电气工程设计模式探讨

摘要：针对目前国内电气工程设计现状，提出了电气工程设计模式概念，填补了工程设计的空白。主要介绍了电气工程设计模式的定义、特点、内容及作用，以电气照明施工图设计为例，介绍了两种常用照明设计模式以及设计模式的使用原则。

关键词：电气工程设计；设计模式；照明设计

引言

当前，电气工程设计绘图方式早就进入了计算机绘图阶段，但是对于设计中绘图方法及设计经验的理论发展却十分缓慢，仍然停留在各自摸索、言传身教上。国家的规范、标准、国标图集更多是对设计内容的要求，对于电气工程设计流程却没有公认的可以让设计人员能够快速掌握工程设计的方法。设计质量仅靠设计人员自我探索和经验积累是远远不够的。本文借鉴软件工程，首次提出了电气工程设计模式的概念，希望能抛砖引玉，引发电气工程设计人员对于电气工程设计中设计模式的思考和总结。

1电气工程设计模式

1．1定义

电气工程设计模式（以下简称设计模式）是一套被反复使用、多人知晓的、经过实践检验的电气工程设计流程经验的总结。设计模式是为了将工程设计过程中好的方法和经验以理论形式进行总结概括，让电气工程设计效率和质量都得到保障和提高，让设计更容易。毫无疑问，电气工程设计模式使工程设计更加清晰化、明确化，它并不介绍具体内容的设计方法，而是一个设计流程的理论概括。

1．2设计模式的特点

1）通用性。设计模式必须具有一定的通用性，能够被更多的人所借鉴和运用，才能发挥它更大的作用；没人使用的设计模式一定不是好的设计模式。2）易用性。设计模式必须具有极强的指导性，非常容易被接受和掌握，利用设计模式可以高效、快速、高质量地完成某项设计工作。3）准确性。工程设计关系到工程的成败和质量，不能有任何马虎，作为指导工程设计的设计模式必须是经过大家认可的、反复验证过的、正确的一套经验总结。4）实践性。设计模式来源于实践，在当前没有任何参考资源，此领域尚属空白的情况下，只有在实践中不断摸索，不断检验出来的设计模式才是真正的设计模式，才具有更大的价值。

1．3设计模式的内容

设计模式的内容应该贯穿所有专业的工程设计的各个阶段，既有全局设计模式，也有局部设计模式。全局设计模式指导设计人员进行工程全过程的设计，局部设计模式则针对某个阶段的某个具体内容进行概括总结。根据电气工程设计的内容，电气工程设计模式主要包含以下内容：1）可行性研究（方案）阶段。a）土建委托资料设计模式；b）工程估算设计模式；c）方案说明书设计模式等。2）初步设计（初设）阶段。a）土建委托资料设计模式；b）工程概算设计模式；c）初设说明书设计模式。d）初设附图设计模式。e）初设主要设备表设计模式等。3）施工图阶段。a）配电系统一次设计模式（高、低压）；b）配电系统二次设计模式（高、低压）；c）电气设备布置设计模式；d）配管设计模式；e）照明设计模式；f）防雷接地设计模式；g）各种弱电系统设计模式等。

1．4设计模式的作用

1．4．1快速掌握成熟的设计流程、经验和方法直接“站在巨人的肩膀”上进行设计，借鉴前辈已经摸索多年积累的成熟的设计流程、经验和方法，快速地提高设计水平。结合使用者自身的情况和设计项目直接对原有或他人的设计模式进行优化，效率更高，比较容易形成更好的设计模式。1．4．2规范电气工程设计目前的电气工程设计由于没有成熟的设计模式，工程设计完全根据设计人员自身的理解程度和设计习惯来完成，设计产品水平参差不齐，容易造成设计遗漏和设计错误；依靠设计模式，可以规范相对较为混乱的电气工程设计过程。1．4．3提高设计质量和设计效率工程设计是工程建设的灵魂，而电气工程设计是工程设计的神经系统；电气工程设计模式则为电气工程设计提供了质量和效率的保障，利用设计模式，就是采用了成熟的设计经验和流程。这对于大中型工程项目的团队协作设计，规范设计流程，控制设计质量，提高设计效率的好处显而易见。

