現(xiàn)代高層建筑電氣設(shè)計(jì)探析

劉雪華

摘 要：近年來，高層建筑已成為我國城市建筑的最主要形勢(shì)。隨著高層建筑在各大城市建設(shè)數(shù)量的增加，高層建筑電氣設(shè)計(jì)問題越來越受到大家的關(guān)注。當(dāng)前人們對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)直接到建筑工程使用過程中的用電安全，所以在具體設(shè)計(jì)過程中需要遵循高層建筑電氣設(shè)計(jì)的原則，同時(shí)采用切實(shí)可行的高層建筑電氣設(shè)計(jì)方法，確保高層建筑電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量能夠得到有效地保障。

關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；原則；方法

前言

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，城市加快了改擴(kuò)建的步伐，這對(duì)城市建筑工程的開展起到了積極的推動(dòng)作用。建筑電氣系統(tǒng)作為建筑工程的重要組成部分，直接關(guān)系到建筑電氣設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)。在建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)文件作為電氣施工的指導(dǎo)性文件，是安裝施工過程中的重要依據(jù)。在當(dāng)前高層建筑電氣設(shè)計(jì)過程，由于設(shè)計(jì)原因而導(dǎo)致的質(zhì)量問題也較為常見，所以需要對(duì)期加以分析和解決，確保電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

1 高層建筑電氣設(shè)計(jì)的原則

當(dāng)前我國大力提倡構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)，建筑能耗一直占社會(huì)總能耗的較大比例，所以需要在現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)工作中加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)，根據(jù)電氣工程的實(shí)際需求和現(xiàn)狀來進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)，有效的提高建筑工程的質(zhì)量，確保建筑工程使用功能的正常發(fā)揮。

1.1 經(jīng)濟(jì)性

在建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循經(jīng)濟(jì)性的原則，確保初期投資和運(yùn)行費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性和合理性，在節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行有效的考慮，避免為了節(jié)能而過多的對(duì)投資進(jìn)行消耗，從而導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用增加的情況發(fā)生。

1.2 可靠性

在建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保在各種運(yùn)行方式下供電的可靠性和連續(xù)性，需要根據(jù)實(shí)際的用電負(fù)荷等級(jí)確保電氣設(shè)計(jì)能夠提供可靠的供電，更好的滿足建筑物照明、舒適性及運(yùn)輸通道的要求。

1.3 靈活性

在建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，需要確保主結(jié)線的簡(jiǎn)單性和明顯性，盡量的做到不會(huì)有多余的電氣設(shè)備存在。在對(duì)線路上的設(shè)備或是線路進(jìn)行投入或是切除操作時(shí)具有較好的便利性。這樣可以有效的避免誤操作的發(fā)生，有利于電氣系統(tǒng)運(yùn)行安全性和可靠性的提升，能夠迅速實(shí)現(xiàn)對(duì)事故的處理。

1.4 安全性

高層建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)還需要確保做到安全性，有效的確保在對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)設(shè)備和人員的安全，需要在安全的環(huán)境下進(jìn)行維護(hù)和檢修工作。

2 高層建筑電氣設(shè)計(jì)的方法

2.1 負(fù)荷的計(jì)算

在供電設(shè)計(jì)時(shí)，需要以電力負(fù)荷作為設(shè)計(jì)參數(shù)的重要依據(jù)。所以需要準(zhǔn)確對(duì)負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，選擇適宜的設(shè)備，確保電氣系統(tǒng)能夠安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。通常情況下需要采用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法來對(duì)高層建筑的電力負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。

2.2 供電電源及電壓的選擇

在當(dāng)前高層建筑供電電源設(shè)計(jì)時(shí)，至少需要兩個(gè)獨(dú)立的電源，這樣才能有效的確保供電的可靠性。具體電源數(shù)量的確定需要根據(jù)實(shí)際負(fù)荷大小和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件來進(jìn)行綜合性考慮。當(dāng)確定為兩個(gè)獨(dú)立的電源進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，需要確保兩路獨(dú)立的電源運(yùn)行方式能夠做到互為備用。同時(shí)還要裝備柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源，一旦停電事故發(fā)生，則需要在15秒鐘內(nèi)即可自動(dòng)恢復(fù)供電，確保事故照明、消防設(shè)備、電梯設(shè)備等事故用電需求。

2.3 高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.3.1 高壓配電系統(tǒng)。在當(dāng)前高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，通常都會(huì)選擇兩路獨(dú)立的10KV電源進(jìn)行同時(shí)供電。在高壓配電系統(tǒng)中，采用的單母線分段，自動(dòng)進(jìn)行切換并互為備用。同時(shí)母線分段數(shù)目還需要與電源進(jìn)線回路數(shù)具有較好的適應(yīng)性。當(dāng)供電電源有主、備之分時(shí)，則結(jié)線方式宜則采用單母線不分段。全部采用電纜作為電源的進(jìn)線。

