設(shè)計應(yīng)該做好表率作用,從設(shè)計之初就把節(jié)能考慮在內(nèi)。現(xiàn)在的建筑電氣設(shè)計并沒有達(dá)到應(yīng)有的效果。電氣照明系統(tǒng)是電氣設(shè)計的重要一環(huán),如果不能合理選擇照明系統(tǒng),就會造成電力的大量浪費,所以在設(shè)計電氣照明系統(tǒng)是要注重照明選擇,在工程的建造初期就從根本上解決電力浪費的問題。目前建筑電氣設(shè)計中主要有局部、混合、一般照明這幾種方式,部分在節(jié)能設(shè)計中沒有充分考慮建筑的實際功能,這3種方式搭配不合理,造成了能源的浪費。供電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換也是降低功耗的有效方式,往往供配電系統(tǒng)設(shè)計缺乏效率,電源電壓等選擇不夠合理,造成了供配電系統(tǒng)運行過程中效率低下,功耗不能滿足節(jié)能減排的要求。電氣設(shè)計中電機(jī)的選擇也是需要著重考慮的因素,電機(jī)的功耗選擇如果不合理,就會出現(xiàn)性能浪費或者功率不足的情況,導(dǎo)致不能滿足節(jié)能的實際需求。
隨著建筑的高度增加和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度加大,防雷是現(xiàn)代建筑必要設(shè)計,這直接關(guān)系到了建筑的安全性和用電者的生命健康安全。但是目前部分電氣設(shè)計人員仍然采用傳統(tǒng)的方法,沒有針對房屋設(shè)計的進(jìn)步進(jìn)行科學(xué)升級,導(dǎo)致防護(hù)效果并不能達(dá)到預(yù)期,進(jìn)而對建筑的安全性造成了影響。
目前,受建設(shè)成本等因素的限制,我國的建筑防雷設(shè)計與實際情況存在較大偏差,許多建筑企業(yè)雖在防雷系統(tǒng)設(shè)計中安裝了避雷針等防雷裝置,但是并沒有進(jìn)行科學(xué)的評估,導(dǎo)致防雷措施不夠規(guī)范化,防雷系統(tǒng)的作用很難從中發(fā)揮出來。在建筑設(shè)計中人們往往把重點放在了外部防雷上,忽略了等電位連接和共用接地裝置的建設(shè),一旦建筑物遭受雷擊,接地系統(tǒng)中產(chǎn)生的電位差如果超過了電氣設(shè)備的承受范圍,電器設(shè)備就會直接損壞。
隨著人們對房屋功能性需求不斷提高,高層電氣設(shè)計越來越復(fù)雜化,建筑中電氣和燃?xì)庠O(shè)施的合理性受到全社會的持續(xù)關(guān)注。在現(xiàn)代建筑中,電力設(shè)施是必不可少的一項,也是容易發(fā)生安全事故的一項。在電器消防系統(tǒng)設(shè)計中,要合理針對不同的空氣濕度和溫度,應(yīng)用場景等選擇火災(zāi)探測器。
設(shè)計消防系統(tǒng)時要充分考慮接地系統(tǒng),尤其是針對特殊設(shè)施的接地設(shè)計。在電器消防系統(tǒng)設(shè)計中會存在不符合用電標(biāo)準(zhǔn)的問題,錯誤的接線導(dǎo)致電流循環(huán),大大降低了電導(dǎo)率,導(dǎo)致安全性下降。電氣消防系統(tǒng)的供電問題也是容易忽略的一點,一些建筑內(nèi)部的消防供電系統(tǒng)不能滿足實際需求,選用的線材不具備較強(qiáng)的耐火性能,導(dǎo)致在發(fā)生火災(zāi)時供電系統(tǒng)因線路燒毀不能正常運轉(zhuǎn),不利于火災(zāi)救援。
