淺談現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

楊子杰

【摘 要】本文主要針對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)、高層建筑電氣設(shè)計(jì)的日常安全工作以及高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的環(huán)保、節(jié)能原則進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】城市高層；建筑電氣；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一、高層建筑電氣專業(yè)的特點(diǎn)

高層建筑內(nèi)需要較多的用電設(shè)備和消防設(shè)備，對(duì)電量消耗量較大，而且由于各電氣設(shè)備用途存在著一定的差別，所以在用電量上也存有著一定的差別性，但其對(duì)電能的消耗是十分巨大，這就對(duì)供電的可靠性具有較高的要求，而且部分設(shè)備為了確保其供電的可靠性，則需要具有兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，如消防用電、應(yīng)急照明、主要通道照明、客梯電力、變頻調(diào)速生活水泵等。

二、現(xiàn)代高層建筑電氣設(shè)計(jì)要求

高層建筑電氣設(shè)計(jì)要求最主要的是節(jié)能設(shè)計(jì)要求。由于隨著工業(yè)化社會(huì)的不斷發(fā)展和人口水量的不斷增加，節(jié)能能源成為社會(huì)發(fā)展的重要課題，在建筑電氣過(guò)程中甚至成為非常重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容。通常情況下，高層建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)節(jié)能的要求主要表現(xiàn)以下幾點(diǎn)：

（一）滿足居住舒適性何運(yùn)輸通暢性

高層建筑的電氣設(shè)計(jì)根本目的就是為了提高建筑的使用質(zhì)量，方便人們的生活。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)必須要求所有的照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等均符合人體舒適度要求，各種運(yùn)輸通道均要時(shí)限最大的通達(dá)度和通暢性，確保在突發(fā)事故出現(xiàn)時(shí)建筑內(nèi)居民能夠利用安全照明和通道順利離開事故場(chǎng)所，保證生命安全。

（二）一切以節(jié)能降耗為中心

在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)首先需要對(duì)所有的耗能設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和分析，掌握各種設(shè)備的耗能情況，然后再根據(jù)工程實(shí)際的需要和經(jīng)濟(jì)能力水平制定出合理的節(jié)能降耗措施，但是需要注意的是，節(jié)能降耗的前提是建筑照明正常，不影響建筑內(nèi)居民的正常生活。

（三）從經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā)，以設(shè)計(jì)合理性為主

節(jié)能降耗是高層建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)重大要求，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要加大節(jié)能重視度。但是，需要注意的是，節(jié)能必須是在保障企業(yè)具有較高經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上進(jìn)行，而不是通過(guò)大量增加成本投入來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

三、高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）負(fù)荷的計(jì)算

在對(duì)高層建筑進(jìn)行供電的設(shè)計(jì)工作時(shí)，電力負(fù)荷是必須要考慮到的參數(shù)依據(jù)，并且只有電力負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果是準(zhǔn)確的，才能保證整個(gè)建筑物電力運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。同時(shí)，能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出電力負(fù)荷的數(shù)值，也有利于其發(fā)揮出自身最大的功效，通常情況下，設(shè)計(jì)人員在計(jì)算電力負(fù)荷這一參數(shù)時(shí)，可以選擇兩種計(jì)算方法，分別為需要系數(shù)法和負(fù)荷密度法。

（二）供電電源及電壓的選擇

在現(xiàn)代高層建筑中，通常都需要設(shè)置至少兩個(gè)獨(dú)立電源，而具體數(shù)量也需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定，從而確保供電的可靠性。這兩路電源需要同時(shí)進(jìn)行供電，而且互為備用。目前我國(guó)高層建筑規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓都為10kV，而且需要裝設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組，在停電15秒內(nèi)即需要自動(dòng)恢復(fù)供電，確保事故照明及一些應(yīng)急設(shè)備的正常用電。

