解析高層建筑電氣設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及對(duì)策

劉麗姑

摘要：高層建筑由于垂直高度大，而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以內(nèi)部電氣設(shè)計(jì)具有一定的難度。文中從高層建筑電氣的特點(diǎn)入手，對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步提出了高層建筑電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及對(duì)策。

關(guān)鍵詞：高層建筑，設(shè)計(jì)對(duì)策，安全性，可靠性 1、高層建筑電氣設(shè)備的特點(diǎn)

（1）用電設(shè)備種類多。高層建筑對(duì)功能的要求更多也更完善，如給水排水系統(tǒng)、制冷與采暖設(shè)施、火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、智能安防與電子巡更系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、建筑智能化和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。正是由于其功能要求越來(lái)越多，所以其用電設(shè)備也變得越來(lái)越復(fù)雜。（2）用電量大，負(fù)荷密度高。高層建筑用電負(fù)荷多、負(fù)荷密度大。據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，高層賓館、商住樓等高層建筑其負(fù)荷密度均在 60W/m2以上，有些甚至高達(dá) 150W/m2。即便對(duì)于高層民用住宅和公寓，其負(fù)荷密度也往往高達(dá)25～60W/m2。（3）供電可靠性要求高。高層建筑其用戶也必定較多，因此其對(duì)用電可靠性要求也相對(duì)較高，其中存在著大量的一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷。（4）電氣系統(tǒng)復(fù)雜。高層建筑供電系統(tǒng)復(fù)雜。由于高層建筑往往有更多更高的功能要求。因此其電氣子系統(tǒng)繁多，且各個(gè)子系統(tǒng)相互交聯(lián)，復(fù)雜程度高。（5）變配電系統(tǒng)分散復(fù)雜。高層建筑因其用電量大，用電負(fù)荷分散，往往采用多個(gè)配電中心的方式進(jìn)行負(fù)荷分配。且監(jiān)控系統(tǒng)、配線間、消防控制中心等都需要占用一定房間。另外在電梯旁往往還設(shè)置一定的豎井和各層的配電小間。（6）設(shè)備與線路的防火要求。高層建筑對(duì)防火要求較高，一旦發(fā)生火災(zāi)處理起來(lái)相對(duì)困難。因此高層建筑防火等級(jí)要求較高，應(yīng)盡可能的多使用阻燃材料，電氣布線合理、電纜敷設(shè)應(yīng)盡可能的多穿管，對(duì)于易損傷處更應(yīng)該做好防護(hù)。同時(shí)對(duì)于電纜口應(yīng)用防火膠泥做好封堵。

2、 建筑電氣設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1 電氣防火設(shè)計(jì)問(wèn)題

在火災(zāi)發(fā)生原因中，由于電氣設(shè)計(jì)的問(wèn)題而引起的火災(zāi)在我國(guó)的民用住宅火災(zāi)中占居首位。其中常見(jiàn)的防火設(shè)計(jì)問(wèn)題有：民用電氣的設(shè)計(jì)不完善，有一定的缺陷或者是施工的過(guò)程中沒(méi)有完全的按照國(guó)家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作。引起火災(zāi)的主要原因有：電氣設(shè)計(jì)過(guò)程電氣元件使用不當(dāng)而造成的火災(zāi)或者是電氣設(shè)備由于年久失修而造成火災(zāi)，再就是由于不按照國(guó)家的相關(guān)技術(shù)要求規(guī)范的布置電氣設(shè)備而引起了火災(zāi)。

2.2 與其他線路共同接地問(wèn)題

現(xiàn)代建筑內(nèi)存在著很多接地系統(tǒng)，比如電力系統(tǒng)的接地中的重復(fù)接地，防雷接地，電子設(shè)備接地中的自動(dòng)防火系統(tǒng)接地、建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)的接地等。我們難以做到真正把這些接地系統(tǒng)分開(kāi)，因此，當(dāng)采用共同接地時(shí)，應(yīng)該用專用接地干線，從消防控制室專用接地板引至接地體。

2.3 設(shè)計(jì)中安全性考慮不夠

電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮安全性，比如當(dāng)水下燈具及潛水泵的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理發(fā)生漏電時(shí)，對(duì)應(yīng)的電源不能及時(shí)切斷，出現(xiàn)的失誤將會(huì)直接導(dǎo)致各種意想不到的悲劇發(fā)生。另外，業(yè)主要采取一定措施使設(shè)計(jì)單位盡可能確保設(shè)計(jì)質(zhì)量，工程完工后，對(duì)照?qǐng)D紙，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)反饋并盡快修改完善，減少不良事件發(fā)生。

3、高層建筑電氣設(shè)計(jì)對(duì)策

3.1電力負(fù)荷設(shè)計(jì)

電力負(fù)荷作為建筑物供電的參考數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)度界定了供電設(shè)備的選擇和運(yùn)行。高層建筑的電力負(fù)荷計(jì)算尤其重要，關(guān)系了建筑物電力供應(yīng)的安全可靠和節(jié)能運(yùn)行高層建筑的電氣系統(tǒng)與工廠電氣系統(tǒng)相比，具有更多的不規(guī)律性和變化性的特征，高層建筑的電氣系統(tǒng)涉及到居民用電、用戶的經(jīng)濟(jì)條件、生活習(xí)慣、消費(fèi)水平、家電的置辦等多種不穩(wěn)定性因素。這些不穩(wěn)定性因素往往會(huì)加大電力負(fù)荷計(jì)算難度，因此一般情況下，我們會(huì)根據(jù)建筑負(fù)荷面積來(lái)計(jì)算電力負(fù)荷值，因?yàn)殡娏ω?fù)荷值與建筑面積呈現(xiàn)正比例相關(guān)，建筑面積在 120m2以下，電力負(fù)荷值為8kw；建筑面積在120m2～150m2，電力負(fù)荷值為12kw；建筑面積在150m2以上的，電力負(fù)荷值為16kw。但是電力負(fù)荷值的大小與季節(jié)的變化關(guān)系密切，冬季因供暖需要的電能多，夏季因降溫需要的電能也很多，但是春秋季節(jié)相對(duì)就少，因此在設(shè)定電力負(fù)荷基本值的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況和季節(jié)的變化酌情增減電力配置容量。

