作者：高攀祥 中衡设计集团股份有限公司北京工程设计分公司
摘要：以国家现行相关规范、规定为依据，结合笔者参与项目初步设计文件编制、评审过程中的实践经验，对初步设计文件中容易忽视的问题进行归纳分析，并有针对性的提出了改进和优化措施。
近年来随着绿色建筑技术、节能技术、装配式、智能化、信息化的发展，国家及地方对建筑工程项目在审批、施工等方面对设计文件深度要求发生了变化。另外，国家积极推行房屋建筑项目工程总承包管理模式，在住房和城乡建设部、国家发展改革委联合印发的《房屋建筑和市政基础设施项目工程总承包管理办法》（自2020年3月1日起施行）中提到“建设内容明确、技术方案成熟的项目，适宜采用工程总承包方式”，“采用工程总承包方式的政府投资项目，原则上应当在初步设计审批完成后进行工程总承包项目发包”，这些都必然对建筑电气专业初步设计文件的表达提出了更高的要求。
初步设计一般是建设项目可行性研究报告经上级主管部门批复后，建设单位委托具有具备相应资质的工程设计单位，根据已批准的项目可行性研究报告和设计任务书要求，对各专业相关的设计方案或重大技术问题的解决方案进行综合技术经济分析，论证技术上的适用性、可靠性和经济上的合理性，在此基础上编制的用以申请上级主管部门审批等作用的设计文件。当有关主管部门在初步设计阶段没有审查要求，且合同中没有作初步设计的约定时，可没有初步设计阶段。
初步设计文件一般包括设计说明书、有关专业的设计图纸、主要设备或材料表、工程概算书、有关专业计算书。根据不同项目的类型、用途、资金来源等，其作用也不尽相同，一般可作为向主管部门申请审批的依据、进行施工图设计的依据、项目实施的依据等，也是采用工程总承包方式的政府投资项目发包招标的重要依据。
笔者推荐的建筑电气专业设计说明书内容架构，如图1所示。其中 “设计范围”一章节中拟设置的建筑电气系统应该与说明书的整体脉络架构相对应，应包括节能、绿色、人防、智能化等部分【1】。
表1 建筑电气初步设计说明架构示例
较为普遍的问题是，认为有智能化专项部分而专业“设计范围”中没有智能化的相关内容，笔者认为是不妥的，这样的说明书是不严谨的，也是不完整的。建筑电气中的建筑智能化设计不同于智能化专项设计，类似于建筑设计与装修设计的关系，而智能化专项设计只是建筑工程众多专项设计中的一个。当建设单位另行委托相关单位承担项目的专项设计时，主体建筑设计单位更应该提出专项设计的技术要求。
建筑电气中的智能化设计可以理解为是以往“弱电”范畴，是包括火灾自动报警系统、火灾应急广播系统在内的，而智能化专项设计中往往不包含这两个系统。从国家规范上看，火灾自动报警系统是公共安全系统的一个智能化子系统[2]；从实际使用功能上看，它也与安防技术防范系统、应急响应系统、智能化信息集成（平台）系统有着千丝万缕的联系；从机房管井设置上看，消防控制室往往与安防控制室共用机房、共用弱电管井。所以，仅在智能化专项部分予以说明是不能囊括建筑智能化的全部内容的。
根据不同项目，建议在建筑电气说明书中酌情增加供电现状及规划、设计基本原则的内容。若项目为扩建或者改建工程，则需要对供电现状予以描述；若项目分为多期建设，则需要对整体的电力规划予以说明。
而基本的设计原则除了安全、经济、科研、先进外，还需与整个项目建设和定位统一，比如“整体规划、分期建设，整体投入使用”。另外如办公、旅馆饭店、影院、剧场、展览、博物馆、图书馆、商业、体育、医疗等建筑均有相应的分类标准，需明确其类别或级别或星级标准，以此确定拟设的建筑电气系统、备用电源供电时间、用电负荷分级等。
装有两台及以上变压器的变电所，当任意一台变压器断开时，其余变压器的容量应能满足全部一级负荷及二级负荷的用电[3]。所以，当两台成组的变压器中单台变压器负荷率超过50%，就需要进行一、二级负荷容量校验。故在进行变压器选型计算时，除表达设备安装容量、补偿容量、补偿前后的计算负荷、变压器选择容量、变压器负荷率外，还应表达变压器的供电范围、一二级负荷容量，以此才能确定单台变压器的容量。
变压器选型计算建议采用表格型，变压器选型计算表格示例如表2所示。
表2 变压器选型计算示例表
