高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容及問題解析

【摘要】高層建筑由于面積大、功能復(fù)雜的特點(diǎn)，其電氣設(shè)計工作難度較大，要想保證電氣設(shè)計質(zhì)量，首先要明確設(shè)計內(nèi)容，比如電力負(fù)荷的計算、高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計、主要電氣設(shè)備類型的選擇以及電氣照明設(shè)計等，進(jìn)行統(tǒng)籌布局。目前，我國高層建筑中普遍存在電氣設(shè)計偏離設(shè)計章程規(guī)范、高層建筑電氣設(shè)計深度不夠的問題，要想解決上述問題，必須加強(qiáng)高層建筑電氣設(shè)計監(jiān)管，嚴(yán)格設(shè)計方案審核制度，強(qiáng)化高層建筑電力設(shè)計理論知識的研究，不斷完善其設(shè)計體系。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；電氣設(shè)計；主要內(nèi)容；問題

隨著我國人口的不斷增加，人均占地面積逐漸減少，使得建筑的建設(shè)趨于高層化，尤其是在現(xiàn)代化城市中，各類高層建筑物已成為城市的標(biāo)志物，比如說上海的環(huán)球金融中心，紐約的帝國大廈。根據(jù)1972年世界高層建筑委員會制定的標(biāo)準(zhǔn)，高層建筑物的定義是指大于9層的建筑物，不同國家有不同的規(guī)定，目前我國遵循的高層建筑物定義為不少于10層的住宅建筑或超過24米的其他民用建筑物[1]。高層建筑物的抗風(fēng)險能力較低，因此在電氣設(shè)計方面有著較為嚴(yán)格的要求。

1、高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容

高層建筑電氣設(shè)計要求嚴(yán)格，主要是因?yàn)榻ㄖ旧淼拿娣e較大、抗風(fēng)險能力低、功能復(fù)雜，所以其中的電氣系統(tǒng)較為復(fù)雜，涉及到供配電設(shè)備、動力設(shè)備、照明設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、弱電設(shè)備、空調(diào)與通風(fēng)設(shè)備等多種電氣設(shè)備的配置，設(shè)計難度較大，綜合性較強(qiáng)，必須嚴(yán)格執(zhí)行《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50045-95）、《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》（JBJ/T16-92）等建筑章程[2]。

具體來說，電氣設(shè)計的內(nèi)容有以下幾個方面：①電力負(fù)荷的計算。采用需要系數(shù)法或者負(fù)荷密度法，合理計算電力負(fù)荷，為電氣設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)；②電源選擇。秉承安全和冗余設(shè)計的原則，一般會設(shè)置至少兩個的獨(dú)立電源，采用10kV標(biāo)準(zhǔn)電壓，同時配備應(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)組，確保發(fā)生事故時電梯供電、消防供電、照明供電能夠在15s內(nèi)恢復(fù)正常；③高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計。采用供電獨(dú)立的兩個10kV供電源，互為備用，采取高供高計的計費(fèi)方式，明確電費(fèi)計價類型，劃分好照明用電和動力用電，安裝相互獨(dú)立的計費(fèi)電度表，確保建筑用電計價的合理性和便捷性。同時，盡量減少變壓器的設(shè)置臺數(shù)，采用放射式系統(tǒng)作為高低壓配電系統(tǒng)的配電形式，混合式系統(tǒng)作為樓層配電形式，實(shí)行樓層分區(qū)供電，將變壓器均勻設(shè)置在建筑物的不同樓層。低壓配電系統(tǒng)需設(shè)置繼電保護(hù)裝置，以斷路器作為系統(tǒng)開關(guān)，確保用電安全；④合理選擇主要電氣設(shè)備的類型。根據(jù)高層建筑的電氣設(shè)備選用要求，高壓開關(guān)柜可選擇高SF6開關(guān)、壓空氣斷路器和真空斷路器中的一種，電力變壓器可選擇部分廠家生產(chǎn)的防火性能達(dá)標(biāo)的干式變壓器，低壓配電屏可選擇多米諾組合式開關(guān)柜等大容量產(chǎn)品，應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組可選擇故障率低、占地面積下的燃汽輪，確保在15s內(nèi)恢復(fù)供電，最后合理選擇母線槽和電纜，確保其具有容量大。運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)；⑤變電所位置的確定。為了滿足高層建筑的用電需求，同時節(jié)約電能，一般會將變電所設(shè)置在頂層、中間層、地下層等位置，使高壓深入負(fù)荷中心；⑥電氣照明設(shè)計。照明系統(tǒng)是高層建筑的主要電氣設(shè)備，必須要合理選擇光源，加強(qiáng)照度計算，合理設(shè)計照明系統(tǒng)供電線路，同時對燈具造型、位置等進(jìn)行合力的控制，確保照明系統(tǒng)的建筑裝飾功能。⑦防雷與接地?，F(xiàn)在的高層建筑物一般會設(shè)置消雷器和放射性避雷針，做好防雷接地與電氣設(shè)備的保護(hù)接地工作，確保電位的均衡性和用電安全性。⑧電梯。電梯是高層建筑物的必備電氣設(shè)備，應(yīng)與建筑設(shè)計人員共同商討電梯的設(shè)置位置和相關(guān)供電線路和弱電的設(shè)計。