3.2高層建筑高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

現(xiàn)代高層建筑所采用高壓配電系統(tǒng)是 15KV 左右的雙路電源同時(shí)配電，采用單母線分段，可智能安全切斷，另外一條電源可進(jìn)行電源回路，疏通電源，互為備用。高層建筑所采用的配電方式多為放射狀系統(tǒng)，而樓層間的配電多采用混合式系統(tǒng)。對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)及時(shí)進(jìn)行輸電補(bǔ)償，減少電能傳輸，減少電能在長(zhǎng)時(shí)間不用的情況下的浪費(fèi)。以位于紅谷灘 CBD 為中心周圍的“綠地中央廣場(chǎng)”小區(qū)為例，該小區(qū)中的高層建筑高壓接線設(shè)計(jì)主要分為單母線和雙母線兩種形式，采用雙電源供電系統(tǒng)，配電方式采用互為輔助備用的放射狀輸電，以豎井式為主要形態(tài)采取插接式單母線插槽，高層建筑樓層中的配電箱采用自動(dòng)定時(shí)開(kāi)關(guān)，電源取得方式為豎井干線。該小區(qū)中設(shè)置了無(wú)功補(bǔ)償裝置，并根據(jù)該小區(qū)高層建筑的層數(shù)和用電負(fù)荷將功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?1.23～1.63，這樣可以有效降低變壓器的變電量，而將重點(diǎn)放置在低壓側(cè)。

3.3高層建筑的供電、變電設(shè)備的選擇

（1）變電設(shè)備。根據(jù)高層建筑防火防災(zāi)要求，在高層建筑主體部位盡量不要安裝油浸電力變壓器。由于高層建筑中的電能消耗巨大，因此對(duì)變壓器型號(hào)和數(shù)量的選擇盡量要滿足供電需求。目前市場(chǎng)上常用的變壓器規(guī)格為 650KVA、850KVA、1000KVA、1250KVA。此外配電室的設(shè)置盡量科學(xué)合理，最佳位置應(yīng)設(shè)置在距離負(fù)壓中心地帶，方便高壓輸入負(fù)壓中心，減少能耗，提高變電效率。

（2）供電設(shè)備。供電設(shè)備主要是指應(yīng)急備用的發(fā)電裝置，現(xiàn)在的高層建筑中多數(shù)采用柴油機(jī)發(fā)電，這種方式能耗大，發(fā)電效率不高。世界上一些先進(jìn)的高層建筑已經(jīng)陸續(xù)使用燃?xì)廨啺l(fā)電，這種機(jī)器體小精悍、反應(yīng)靈敏、發(fā)電效率高、故障產(chǎn)生少，值得廣泛推廣。

3.4高層建筑的防雷和接地設(shè)計(jì)

高層建筑因樓層高，受雷雨天氣影響較大，因此其防雷和接地設(shè)計(jì)不容馬虎?，F(xiàn)代城市高層建筑的防雷、接地技術(shù)，一般都是利用避雷針將雷電接引入地的方法，這種方式壁壘效果好、簡(jiǎn)便可行性高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)。但是在裝設(shè)避雷針時(shí)需要將建筑物的金屬管道、雷電引下線以及樓面鋼筋等導(dǎo)電物品連接成一個(gè)完整的導(dǎo)電位層，盡量保證防雷接地設(shè)施、保護(hù)和導(dǎo)電接地設(shè)施是連接在一起的，共同組成混合接地系統(tǒng)。

3.5高層建筑的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高層建筑的照明系統(tǒng)應(yīng)該以安全、節(jié)能為主，將照明方式、光源選擇、調(diào)光控制以及輸電線路的布局都依據(jù)節(jié)能減排的原則進(jìn)行。比如調(diào)光方式選擇定時(shí)開(kāi)關(guān)、聲控開(kāi)關(guān)、節(jié)電開(kāi)關(guān)，光源選擇 LED 光源，線路布局以實(shí)用性強(qiáng)為主等。以南昌市湖濱南路上的銀湖大廈為例，這棟集普通住宅與寫(xiě)字樓為一體的高層建筑，整棟大廈的照明系統(tǒng)以節(jié)能環(huán)保的 LED 光源為主，有效將聲控開(kāi)關(guān)、智能識(shí)別、節(jié)電開(kāi)關(guān)等技術(shù)結(jié)合。

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著高層建筑技術(shù)的不斷提升，對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)的要求不斷提高，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要與國(guó)家相關(guān)規(guī)范相符合，而且還要滿足建設(shè)方的要求，所以需要設(shè)計(jì)人員對(duì)電氣設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行掌握，重點(diǎn)注意設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些重要環(huán)節(jié)，確保高層建筑電氣的可靠性和安全性。

參考文獻(xiàn)

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