此部分除了应说明要求引进的市电电源的电压等级、回路数、线路路由及敷设方式等情况外，还需说明每路的电源容量、是否为专用线等。整体的指标数据包括折算到高压侧的整个工程用电设备负荷以及折算到高压侧的整个工程二级以上用电设备负荷，以此向供电部门申请高压侧用电容量及确保申请电源满足规范要求。
对于功能复杂的大型项目，可能设置变电所多达五、六个，甚至更多，此时若用文字一一将每个变、配电所的名称、位置、面积、层高、设备容量、电缆出线方式及供电区域表述清楚显得非常繁琐，不易给人以直观清楚的认识，而这些也是业主、评审专家关注的重点和核心。笔者建议采取表格的方式进行表述，见表3 变、配电所设置表示例。
表3 变、配电所设置表示例
住房和城乡建设部《建设工程消防设计审查验收工作细则》和《建筑工程设计文件编制深度规定》（2016年版）中均对建筑电气专业的消防设计提出了比较明确的要求。因此，消防电气设计说明内容架构建议有针对性的调整为消防电源，消防配电线路及电器装置，消防应急照明和疏散指示系统，火灾自动报警系统，消防应急广播系统，防火门监控系统，电气火灾监控系统，消防设备电源监控系统，余压监控系统几部分。值得注意的是，还应明消防用电设备的负荷等级及容量。
可见，消防电气中的系统包含建筑电气中“强电”部分和“建筑智能化”部分内容。笔者建议将建筑电气专业的消防设计部分内容汇总在一起，将其放在消防专篇中予以集中具体的阐述，而在建筑电气专业部分简单注明“消防电气相关说明、附图、附表详见消防专篇”，达到前后呼应，表达严谨完整。
项目一般都有节能与环保、绿色建筑、智能化、装配式、抗震的设计要求，有人防的项目则需增加人防电气设计内容。而全专业的设计说明一般在各专业设计说明后，通常会设置节能专篇、绿色专篇、智能化专项、装配式专篇、人防专篇等专篇的章节。建议将建筑电气专业说明中的上述各部分内容放到各自的专篇或专项设计中，在专业说明中注明“相关说明、附图、附表详见专篇”，避免内容重复，也避免内容表达不统一的情况出现。
其中，绿色专篇中电气部分应首先明确项目的绿色星级目标，然后根据现行《绿色建筑评价标准》的规定及明确的星级目标，有针对性的阐述电气专业采取的措施。抗震电气设计一般容易被忽视，应在专业说明中设置独立的章节简要阐述抗震电气设计的设置原则及采取的主要措施，专业公司以此来进行深化。
“设计内容应完整，整体架构清晰”节中已简要阐述了笔者关于建筑电气设计中所包含的智能化设计不同于智能化专项设计的看法，鉴于目前项目一般都有智能化专项设计，笔者建议将建筑电气专业设计中的除了火灾自动报警系统、火灾应急广播等消防系统以外消防智能化部分内容集中放在智能化专项设计中。
一般直到初步设计完成时也很难获得供电部门出具的供电协议，而初步设计所设计的市政电源供电方案并不一定能够落地，可能对项目整体有较大影响。所以建议在说明中增加独立的章节专门叙述在初步设计审批时或施工图设计开始前需解决的重点问题。
除仅有单体设计时，应该绘制电气总平面图。电气总平面图中应表示建筑物、构筑物名称，主要强弱电站房（变、配电所，发电机房，通讯网络接入机房、消防控制室等）的名称编号、位置，变压器、发电机台数和容量，强、弱电管线走向、回路编号、导线及电缆型号规格及敷设方式。需注意的是，如果没有室外景观专项设计，电力总平面图还应包括路灯及庭院灯的点位布置。
有些图纸或图集中将电压互感器柜安装在进线断路器的负荷侧，如图1 某高压配电系统图示意，笔者认为是不妥的。
在与电力公司协商的基础上，建议电压互感器柜安装在进线断路器电源侧，。单母线分段配电装置，当一路进线电源故障时，联络断路器在故障电源进线断路器脱扣后自动合闸，故障电源侧的电压互感器应监测电源回复状态。这样才能在恢复供电后，发出自动或者手动回复原来供电状态信号。
图1 某高压配电系统图示例
（1）高压电器的规格型号与高压开关柜的成套性不符合
一些重点项目的设计中，考虑电气安全可靠性及变配电所面积限制等因素，设计者往往会在高压部分采用一些进口原厂成套设备，但只是标注了某个国际一线品牌的柜体型号，而电压互感器、断路器、继电保护等高压电器却采用与之不同的品牌，这样会给初步设计概算、系统的定位带来一些困扰，需引起注意。
