周欐顏，李世增

（1.常州劉國鈞高等職業(yè)基礎學校，江蘇 常州 213000；2.江蘇筑原建筑設計有限公司，江蘇 常州 213000）

0 引 言

在城市快速發(fā)展與經濟快速進步的情況下，人們在物質需求方面發(fā)生了很大改變，已經逐漸將重點放在節(jié)能環(huán)保上。建筑行業(yè)中出現(xiàn)了工程能源大量浪費的情況，若想改善這種情況，需要在智能化的基礎上優(yōu)化建筑電氣設計，以滿足人們對節(jié)能環(huán)保的需求。從現(xiàn)實角度來講，智能化建筑中電氣節(jié)能是不可缺少的技術之一。目前，智能化建筑對電氣設計也有了全新的要求。電器系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑運行的核心部分，需要通過建筑平臺實現(xiàn)其主要功能。在建筑的智能化過程中，電氣設計問題影響著整個建筑工程的質量。隨著科技的進步，更多的建筑朝著智能化方向發(fā)展，因此需要采取一定的手段來解決建筑智能化電氣設計與接地問題，以確保建筑的使用安全。

1 智能化建筑電氣設計的基本原則

在經濟與時代快速發(fā)展的背景下，能源的消耗量逐漸提升。從日常生活角度來講，生活與日常作業(yè)都需要得到電源的支持。為了有效降低實際的電源消耗，在智能化建設中需要全面應用與推廣電氣設計。根據目前的實際情況來看，智能化建筑電氣設計已經取得了很大進步。但是，由于使用的技術創(chuàng)新性嚴重不足等原因，它在很多方面依然存在問題。

1.1 實用性

設計與實際應用效果之間有著直接聯(lián)系，在設計過程中需要嚴格遵守相關原則，才能確保設計的實用性和準確性。建筑電氣設計堅持實用性原則，需從建筑本身的功能性入手，明確居住者可能的生活需求和工作需求，并保證建筑電氣系統(tǒng)的功能能夠滿足這些需求，并在這一前提下應用各種節(jié)能降耗措施降低電氣系統(tǒng)的能耗，避免節(jié)能設計對電氣系統(tǒng)原有功能造成影響。建筑不僅需要為群眾提供便利，而且要具備一定的舒適度。設計過程中，需要考察實際情況，在滿足實際需要的情況下完善設計方案，從根本上解決群眾的實際問題，提升設計的實用性。根據群眾需求添加相應的電氣功能，全面應用智能電氣裝置不僅能夠全面發(fā)揮智能建筑的效果，而且能確保電氣設計的實用性。

1.2 經濟性

在智能建筑電氣設計過程中，經濟性也是需要考慮的重要因素之一。因此，需考慮設計的經濟性，預防出現(xiàn)資金消耗過大和資金嚴重浪費等情況。在建筑電氣節(jié)能設計中，不僅要降低能源消耗，也要全面考慮建筑在各方面的特征，保證電氣設計能夠與建筑工程的實際情況相契合，以免影響電氣系統(tǒng)的正常運行與功能發(fā)揮，提升建筑物的功能性和效益性，以更好地為用戶服務。在進行電氣設計的準備階段，需要制定好減少能源耗損的方案，嚴格根據實用性原則進行設計，提升建筑的經濟性和效益性。另外，需要使用具有創(chuàng)新性的方案與技術手段，嚴格預防資源浪費現(xiàn)象的發(fā)生。

1.3 先進性

隨著時代的不斷進步，當下人們的安全意識已經達到一個全新的高度，因此對智能建筑電氣系統(tǒng)的安全性要求也相對提高。目前，傳統(tǒng)建筑電氣設計理念與方法在能源利用方面存在很多弊端，還需堅持先進性原則，發(fā)展各種先進設計理念與新興節(jié)能技術，從而實現(xiàn)設計方案的全面優(yōu)化，并將能源損耗降到最低。在科學技術快速發(fā)展的情況下，智能建筑電氣設計需要符合時代的需求。在實際開展工作時需要具備時代意義和創(chuàng)新性，設計中還需要全面使用有效的技術手段，了解智能建筑電氣設計的優(yōu)勢和缺點，確保應用過程中的先進性，從而全面提升設計水平和綜合技術水平。

