建筑电气设计说明易错问题评析

建筑电气设计说明易错问题评析李蔚（中信集团武汉市建筑设计院）摘要以国家现行的多种规范和标准为依据，对建筑电气设计说明中的易错问题进行了归纳总结，剖析了这些问题的症结所在，并有针对性地提出了改进措施。问题1：在工程概况中对建筑物的结构形式、基础形式、防火分类与耐火等级未予交待评析：按建筑材料划分，建筑物的结构形式分为混凝土结构、钢结构、木结构、膜结构等,其中混凝土结构又分为框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体（框架-核心筒、筒中筒）结构、框支结构等。因建筑物的这些结构形式与电气管线的敷设直接相关，故应交待建筑物的结构形式。高层建筑混凝土结构的常见基础形式有：筏形基础、箱形基础、桩基础。多层建筑一般采用独立柱基、条形基础、墩基础等。因基础形式与建筑物的防雷、接地装置的自然接地体直接相关，故应交待建筑物的基础形式。根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）5.1.1，多层民用建筑的耐火等级分为一、二、三、四级；根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）（2005年版）3.0.1、3.0.2与3.0.4，高层建筑分为一、二类，耐火等级分为一、二级。一类高层建筑的耐火等级应为一级，二类高层建筑的耐火等级不应低于二级，裙房的耐火等级不应低于二级，高层建筑地下室的耐火等级应为一级。因建筑物的防火分类、耐火等级与火灾自动报警系统的保护对象分级直接相关，故在工程概况中应予交待。通常在电气设计说明的工程概况中，尚应交待建筑物的总建筑面积、主体高度、层数、各层功能用途；变配电所、水泵房、冷冻站、锅炉房位置；消防控制室、弱电机房位置；强电井、弱电井位置与数量；客用电梯、消防电梯数量等。问题2：对医疗、体育、剧场、人防工程等特殊建筑，其相应的设计规范未列入，有关的技术措施及要求亦未在说明及图纸中体现评析：不少电气设计，把医疗、体育、博览、剧场、人防工程等特殊建筑，几乎视同普通办公建筑对待，其相应的特殊设计规范未列入，有关的技术措施及要求亦未在说明及图纸中体现出来，使设计显得针对性不强、技术含量不高。对于医疗建筑，应将《建筑物电气装置-特殊装置或场所的要求-医疗场所》(GB16895.24-2005)及《综合医院建筑设计规范》(JGJ49-88)（修编报审中）中的重要技术措施及要求，在设计说明及图纸中全面、准确地体现出来。如医疗场所的应急电源，对于要求“自动恢复供电时间”t≤0.5s的手术室照明和重要医疗设备等，采用静止型UPS作为应急安全电源，并与发电机组配合使用。对于要求“自动恢复供电时间”0.5st≤15s者，采用切换时间≤0.5s的PC级ATSE转接的独立备用回路作为应急电源，并与发电机组配合使用。要求“自动恢复供电时间”t≥15s，采用发电机组作为应急电源在1类、2类医疗场所，当任一导体的电压下降幅度超过供电标称电压的10%，应急电源应自动启动。对手术室、急救室、重症监护部（ICU）、心脏监护部（CCU）、心血管造影室等1类、2类医疗场所的重要医用设备，采用由电源隔离变压器和绝缘监视设备组成的IT不接地系统供电，当第一次接地时，发出声光预报警信号。对于体育建筑、剧场建筑，应分别将《体育建筑设计规范》（JGJ31-2003）、《剧场建筑设计规范》（JGJ57-2000）中的重要技术措施及要求，在设计说明及图纸中全面、准确地体现出来。对人防工程设计，不能遗漏《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）、《人民防空工程设计防火规范》（GB50098-98）中的重要技术措施及要求。对住宅建筑设计，除了要遵从《住宅设计规范》GB50096–1999（2003年版），还必须严格遵从全文强制的《住宅建筑规范》GB50368–2005（详见后文）。问题3：对各级负荷容量未予交待评析：说明中只明确了负荷的分级，未明确一、二、三各级负荷的容量，这是不完整的。因为一、二级负荷的容量与备供电源的供电容量有关，一级负荷中特别重要负荷的容量又与自备发电机组、集中应急电源装置EPS或不间断电源装置UPS的容量选择有关，所以设计说明要明确各级负荷的容量。