（2）电压互感器选择不妥，参数标注不完善
在设计电压互感器柜时，盲目将电压互感器与计量柜的电压互感器接线全部采用V-V接线，显然是不妥的。选择电压互感器的接线方式时需根据规范要求（是否需要绝缘监视、是否有单相接地保护、是否测量线电压及相电压）以及当地高压系统的接地方型式等因素确定各电压互感器的接线方式采用V-V接线、Y/y0/Δ(开口三角形) 接线或其他。
另外，电压互感器二次绕组同时用于测量和保护时，除了分别标出其测量和保护等级外，还用标注其而额定输出电流或功率。
（3）电流互感器参数标注不准确
一些高压计量柜图纸中电流互感器参数只标注了变比、准确级，除此之外还需标注额定输出负荷。高压进线柜、计量柜及高压母联柜中电流互感器变比选择应考虑不同的用途、有无联络及所带负荷情况来综合确定。高压馈线柜断路器整定电流、电流互感器一次侧电流选择可参考《19DX101-1》-P43的表4.4 变压器高压开关选择表。
另外，若低压侧电容补偿采用单相分补，变压器低压侧总断路器处应采集三相电流。低压侧有源滤波柜的电流取样互感器建议安装在负载侧而不是电源侧。
（4）高低压配电系统图与变配电所、发电机房布置图不一致
比较常见的是，高低压系统图联络柜的位置、方式与平面布置不一致：如平面图联络母线采用密集母线槽上出线方式等。另外，平面布置图应体现操作面及运输路径。
（5）火灾及故障切除负荷措施不明确
低压配电系统图在所有非消防馈线回路断路器安装统一的分励脱扣附件，火灾时消防联动立即切除这些负荷，而其中有一些火灾时不应立即切除的非消防电源并没有表示。建议低压配电系统图用不同符号表示不同的火灾时切除非消防电源的措施，如“+MXa”表示消防确认后立即切除（如普通动力负荷、自动扶梯、排污泵、空调用电、康乐设施、厨房设施等[4]），“+MXb”表示在水系统动作时立即切除（如正常照明、生活给水泵、安全防范系统设施、客梯等[4]）。
设计需满足“…一台变压器停运时，其余变压器容量应满足医技和二级负荷的用电要求”[5]，但低压配电系统图中并未交代清楚停电故障时需切除的三级负荷、采取的卸载方式等措施。建议如果低压母联开关采取自投方式情况下，停电故障时采用自动切除的方式切除部分三级负荷，比较常用的卸载方式有失压卸载、母联合闸卸载、电流卸载（利用智能型空气断路器对电流的监测和卸载功能）[6]。
（6）变电所低压柜出线电缆截面偏小
一些小容量的用电负荷从变电所低压柜直接引出时，配出了4mm2或者6mm2，这往往只是考虑了导体的载流量，除此之外尚需满足短路热稳定的要求[7]。变压器低压侧母线处的短路电流较大，选择太小的电缆截面可能导致即使在断路器瞬动时馈电线路已无法承受短路电流冲击产生的热量。
除了要求低压柜出线断路器的分段能力不应小于变电所低压母线处的预期短路电流外，同时对其保护的馈线线路的截面也应有所要求，建议变电所低压柜出线电缆截面最小不小于10mm2，优先选用限流型断路器。
一般工程在初步设计阶段可不出此部分图纸，但是一些工程仅利用天然的接地体不能满足要求的情况下，需要绘制接地平面图。在初设阶段一般并不能完全确定仅利用建筑物基础内的钢筋作为接地装置能否满足规范关于接地电阻的要求，一般地下室基础外表面采用塑料类或橡胶类的防水层且无桩基利用时，建议在基础下方混凝土垫层内敷设人工接地体，绘制接地平面图。
基于上文2.1节所示初设说明构架思路，主要电气设备表中应标明“消防电气系统主要设备见消防专篇相关章节”、“智能化系统主要设备见智能化专项设计相关章节”。
上文对初步设计文件的编制内容进行了梳理，并就其中需要重点表达的内容、易忽视的问题及优化改进措施等提出了笔者的看法。希望对同行在项目初步设计的设计过程及评审中有所帮助，也希望对建筑电气电气专业内部设计人员协同作业、规范作业起到一定的帮助和启示。由于水平有限，所述内容问题难免，诚望同行们不吝批评与指正。
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