用電設(shè)計要與給排水、建筑專業(yè)等充分溝通,對于高度在24m以下的建筑,不能盲目規(guī)劃為三級負(fù)荷,要根據(jù)建筑防火設(shè)計規(guī)范,對每層面積超過3000m2、樓高低于24m的建筑按照二級負(fù)荷供電進(jìn)行電氣設(shè)計。電力負(fù)荷分為照明負(fù)荷和動力負(fù)荷,例如空調(diào),電熱設(shè)備照明負(fù)荷人;動力符合指電梯、水泵風(fēng)機(jī)、洗衣機(jī)等,如果二者的比例不能合理安排,就會出現(xiàn)電力負(fù)荷分配不均衡,如果在設(shè)計之初沒有對建筑自身的性質(zhì)和用途進(jìn)行考察,用電設(shè)計就會出現(xiàn)不能滿足該建筑的實際需求。其次如果采用柴油發(fā)電機(jī)組為備用電源時,不能只是將建筑內(nèi)所有設(shè)備用電量進(jìn)行簡單求和累加,否則會造成備用電源不能滿足緊急情況下的用電需求,或所選用的機(jī)組過大,不僅增加了占用面積,還會增加建設(shè)成本和后期維護(hù)的難度。
目前,我國從事建筑電氣設(shè)計安裝的人員素質(zhì)不一。由于國家近些年缺乏優(yōu)秀的人才隊伍,專業(yè)的電氣人才培養(yǎng)受到限制,使得電氣人才出現(xiàn)缺口,導(dǎo)致設(shè)計人員的技術(shù)水平較低,不具備充足的專業(yè)知識和規(guī)范的操作手法,不能滿足當(dāng)今時代建筑行業(yè)的快速發(fā)展,對新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)不到位,施工方法較為傳統(tǒng),為電氣工程設(shè)計帶來了阻礙。正是由于設(shè)計人員的設(shè)計能力不夠?qū)I(yè),導(dǎo)致電氣設(shè)計問題層出,要想從根本上解決電氣設(shè)計問題,首先要解決的問題就是設(shè)計人員自身的能力是否能夠滿足行業(yè)需求。
在電氣設(shè)計起步階段,就要對建筑進(jìn)行全面的勘測,對建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能性有充分的了解,根據(jù)行業(yè)內(nèi)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),選擇合適的配置和負(fù)載功耗,制定出合理有深度的方案,保證建筑用電的合理性與安全性,對供配電系統(tǒng)、電源等關(guān)鍵部分進(jìn)行科學(xué)設(shè)計,從根本上保障電氣設(shè)計水平。對于計劃的落實工作,要有專人負(fù)責(zé)審核工作,對于施工中出現(xiàn)的不合理之處,及時采取措施進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整,保障電氣設(shè)計的質(zhì)量。許多建筑電氣設(shè)計觀念陳舊,沒有緊跟時代的發(fā)展,不僅阻礙了新技術(shù)的應(yīng)用,也不利于工程的轉(zhuǎn)型和升級。節(jié)能減排是我國新時代發(fā)展的基本觀念,建筑設(shè)計也要緊跟時代的步伐,調(diào)整設(shè)計思路,設(shè)計符合時代發(fā)展的新型方案。
電氣設(shè)計中要針對能耗問題進(jìn)行專門的優(yōu)化,要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電氣設(shè)計,對電路進(jìn)行優(yōu)化和改造。合理的電氣設(shè)計可以最大限度上減少電氣系統(tǒng)運行過程中的電路損耗。
