[资料]高校电气施工图纸28套，有没有你的母校？

传统的（亦可称之为“经典的”）“电气安全”是指能避免因电气事故引起人员伤亡、设备损坏、财产损失或环境损害的电气环境。一般指强电安全，包括配电系统安全、照明安全、常用设备电气安全、建筑物防雷安全、特殊场所的安全防护、防静电安全等。自上世纪八十年代，随着信息技术的发展，建筑中弱电系统、设备及其技术迅速发展，同时人们对人居环境质量的需求也不断提高，由此，建筑电气的内容不断扩展，所谓“安全”，也由传统的“电气安全”逐渐演进为“广义建筑电气安全”。所谓“广义建筑电气安全”，即除了传统的“电气安全”，还包括弱电方面的电气消防安全、安防安全、通信安全、网络安全、以及电气抗震安全等。要求从建筑电气专业角度对建筑物内的人员、设备及建筑环境（含物理层面和虚拟层面的环境）进行全方位防护、防灾、消灾，目标是确保人员安全，将经济损失降到最低程度。而建筑电气抗震正是“广义建筑电气安全”不可或缺的重要方面，这种安全观早在2008北京奥运体育场馆设计中就得到充分体现，2005年王磊、武毅曾在论述奥运体育场馆安全电气设计时提出人员安全、建筑安全和功能安全。

建筑抗震设计标准的演进

从设计规范角度看，到目前为止，与建筑电气抗震相关的现行法律法规和设计规范主要如下：

a. 法律法规有：《中华人民共和国防震减灾法》（2009年5月1日起施行）、《关于贯彻实施〈中华人民共和国防震减灾法〉的通知》（中震发［2009］37号）。

b. 国家标准有：GB 18306 - 2015《中国地震动参数区划图》、GB 50223 - 2008《建筑工程抗震设防分类标准》、GB 50011 - 2010（2016年版）《建筑抗震设计规范》、GB 50413 - 2007《城市抗震防灾规划标准》、GB 50556 - 2010《工业企业电气设备抗震设计规范》、GB 50260 - 2013《电力设施抗震设计规范》、GB 50981 - 2014《建筑机电工程抗震设计规范》。

c. 行业标准有：JGJ 16 - 2008《民用建筑电气设计规范》、JGJ 310 - 2013《教育建筑电气设计规范》、JGJ 339 - 2015《非结构构件抗震设计规范》。

d. 国标图集有：16D707 - 1《建筑电气设施抗震安装》。

从产品的角度看，尚有GB / T 13540 - 2009《高压开关设备和控制设备的抗震要求》和GB / T 2424. 25 - 2000《电工电子产品环境试验第3部分：试验导则地震试验方法》（等同采用IEC标准）与建筑电气抗震设计相关。

查阅上述设计规范的发布和历次修订不难看出，建筑抗震标准随着我国经济的不断发展而演进。历史上长期以来，由于我国经济基础薄弱，建筑标准较低，抗震主要是救灾，而不是防灾。与某些发达国家相比，我国的全民防灾教育、防灾意识乃至民用防灾物品的生产、普及，建筑抗震措施的落地等都较差。唐山地震后，尽管建筑工程抗震设计标准有所提高，但是由于我国经济水平所限，设计标准仍然较低，也主要涉及建筑、结构专业。建筑电气专业 2002年开始修订、2008年1月31日发布、同年8月1日实施的JGJ 16 - 2008《民用建筑电气设计规范》第4章“配变电所”仅在一般规定中要求“地震基本烈度为7度及以上地区，配变电所的设计和电气设备的安装应采取必要的抗震措施”，但并未给出具体要求或相关条文解释，故此规定在设计中实际上形同虚设。建筑电气设计人员长期以来普遍认为建筑抗震设计是建筑、结构专业的事，实属情有可原。

汶川地震后，我国建筑工程抗震设计全面提高了标准。GB 18306 - 2001《中国地震动参数区划图》（已废止）中，全国尚划有若干地区处于抗震设防烈度6度以下（注：6度以下可以不进行抗震设计，也就是常说的非抗震区）；修订后的2015版规定我国一般建设工程抗震设防要求所对应的地震烈度为6度及以上（注：全国均为6度及以上了）。GB 50011 - 2010《建筑抗震设计规范》2010版（已废止）、2016年版均强制性规定“抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计”。两本规范结合在一起，意味着现在进行的建筑工程设计，无一例外均应进行抗震设计。