2.3.2 高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。當(dāng)樓層采用混合式系統(tǒng)進(jìn)行配電時(shí)，由于干線作為配電設(shè)備中的主要部分，再加之水平干線存在著走線難的問題，所以在這種情況下多以電纜與豎井母干線聯(lián)接為主。在每層樓都需要在豎井內(nèi)設(shè)置層間配電箱，層間配電箱會(huì)從豎井母干線上來獲取電源。對(duì)于高層建筑層數(shù)較多而且負(fù)荷較大的情況，則通常情況下需要按層數(shù)來進(jìn)行分區(qū)供電，也可以在地下層、中間層及最頂層等處分別進(jìn)行變壓器的設(shè)置。

2.3.3 功率因數(shù)。功率因數(shù)按規(guī)定應(yīng)補(bǔ)償?shù)?.9～0.95，無功補(bǔ)償都采用集中補(bǔ)償方式。為降低變壓器容量，多集中裝設(shè)在低壓側(cè)與配電屏放在一起，但必須采用干式電容器。

2.4 主要設(shè)備的選型

2.4.1 高壓開關(guān)柜。現(xiàn)代高層建筑的變配電室設(shè)在主樓地下層，按規(guī)定不宜采用油開關(guān)。國外用于高層建筑的開關(guān)有三種類型可供選用：高壓空氣斷路器，SF6開關(guān)和真空斷路器。

2.4.2 電力變壓器。根據(jù)防火要求，主樓內(nèi)是不允許裝設(shè)大容量的油浸電力變壓器的。目前主要是干式變壓器應(yīng)用廣泛。

2.4.3 低壓配電屏。國外低壓配電屏的結(jié)構(gòu)，幾乎都做成抽屜式，特別是大容量的出線，則做成手車式。

2.4.4 應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組。長期以來我國應(yīng)急備用電源多以柴油發(fā)電機(jī)組為主，近年來，燃汽輪發(fā)電機(jī)由于期體積小、重量輕、反應(yīng)快及故障率低等諸多優(yōu)點(diǎn)開始在高層建筑中作為備用發(fā)電機(jī)組進(jìn)行應(yīng)用。在選擇應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組時(shí)，需要具有快速自起動(dòng)的性能，而且需要在15s內(nèi)恢復(fù)供電，所以為了提高其可靠性宜選用兩臺(tái)。

2.5 變電所位置的確定

由于當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，層數(shù)較多，這就使其用電量較大，所以了為確保供電質(zhì)量和電能的節(jié)約，在對(duì)變壓器位置進(jìn)行確定時(shí)宜使其深入到負(fù)荷的中心位置。

2.6 電氣照明設(shè)計(jì)

在電氣照明設(shè)計(jì)上，由于其包括的內(nèi)容較多，而且還與建筑裝飾息息相關(guān)，所以需要確保兩者之間能夠有效的配合，確保使用功能能夠與藝術(shù)意境達(dá)到良好的統(tǒng)一，在光源選擇時(shí)宜選擇高光效電光源，確保實(shí)現(xiàn)電能的節(jié)約。

2.7 防雷與接地

高層建筑防雷設(shè)計(jì)是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，避雷針和避雷帶是高層建筑防雷的重要措施，具有較好的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。但在現(xiàn)代高層建筑防雷設(shè)計(jì)中，需要確保各層樓面鋼筋、金屬管道與該層用引下線的柱筋能夠可靠的連接，從而形成等電位層。在現(xiàn)代高層建筑中防雷設(shè)計(jì)時(shí)，金屬管線的接地需要重點(diǎn)關(guān)注。在當(dāng)前高層建筑中，由于防雷接地、電氣設(shè)備保護(hù)接地和工作接地是合為一體的，稱為混合接地系統(tǒng)。接地電阻需要在1歐以下。接地板可以利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)，同時(shí)需要在基礎(chǔ)鋼筋上裝設(shè)水平的人工接地體，從而將建筑基礎(chǔ)連接成地網(wǎng)，確保在雷擊作用下建筑整體的安全性。

2.8 電梯

高層建筑中電梯具有較多種類，但無論是哪種電梯，設(shè)計(jì)人員的任務(wù)是要確定電梯臺(tái)數(shù)和決定電梯功能。電梯的配置和造型，電氣設(shè)計(jì)人員必須與總建筑師或總體交通設(shè)計(jì)人員共同研究才能確定。

2.9 消防

自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)現(xiàn)代高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)，探測(cè)器探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)入分區(qū)報(bào)警器和消防中心，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

3 結(jié)束語

近年來，高層建筑數(shù)量越來越多，而且集中多種功能和必需設(shè)施于一體，高層建筑越來越成為當(dāng)前建筑的主要發(fā)展趨勢(shì)。所以需要做好高層建筑的電氣設(shè)備工作，針對(duì)現(xiàn)代高層建筑用電的特點(diǎn)來進(jìn)行電氣內(nèi)容的設(shè)計(jì)，確保電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

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