2.1建筑电气设计内容
2.3方案和可行性研究
2.2建筑电气设计条件
建筑电气设计与施工
2.2建筑电气设计条件
2.2.1设计的多样性

1.设计内容
设计有抽象的一面，也有具体的一面。建筑工程的设计要求根据建筑的内容、目的、成本、负荷、运行条件及环境等条件进行设计，其中的电气设备是多种多样的，必须按照每一个设计来筹划不同的设备，没有千篇一律的建筑电气设计。在进行筹划、调查、计划、初步设计以及施工设计的各阶段的条件和要求都必须充分进行研究，使电气设计符合工程的要求。

一方面，在制定设备计划和建设时，许多有关人员在一个有机的组织中迅速地开展工作，这是不可缺少的。有关计划和设计方面的各种决定，要以实现设备为目的的设计说明书明确下来，并且使参与施工的全体人员彻底了解。另一方面其内容要贯穿设计、施工、验收的全过程中，并作为设备管理标准使用。

2.设计条件
设计选型首先要考虑产品的安全，其次才是产品的实用性、先进性。电气设计选择设备还应考虑的原则有：运行的可靠程度、工作的稳定性、配置的灵活性、符合环境保护要求、是否节约能源、维护方便、经济实惠。

建筑电气设计涉及各个方面，而且又是互相关联的，所以最好制定出包括全部电气设备的设计说明书。设计说明书应包括的主要内容如下所述。

2.2.2设计调查

1.收集电源资料

电源资料是供电系统设计的基础资料，供电系统的设计质量与电源资料收集的深度密切相关。一般收集以下资料。

(1)建筑物附近的变电所、发电厂和可能向本工程供电的电源单线系统图，包括地名、电压等级、主要变压器的容量、接线方式、备用及发展情况。电源对本工程的可供电量，可供出线间隔编号和可接电处的电杆编号及出线路径，电源主控制室的发展余地。应尽可能详细地收集各种可能性，以便择优选用。

(2)各个可能的供电点的电压波动、频率波动范围，故障率及该电源点在供电系统中所处的地位、级别、运行中的切换方式等。这是为了衡量电源的可靠性和供电质量能否满足本工程需要。

(3)工程的接电点在系统最大运行方式和最小运行方式时的短路数据，包括近期和远期的数据。具体指：接电点的最大运行方式短路容量Sdmax、短路电流Idmax或系统标幺电抗XΣmax，三者知其一即可。最小运行方式短路容量Sdmin或系统标幺电抗XΣmin两者知其一即可。

(4)电力部门对继电保护的要求，供电端的继电保护方式(包括有无自动重合闸，备用电源自动投入装置等)和时限配合关系。当工程仅用线路-变压器组接线方式并且10kV系统用熔断器时，这些数据可不收集，但需要知道熔断器的规格及保护特性。

(5)电力部门的功率因数要求，对供电方式、供电线路及走向、截面、主要变配电设备选型的意见。根据全国供用电规程规定，用户必须满足电力系统对功率因数的要求。同时城市地区外线工程一般由当地的电力部门负责施工、维修和管理。如果电力部门的意见不能满足本工程的需要，应协商解决。

(6)当地的电力部门对计量点的要求和计费方式(包括计算方法、奖惩规定、地区电价、增容费和其他地区规定)。计量点直接涉及到供电系统的主接线，其他数据用来作技术经济分析级成本核算，都是必须要知道的。

2.电源来源

(1)市电：在对下列事项判断清楚的条件下，参考最新的数据。建筑附近状况图；所需要的电力；希望的受电连接点；希望的受电电压；希望的受电方式；施工与试运转建筑；在与受电电压有关的设备中，特别注意大型电动机的存在；预定功率因数；负荷的特性；供电电压；连接点和配电线路；电费；受电点的最大和最小短路容量与电压变动幅度；供电系统中性点接地方式；对继电器和功率计量的要求。

另外，若供电电压低，根据情况有时电力公司把二次变电所设在建筑内，以便对负荷可直接连接的低压供电。在这种情况下，要弄清楚变电所需要的占地面积，编入建筑的平面布置图中。

近年来建筑中连续运行的设备增多，供电可靠性大大影响着生活质量，对此类建筑如果不设置自备发电设备，则应与电力公司就第二电源问题进行切实的研究。

(2)自备发电设备

建筑中设置自备发电设备时，必须对下列问题进行研究：发电侧容量；发电电压；配电设备的保护方式和发电机保护的关系；计量；电压调节范围；同步装置；接地装置；维修和保养方面的要求事项；所连接的大型电动机的启动。