2009年启动编制、2013年发布并实施的JGJ 310 - 2013《教育建筑电气设计规范》总结了汶川地震建筑电气设备受损情况以及由此导致的人身伤害和经济损失，并结合考察日本学校抗震防灾措施，考虑到教育建筑的特殊性，在建筑电气设计规范体系的基础上，首次将“电气设备抗震安全”列为独立章节，提出了教育建筑电气设计抗震安全的相关具体要求；GB 50981 - 2014《建筑机电工程抗震设计规范》将“抗震设防烈度为6度及6度以上地区的建筑机电工程必须进行抗震设计”列为强条。指出只有“对位于抗震设防烈度为6度地区且除甲类建筑以外的建筑机电工程，可不进行地震作用计算”。随后，国标图集16D707 - 1《建筑电气设施抗震安装》对规范的条文落地，对设计人员把握抗震措施的应用起到积极作用。笔者认为，尽管电气设计界对GB 50981 - 2014将“抗震支吊架”设计计算编入电气专业规范存在很大异议，但这并不能影响一个重要的研判：建筑电气抗震的提出是我国经济社会发展的必然，建筑电气设计必须关注、重视和践行抗震设计，建筑电气设计绝不是与抗震设计无关。

与抗震设计相关的几个基本概念

为便于专业间的对话和协作，搞好抗震设计，建筑电气设计人员需学习、认知与抗震相关的基本知识和基本概念。

地震震级、地震烈度与抗震设防烈度

地震震级、地震烈度与抗震设防烈度是3个不同的概念：根据相关规范，地震震级是对地震大小的量度，震级代表地震本身的强弱，是划分震源放出的能量大小的等级，只同震源发出的地震波能量有关，简言之是指地震所释放的能量，能量越大，级别越高；而地震烈度是指地震引起的地面震动及其影响的强弱程度，简言之是指地震所引起的破坏程度，地震烈度划分为Ⅰ ～ Ⅻ 12等级；而某地区抗震设防烈度，是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度，一般情况，取50年内超越概率10 % 的地震烈度。

地震作用

地震作用指由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用和竖向地震作用。表征地震作用的强弱程度用地震动峰值加速度g表示（对应于地震加速度反应谱最大值的水平加速度）。建设工程抗震设防应达到基于GB 18306 - 2015《中国地震动参数区划图》所规定的标准。根据GB 50011 - 2010（2016年版）《建筑抗震设计规范》，Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ抗震设防烈度所对应的设计基本地震加速度取值分别为0. 05 g、0. 10 g 、0. 20 g 、0. 40 g。

建筑场地类别

根据GB 50011 - 2010（2016年版）《建筑抗震设计规范》将建筑场地分为有利、不利和危险地段，具体如表1所示。

表1 建筑场地类别

建筑工程抗震设防类别

国家标准GB 50223 - 2008《建筑工程抗震设防分类标准》，将建筑工程抗震设防共分为甲、乙、丙、丁4类，即：特殊设防类、重点设防类、标准设防类和适度设防类，具体特征如表2所示

表2 建筑工程抗震设防类别

城市紧急避震疏散场所

根据GB 50413 - 2007《城市抗震防灾规划标准》，定义紧急避震疏散场所为“供避震疏散人员临时或就近避震疏散的场所，也是避震疏散人员集合并转移到固定避震疏散场所的过渡性场所”。通常为城市中的小公园、小广场，学校的操场、广场、集中绿地，高层建筑中的避难层等。城市紧急避震疏散场所是由城市抗震防灾规划确定的，在我国一些大城市室外空间可见这类标识牌。

建筑电气抗震设计技术要点

遵照“小震不坏，中震可修，大震不倒”的指导原则，结合汶川地震的教训，建筑电气抗震设计，除地震发生时所需应急系统（与建筑内消防疏散用应急照明、紧急广播、专用应急通信等共用）和地震时仍需坚守岗位的特殊场所的供配电、照明等系统必须给予保障外，其他技术要点主要有以下几方面。

电气设施选址及布置

a. 建筑工程的配变电设施。配变电所，特别是独立式配变电所，以及柴油发电机房的选址应根据表 1和项目场地条件，选择在对抗震有利的地段进行布置，避开不利和危险地段。校园，尤其是农村中小学校园，切忌采用杆上变压器安装方式。鉴于我国目前预装式变电站的使用环境一般为8度及以下地区，故在9度及以上地区，不应选用预装式变电站，以避免地震时发生装置内部损坏或整体位移造成人员伤害及供电中断。

b. 弱电系统重要机房。建筑物内的通信机房、消防控制室、安防监控室不应布置在结构抗震性能薄弱的部位。如结构抗震缝、伸缩缝和隔震层等处。

c. 配电箱、控制箱（柜）。重力 ≥ 1. 8 kN的箱（柜）在满足使用功能的前提下，应选择在相对安全的部位安装，不宜布置在轻质隔墙、屋顶女儿墙及广告架、吊顶内、悬挑处、以及结构的薄弱部位，否则，应采取必要的抗震加固措施。