2 智能建筑電氣系統(tǒng)設計要求

電氣系統(tǒng)設計是智能建筑中最重要的組成部分。設計的優(yōu)劣將直接影響實際使用的效果。設計電氣系統(tǒng)時不僅需要考慮實用性和經濟性，而且要保證供電的可靠性和安全性。在實際設計過程中，以系統(tǒng)簡單明確和電能損耗小為導向，根據用戶需求及國家相關規(guī)范和標準進行合理與科學的設計，從而確保用電的安全和可靠。根據供電可靠性和中斷用電造成損失的大小，建筑物內的用電負荷可分為一級負荷、二級負荷以及三級負荷[1]。首先，一級負荷需要兩個獨立的電源供電。一級負荷電源可分別從兩個獨立的110 kV變電站引入，當無法滿足從電網引入兩路獨立的高壓電源時，根據供電中斷允許時間，選擇使用柴油發(fā)電機或UPS、EPS作為備用電源。當一路電源故障無法供電時，可以切換至另一路電源。其次，二級負荷需要滿足雙回路供電，當一個回路失電時，另一個回路可以供電。最后，三級負荷一個回路供電即可。建筑供配電系統(tǒng)中，一級負荷兩個或以上的電源進行切換時，切換時間需要滿足規(guī)范要求。此外，需采用一定的措施，防止應急電源與正常電源并列運行。對于消防負荷，需保證末端切換流暢。對于沖擊性負荷，采用獨立的配電回路進行供電。低壓供電系統(tǒng)的可靠運行，還需要采用一定的措施減少電壓偏壓和抑制電網諧波，以保證電能的質量。在進行電氣設計的準備階段，需要嚴格根據實用性原則制定好減少能源耗損的方案，以提升電氣設計的經濟性和效益性。在開展系統(tǒng)控制與連接的準備階段，需要確保線路連接的安全性和暢通性，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。電氣設計中智能化系統(tǒng)尤為重要，特別是感應系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等，日后也會朝著智能化方向發(fā)展。另外，若想預防線路中出現(xiàn)互相影響的情況，需使用合理的方式控制線路，對電源線和信號傳輸設備進行區(qū)分管理。使用的方案需要具有針對性，不能出現(xiàn)線路混亂和交叉等情況。通過這種方式可以降低多度干擾等情況的發(fā)生，提升建筑電氣系統(tǒng)實際的運行狀態(tài)，為后期的維護提供便利。

3 智能建筑電氣配電系統(tǒng)設計要點

3.1 負荷計算

負荷計算是選擇和校驗配電開關、電纜以及保護裝置的依據，是計算電能損耗和無功補償?shù)挠嬎阋罁?，是保障低壓配電設計準確的重要過程，能夠保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定運行。計算負荷與實際負荷是兩個不同的概念。通過一定的計算方法，把實際負荷轉換成計算負荷，才可以用于工程實際。電氣設計師要結合負荷的使用情況進行計算，考慮同時性，避免計算的盲目性。如果用電設備較少，同時使用概率高，可選擇較大的需要系數(shù)。如果用電設備相對較多，可根據實際使用情況，選擇適當?shù)男枰禂?shù)。

3.2 配電方式

電氣工程節(jié)能的前提是供配電系統(tǒng)的合理設計。只有供配電系統(tǒng)設計方案科學合理，才可以保證用電量預測的準確性。在智能建筑內部的配電設計工作上，要盡可能地減少配電級數(shù)，同時科學設計配電路徑。此外，根據負荷的性質，需從低壓配電室引入電源。此外，消防負荷與非消防負荷要分別配電，動力負荷與照明負荷也要分別配電。低壓配電設計過程中，要對整個建筑負荷做出計算，隨后根據計算選擇合適的配電設備。低壓配電系統(tǒng)中主要選擇的設備包括高壓開關柜、電力變壓器、應急發(fā)電組以及低壓配電屏等。選擇設備時，最好選擇具有五防功能的設備。同時，在安裝設備的過程中，需要充分考慮設備的維護，確保低壓設備出現(xiàn)故障時能夠及時進行維修與養(yǎng)護，從而保證配電的穩(wěn)定性。智能建筑中的干線電纜一般安裝于電氣豎井中，對消防與非消防負荷的電纜需要分橋架敷設。對于一部分公共設施進行電氣設計時，要增強對電纜與基礎設備的重視，利用國際檢驗標準設計電纜線。相關技術人員要改變傳統(tǒng)低壓電氣系統(tǒng)設計模式，認識到低壓電氣系統(tǒng)設計過程中的不足，將新型設計理念和技術應用于低壓電氣系統(tǒng)設計，從根本上提高電氣系統(tǒng)的整體性能。