3.收集气象及地址资料

建筑工程所在地的气象和地址资料是选择电气设备、线路及防雷接地的条件。

气象及地址资料内容和用途表2-1

序
资料内容
用途

1
最高年平均气温
选变压器

2
最热月平均最高气温
选室外裸导线及母线

3
最热月平均气温
选室内导线及母线

4
土壤中-0.7～-1m的最热月气温
选地下电缆

5
最热月平均水温
选水冷装置和半导体元件

6
冻土层厚度
决定电缆直埋深度

7
地下水高度
决定走线方式和电缆沟的防水处理

8
年平均雷电日
决定防雷措施

9
土壤电阻率
架空线路及接地计算

10
覆冰厚度
架空线路计算

11
最大风速
架空线路计算


制定设计说明书时要确定其标题，并确定文件资料号码。说明书开始要明确表示工程名称和本说明书的适用范围，同时还要指明限定使用本说明书场所的补充说明。设计说明中应列出所考虑的法规、应参照的标准及其他说明书。

2.2.3环境条件

作为设置建筑场所的环境条件，在进行设计的可行性研究时和决定就是进行现场调查所汇集的下列数据，要整理在“规程的初步设计数据”中。

1.地势

建筑所占的地势是指地质、占用地的地基高度、地基承载力、地基沉降、地下水位、地下水压、地下冻结线及有无障碍物等。气象条件有气温、湿度、风向、风速、潮位、雨量、降雪量、积雪量、地震的记录震度、台风频率及洪水记录。

2.相关条件

编制电气设备和设计说明时，对设计有很大影响的事项也应加以记载。如：环境温度(最高、最低)；相对湿度；地基标高；特殊环境条件；特别提醒注意条件。电气设计人员在工程项目早期必须抓住机会亲自收集土壤的电阻、固有热阻，高环境温度下直射阳光下的最高温度。

3.盐害

对于盐害可以选择下列措施：采用耐盐套管；密封带电部分或安装在室内；通过冲洗装置适当清洗；涂上硅化合物。与上述电路防盐害措施对应，对设备的铁制部分必须采取镀锌或涂上防腐剂等有效措施。盐害主要出现在沿海地区。

4.腐蚀性气体

腐蚀分为建筑中发生的腐蚀性气体的腐蚀和重工业地区的环境污染产生的腐蚀。前者必须参照专门的资料，后者办法如下：当发现环境污染引起腐蚀时，可将可能的设备转移到室内，或装在保护性外壳(箱)中。对于防腐蚀设备的措施不是万能的，应当在考虑设备的设置方法和配线方法的基础上决定采取何种措施。

5.电压标准

(1)受电电压承受电压按各电力公司的供电规则而定。接收2000kW以上的供电时，电力公司往往要增加或改装设备，要与用户进行包括电费单价在内的协商。

(2)配电电压根据有关国家标准选择电动机等主要设备的配电电压，主要考虑负荷的输出功率，特别是大型电动机的电压如何解决。然后与下一项系统设计综合解决，需要考虑是否直接对负荷供电的一次配电电压。

(3)设备的额定电压有时某些负载的电机是作为设备和机器的一部分交货的，这些电机与电气技术人员安排的机器应该统一。各个负载的电机额定电压应明确标志。若电动机上采用两种电压时，必须明确表示界限。

2.2.4建筑物内电力系统的设计

1.系统的组成
经常采用的配电方式有：放射式；树干式；一次切换方式；二次切换方式；环形供电方式；网络方式。具体采用哪一种方式，或其组合方式，要根据建筑中负荷的种类、大小、配置与重要性以及将来可能的变更等方面的因素，研究比较确定。研究此类问题时，除考虑设备成本外，还应考虑停电造成的损失。将选择结果写入说明书，同时要注意在以后的施工设计中不要失去选择该种方式的优点。

2.保护方式
通常对系统和设备的下列部分要进行保护：受电回路、变压器、发电间、电动机。余下的馈线和母线，可以考虑使用过电流继电器型号的选定及分接插头、标度的适当整定来进行保护。

3.容量的确定

电气设备的容量选择条件有：变压器的容量和阻抗。连接放射状、树干状、一次切换方式和环形供电方式的系统的变压器，其自冷连续供电容量应超过与其连接负荷的最大需要电力。连接二次切换方式和网络方式的系统变压器，其风冷容量应超过与其连接负荷的最大需要电力。

4.开关机构

发电机用断路器的额定为发电机连续额定或长时间超负荷额定的1.05倍以上。变压器一次侧断路器和二次侧主断路器的额定，应大于变压器的风冷容量。当变压器一次侧断路器对两台以上变压器供电时，应大于组成二次切换方式和环形供电方式的变压器的风冷容量与组成放射式、树干式、一次切换方式和环形供电方式的不要确定自冷连续容量之和。对馈电用断路器和母线供电的进线断路器额定值至少应等于连接其母线负荷的最大需要电力。电动机断路器的额定值，原则上为电动机满负荷电流1.15倍以上的连续额定值。

