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论析强弱电设计在建筑电气中的环节


摘要:建筑电气中的强弱电设计要点环节,从一定程度上影响着建筑物整体供电质量,影响了建筑物的电气设备安装成本,建设项目工程有关单位设计人员应当不断提高自身技术能力,以科学、环保、节能理念为指导,不断完善建筑电气设计方案,为公司企业创造更多的经济利益。

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关键词:强弱电;建筑电气;环节

作者:缪旭东/胡怀龙

前言:建筑电气设计分为强电与弱电两个部分,因此要分别从这两个部分来讨论建筑电气设计初期投资的经济性。合理设计建筑电气的各个系统和运用先进的电气设备对满足建筑功能要求及节约基建投资是极为重要的。在实际的设计中,往往由于设计的周期短、时间紧、任务重,而对设计的经济性忽视,致使在建筑初期电气设备投资的浪费。建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。

1建筑电气中的强电设计环节分析

1.1强电部分设计的基本要求

强电部分设计的基本要求是可靠性、灵活性、安全性。这一部分主要包括低压配电系统、配电箱系统、动力照明干线系统、高压配电系统和导线电缆的敷设等。

可靠性:根据用电负荷的等级,保证在各种运行方式下提高供电的连续性,力求可靠供电。

灵活性:主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备;投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样就可以避免误操作,又能提高运行的可靠性,处理事故也能简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。

安全性:保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全,以及能在安全条件下进行维护检修工作。

1.2设计电气各系统的重要原则

经济性是设计电气各系统的重要原则。考虑经济问题时,必须从整个建筑的全局出发,根据建筑本身的特点,经济合理地设计电气的各系统,然而可靠性与经济性二者之间既有矛盾的一面也有统一的一面,如果过分强调可靠性,大部分设备由变配电所低压母线放射式供电,势必造成设备增多,投资增大,导致不必要的浪费,使经济性下降;如果过分强调经济性,减少设备,简化结线,就必然会影响可靠性。当发生事故时会造成较大面积的停电,从而又会带来损失,可见这样的结果不但降低了可靠性,同时经济性也降低。因此在处理这些矛盾时,应当先满足可靠性的同时再提高经济性。高压配电系统是一个工程配电源头,因此这一部分经济性主要体现在不出现故障,不会造成整个工程断电,因此要选用合格可靠的产品。

1.3降低电气设备的成本的策略

1.3.1减少低压柜的出线回路。当我们做一个工程的电气设计时,首先将负荷的种类和位置确定,将同一区域内相同性质的负荷,由低压母线馈出的一个回路供电,这里的同一区域可以是同一层内,也可以是不同楼层但轴线位置相同的区域,这样做可以减少低压柜的出线回路,减少低压柜的台数,降低设备成本,缺点是当出线端故障或馈电回路检修时会造成大范围断电。然而此种情况在现实中发生的可能性非常低。

1.3.2正确选择需要系数、同时系数以及功率因数。这几个系数直接影响到一栋建筑电气设备的投资。功率因数选用是否准确直接影响到计算电流,从而影响电缆(导线)、保护开关的大小;需要系数选用是否准确亦直接影响到计算电流,从而影响电缆(导线)、保护开关的大小;同时系数取值还直接影响变压器大小的选择,若取值偏大而选择大容量变压器时,会造成将来变压器运行时损耗的增大。因此在实际的设计中,一定要调查研究在实际中同类设备运行时的情况,合理选用计算系数。在我们做设计时要考虑发展前景,留有余量,但这些年的发展过程中,随着建筑智能化水平的提高,电量并没有大幅上升,因为楼宇自控的调节、节能产品的选用、电能浪费的减少以及智能化水平的提高大部分是由计算机来实现的,对用电量的需要很低,因此我们在设计中尽量取低一点的系数。