还有的说明表述“本工程用电负荷总体为一级（二级）”，这种说法不妥，应分别交待一、二、三各级负荷对应的用电设备名称与容量。问题4：低压开关柜断路器的脱扣器保护功能设置不当、开关联锁关系交待不清评析：低压开关柜断路器的脱扣器保护功能设置不当、开关联锁关系不清，是设计常见问题。很多设计要求“所有低压断路器均设置过载长延时、短路短延时、短路瞬时脱扣器三段保护”，这是不合理的。正确的做法应是区别对待，对低压主进、联络断路器设过载长延时、短路短延时保护脱扣器（不设短路瞬时功能，以保证前后级开关之间的选择性，减少故障面）；对其他低压断路器设过载长延时、短路瞬时脱扣器（不设短路短延时，以实现短路瞬时切断）；部分回路设分励或失压脱扣器，这些回路既可以在自动互投时卸载部分负荷，防止变压器过载，又可以在火灾时，切断火灾场所相关非消防设备电源。为确保低压供电系统的安全可靠性，开关联锁关系应做如下明确交待：当低压系统为单母线分段运行时，联络开关设自投自复/自投不自复/手动转换开关。自投时应自动断开非保证负荷，以保证变压器正常工作。低压主进开关与联络开关之间设电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关。问题5：变压器外壳防护等级选用不当评析：设计易错问题：当高、低压配电装置和非油浸的电力变压器贴邻安装时，变压器外壳防护等级误为IP20，应当改选为IP30或IP40的防护外壳。根据《10kV及以下变电所设计规范》(GB50053－94)第4.1.3条“具有符合IP3X防护等级外壳的不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压器，当环境允许时，可相互靠近布置在车间内。”对具有符合IP3X防护等级且断路器不带可燃性油的高低压配电装置和非油浸的电力变压器，在环境允许时可相互靠近布置在车间内，不仅可减少占地面积，也有利于高压深入负荷中心。根据《外壳防护等级的分类》（GB4208—84）规定，IP2X能防止直径大于12mm的固体异物进入壳内；IP3X能防止直径大于2．5mm的固体异物进入壳内；IP4X能防止直径大于1．0mm的固体异物进入壳内。需要说明的是：如果配电室面积允许，最好不将变压器与开关柜贴邻布置，而间隔0.8m～1.0m的距离以利变压器的散热（此时变压器外壳等级可为IP20），若贴邻布置（IP30或IP40外壳），则不利变压器散热，影响其供电容量的发挥。问题6：“灯具安装高度低于2.4m时，需增加一根PE线”的技术要求有误评析：提出“灯具安装高度低于2.4m时，需增加一根PE线”的要求，这是设计极易犯的错误。根据《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）7.2.12“当采用Ⅰ类灯具时，灯具的外露可导电部分应可靠接地。”《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）12.3.1亦有此规定。根据国家标准《灯具一般安全要求与试验》（GB7000.1-2007），灯具按防触电保护分类，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。其中Ⅰ类灯具：防触电保护不仅依靠基本绝缘，还有附加安全措施，即应把外露可导电部分连接PE线；Ⅱ类灯具：依靠双重绝缘或加强绝缘保证安全，不需要连接PE线；Ⅲ类灯具：采用安全超低压SELV供电，电压不超过50V，经隔离变压器供电，二次侧导线和外露可导电部分不允许连接PE线，以避免一次侧故障时的接触电压通过PE线导入二次侧（注：0类灯具仅有基本绝缘、不连接PE线，已被取消）。绝大多数照明配电系统采用接地故障保护，因此，不论灯具距地面高度多少，应采用Ⅰ类灯具、连接PE线接地，以实现间接接触防护（灯具距地面高度主要涉及直接接触防护，如低于伸臂距离2.4米，则灯具还应采取直接接触防护措施）。因此，“灯具安装高度低于2.4m时，需增加一根PE线”的技术要求有误，应当改为“当采用Ⅰ类灯具时，灯具的外露可导电部分应可靠连接PE线接地”。