5.电缆规格

通往母线的馈线电流容量应高于供电母线的最大需要功率。通往变压器的馈线容量应大于变压器风冷容量。馈线供给两台以上变压器电力时，应大于组成二次切换方式和环形方式变压器的风冷容量与组成放射式、树干式、一次切换方式和环形方式的变压器的自冷连续容量之和。

对于600V以上的母线或对变压器供电的馈线，应能保证耐受短路发热而不受损伤。电缆的允许电流，必须是实际配置条件下的值。即在空中架设时必须考虑环境温度和多条线路架设时的递减率基础上进行计算。在地下敷设必须考虑埋设深度、基础温度、土壤热阻和多条线路敷设时递减率的基础上进行计算。

6.电压变动

电气设备在实际应用中能够无障碍地进行运转的电压、频率和速度的允许变动范围，在各种标准中有明确规定。另外，关于建筑广泛使用的感应电动机和电灯，考虑到其效率和寿命，推荐采用下列电压变动范围。

低压感应电动机＋9％～－4％；荧光灯＋6％～－6％；高压汞灯＋5％～－5％。

为了满足这些数值，可以采用负荷中心方式、设置补偿电容和增加变压器分接抽头等措施。为了发挥效率，通常是将各馈线上的电压降控制在下列数值范围内。

电动机分支回路5％；照明用馈线2％照明分支回路3％。

7.控制、监视、报警方式
在有自备发电厂的建筑中和以超高压受电的建筑电力系统中，要设置监视控制盘，以便在掌握设备运行情况的同时能够在发生轻微故障时早期采取措施，并能在重大故障时迅速采取切实的处理办法。确定系统的组成和变电所位置时，必须对监视控制盘的设置场所及其功能进行研究。

8.维修用电力的保证问题

作为电力系统设计的结束部分，应研究对建筑定期维修用电如何检修配电。不研究这个问题，就会为了检修而不得不全停电，或者因为不能停电而难以检修。维持原状连续运行，迟早要出问题的。

2.2.5相关法令和各种标准

1.电气设备的设计
作为建筑电气设备来说，使用和安全必须结合在一起考虑。随着电气工程的发展，在高电压、大容量的发展过程中，电气设备广泛加强了法制。设计要严格遵守国家强制性法规，优先采用国家、行业标准推荐做法。电气工程师需要知道有关的内容，如果不充分理解执行法规，就不可能设计和应用。

2.设计标准

民用建筑电气设计标准正在不断颁布实施之中。这些标准中有强制性国家标准GB、推荐性国家标准GB/T、行业标准(中国工程建设标准化协会标准CECS)、部颁标准(如信息产业部YD、建设部JGJ)、地区标准(如华北地区标准92DQ建筑电气通用图集)、市级标准(如北京市标准BJ95北京“九五”住宅建设标准)、设计院内部标准(如BJY94电气专业技术措施北京建筑设计研究院)。

更加详细的国家标准见附录二。

3.施工标准

建筑电气施工需要遵循统一的标准，以便交接。如果在以下方面所执行的规范能够达成一致，计划阶段的工作可以说已经完成了一半。

(1)一般事项：范围；参考；一般事项；通用设计条件；防爆区划分；电气产品的设计温度；涂漆和其他。

(2)电气系统：范围；电源；负载的划分和选择断路器系统；回路分类；电压降；保护方式；功率因数的改善；直流电源；仪表用电源；变电所；电话。

(3)电气设备：范围；变压器；高压开关柜；低压电动机控制中心；低压配电盘；户外盘；电动机；按钮开关；蓄电池和充电器；焊接电源插座；通用插座；呼叫系统；火灾报警。

(4)照明：范围；一般事项；设备；应急照明；障碍标志灯。

(5)电气设备施工：范围；参考；一般事项；电线、电缆；硬钢电缆管施工；PVC管施工；电缆沟配线施工；电缆托架配线施工；钢带锴装电缆直埋配线施工；接地系统；电气设备现场试验。

(6)表格：照度表；电缆和电线管规格选用表；电动机及现场操作柱的配线方法等。

2.2.6工程管理

实施建设计划的时候，在预算管理、人事管理、安全管理、技术方面的设计和制造、现场工程的竣工检查等重要事项中，工程管理都是极其重要的。各种工程、运输和安装都复杂地交织在一起，相互关联。但对于订货者来说，最重要的对应管理是预算和施工管理。在国内的采购、检查以及运输方面的供应工作都要安排好。

