Cẩm nang thiết kế hệ thống điện trong tòa nhà

1. Giới thiệu

• Thiết kế hệ thống điện trong tòa nhà là quá trình tinh tế và quan trọng nhằm đảm bảo việc cung cấp nguồn điện ổn định cho tổng thể thiết kế tòa nhà, an toàn và hiệu quả cho tất cả các thiết bị và hoạt động trong không gian sống và làm việc. Từ việc lựa chọn nguồn cung cấp điện, thiết kế bảng điện, đường dây điện cho đến việc xác định vị trí ổ cắm và công tắc, mọi yếu tố đều cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính ổn định, tiện ích và an toàn.
• Thiết kế hệ thống điện không chỉ là việc tạo ra một mạng lưới phân phối điện mà còn là việc bảo vệ người dùng khỏi các nguy cơ tiềm ẩn và đảm bảo hoạt động liên tục của các thiết bị điện.

2. Tầm quan trọng của việc thiết kế hệ thống điện

• Sự thiết kế chính xác và chất lượng của các hệ thống điện tòa nhà có tầm quan trọng không thể đánh giá thấp. Đối với người sử dụng, những hệ thống này không chỉ đơn thuần là các tiện ích cơ bản, mà chúng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc sống và môi trường làm việc.
• Hệ thống điện đảm bảo sự an toàn cho mọi người, ngăn ngừa nguy cơ cháy nổ và sự cố về điện. Việc thiết kế đúng cách giúp đảm bảo nguồn điện liên tục, ngăn cản tình trạng mất điện đột ngột gây phiền toái và nguy hiểm.
• Hệ thống điện giúp người sử dụng sống và làm việc trong môi trường thoải mái và khả năng tương tác với mọi người tốt hơn. Các hệ thống này cũng có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của cư dân nếu không được bảo trì và vận hành đúng cách.

Xem thêm chi tiết về: 7 tiêu chuẩn thiết kế tòa nhà văn phòng

3. Thiết kế Hệ thống Điện trong Tòa nhà

A. Phân loại hệ thống điện dân dụng

Hệ thống điện dân dụng là một phần không thể thiếu trong môi trường sống hiện đại, đảm bảo cung cấp nguồn điện ổn định và an toàn cho các hoạt động hàng ngày trong gia đình và tòa nhà. Hệ thống này có thể được phân loại theo nhiều cách, tùy thuộc vào mục đích sử dụng, cấu trúc và tính chất kỹ thuật. Dưới đây là một số phân loại phổ biến về hệ thống điện dân dụng:

Hệ thống cung cấp điện chính

• Hệ thống này là nguồn cung cấp điện chính từ mạng lưới điện quốc gia hoặc địa phương. Nó bao gồm bảng điện chính, đường dây điện và các thiết bị bảo vệ như cầu dao, công tắc tự động. Hệ thống cung cấp điện chính phải được thiết kế để đảm bảo rằng nguồn cung cấp điện luôn ổn định và an toàn cho tất cả các thiết bị và hoạt động trong gia đình.

Hệ thống dự phòng

• Hệ thống dự phòng hoặc hệ thống UPS (Uninterruptible Power Supply) được sử dụng để đảm bảo nguồn cung cấp điện liên tục trong trường hợp nguồn chính bị mất điện tạm thời. Hệ thống này sử dụng bộ lưu điện để cung cấp điện cho các thiết bị quan trọng như đèn, máy tính hoặc thiết bị y tế trong thời gian ngắn khi mất điện.

Hệ thống điều khiển và tự động

• Các hệ thống điều khiển tự động giúp tăng cường tính hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Chẳng hạn, hệ thống điều khiển ánh sáng tự động có thể điều chỉnh độ sáng theo điều kiện ánh sáng tự nhiên trong căn phòng. Hệ thống này không chỉ tiện lợi mà còn giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách tắt ánh sáng khi không cần thiết.

B. Thiết kế bảng điện và đường dây

Thiết kế bảng điện và đường dây là một phần quan trọng trong việc xây dựng hệ thống điện dân dụng, đảm bảo nguồn điện được phân phối một cách an toàn, hiệu quả và tiết kiệm năng lượng đến từng thiết bị trong tòa nhà. Quá trình thiết kế này bao gồm việc lựa chọn thiết bị, định vị bảng điện và lập kế hoạch cho đường dây điện.

