高層建筑電氣設(shè)計(jì)問題研究

劉明

【摘要】本文首先介紹了高層建筑電氣技術(shù)的發(fā)展趨勢，然后闡述了高層建筑電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)問題，最后就高層建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，本文在此提出了自己的觀點(diǎn)和看法，希望同行工作人員可以參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】 高層建筑； 電氣設(shè)計(jì)； 要點(diǎn)及節(jié)能

隨著經(jīng)濟(jì)生活水平的不斷提高，人們對(duì)建筑電氣質(zhì)量有了更高的要求。所以，電氣工程師應(yīng)對(duì)所負(fù)責(zé)的電氣工程質(zhì)量具有高度負(fù)責(zé)的責(zé)任心，充分應(yīng)用自己的專業(yè)水平深入、細(xì)致的搞好電氣工程的設(shè)計(jì)管理工作。

一、高層建筑電氣技術(shù)的發(fā)展趨勢

自從人類進(jìn)入到了新世紀(jì)，隨著我國城市現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，這也對(duì)建筑電氣技術(shù)提出了更多的重大課題。城市的規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑群也都展現(xiàn)出了更加明顯的功能特性，在城市中也相繼出現(xiàn)了休閑商務(wù)區(qū)、中央商務(wù)區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、高層小區(qū)、行政中心區(qū)以及工業(yè)園區(qū)等區(qū)域。而在對(duì)現(xiàn)代城市進(jìn)行管理工作時(shí)，必須借助于先進(jìn)的信息化手段，對(duì)建筑群以及建筑設(shè)備進(jìn)行綜合管理，這也對(duì)現(xiàn)代城市建筑電氣技術(shù)提出的最主要要求?，F(xiàn)階段，廣大城市居民更加重視反恐安全和減災(zāi)、防災(zāi)問題了，所以，建筑物中的應(yīng)急供電設(shè)備以及安防、消防和防災(zāi)設(shè)備也都是必不可少的，這些設(shè)備都是全天候工作的，要想保證其可靠并且穩(wěn)定的運(yùn)行，就必須依靠智能化的應(yīng)用系統(tǒng)。另外，在現(xiàn)階段大力推行可持續(xù)發(fā)展和綠色建筑理念的過程中，在選擇材料和電氣設(shè)備時(shí)，要考慮的因素也更多，這也就加大了電氣工程設(shè)計(jì)工作的復(fù)雜程度，進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證其是能滿足建筑物對(duì)能源流和信息流的控制及分配的，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化管理和節(jié)能控制，還應(yīng)多應(yīng)用數(shù)字化和智能化的技術(shù)，從而對(duì)整個(gè)區(qū)域的建筑群進(jìn)行動(dòng)態(tài)、有效的管理，可見，當(dāng)今建筑電氣技術(shù)的發(fā)展趨勢應(yīng)為數(shù)字化、智能化和綠色化。

二、 高層建筑電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

高層建筑的電氣設(shè)計(jì)工作具有其自身的特點(diǎn)，主要與高層建筑的特點(diǎn)及建筑內(nèi)的電氣特點(diǎn)相關(guān)。首先，在高層建筑中，與建筑電氣相關(guān)聯(lián)的用電設(shè)備種類較多，功能和要求也相對(duì)復(fù)雜，包括室內(nèi)、樓道中的安全照明設(shè)備，冷卻塔風(fēng)機(jī)等電力制冷設(shè)備，貨梯、客梯內(nèi)的電梯電力設(shè)備，鼓風(fēng)機(jī)、排風(fēng)扇、電冰箱等廚房用電設(shè)備，生活用水以及消防泵等給排水設(shè)備，送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)等空調(diào)送電設(shè)備。此外，高層建筑中不同電氣系統(tǒng)的用電量相差較大，而且對(duì)供電設(shè)備的要求也大不相同，因此必須對(duì)不同電力設(shè)備配備不同的供電電源。

三、高層建筑電氣的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及節(jié)能

1、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。

2、 供電電源以及電壓的選擇

在對(duì)高層建筑進(jìn)行供電的時(shí)候，為了更好的保證其可靠性，一般都要設(shè)置兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的電源，這樣即使出現(xiàn)問題也不會(huì)對(duì)建筑物的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。在電源數(shù)量方面可以根據(jù)負(fù)荷大小以及實(shí)際電網(wǎng)的條件來進(jìn)行確定。兩個(gè)獨(dú)立的電源在運(yùn)行方式上可以選擇同時(shí)供電，這樣兩個(gè)電源就可以互為備用。為了更好的保證供電的可靠性，可以準(zhǔn)備柴油發(fā)電機(jī)，這樣在短時(shí)間內(nèi)就能完成自動(dòng)恢復(fù)供電，保證一些電氣設(shè)備得到使用。

3、防雷與接地

在高層建筑接地設(shè)計(jì)中，因?yàn)楦邔咏ㄖ诘鼗┕し矫嫱ǔ６紩?huì)選擇使用鋼筋混凝土剪力墻技術(shù)進(jìn)行施工，這樣能在施工過程中和樓板之間有更加可靠的連接，因此，在進(jìn)行接地設(shè)計(jì)的時(shí)候要對(duì)金屬管線的工作進(jìn)行保障。很多的高層建筑施工中都將防雷接地、電氣設(shè)備保護(hù)接地和工作接地都合在一起，這樣就形成了混合接地系統(tǒng)。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)能夠作為接地板，有時(shí)還需要人工接地來進(jìn)行處理，這樣能夠更好的提高建筑物的安全性。