1.电气工程的申报

随着电气施工的进展会有种种申报，而项目经理负责与官方联络，在电气方面的联络工作可能会比较薄弱。因此，电气技术人员要预先经常熟悉电气工程上与主管政府部门和电力公司方面的联络工作，不失时机地提出这方面的手续。

必要的手续有提交配电认可申请方案、施工报告、完工报告、检查验收、安全规程申报、事故报告；对电力公司提出用电申请、电力合同申请、共同配电申请。

2.安全管理

施工是有很大危险性的作业，高空作业、处理重物、处理火灾等危险作业较多。对其安全管理必须细心。在进行这些管理措施时，要与有关部门商议制定操作规程，并确定负责人。应制定的规程如下：(1)用火规则，用火申报样式；(2)高空作业规定；(3)危险性处理规则；(4)电讯设备操作规程；(5)防止触电规则；(6)防止静电灾害规程。另外在安装施工者方面，应书面提出施工方案和确定安全负责人。

从安全的角度出发，必须建立能够进行检查以保证正常作业的体制，同时，在甲方和乙方之间必须建立安全组织，定期召开安全会议，努力防止灾害及事故。

电气承包者对于工程进度表重要项目要考虑以下情况：电气仪表施工设计开始和结束的时间，特别是电动机清单、单线图的完成时间和仪表工程进度表的完成时间；设备订货开始和交货的时间；电气仪表工程报价洽商、校核与订货时间以及上述资料的编制工作。

现场施工从临时设置的宿舍和办公室所需要的临时电源开始。土建的打桩工程多是由柴油发电机供电，但地下配管工程开工时也需要临时动力，所以电气施工者应当早期去现场工作。现场工作的顺序是：临时房屋、场地打桩、基础、结构、建筑同时进行，然后是大型设备安装、配管施工、电气仪表施工、保温涂漆施工等。

施工中要制定出详细的工序表来进行管理。其方法有关键线路进度表或计划评定检查法。电气仪表工程承担者应注意的是，当配电柜等设备交到现场时，电气室土建部分应该已经完成。为了在仪表盘达到现场的同时完成控制室，应要求与土建的进度密切配合。

在现场宜定期召开一次有甲方、工程公司、有关各工程公司参加的工程会议，总结实际成绩，研究下一步工作。根据需要加强人力。对工程有很大妨碍的是主要设备的交货迟缓和界区内外大型设备的运输安装等影响其他工程。

3.施工管理的重要内容

如果工程进展迟缓将造成成本大幅度升高，其重要内容包括：

(1)计划阶段－可行性研究

目标产品的市场调查；将来销售价格动向预测；工艺、回收、反应机构的初步调查；工艺、条件的初步调查，包括反应条件、运行条件、公用工程使用量、催化剂等；工艺流程和其他设备之间关系的调整；工程项目的经济性、技术性综合评价；厂址、总平面布置的初步调查；建设费用和进度的预测。

(2)与工程公司签订合同前的工作

编制初步设计基础文件；询价书和报价资料的编制；初步设计数据表的编制；工作标准与规范的规定；有资格的卖主一览表的编制；主要设备供货可能性的事先调查；对平面布置图及有关设备同其他设备的关系进行调整；报价书的分析与价格磋商；预算申请；保密事项等的调查合同；与政府部门的交涉、探询；签订合同。

设计开始前的工作包括：用户方面和工程公司之间的业务分工与组织的确认；通信方式的确定；用户方面的基本要求、标准规范的确认；工程公司方面的项目进度计划表；文件档案系统的确定；知识产权的交接；与设计、设备订货、制造、现场安装施工有关的一切工程及成本的管理方式的确定。

(3)设计

设计工作包括：计算书、图纸、材料表、说明书等的讨论和认可；施工设计条件的说明；主要设备材料供货可能性、成本、交货期的估价评定；关于详细流程图(配管和仪表流程图)、平面布置图、工序等，与操作承担者商定；对主要设备的金属材料调查、确定；对主要设备的机械性能的调查研究；设计程序、工时管理。

(4)定货

订货、制造包括：设备和材料的成本、质量、交货日期的研究与评定；订货者的确定；各卖主的质量管理方式、成本管理；工程管理；合同检查；验收检查；所需的检查和手续的确认；货物交接手续；仓库管理；对输入产品所需要的手续。

(5)施工

现场施工包括：对施工运输承包者的选定；施工占地的调查说明；公司施工用办公室、施工场地、材料仓库用地的说明；施工用的动力和用水计划；施工、搬运作业等说明书的研究；详细施工程序的确认、现场工程会议的召开；已经建设设备的运转及其他设备相关的调整；施工指导与监督；各种设备会同试验、检查；组装调整与现场施工的误差调整。