Thiết kế bảng điện

• Lựa chọn thiết bị: Quá trình thiết kế bảng điện bắt đầu từ việc lựa chọn các thiết bị như bảng điều khiển chính, bảng phụ, cầu dao, cách ly điện, và các thiết bị bảo vệ như CB (circuit breaker), RCCB (residual current circuit breaker), và MCB (miniature circuit breaker). Lựa chọn này phải dựa trên nhu cầu tiêu thụ điện của tòa nhà và các yêu cầu về an toàn.
• Bố trí và định vị: Bảng điện cần được đặt ở một vị trí dễ dàng tiếp cận và bảo vệ khỏi các tác nhân bên ngoài như nước, bụi bẩn, và ánh nắng mặt trời. Bố trí bảng điện cần tiếp cận thuận lợi cho việc bảo trì và kiểm tra cũng như đảm bảo không gian cho việc mở rộng trong tương lai.
• Đánh giá tải trọng: Thiết kế bảng điện cần xác định tải trọng dự kiến của hệ thống điện. Nó phải đủ lớn để chứa tất cả các thiết bị và có khả năng chịu tải của tòa nhà mà nó phục vụ.

Thiết kế đường dây điện

• Lập kế hoạch mạng dây điện: Mạng dây điện phải được lập kế hoạch sao cho điện được phân phối đồng đều và hiệu quả đến từng điểm sử dụng. Điều này đòi hỏi xác định độ dài, kích thước, và loại dây dẫn cần thiết cho mỗi tuyến dây.
• Bảo vệ và cách ly: Đường dây cần được bảo vệ bằng cách sử dụng các ống dẫn điện, ống nối, và hộp kết nối để ngăn chống sự va đập và tổn hại cơ học. Đồng thời, cách ly điện giữa các dây dẫn và giữa dây và đất là cần thiết để đảm bảo an toàn.
• Điều chỉnh tải điện: Cần phải phân bổ tải trọng đúng cách trong toàn bộ hệ thống để tránh quá tải hoặc mất cân đối. Việc này đảm bảo rằng mỗi mạch điện hoạt động trong tải trọng đảm bảo và tránh tình trạng quá tải.

C. Ổ cắm và công tắc

Ổ cắm và công tắc là những phần quan trọng của hệ thống điện dân dụng, cho phép người sử dụng kết nối các thiết bị và kiểm soát nguồn điện trong gia đình hay tòa nhà. Thiết kế ổ cắm và công tắc phải đảm bảo tính an toàn, tiện ích và hiệu suất trong việc sử dụng điện.

Ổ cắm

• Lựa chọn vị trí: Thiết kế vị trí ổ cắm đóng vai trò quan trọng để đảm bảo tính tiện lợi và tránh việc dây dẫn kéo dài quá xa. Các ổ cắm nên được đặt ở những vị trí dễ dàng tiếp cận và không gây cản trở cho không gian sử dụng.
• Số lượng và loại ổ cắm: Xác định số lượng và loại ổ cắm cần thiết cho mỗi phòng. Trong một thời đại kỹ thuật số, việc sử dụng ổ cắm điện với cổng USB hoặc các tính năng thông minh là một lựa chọn thông minh để đáp ứng nhu cầu sạc các thiết bị di động và thông tin kết nối.
• An toàn: Ổ cắm cần phải đảm bảo tính an toàn bằng cách sử dụng ổ cắm chất lượng và tuân thủ các quy định an toàn. Cần xác định rõ mục đích sử dụng của từng ổ cắm để tránh việc quá tải.

Công tắc

• Định vị và số lượng: Thiết kế vị trí công tắc cần đảm bảo sự tiện lợi cho người sử dụng khi điều khiển ánh sáng và các thiết bị điện khác. Công tắc nên được đặt ở nơi dễ dàng tiếp cận từ cửa vào và các vị trí chính trong phòng.
• Kiểu công tắc: Có nhiều loại công tắc như công tắc bật/tắt truyền thống, công tắc cảm ứng và công tắc điều khiển từ xa. Lựa chọn loại công tắc phụ thuộc vào mục đích sử dụng, tính thẩm mỹ và tiện ích.
• Công nghệ điều khiển: Trong môi trường số hóa, công tắc thông minh có khả năng kết nối với các thiết bị điều khiển từ xa qua mạng Internet, cho phép người sử dụng điều khiển ánh sáng và thiết bị từ xa thông qua điện thoại di động hoặc máy tính.

Xem thêm chi tiết về: 10 lưu ý khi thiết kế hệ thống nước trong Tòa nhà