（三）供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、高層建筑的電力負(fù)荷主要有消防設(shè)施、照明裝置、動(dòng)力負(fù)荷以及空調(diào)制冷設(shè)備和其他電氣設(shè)備。高層建筑用電負(fù)荷較大，而且負(fù)荷中動(dòng)力和照明用電基本上占到了百分之三十，其他的占到百分之四十左右，而在這些負(fù)荷當(dāng)中，最為重要的則是消防用電。因?yàn)楦邔尤藛T容積率較大，人員密集，內(nèi)部裝飾材料較多，易燃材料多，極易發(fā)生火災(zāi)，而一旦發(fā)生火災(zāi)，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且層數(shù)較多，所以人員疏散較為困難，其所帶來(lái)的傷亡及經(jīng)濟(jì)損失較大。所以通常情況下，高層建筑的消防用電都會(huì)排在第一位，屬于一級(jí)負(fù)荷。

2、供電電源電壓及主接線。

由于高層建筑用電負(fù)荷較大，所以需要采用高壓進(jìn)行供電，供電電壓等級(jí)為10kV。目前很多高層建筑和工礦企業(yè)都會(huì)采用單母線制為其供電系統(tǒng)的主結(jié)線，這種主結(jié)線不僅結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，而且不需要較多的設(shè)備和投資，具有非常好的經(jīng)濟(jì)性。高層建筑電力負(fù)荷分為一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷兩種情況，一級(jí)負(fù)荷由兩個(gè)獨(dú)立電源進(jìn)行供電，而要求二級(jí)負(fù)荷需要由雙回路線進(jìn)行供電，而取得雙回路線困難時(shí)，則也可以由一回路專線供電。通過(guò)對(duì)供電方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保了高層供電的可靠性和連續(xù)性。因此在實(shí)際線路設(shè)計(jì)時(shí)，通常采用內(nèi)橋接法來(lái)進(jìn)行高壓雙回路和三回路進(jìn)線，而且低壓上則采用單母線分段的方式進(jìn)行，通過(guò)設(shè)置母線開關(guān)，從而在各段母線上進(jìn)行負(fù)荷的分配，對(duì)于特別重要的負(fù)荷，由需要由備用的柴油機(jī)來(lái)進(jìn)行供電。而且這些高壓雙回路或三回路進(jìn)線則來(lái)自于不同的獨(dú)立電源，這樣就有效的確保了供電接線的可靠性。

但在這樣的設(shè)計(jì)中，需要使用較多數(shù)量的斷路器，而且變壓器備用容量也較大，這就需要對(duì)其經(jīng)濟(jì)性值進(jìn)行重新計(jì)算。同時(shí)在供配電裝置中，由于有部分設(shè)備屬于充油設(shè)備，所以會(huì)隱藏著火災(zāi)隱患，而且也不利于變電所的布置。

3、變壓器的選擇。

目前高層建筑在選擇變壓器時(shí)，很大部分會(huì)選擇大容量的變壓器，這在很大程度上確保了效率的提升，但由于其涉及較多的負(fù)荷面問(wèn)題，所以需要根據(jù)實(shí)際的具體情況，綜合各種因素來(lái)適當(dāng)?shù)倪x擇變壓器的臺(tái)數(shù)及容量。專用變壓器則需要根據(jù)空調(diào)設(shè)備的分組來(lái)進(jìn)行設(shè)置，這樣可以隨著空調(diào)機(jī)組的投切來(lái)投切相應(yīng)的變壓器，確保了能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（四）照明設(shè)計(jì)

1、光源。地下室、住宅客廳以熒光為主，設(shè)備用房、樓梯、走道和住宅（除客廳外）以白熾燈為主，商場(chǎng)照明僅設(shè)置總電源箱，具體燈具布置由二次裝修設(shè)計(jì)。

2、事故照明。地下室、商場(chǎng)、樓梯間的照明系統(tǒng)有兩個(gè)電源（備用電源由發(fā)電機(jī)供給），另外在電梯前室、樓梯間、配電室、發(fā)電機(jī)房、水泵房及消防中心等重要場(chǎng)所設(shè)應(yīng)急照明。電梯前室、樓梯間及走道等人員密集通道設(shè)誘導(dǎo)燈。