電力設(shè)施中的變頻技術(shù)存在內(nèi)部斷電的問題,要根據(jù)項目的實際需求選擇合適的變壓器型號,盡可能使用高效的變壓器,從根本上避免因變壓器的功率和數(shù)量不足導(dǎo)致的斷電和電力資源浪費。在開展建筑布線工作前,對施工現(xiàn)場進(jìn)行合理規(guī)劃,選擇合適的線材和供電距離,可以使用電阻率較小的銅制導(dǎo)線,并且配電位置應(yīng)該設(shè)計在負(fù)荷中心附近,盡可能減少因規(guī)劃不合理造成的線路分布雜亂,供電距離過遠(yuǎn)造成的電壓損失等情況。變頻技術(shù)是電氣設(shè)計中常用的節(jié)能手段,充分使用變頻技術(shù),實現(xiàn)設(shè)備的軟啟動,啟動時電流很小,耗電大大降低,不僅延長了設(shè)備的使用壽命,還減少了因設(shè)備頻繁啟停造成的用電浪費。
在照明設(shè)計中,照明系統(tǒng)不僅要保證室內(nèi)光線滿足人們的視覺需求,同時也要滿足光線的整體效果,達(dá)到節(jié)能的目的??梢赃x擇高效光能源和高效的電氣附件來達(dá)到節(jié)能的需求,在建筑電氣設(shè)計時,選擇緊湊型的熒光燈或者高效熒光燈,這樣可以在滿足光線整體效果的前提下達(dá)到節(jié)能。其次通過選擇高效的電氣附件,如用電子鎮(zhèn)流器代替電感鎮(zhèn)流器,不僅啟動電壓更低,對線路的壓力更小,還降低了噪音,重量和能耗,電子鎮(zhèn)流器的使用,大大減低了照明設(shè)備的功耗。
隨著建筑物高度的不斷增長,防雷設(shè)計越來越重要,直接關(guān)系到了建筑的安全性,在建筑電氣設(shè)計中,防雷裝置要作設(shè)計重點內(nèi)容,根據(jù)建筑的防雷需要,不同建筑應(yīng)用不同類別的防雷設(shè)施,根據(jù)防雷要求進(jìn)行合理規(guī)劃。在防雷裝置選擇上,大部分選用金屬導(dǎo)體進(jìn)行防雷,以達(dá)到平衡電位的效果。
防雷種類有3種:防高電位的入侵、防感應(yīng)雷和防直擊雷。放直擊雷,是依靠金屬部件與避雷針緊緊相連,把引閃器安裝到易遭受雷擊的地方,使用引下線連接接地裝置。在實際施工中,要重視聯(lián)結(jié)等電位,就是將建筑物中的金屬物連接到儀器,保證金屬物構(gòu)成等電位體,而降低建筑物中金屬部件之間的電位差。防雷裝置的接地要進(jìn)行防腐保護(hù)工作,焊接材料要選用直角扁鋼,并在表面刷漆,以達(dá)到防腐的效果??梢岳媒ㄖY(jié)構(gòu)鋼筋作為防雷裝置的引下線,其中引下線的間隔應(yīng)小于18m,并且易受雷擊的柱子的鋼筋應(yīng)被利用作專用引下線。雷電中的電磁輻射會對遠(yuǎn)距離外的設(shè)備造成損害,可以將建筑內(nèi)部的鋼筋,金屬構(gòu)件等連接起來,然后并入到底線,形成一個屏蔽網(wǎng),以保護(hù)建筑內(nèi)部的電子電器設(shè)備。
建筑物是否安全,電氣消防系統(tǒng)是保障生命安全以及財產(chǎn)安全的關(guān)鍵防線。電氣消防系統(tǒng)也是設(shè)計難度最高的,包括自動報警系統(tǒng)、消防銷系統(tǒng)、消防聯(lián)動系統(tǒng)等多個系統(tǒng)子系統(tǒng)。
在設(shè)計時不僅要確保平時的正常工作,還要確保在發(fā)生火災(zāi)等突發(fā)狀況時的正常供電。電氣消防系統(tǒng)包括火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、防煙排煙系統(tǒng)等多個部分?;馂?zāi)發(fā)生時,火災(zāi)自動報警系統(tǒng)要聯(lián)動其他消防系統(tǒng),確保在第一時間發(fā)現(xiàn)火情,做出應(yīng)對措施,向火源進(jìn)行噴水,自動開啟排煙風(fēng)扇,最大程度上降低火災(zāi)造成的人員傷亡。設(shè)計防火系統(tǒng)時不僅要考慮到空間、溫度和濕度等環(huán)境因素,還要把可能的人為因素考慮在內(nèi),完善消防泵啟停系統(tǒng)。消防系統(tǒng)的總線和多線類型要根據(jù)建筑的特點進(jìn)行合理設(shè)計,避免出現(xiàn)消防系統(tǒng)與其他設(shè)施不兼容的問題。
