高層建筑供配電設(shè)計(jì)

周登波

摘要：隨著城市的快速發(fā)展，高層建筑如雨后春筍拔地而起。高層建筑的出現(xiàn)解決了高度密集城市人口居住難題，為人們的生活與工作帶來(lái)了極大便利。高層建筑能夠?yàn)榫幼≌邉?chuàng)造一個(gè)舒適的環(huán)境，其前提是擁有足夠的電力作為能量保障?，F(xiàn)代高層建筑供配電系統(tǒng)作為建筑正常運(yùn)行的能量來(lái)源，長(zhǎng)期以來(lái)都受到了設(shè)計(jì)等部門(mén)的高度重視。

關(guān)鍵詞：供電；配電；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)原則；

引言：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模得到進(jìn)一步的擴(kuò)大，高層建筑數(shù)量日益增加，這對(duì)建筑內(nèi)部用電設(shè)備的安全也提出了更高的要求。供配電系統(tǒng)是高層建筑重要的電氣設(shè)備，擔(dān)負(fù)著建筑內(nèi)部供配電的重任，在確保建筑各種電氣設(shè)備日常運(yùn)作方面也發(fā)揮著不可替代的作用。目前，許多高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，用電設(shè)備種類(lèi)繁多，包括一些大型機(jī)械動(dòng)力設(shè)備、電氣設(shè)備和照明系統(tǒng)等，對(duì)建筑供配電系統(tǒng)的要求比較高。若建筑工程在初期沒(méi)有做好供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，不僅會(huì)導(dǎo)致供配電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)一些質(zhì)量問(wèn)題，而且給建筑物的帶來(lái)一定的安全隱患。因此，建設(shè)單位必須重視供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，從而為建筑內(nèi)部的運(yùn)作提供一個(gè)安全的用電環(huán)境。

一、建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.1 要滿(mǎn)足建筑物內(nèi)部電氣系統(tǒng)功能正常發(fā)揮

供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，要以滿(mǎn)足建筑物內(nèi)部電氣系統(tǒng)功能正常發(fā)揮作為設(shè)計(jì)方案的基本前提，如供配電系統(tǒng)要滿(mǎn)足建筑物內(nèi)部各機(jī)械動(dòng)力設(shè)備系統(tǒng)、電氣設(shè)備系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、以及消防報(bào)警安防系統(tǒng)安全可靠用電需求；要滿(mǎn)足照明房間或場(chǎng)所的照度、色溫、顯色指數(shù)等技術(shù)要求；要滿(mǎn)足中央空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)基本溫度、濕度用電需求；要滿(mǎn)足電梯等電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)安全用電需求。滿(mǎn)足建筑物功能安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效正常發(fā)揮是高層復(fù)雜建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)必須遵守的基本前提。

1.2供電線路的安全性

供電線路的安全可靠性十分重要。根據(jù)建筑物的性質(zhì)、要求、用電設(shè)備的分布和環(huán)境特征等因素對(duì)供電線路進(jìn)行布線控制。外部熱源、灰塵聚集、腐蝕或污染都會(huì)對(duì)布線系統(tǒng)造成或大或小的影響，受沖擊、振動(dòng)、建筑物的伸縮以及沉降等各種各樣的外界因素都會(huì)對(duì)布線系統(tǒng)造成損壞。消防用電設(shè)備應(yīng)采用專(zhuān)用的回路供電，消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙風(fēng)機(jī)等高層民用消防用電設(shè)備供電，自動(dòng)切換裝置設(shè)置在最末一級(jí)配電箱，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行配電線路的敷設(shè)。在一些工程電氣設(shè)計(jì)中，地下室車(chē)庫(kù)應(yīng)急照明配電直接在出庫(kù)墻以明裝方式安裝使用，倘若發(fā)生火災(zāi)，由于配電箱沒(méi)有防水措施，很容易被燒毀，因此放置配電箱應(yīng)設(shè)置專(zhuān)業(yè)配電間，避免因意外影響應(yīng)急照明供電的可靠性。

如果配電系統(tǒng)出現(xiàn)安全問(wèn)題，將會(huì)造成難以估計(jì)的損失。因此，安全可靠性是配電系統(tǒng)最重要的因素。用電負(fù)荷根據(jù)供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響程度，分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及三級(jí)負(fù)荷。電能質(zhì)量將影響到電器設(shè)備的使用壽命，目前，各種高端精密儀器不斷普及，對(duì)電能質(zhì)量要求隨之增加，配電線路設(shè)計(jì)合理性關(guān)乎電能質(zhì)量好壞，因此，線路設(shè)計(jì)也十分重要。

1.3要綜合考慮供配電系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益

在供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，不要一味追求設(shè)計(jì)階段的節(jié)能效果，而忽略了系統(tǒng)后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。要從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維維護(hù)等方面，綜合考慮供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)方案的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)綜合考慮運(yùn)行維護(hù)期間長(zhǎng)期的節(jié)能降耗措施，使設(shè)計(jì)階段增加的少量額外投資，能在幾年或較短時(shí)間內(nèi)就能通過(guò)合理的節(jié)能降耗措施相抵扣，從而有效提高設(shè)計(jì)方案的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益。