d. 电气管道、电缆桥架和设备的穿越洞口。如柴油机进风口与排烟口的设置，连续电气管道或桥架的走向等，不可避免地要穿外墙、穿屋面、穿楼板或内部墙体，选择位置时要尽量避开结构承重墙，要减少对主要承重结构构件的削弱。

e. 屋顶卫星天线、公用天线、接闪杆等基座。在不影响其性能的条件下，宜选择在结构可“生根”处（如基座下方为结构柱）。

电气设备的选型

建筑电气设备必须具备一定抗震性能，需通过国家标准GB / T 2424. 25规定的有关冲击、振动、地震等试验。根据 GB / T 13540 - 2009《高压开关设备和控制设备的抗震要求》和GB 50556 - 2010《工业企业电气设备抗震设计规范》，电力变压器及3 kV及以上的高压开关柜的抗震能力均不应低于地区地震动相应参数的要求。设计选用电气设备的抗震性能应与建筑工程的抗震设防烈度相适应，以防地震时设备构架松动、垮塌，内部器件、仪表、插件、二次电缆插头等的松动、脱落、移位或发生共振。

电气设备抗震“四防”措施

从汶川等地震现场看，建筑电气设备及构件在地震中主要遭受惯性力和变形破坏，常见问题主要有：

a. 变压器、柴油发电机的基座未卡固或固定不牢，地震时设备为方便运输设置的滚轮在基础钢轨上滑动、脱轨，甚至倾斜，与接入的配电导体间产生明显位移，导致连接点处受损，供电中断。

b. 柴油发电机与外部管道间、变压器与接入 / 出导体间、蓄电池之间的连线等未采用“柔性连接”或未留伸缩余量，地震时变形甚至被切断。

c. 配电设备安装使用的金属螺栓、预埋件，或焊接强度不够，或后浇基础与主体结构连接不牢，造成配电设施移位、滑脱或倾覆。

d. 明装电气管线、电缆桥架的支架、吊架薄弱，地震时不足以承载线路，发生垮塌。

e. 照明灯具悬挂构件强度不足或安装不合理、不规范，导致灯具坠落。

f. 电力电缆和通信电缆穿越建筑沉降缝、抗震缝处、引入引出建筑物处未作必要的处理，导致导体受损等。

综上，作为非结构类设施，电气设备需有针对性地抗震设防，主要有“四防”，即：防水平滑动及位移、防倾倒、防坠落、防不均匀沉降等引起的次生灾害。国标图集16D707 - 1梳理了过去多年成功的经验和做法，分别给出了抗震措施的细部做法。设计说明只要交待清楚所执行国标图集16D707 - 1中相关页的索引号即可。与传统安装方式相比，特别要强调的是：

① 非靠墙落地安装的重心较高的配电柜、通信机柜等，在8度（教育建筑）或9度地区，除根部应采用传统金属膨胀螺栓或焊接的固定方式外，机柜重心以上部位可采用连成整体或与墙体拉接固定方式，可有效防止地震时倾倒；

② 所有电气器件应考虑与支承结构间的互相作用，重要的连接如设备与支架之间、器件与器件之间、器件与引线之间等处，宜采用“软连接”，采用软导体、伸缩段（节）、留裕量、加隔震垫等措施。

以上这些措施是与我国当前经济条件和人们的需求相适宜的；这些措施也是设计界多年的经验积累，切实可行，电气设计、施工应做到位。

电气设备的隔震和减震设计

对使用功能有高精度专业要求、震动将造成重大经济损失的电气工艺设备，或对消震有特殊要求的电气场所，为提高其抗震水平，则需采取专门隔震和减震设计，其技术要求较为复杂，也非电气单专业能解决的，涉及整个建筑方案和建筑投资。遇此情况，电气专业应将业主（工艺）要求向项目负责人（设总）汇报，统筹解决。

城市紧急避难疏散场所电气设计

汶川等地震已告诫我们，一旦发生特大地震，山体崩塌，道路中断，救援物资不可能迅速到达，在救援队到达之前，需要自救自给。考察日本神户、大阪等地，作为区域紧急避震疏散场所的中小学，均在教学楼等建筑物外独立设有整体式防灾储备库，库内备有便携式安全照明灯、投光灯、配套线材及装置、纯净水、帐篷和移动式小型柴油发电机等，这些物资可起到保障生命的救急作用。在我国9度及以上地区的中小学等场所最好有适宜的配备，而目前尚无。但国家标准GB 50413 - 2007《城市抗震防灾规划标准》规定了城市紧急避震疏散场所应具备避难所需照明、供电、供水、通信等条件。所以，电气专业在遇到作为城市紧急避震疏散场所的体育馆、会展中心、学校操场、广场、绿地等工程设计时，应关注其照明、供电、供水、通信等负荷等级（不宜低于二级）及供配电系统，并预留柴油发电机的安装条件。

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