2建筑电气中的弱电设计环节分析

随着建筑智能化水平的不断提高,弱电部分的系统增加量猛增,弱电设备占基建投资的比重也越来越高,因此弱电的各个子系统一定要设计好,这样对提高智能化水平以及节约投资具有重要意义。弱电部分的各个系统中,楼宇自控系统是由设计院按甲方及规范要求提出进入BAS监控或监视的点,并且在设计中预留BAS控制器之间的管线。控制器至各种传感器、变送器、阀门等的控制线、控制器的电源,均由承包商进行深化设计;其他的各弱电子系统如有线电视及卫星电视系统、保安监视系统、门禁系统、停车场管理系统均与BAS系统类似,目前设计中较深化的是火灾自动报警及消防联动系统与综合布线系统,下面就分别从这几个方面分析如何降低初期投资提高使用功能。火灾自动报警及消防联动系统的成本主要与探测器和模块的数量有关,因此在设计中减少探测器和模块的数量就可以降低火灾自动报警设备的投资。若采用烟感探测器就会减少3/4的探测器的数量,而且当前随着环保要求的提高,汽车的尾气排放标准也越来越高,在地下车库采用烟感是可行的,这样可以节省很多投资,同时一般大型地下车库均设置喷洒系统,因此可减少探测器的设置甚至不设置,当然这还需要消防部门的批准。综合布线系统是将语言信号、数字信号的配线,经过统一的规范设计,综合在一套标准的配线系统上,此系统为开放式的网络平台,方便用户在需要时,形成各自独立的子系统。综合布线系统可以实现世界范围资源共享,综合信息数据库管理、电子邮件、个人数据库、报表处理、财务管理、电话会议、电视会议等因此在设计中一定要根据实际情况合理地设计信息点,这样才能节约投资成本。

3强弱电一体化设计在建筑电气中的环节

强弱电一体化设计可以降低住宅电气系统成本,且便于管理和施工,更能适应现代住宅、商城等建筑的智能化发展。

3.1布线设计

在强电的周围存在较强的磁场,若强弱电布线距离过近,会对弱电线路(电视线、电话线和网线等)的信号等产生影响,因此在强弱电一体化布线设计中应合理地控制布线距离。

一般要求弱电电缆不能与高压(AC>1000V,DC>1500V)电缆一起捆绑布线,其终端与高压电缆终端的最小间距为450mm,同时还应避免与低压(AC<1000V,DC<1500V)电缆一起捆绑布线,其终端最小间距应保持在150mm。另外,在布线过程中,弱电电缆应避免与一些有害设备,如避雷器、腐蚀性流体、温度超过60℃的物体等直接接触,其间距不得少于150mm。不过,在弱电电缆与超低压电线(AC<42.4V,DC<60V)一起布线时,其终端可以不设置间隔,直接进行捆绑布线。目前,结构化布线作为一种具有全新概念的布线系统成为一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。它可以将建筑中所有设备、语音交换、数据终端、视频设备、保安监控、电力系统和热力系统与通信和计算机网络设备连接起来,利用双绞线、光纤及其他器件进行统一规划、设计和施工,从而实现现代建筑的智能化管理和控制,必将在现代智能化建筑中得到更加广泛的应用。

3.2防磁干扰设计

在强弱电一体化的机柜里,强电系统对弱电系统的干扰主要来自传输耦合(导线、电缆耦合)和辐射耦合(感应、传导耦合)2种,因此一般通过隔离、屏蔽的方式进行抗磁干扰设计。以信号线造成的干扰为例,可以采用光电器件隔离或脉冲变压器隔离的方式,并使用专用隔离放大器,从而将模拟信号在输入回路上与主回路进行电气隔离。另外,可以采用磁屏蔽层将弱电系统进行屏蔽,从而阻断电磁干扰,如静电屏蔽(针对高、低频段干扰)和电磁屏蔽(针对高频段干扰)。对于电磁屏蔽设计,一般采用镍铜合金丝编织成屏蔽金属网对弱电系统进行屏蔽,同时合理设计接缝和信号线出入口的金属网安装,可以将100MHz的电磁干扰衰减90dB左右。值得注意的是,屏蔽层的接地方式会影响其对电磁干扰的屏蔽效果,一般对于高频电路,要求其采用多点接地的方式,屏蔽层接地点间隔不能高于0.25λ或将屏蔽层两端接地;而对于低频电路(低于1Hz),则采用单点接地的方式,例如,采用同轴电缆作为信号线时,只需将信号源与屏蔽层的连接处接地。

4结语

强弱电设计的优差直接影响建筑电气设备的成本,以上还只是讨论了较大系统方面的强弱电设计在建筑电气中的环节,而在实际的细部设计中还有许多值得探讨的地方,只有经过仔细的研究,根据实际情况,即为将来发展留出充足又节省投资,这样才是一个好的设计。

参考文献:

[1]郭海兵.建筑电气工程中的强电施工与设计方法研究[J].电子制作,2013(9)

[2]刘书明,肖科.强弱电一体化中的防强电干扰技术[J].工程设计CAC与智能建筑,2010(10)

[3]陈云海.简述现代建筑工程中强电设计研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013(21) 

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