1.4要用發(fā)展眼光進(jìn)行供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)方案的節(jié)能效果要從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展眼光著手，要從建筑物后期擴(kuò)建、周?chē)h(huán)境、以及電氣系統(tǒng)投運(yùn)后功能性能等方面，在設(shè)計(jì)方案中始終貫徹經(jīng)濟(jì)、合理、技術(shù)先進(jìn)、材料新型、以及設(shè)計(jì)方案不會(huì)短期落伍等設(shè)計(jì)理念，精心考慮、詳細(xì)計(jì)算、以及仔細(xì)斟酌供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)方案中的具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，確保整個(gè)設(shè)計(jì)方案具有較高節(jié)能經(jīng)濟(jì)性。提高設(shè)備運(yùn)行效率，減少電能的直接或間接損耗，在滿(mǎn)足建筑物對(duì)使用功能的要求和確保安全的前提下，盡可能減少建設(shè)投資，最大限度的減少電能與各種能源的消耗。做到選用節(jié)能設(shè)備、均衡負(fù)荷、補(bǔ)償無(wú)功、減少線路損耗、降低運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，提高能源的綜合利用率。

二、現(xiàn)代高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

現(xiàn)代高層建筑在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要嚴(yán)格遵循國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使最終的設(shè)計(jì)效果達(dá)到預(yù)定要求。供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)具體要達(dá)到以下幾個(gè)方面的要求：一、設(shè)計(jì)的可靠性；二、設(shè)計(jì)的節(jié)能性；三、設(shè)計(jì)的安全性。高層建筑設(shè)計(jì)的可靠性要求包管的供電電源能夠滿(mǎn)足建筑內(nèi)部各項(xiàng)用電負(fù)荷的需求，能夠確保一、二類(lèi)負(fù)荷的供電穩(wěn)定性，同時(shí)要求用電負(fù)荷的電能質(zhì)量達(dá)到國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求；高層建筑由于其整體結(jié)構(gòu)的巨大的原因，使得相應(yīng)配備的供配電線路長(zhǎng)度很長(zhǎng)，長(zhǎng)距離供電容易產(chǎn)生線路損耗及電壓損失，不利于電能的有效利用，為了節(jié)約能源，可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)置配電壓器的方式來(lái)減少不必要的能源損耗；供配電系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)中極為重要的一環(huán)，設(shè)計(jì)過(guò)程中力求系統(tǒng)的簡(jiǎn)單可靠，保證系統(tǒng)實(shí)際操作中不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)，便于檢修維護(hù)。

三、現(xiàn)代高層建筑常用的供配電系統(tǒng)

現(xiàn)代高層建筑不同于普通建筑，其對(duì)建筑安全性能的要求更高。目前高層建筑常用的配電系統(tǒng)如下：一、雙電源各自獨(dú)立的系統(tǒng)；二、設(shè)有應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)；三、帶不間斷電源裝置的供電系統(tǒng)。雙電源各自獨(dú)立系統(tǒng)主要應(yīng)用于一類(lèi)高層建筑，該系統(tǒng)要求兩個(gè)外部電源是相互獨(dú)立的，目的在于滿(mǎn)足建筑消防負(fù)荷的要求。此外還需要設(shè)置附帶自動(dòng)投入裝置的專(zhuān)用饋電線路，此線路相對(duì)正常電源獨(dú)立。雙電源各自獨(dú)立系統(tǒng)能夠在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，及時(shí)地切斷非消防電源，同時(shí)保障對(duì)消防負(fù)荷的有效供電；高層建筑中設(shè)置應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，目的是為了在緊急狀況下向重要性較高的負(fù)荷進(jìn)行供電，提升了供電的可靠性。通常高層建筑應(yīng)急發(fā)電系統(tǒng)在斷電狀況下快速啟動(dòng)的時(shí)間要求為15秒到30秒之間，供電中斷的時(shí)間不允許超過(guò)這個(gè)范圍。但在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，比如在供電網(wǎng)絡(luò)一回路發(fā)生故障而外部電源并沒(méi)用停止供電的情況下，備用應(yīng)急發(fā)電機(jī)組是不會(huì)啟動(dòng)發(fā)電的，這樣一來(lái)可能會(huì)造成消防負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間處于斷電狀態(tài)，此外盡管機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)了，若發(fā)電機(jī)出線回路發(fā)生故障，那么也將無(wú)法保障重要負(fù)荷的用電；對(duì)于不間斷電源裝置供電系統(tǒng)而言，其設(shè)置的目的在于對(duì)那些極為重要的負(fù)荷進(jìn)行供電保障，一些高層建筑在建立發(fā)電機(jī)組供電的基礎(chǔ)上，又設(shè)置不間斷電源裝置，以提高重要負(fù)荷用電的可靠性。不間斷電源裝置主要應(yīng)用在對(duì)連續(xù)供電要求極高或中斷供電時(shí)間要求為毫米級(jí)的供電系統(tǒng)中。

結(jié)束語(yǔ)：

高層建筑的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)城市的規(guī)劃格局，為城市居住者創(chuàng)建了一個(gè)舒適的生活、工作環(huán)境，同時(shí)也促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為城市添加了一道獨(dú)特的風(fēng)景線。高層建筑供配電系統(tǒng)是建筑實(shí)現(xiàn)各種功能的前提，沒(méi)有合理的供配電設(shè)計(jì)，高層建筑中的各種電氣設(shè)備、機(jī)電設(shè)施等就無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，建筑自身的性能無(wú)法得到充分發(fā)揮。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)一定要重視高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)促進(jìn)供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高層建筑各項(xiàng)功能，以便更好地服務(wù)于建筑使用者。

參考文獻(xiàn)：

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