2电气照明施工图设计模式

各行各业的电气工程设计中，照明施工图设计是电气工程设计中的基础内容，是相对较易、不可缺少的内容。下面就以照明施工图设计为例，介绍笔者工程设计过程中总结的两种常用照明设计模式，照明布置优先模式和照明系统优先模式，供大家讨论和参考。

2．1照明布置优先模式

本设计模式适用于结构较为复杂，功能多样的建筑物，比如综合楼、变电所、车间等，共有5个阶段。2．1．1计算各房间或场所设计照度和功率密度限制通常采用利用系数法计算平均照度，采用符合国家标准要求的灯具及光源，设计照度值和功率密度计算值应满足国家规范GB50034－2013《建筑照明设计标准》中的要求，最终计算得到各房间或场所的灯具数量。注意节能光源需考虑镇流器功率。2．1．2照明设备布置及标注根据建筑物防火分区及照明箱供电范围确定照明配电箱数量，并确定其布置位置。根据阶段1）计算所得各房间或场所灯具数量，在满足灯具最大距高比的前提下，采用均匀分布的原则进行灯具的布置，同时布置翘板开关、延时开关、声光开关等。再布置需从照明配电箱内供电的插座、排风机、空调等。最后对布置好的设备进行标注，确定灯具及设备安装高度。2．1．3照明管线标注以照明配电箱为源头，根据规范对于照明配电及控制的要求，将阶段2）中布置的灯具、开关、设备等利用线缆（一般为塑料绝缘铜导线）将其连接，并对线缆的回路号及根数进行标注。2．1．4照明配电系统图绘制已经确定的照明配电箱的配电系统图，照明配出回路数已基本确定，主要根据灯具或设备容量选择微型断路器和导线截面。注意需要设置漏电保护RCD和同时断开中性线的开关。2．1．5照明设计说明及设备材料统计照明设计说明主要对照明电源来源、设备安装、管线敷设、接地及安全等进行说明。最后对建筑物照明系统的设备及材料进行统计汇总，完成照明施工图设计。

2．2照明系统优先模式

本设计模式适用于结构简单或功能单一的建筑物，比如厕所、小型仓库、宿舍楼、住宅楼等，共有6个阶段。1）初步确定照明配电系统；根据建筑物防火分区及照明箱供电范围确定照明配电箱数量，并确定其布置位置。根据供电范围和照明配电及控制要求初步确定照明箱配出回路数。2）计算各房间或场所设计照度和功率密度限制（同照明布置优先模式第1）阶段）；3）照明设备布置及标注（同照明布置优先模式第2）阶段）；4）照明管线标注（同照明布置优先模式第3）阶段）；5）根据照明设备布置最终确定照明配电系统；6）照明设计说明及设备材料统计（同照明布置优先模式第5）阶段）。

3设计模式使用原则

设计模式就像是一个模版，可应用于多种不同场合，因此设计模式并不是一个特定的设计产品，而是提供工程设计中不同设计流程内容的抽象描述，提供设计方法和思路。学习和理解设计模式是使用设计模式的第一步，掌握已有的设计模式，并理解其优缺点，是使用好设计模式的前提。在学习和理解设计模式后，可根据不同情况，选择合适的设计模式，并结合自身实际情况，在使用过程中对设计模式进行改进和完善，满足自身使用的要求。

4结束语

综上，本文通过工作实践，首次提出了电气工程设计模式的概念，并对电气工程设计模式的特点、内容和作用进行了分析，再通过对电气照明施工图设计模式的探讨，希望引发电气工程设计人员对设计模式的深入思考，总结出多种满足各种设计需求的设计模式，为规范设计，提高设计质量，进而提高我国工程质量做出努力和贡献。

参考文献：

［1］GB50034－2013．建筑照明设计标准［S］．北京：中国建筑工业出版社，2013．

［2］马志溪．电气工程设计［M］．北京：机械工业出版社，2002．

［3］北京照明学会照明设计专业委员会．照明设计手册第二版［M］．北京：中国电力出版社，2006．

作者：翟晓华 单位：江苏省冶金设计院有限公司