2、高層建筑電氣設(shè)計的常見問題及解決措施

2.1電氣設(shè)計偏離設(shè)計章程規(guī)范

高層建筑的功能復(fù)雜，由于高度大因而抗風(fēng)險能力低，因此安全設(shè)計和冗余設(shè)計是電氣設(shè)計的基本要求，設(shè)計者必須嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)章制度進(jìn)行統(tǒng)籌布局。但是，現(xiàn)階段我國電氣火災(zāi)事故頻發(fā)，究其根本在于高層建筑的電氣設(shè)計不合理，沒有嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范進(jìn)行，比如說電源設(shè)置的方面，沒有按照要求設(shè)置兩個相對獨(dú)立的參數(shù)相同的供電源，互為備用，同時設(shè)置備用發(fā)電機(jī)組以用作事故供電。要想解決這一問題，就應(yīng)該加強(qiáng)高層建筑電氣設(shè)計的審查，提升設(shè)計人員的電氣設(shè)計素質(zhì)，確保各項設(shè)計內(nèi)容都能夠按照既定的規(guī)章執(zhí)行，同時，加大違規(guī)設(shè)計懲罰力度，確保設(shè)計方案的系統(tǒng)性和合理性。

2.2高層建筑電氣設(shè)計深度不夠

高層建筑的電氣設(shè)計方案包含數(shù)據(jù)、文字、圖紙等多個方面的內(nèi)容，是電氣系統(tǒng)安裝的施工基礎(chǔ)。但是，目前我國高層建筑電氣設(shè)計上普遍存在這設(shè)計深度不夠的問題，比如說只有單一的設(shè)計路線圖，沒有涉及到各類原材料選擇的要求、供電電源的選擇等要素，引起材料設(shè)備選用不符合要求等問題，給建筑用電埋下安全隱患。針對這一問題，可以采用設(shè)計方案要素規(guī)范化的方式，在規(guī)章中明確規(guī)定設(shè)計方案中應(yīng)包含的要素，比如說設(shè)計圖紙的規(guī)范、電氣設(shè)備及材料的選擇范圍等，大到供電線路布局，小到不同供電系統(tǒng)的電纜型號、廠家、批次等，均明確備注在設(shè)計圖紙之后，確保各項施工要素都能夠按照預(yù)期設(shè)計執(zhí)行，切實(shí)提高高層建筑電氣設(shè)計質(zhì)量。

結(jié)語：

高層建筑的建設(shè)，充分利用了城市的土地資源，緩解了城市土地利用的壓力，但是由于建筑高度和功能復(fù)雜的原因，所以電氣設(shè)計難度比較大，電氣設(shè)備多，能源消耗大，在進(jìn)行設(shè)計時必須要保證電氣設(shè)備配置齊全，供電線路設(shè)計合理，方能保證建筑功能的穩(wěn)定和用電的安全性[3]。因此，在進(jìn)程高層建筑物的設(shè)計時，必須要嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計規(guī)程，進(jìn)行合理的設(shè)計，根據(jù)建筑物的性質(zhì)和功能，保證電氣設(shè)施配置的完善，明確各類電器設(shè)備的設(shè)計要求和質(zhì)量要求，根據(jù)當(dāng)前高層建筑物電氣設(shè)備設(shè)計中的不足之處，完善其設(shè)計體系，制定嚴(yán)格的設(shè)計審核制度，確保高層建筑電氣設(shè)計的合理性。