【摘 要】本文着重谈论工业建筑的电气设计。与民用建筑不同，工业建筑一般单层层高较高，单间面积大，动力负荷多，会接触到高压气体放电灯照明、明敷设线路、动力设备配电、电动机控制原理等等方面的设计。设计前首先要对设计对象有深入的了解，比如对该工业建筑的建筑分类、建筑规模、室外消防水量、工艺流程等等一系列问题要有个清楚的认识，这些问题清楚后才会知道怎么设计才能满足规范和工艺方面的要求。
【关键词】工业建筑；电气设计
On the industrial building strong electric design
Li Xue-feng
（Schenck （Tianjin） Industrial Technology Co.， Ltd Tianjin 300385）
【Abstract】This paper emphatically discusses the electrical design of industrial building. And compare with civil construction， industrial construction general single storey high， room area is large， dynamic load， will be exposed to a high-pressure gas discharge lamp lighting， Ming laying line， power equipment distribution， motor control theory and design.
【Key words】 Industrial building；Electric design
1. 所需重要规范
（1）电气设计以安全为主，而消防安全又是重中之重。一般工业建筑的消防电气设计应该严格遵循《建筑设计防火规范》GB50016-2006及《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92的各项要求。在《建筑设计防火规范》第1.0.2条和第1.0.3条的适用范围里有明确，一般工业建筑的电气消防设计要做什么、做多少，大部分依据的就是这本规范。
（2）上述两本规范只是工业建筑消防电气设计中比较常用的两本规范。并不是说只要依据这两本规范就可以进行工业建筑的消防电气设计了，比如还有《人民防空工程设计防火规范》等。工业建筑电气设计包含方方面面，涉及到的电气规范条文非常多也非常广，大家平时要多读多记。
2. 照明
（1）工业厂房照明与居住、公共建筑照明区别很大，居住、公共建筑一般都采用钢盘混凝土框架结构，楼层也比较矮，灯具一般采用节能型直管荧光灯，其配线一般都采用电线穿管沿墙、楼板暗敷，灯具的控制一般是分散控制，照明配电箱一般都是嵌墙暗装，这与高大的工业厂房照明形成鲜明的对比。
（2）照明设计必然涉及到照度计算问题，我们首先要通过照明空间的照度要求计算出所需的灯具数量。照度计算主要采用利用系数法、逐点计算法，在确定灯具数量时要特别注意其中的节能要求，即功率密度值的限制，这是强条，不能违反。
（3）对于回路设置，首先对于不同用途灯具我们划分为不同回路，其次单个回路功率上的限制以及配电距离、控制区域、灯具位置等也是划分回路的依据。
（4）应急照明包括疏散照明、安全照明、备用照明。关于疏散照明的设置要求《建筑设计防火规范》第十一章的第11.3节已经讲得很明确。备用照明是用于确保正常活动继续进行的照明，它的设置要看工业厂房生产工艺上有没有这方面的要求。
3. 线路敷设
工业建筑单层层高较高，很多都是钢结构，厂房内的电气线路也是以明敷设为主。如果线路较少则直接穿钢管明敷设，线路集中且多的地方可以采用金属线槽、金属桥架或在电缆沟内敷设。金属线槽主要用来敷设电线，金属桥架主要用来敷设电线电缆。要注意采用金属线槽或金属桥架敷设线路千万别忘了金属线槽或金属桥架及其支架都必须接地，且金属线槽桥架接地点不能少于两处，每隔一定距离还要考虑重复接地。金属线槽或金属桥架中敷设电线电缆的数量在相应规范中有明确条文。比如规定线槽内电线的总截面不超过线槽内截面的40%；桥架内电力电缆总截面不超过桥架内截面的40%，控制电缆为50%等等。
4. 设备的选择与安装
（1）工业的特殊场所如多尘场所采用密闭式防尘设备，潮湿场所采用防潮设备，有腐蚀性气体场所采用防腐设备，火灾危险场所采用防燃设备，有爆炸危险场所采用防爆设备。
（2）厂房灯具由于数量多而且都是大面积同时开启关闭，因此大开间厂房内灯具的操作控制主要采用集中控制方式，在管理间或值班室照明箱处统一操作。少许小开间场所可以采用翘板开关就地控制。对于没有值班室的厂房，我们可以将照明配电箱安装在厂房入口附近墙面上（方便操作），这时要注意厂房内部环境对照明配电箱的要求。
5. 动力负荷
（1）车间厂房内插座可以由工艺考虑是否装设，电源可以由动力配电提供。普通用途的单相插座，负荷不大情况下可以和照明系统一起考虑，由照明配电箱配出回路。一般情况下可以暂时不考虑安装到位，因为车间内环境目前还不明确，可以先在照明箱或动力配电箱内预留配电回路。