要細(xì)致、合理分析用電場所的電力負(fù)荷情況,設(shè)計出滿足建筑實際用電情況的負(fù)荷,避免符合不足導(dǎo)致供電不穩(wěn)或負(fù)荷過大造成能源浪費。在開展電氣負(fù)荷設(shè)計時,要按照設(shè)計文件中所介紹的建筑高度、面積和用途等,在這些基礎(chǔ)上對建筑的防火類別、性質(zhì)與電力負(fù)荷等級進(jìn)行劃分,要根據(jù)相關(guān)規(guī)定,采用二級負(fù)荷供電的方式。
電氣設(shè)計人員不僅要保證自身設(shè)計合理科學(xué),還要與給排水、消防和施工等專業(yè)人員進(jìn)行溝通,在確保滿足各個部門用電安全的基礎(chǔ)上確定負(fù)荷等級。對于高層一、二類建筑,在劃分時要注意不同建筑之間的差異,不能以偏概全,設(shè)計單一的電氣規(guī)劃,導(dǎo)致電氣設(shè)計不能滿足當(dāng)前建筑的特殊用途,要充分考慮到建筑的性質(zhì)、用途和使用環(huán)境等問題,進(jìn)而確定電力負(fù)荷的劃分等級,提高設(shè)計的合理性,保證建筑電氣設(shè)施運行的穩(wěn)定、安全和可靠性。
在完成電氣設(shè)計后,在實際的施工過程中,電氣調(diào)試工作同樣不能馬虎,電纜的施工要采用正確的接線方式,避免出現(xiàn)線纜短路等問題,必要時需要用校正儀進(jìn)行檢測。轉(zhuǎn)子設(shè)備要檢查好轉(zhuǎn)向和靈活性,并注意接地線的連接,不可再未完成檢查的情況下進(jìn)行通電,避免出現(xiàn)事故。送電前還要適當(dāng)調(diào)整過載電流,并記錄電流數(shù)據(jù),方便后期維修保養(yǎng)工作,對檢測中發(fā)生的問題不能隱瞞,應(yīng)積極面對并以最快的速度提出解決方案。
建筑行業(yè)發(fā)展瞬息萬變,設(shè)計人員能否跟上行業(yè)發(fā)展的步伐是建筑施工單位的核心競爭力,電氣設(shè)計的完整性和科學(xué)性歸根到底是設(shè)計人員設(shè)計能力的體現(xiàn)。建筑企業(yè)要重視對員工的培訓(xùn)工作,定期組織外出學(xué)習(xí)和技術(shù)講座,不僅讓他們了解先進(jìn)的技術(shù),緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐,增強(qiáng)實踐動手能力,還要增強(qiáng)他們的創(chuàng)新能力和責(zé)任感,提升電氣設(shè)計人員的綜合素養(yǎng)和專業(yè)能力,以滿足當(dāng)今電氣設(shè)計的需要,彌補行業(yè)人才短缺的情況。
電氣設(shè)計是整個建筑工程的重要組成部分,直接影響到建筑的安全,同時也在能源的可循環(huán)利用方面有不可替代的作用。因此在建筑電氣設(shè)計中要嚴(yán)格遵守行業(yè)規(guī)范,切合實際進(jìn)行相關(guān)設(shè)計工作,關(guān)注用戶在使用時的需求,緊跟時代的發(fā)展,不斷改革創(chuàng)新,設(shè)計出滿足新時代建筑的電氣設(shè)計,為建筑行業(yè)增磚添瓦。