4、高低壓電的配電系統(tǒng)

在高層建筑中，通常高壓配電系統(tǒng)是兩路的10kv 電源，這兩路電源在供電時(shí)加以使用，這樣能夠更好的保證供電的可靠性。高壓配電采用的形式是單母線分段，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換，同時(shí)也能形成相互備用的情況。高壓系統(tǒng)和低壓干線的配電方式都采用放射式系統(tǒng)，而樓層在進(jìn)行配電的時(shí)候通常都是混合式系統(tǒng)，這樣就使得很多的高層建筑在進(jìn)行施工時(shí)多采用了插接式母線槽，這樣在進(jìn)行水平走線的時(shí)候是非常困難的，因此，可以采用其他方式。

5、 主要設(shè)備的選型

在高層建筑中，變配電室通常情況下都是在主樓的地下層，因此，在這種情況下不適合采用油開關(guān)，而高壓開關(guān)柜在應(yīng)用方面卻有著非常好的優(yōu)勢。高壓開關(guān)柜是一種真空開關(guān)，在進(jìn)行操作的時(shí)候更加安全和方便。根據(jù)相關(guān)的防火要求，在主樓內(nèi)是不允許安裝大容量的電力變壓器，因此，在電力變壓器的容量方面要進(jìn)行充分的考慮。為了更好的保證高層建筑的供電可靠性，通常都是要準(zhǔn)備應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的，以前都是準(zhǔn)備柴油發(fā)電機(jī)組的，但是，現(xiàn)在，很多的高層建筑使用了汽輪發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)在體積和重量方面都是非常輕的，而且，在反映速度方面也是非常好的。

6、高層建筑的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

這項(xiàng)工作主要包括燈具布置、燈具造型、光源選擇、調(diào)光控制、照度計(jì)算、敷設(shè)照明配電線路以及眩光控制等，照明設(shè)計(jì)與建筑裝飾也是緊密相關(guān)的，它們?cè)谒囆g(shù)意境以及使用功能上都應(yīng)達(dá)到和諧和統(tǒng)一。在人們的居住生活中，電氣照明線路是要經(jīng)常與人們接觸的，因此，電氣照明設(shè)備的不帶電和外露的部分應(yīng)進(jìn)行接地和絕緣，重要場合的照明應(yīng)配有兩個(gè)電源，而照明線路應(yīng)盡可能的專用，防止其他負(fù)荷對(duì)其電壓產(chǎn)生影響，從而保證照明的質(zhì)量和電光源的壽命。

7、 消防自動(dòng)滅火與報(bào)警機(jī)制的設(shè)計(jì)

伴隨著科學(xué)技術(shù)的前進(jìn)，高層樓宇在火災(zāi)主動(dòng)報(bào)警滅火制度方面也在慢慢的一致，現(xiàn)在主要包含五個(gè)部分：火災(zāi)勘測設(shè)備、分區(qū)消防報(bào)警操縱設(shè)備、消防核心、主動(dòng)噴水滅火設(shè)備以及氣體主動(dòng)噴灑，以確保報(bào)警滅火主動(dòng)化進(jìn)行。在這個(gè)程序中，先由勘測設(shè)備勘測到火災(zāi)同時(shí)自己轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，之后信號(hào)傳輸?shù)綀?bào)警設(shè)備以及消防核心處，轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇粢约肮鈭?bào)警信號(hào)。并且整體的消防操縱以及監(jiān)督管控都是在消防核心實(shí)現(xiàn)。因?yàn)楦邔訕怯钕烙秒姴邉潤M跨很多科目，性能、操縱以及范疇都在慢慢的變得繁瑣，所以策劃的繁瑣性也日益增強(qiáng)。

8、 電梯的用電設(shè)計(jì)

電梯機(jī)房一般在井道的上方。普通電梯的梯井能夠連通或者設(shè)置開口相連通。電梯根據(jù)使用功能多分為客用電梯與貨用電梯等；而按照速度劃分可分為超高速、高速、快速與低速電梯；按電流可分為直流和交流兩種。在現(xiàn)代高層建筑中使用的電梯，為了縮短等待的時(shí)間并提高運(yùn)輸能力，多采用超高速或者高速的電梯，分組采取控制。為了提高運(yùn)行的舒適性與穩(wěn)定度，客用電梯多采取直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)。另外，在進(jìn)行電梯的電氣設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好各項(xiàng)配電設(shè)計(jì)、電氣照明、選擇主開關(guān)、設(shè)置插座、裝置通風(fēng)及控制等相關(guān)問題。

總之，隨著城市規(guī)模的不斷發(fā)展，高層建筑越來越多，因此，高層建筑電氣設(shè)計(jì)就成為設(shè)計(jì)者不得不面對(duì)的問題，同時(shí)，在能源緊張的今天，更要注重節(jié)能的設(shè)計(jì)。

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