问题7：应急照明系统的各项指标说明不详尽评析：多层和高层公共建筑的应急照明系统很重要，各项指标说明要详尽。设计说明常见问题是：未明确交待应急照明的设置场所、照度要求，光源选择、电源选择，应急供电容量、连续供电时间，灯具及其控制要求等，而这些均涉及强制性规范条文。应明确应急照明的设置场所及其照度要求。如：在消防控制室、消防水泵房、柴油发电机房、配电室、防排烟机房、消防电梯机房、弱电机房等场所设置备用应急照明，其照度仍应保证正常照明的100%照度（多层建筑的配电室应急照明易疏漏）。在疏散走道、安全出口、大面积公共场所等处设置疏散指示灯及安全出口标志灯。在疏散走道、楼梯间、电梯前室、门厅、地下车库等公共场所设置疏散用的应急照明,其地面最低水平照度不应低于0.5lx，且楼梯间不应低于5.0lx。在观众厅、休息厅、餐厅、多功能厅等人员密集的公共场所设置备用应急照明，其照度不低于正常照明照度的10%，且不小于1.0lx（大面积装修场所照明设计时，须考虑10~15%的应急照明容量）。还应明确交待应急照明选用的光源及电源。如：光源采用可瞬时点亮的卤钨灯或快启节能灯；应急电源自带蓄电池或采用集中应急电源装置EPS供电。应交待应急照明灯的总用电负荷、连续供电时间（不小于30min，避难层不小于60min），或EPS的供电总容量、连续供电时间（这些与EPS的造价直接相关）。尚应明确应急照明的控制要求，如平时采用就地控制，火灾时由消防控制室自动控制强制点亮全部应急照明灯（含疏散指示灯、出口标志灯），还需交待：应急照明灯具应设玻璃或其它非燃烧材料制作的保护罩；应急照明箱体应有明显标志并作防火处理。顺便说明一下，有些设计对有关场所和部位的一般照明的照度标准值，未按照《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）第5章的规定设计定值，却按老规范给出“低-中-高”的范围值，应予更正，即要确定照度设计定值，并给出一般照明的功率密度LPD设计值（强制性规范条文），以体现照明节能要求。问题8：应急照明及消防线路的耐压等级、敷设要求不明评析：不少设计将应急照明线路的耐压等级视同一般照明线路的耐压等级，定为500V，这是不对的。由于应急照明至关重要，其供电线路火灾时仍在工作，所以要明确要求：“应急照明线路应采用额定电压不低于750V的铜芯绝缘线缆。”另外，对应急照明及消防线路的敷设方式，要明确要求：“应急照明及消防线路穿管暗敷时，保护层厚度不小于30mm；当明敷时，应穿金属管或金属线槽并涂防火涂料保护。电气竖井内孔洞在设备安装完毕后要用防火材料封堵。电缆桥架穿过防烟分区、防火分区、楼层时应在安装完毕后用防火材料封堵。”这些技术措施所依据的相关规范如下：《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2002）20.1.4(8)规定：“疏散照明线路应采用耐火电线、电缆，穿管明敷或在非燃烧体内穿刚性导管暗敷，暗敷保护层厚度不小于30mm。电线采用额定电压不低于750V的铜芯绝缘电线。”《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）10.2.2“消防控制、通信和警报线路采用暗敷设时，宜采用金属管或经阻燃处理的硬质塑料管保护，并应敷设在不燃烧体的结构层内，且保护层厚度不宜小于30mm。当采用明敷设时，应采用金属管或金属线槽保护，并应在金属管或金属线槽上采取防火保护措施。”问题9：漏电电流动作保护器RCD的设置部位不当评析：根据《漏电电流动作保护器安装和运行》（GB13955-2005）、《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）（以下简称新《民规》）7.7.10，下列设备的配电线路应设置漏电保护：“1.手持式及移动式用电设备”、“2.室外工作场所的用电设备”、“3.环境特别恶劣或潮湿场所的电气设备”、“4.家用电器回路或插座回路”、“5.由TT系统供电的用电设备”、“6.医疗电气设备，急救和手术用电设备的RCD宜作用于报警”。其它如《铁路电力设计规范》（TB10008-2006）9.4.15亦有类似的规定。设计易犯错误