（2）工业建筑的动力设备的设置与工艺结合紧密，动力设备的控制箱、柜、盘一般与设备配套供应，因此很多情况下我们只需考虑供给电源就可以了。工业建筑动力线路可以采用直接埋地、电缆沟和桥架的敷设方式。动力负荷大小及设备布置情况、设备控制要求一般由工艺提供，也可以由甲方给出预留电源容量，如果实在没有，可以用单位面积法估算动力负荷大小。对于不知道具体工艺设备的情况，可以按每平方米20W～80W预估。动力负荷估计不会太大的取低值，动力负荷可能很大或者有可能有空调负荷的厂房可取高值，标准厂房可取中间值，这要结合厂房的用途来确定预留量。
6. 配电系统
配电系统中的负荷计算和开关设备选择涉及的方面很多，大家可以参见《工业与民用配电设计手册》（第三版）的相关内容。这里谈一下通俗的设备选择方式，简单地说就是，微型断路器整定过载保护电流>1.25回路计算电流，塑壳开关（额定电流125A以上）整定过载保护电流>1.1回路计算电流，回路上其它设备额定电流（包括线路载流量）>断路器整定过载保护电流。
7. 动力设备的控制
动力设备以电动机为主，我们谈到动力控制，就必然涉及到电动机的启动方式。电动机的启动方式分全压启动和降压启动，是否采用降压启动与电动机启动时对电网造成的影响有关系。一般要求，电动机启动对电网造成的电压降，经常启动的电动机要求不大于10%；偶尔启动的电动机不超过15%。在保证生产机械所要求的起动转矩而又不至于影响其它用电设备的正常工作时，可允许为20%或更大些。工业建筑没有明确功率多少以下才允许直接启动，只是有电压降要求，在电压降允许范围内你可以全压启动。一般全压启动电动机容量不大于变压器容量的30%为妥。
8. 防雷
8.1 防雷设计原则。
按照相关的规范要求，工业建筑在进行防雷设计时，需通过对建筑物特点及其周围的地质、环境、气象、环境以及雷电活动规律等的调查，综合考虑经济、投资等多方面的因素，因地制宜地采取防雷措施，通常是按照交界处的电磁环境改变程度将需要保护的空间划分为直击雷非防护区（LPZ OA区）、直击雷防护区（LPZ OB）、第一防护区（LPZ 1区）、后续防雷区（LPZ 2区）等分别进行雷电防护。
8.2 综合防雷系统。
8.2.1 工业建筑的防雷装置通常有外部防雷装置和内部防雷装置两大类，外部防雷装置是指常规的避雷装置，主要是通过避雷针、避雷网等建筑物顶部的接闪器与引下线将雷电流导入接地装置，使其最终扩散到地里；内部防雷装置主要是用来减小建筑物内雷电流与其所产生的电磁效应的防雷措施。
8.2.2 企业自动化的管理使得生产对电力系统的要求也更高，但由于电子设备的集成度越高，耐冲击的能力也就越低，由雷击产生的巨大的雷电流对整个电力系统造成的破坏也更大，因此，需要除了外部防雷措施外，还需要采取一定的内部防雷措施，以防止反击、接触电压等二次雷害和雷电电脉冲给电气设备带来的危害。厂房内部防雷采取的主要措施有共用接地系统、等电位连接、屏蔽（隔离）设施、安装浪涌保护器及合理布线等。具体划分可按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010的第三章节。关于避雷带规格、网格大小、引下线间距、规格做法等等在GB50057-2010里也有详细的要求，而且绘制方法与民用建筑防雷类似。
8.2.3 屋面的金属构件（特别是突出屋面的设备）必须与避雷带可靠联结。屋面电气设备还应根据建筑物的重要性采取相应的防止雷电波侵入的措施，并应符合下列规定：（1）无金属外壳或保护网罩的用电设备宜处在接闪器的保护范围内，不宜布置在避雷网之外，并不宜高出避雷网。（2）从配电盘引出的线路宜穿钢管。钢管的一端宜与配电盘外壳相连；另一端宜与用电设备外壳、保护罩相连，并宜就近与屋顶防雷装置相连。当钢管因连接设备而中间断开时宜设跨接线。
9. 接地
（1）一般建筑常用的接地方式是TN-C-S和TN-S系统。如果变配电所在本栋建筑内部则采用TN-S接地方式，也就是PE线和N线自变压器后严格分开。
（2）建筑物的接地装置一般分为两类，一种是人工接地体，另外一种是自然接地体（可利用建筑物基础内的钢筋）。一般情况我们尽量利用基础内钢筋网作接地体，但要注意，作为接地体的基础内钢筋网必须在室外地面以下距地面不小于0.8m，钢筋规格是通过需要钢筋表面积总和进行换算的，这在《建筑物防雷设计规范》中有具体计算公式。
（3）建筑总等电位连结箱（MEB），一般设置在配电总箱附近，安装高度距地面0.5米，其规格和建筑等电位作法可以看看<<等电位联结安装>>图集02D501-2的相关部分。如果建筑面积和规模较大，我们可以在建筑四角相应位置或建筑适当处多设置几个MEB总等电位端子箱。建筑内的设备金属外壳、设备基础钢构件以及其它金属构件均要通过MEB或直接与接地体可靠联结。进出建筑物的金属管线及铠装电缆金属外皮在出入建筑物处须和接地系统联结。
（4）本文仅谈了一般性工业建筑强电部分设计。工业建筑弱电部分系统相对来说简单一些，原理与民用建筑设计同，设计量也不大。比如电话系统工业建筑使用量就小，只要明确需要的终端数量绘图就很简单了；火灾报警部分由于房间功能单一，设置也不复杂，特别是小型的工业建筑。因此本文就不对工业建筑的弱电设计作深入探讨。
参考文献
[1] 中国机械工业教育协会. 工厂供电[M]. 北京：机械工业出版社，2002.
[2] 傅知兰主编. 电力系统电气设备选择与实用计算[M]. 北京：中国电力出版社，2004.
[3] 王仁祥. 电力新技术概论[M]. 北京：中国电力出版社，2009.
[文章编号]1619-2737（2015）05-31-367