3.3 配電設備及電纜選擇

配電設備及電纜選擇是電氣設計中必不可少的部分。首先，在低壓配電設計過程中，可根據建筑物和負荷的性質，選擇配電設備和電纜種類，根據負荷計算確定相應的開關設備和電纜參數(shù)。對戶外及潮濕場所采用的帶剩余電流保護功能的斷路器，當發(fā)生漏電事故時，需能及時切斷電流。其次，對一、二級負荷采用雙電源切換箱進行供電時，利用接觸器可實現(xiàn)對一些重要設備的遠程控制。在選擇設備過程中，需根據設備安裝場所確定設備的防護等級。同時，在對設備進行安裝過程中，需要充分考慮設備的維護問題，確保低壓設備出現(xiàn)故障時能夠及時進行維修與養(yǎng)護，保證配電的穩(wěn)定性。最后，電纜選擇時，在確保電纜載流量與開關匹配的同時，需要對不同場所使用不同種類的電纜。對于人員密集場所及高層建筑，需要采用低煙無鹵阻燃的電力電纜[2]，以避免在發(fā)生火災時電纜起火產生有毒氣體而危害人員安全。消防風機和消防電梯等消防設備采用耐火電纜或礦物絕緣電纜，可保證在火災時保障人員逃生和滅火的消防設備能繼續(xù)使用。

4 接地保護系統(tǒng)應用

接地保護的目的是保證用電安全，實現(xiàn)帶電端與大地的連接。合理的接地系統(tǒng)設計能夠最大程度地將電氣帶電端的電容特點呈現(xiàn)出來。智能建筑電氣低壓配電設計中的接地系統(tǒng)建設，能夠進一步提高電氣系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。根據系統(tǒng)電源點的對地關系，把低壓配電系統(tǒng)的接地型式分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)以及IT系統(tǒng)[3]。各系統(tǒng)各有特點，應用場所也不同。電氣接地系統(tǒng)一般包括功能接地和用電設備外漏導電部分的保護接地兩種情況。在故障發(fā)生在電源側的情況下，電源側容易因為太小的故障電流而無法使保護電氣動作，進而導致中性點電位升高。一旦中性點電位升高，電擊大于安全電壓極限值容易產生電擊。

圖1和圖2分別為TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)在使用時如果線路較長，通用的PE線一旦發(fā)生斷裂，就會導致PE線無法對故障點進行保護。從事有關施工的技術員工，必須嚴格根據規(guī)章制度采取合理有效的施工方法。電源段在帶電的狀況下，接地系統(tǒng)能夠更好且更安全地控制存電體之間的導體接地，使負荷端的電氣設備采取更有效的接地方式，起到最大的保護作用，從而保證配電系統(tǒng)的正常運行和用電的安全性。安裝人員要重視電源高壓端的防雷保護和機房的電力供應，在供電線路上安裝智能配電系統(tǒng)，以實現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)中的電壓安全和穩(wěn)定。同時，要按照相關等級，將相應的浪涌保護器分別安裝在總配電柜、機房配電箱以及相關裝置，以滿足智能化建筑的防雷設計要求[4-6]。

圖1 TN-C系統(tǒng)

圖2 TN-S系統(tǒng)

5 結 論

隨著科技的快速發(fā)展，智能化已經成為智能化建筑電氣設計主要的發(fā)展方向。智能化建筑電氣設計需要全面應用網絡技術和自動化技術，提升建筑物的質量，從而增加群眾生活與工作的舒適性和安全性。相關技術人員需要做好相關的防護措施，以保障供電安全、人們使用安全以及生命財產安全。