3、導(dǎo)線選擇及線路敷設(shè)。住宅、商場(chǎng)及地下室照明線路，采用ZRBVV阻燃型塑料銅心導(dǎo)線。所有由照明配電箱配出的線路均采用金屬線槽明敷。

（五）防雷與接地

由于高層建筑的地基施工過(guò)程通常都會(huì)選擇鋼筋混凝土剪力墻技術(shù)，所以對(duì)高層建筑進(jìn)行接地設(shè)計(jì)工作時(shí)，就必須充分地保證金屬管線，并且在我國(guó)大部分高層建筑的施工過(guò)程中，都是將工作接地、防雷接地以及電氣設(shè)備保護(hù)接地混合到一起的，而這就是所謂的混合接地系統(tǒng)。接地板實(shí)際上就是建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)，進(jìn)行處理時(shí)也可采用人工接地的方式，從而保證建筑物的安全性。

（六）電梯

根據(jù)電梯不同的使用功能，一般將其分為自動(dòng)扶梯、高級(jí)客梯、普通客梯、貨梯、消防梯、服務(wù)梯和觀光梯幾大類，根據(jù)電流的差異將其分為直流梯和交流梯兩類，根據(jù)速度的區(qū)別，將其分為高速梯、快速梯和低速梯三類，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)應(yīng)先確定電梯的功能和數(shù)量，而對(duì)于電梯的配置和造型，則是應(yīng)由總建筑師和總體交通設(shè)計(jì)人員共同探討來(lái)決定。

（七）防火和報(bào)警系統(tǒng)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警滅火機(jī)制也到了一定的發(fā)展，現(xiàn)階段，其主要包括消防中心、火災(zāi)探測(cè)器、氣體自動(dòng)噴射、分區(qū)消防報(bào)警控制器和自動(dòng)灑水滅火器五個(gè)部分，其工作流程為：火災(zāi)探測(cè)器在探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后，會(huì)將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，分區(qū)報(bào)警器和消防中心在接收到電信號(hào)后，再將其轉(zhuǎn)化為聲光報(bào)警信號(hào)，消防中心主要負(fù)責(zé)統(tǒng)一的指揮和監(jiān)控工作。

四、高層建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)

作為現(xiàn)代信息技術(shù)和建筑傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的完美結(jié)合的產(chǎn)物，高層建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能化發(fā)展也推動(dòng)了建筑行業(yè)技術(shù)應(yīng)用的快速發(fā)展，高層建筑的設(shè)計(jì)復(fù)雜并且功能較多，因此，對(duì)高層建筑的設(shè)計(jì)和管理工作也有著嚴(yán)格的要求。對(duì)于不同類型的設(shè)備，其在性能和功能上也是有著明顯的區(qū)別，因此，不能盲目的追求最新的技術(shù)，應(yīng)選擇穩(wěn)妥并且可靠的新技術(shù)，設(shè)計(jì)方案應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理并且電氣系統(tǒng)應(yīng)操作簡(jiǎn)單，不斷的簡(jiǎn)化系統(tǒng)，從而真正的實(shí)現(xiàn)技術(shù)可靠和經(jīng)濟(jì)合理的和諧統(tǒng)一。

結(jié)束語(yǔ)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，高層建筑因?yàn)槠湓诳臻g使用上具有顯著的優(yōu)勢(shì)也得到了快速的發(fā)展，但高層建筑也具有功用復(fù)雜、面積大和層數(shù)多等特色，其對(duì)信息化也有著十分高的需求，因而，應(yīng)高度的重視高層建筑的電氣規(guī)劃作業(yè)，妥善的處理高層建筑電氣規(guī)劃的各個(gè)要點(diǎn)，而且做好其節(jié)能規(guī)劃作業(yè)，最大極限地防止呈現(xiàn)動(dòng)力的浪費(fèi)問(wèn)題，然后確保高層建筑寓居的舒適性和安全性。

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