超高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計要點

徐成龍

[摘 要]隨我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷推進(jìn)，使得建筑規(guī)模也逐漸壯大起來，而隨之超高層建筑也越來越多。超高層住宅是現(xiàn)代化城市發(fā)展的主流，安全、舒適、便捷、節(jié)能的高層建筑越來越受到大家的青睞。其中，建筑電氣的合理設(shè)計是重中之重，不僅能保證各用電設(shè)備的安全$穩(wěn)定運(yùn)行，還可以通過高效配置達(dá)到節(jié)能和減少安全隱患的目的。本文從超高層建筑電氣設(shè)計的節(jié)能性、安全性的角度，以供配電系統(tǒng)為切入點，對超高層電氣設(shè)計的其它相關(guān)要點進(jìn)行了一番細(xì)致分析，望以供參考。

[關(guān)鍵詞]超高層；建筑 電氣系統(tǒng) 設(shè)計要點

中圖分類號：TU976 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）07-0038-02

引言

當(dāng)前，城市用地的緊張程度日趨增加，超高層建筑的數(shù)量越來越多，高度越來越高，人們隨之對建筑中電氣系統(tǒng)的設(shè)計提出了更高層次的要求，電氣設(shè)計迎來了新的挑戰(zhàn)，在這樣的情況下，電氣設(shè)計師應(yīng)該不斷提高設(shè)計水平，綜合考慮滿足國家標(biāo)準(zhǔn)#節(jié)約建設(shè)成本、節(jié)約能源等多個方面的要求，以設(shè)計出合理#經(jīng)濟(jì)的電氣系統(tǒng)，并保證電氣系統(tǒng)能夠順利運(yùn)行，從而保證超高層建筑中電氣系統(tǒng)能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，提高人們的滿意度。

1、簡述超高層建筑電氣設(shè)計的特點

首先，高是超高層建筑顯而易見的特點。由于高度的影響，相較于一般的建筑來說，超高層建筑中的電氣設(shè)計及施工必然會存在一定的難度。在設(shè)計的過程中，設(shè)計人員必須保證設(shè)計方案的可行性，保證施工能夠順利進(jìn)行。其次，超高層建筑中的電氣系統(tǒng)具有很大的復(fù)雜性。需要使用的電氣設(shè)備數(shù)量較多，加上當(dāng)前電氣設(shè)備種類、功能不斷增多，給電氣設(shè)計的精準(zhǔn)度帶來了很大的影響，電氣系統(tǒng)設(shè)計的難度日趨增加。最后，近年來，人們的生活水平越來越高，對電氣設(shè)備的要求也不斷提高。為了滿足人們的這種要求，電氣設(shè)計人員需要保證設(shè)計的準(zhǔn)確性，減少設(shè)計中存在的隱患，從而保證電氣系統(tǒng)的建設(shè)能夠順利進(jìn)行，保證電氣系統(tǒng)建成后能夠順利投入使用。

2、超高層建筑電氣設(shè)計需要遵循的原則

首先，電氣設(shè)備的功能是為人們服務(wù)，因此，在設(shè)計的過程中，設(shè)計人員應(yīng)該充分考慮照明亮度、顯色程度、色溫、舒適度等多個方面的功能，設(shè)計出來的電氣系統(tǒng)應(yīng)該能夠滿足以上要求，并在設(shè)計時對人們?nèi)蘸蟮男枨笞鞒龊侠淼念A(yù)測，留下改進(jìn)的空間，這樣，不但能夠避免電氣設(shè)備超負(fù)荷出現(xiàn)障礙的情況，而且能夠讓電氣設(shè)備發(fā)揮出應(yīng)有的作用，保障人們的正常生活。其次，目前，節(jié)能環(huán)保一直是人們津津樂道的話題，電氣系統(tǒng)也不例外，在設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)該對其環(huán)保功能進(jìn)行充分的考慮，在保證電氣系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，最大限度的節(jié)約能源，為社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。但在設(shè)計時，也不能一味地追求環(huán)保而忽視了成本，設(shè)計人員應(yīng)該找到環(huán)保與經(jīng)濟(jì)之間的平衡點，減少電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中能源的損耗，讓電氣系統(tǒng)與人們的需求更加符合。最后，為了能夠滿足人們實際的使用需求，在進(jìn)行電氣系統(tǒng)設(shè)計之前，設(shè)計人員都會對建筑物中人們的電量負(fù)荷進(jìn)行調(diào)查和預(yù)測，并以此為參考對電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，并在設(shè)計預(yù)留下超負(fù)荷的空間，保證為來電路調(diào)整或人們用電量增大之后電氣系統(tǒng)仍然能夠正常運(yùn)行，保證電氣系統(tǒng)在短期內(nèi)無需進(jìn)行更改及改進(jìn)，從而保證人們的正常生活。

3、超高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計要點

3.1 供配電系統(tǒng)

3.1.1 供電電源及負(fù)荷等級

一般情況下，一級負(fù)荷是國家對于消防用電設(shè)備供電的基本要求，而根據(jù)現(xiàn)階段我國城市電網(wǎng)具體狀況，通常所應(yīng)用的電源電壓是10kv，但若是從二路的10kv來說，其與通常的變電站是不同的，其也可是屬于一個電站的不相同母線段。要知道，任何一個電源其均需對重要機(jī)房、消防、電梯等相關(guān)用電負(fù)荷的承擔(dān)，而二路電源也具備運(yùn)轉(zhuǎn)電能。因超高等建筑，其本身對于供電要求是具有一定高度的，所以，必須要對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行安裝，將其納入為工程的備用電源，進(jìn)而起到重要設(shè)備供電穩(wěn)定性的確保作用。由于超高層建筑的高度較高，在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計時就必須要考慮到防火要求，那么在設(shè)計中為了使消防作用得到體現(xiàn)，當(dāng)前很多超高層建筑在這方面設(shè)計上，基于發(fā)電機(jī)平臺在建筑中具有重要作用的消防負(fù)荷上增添不間斷電源系統(tǒng)，從其實際應(yīng)用來看，這種電源主要適用于允許供電中斷時間為幾毫秒或者是連續(xù)性供電的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中。

3.1.2 變配電所的安裝設(shè)計

正常條件下，中央空調(diào)、水泵房等均是被安排在地表下層，而如果是一些對用電有較大設(shè)備需求的均是設(shè)計在樓層上面，而在設(shè)計中應(yīng)當(dāng)將變配電所安排在地下，并在其周圍對柴油發(fā)電機(jī)房進(jìn)行構(gòu)建，進(jìn)而達(dá)到讓變壓器盡最大限度貼近負(fù)荷中心帶，而若超高層建筑大于等于200m，那需則避難層或頂層對眾多設(shè)備進(jìn)行添加。如果單個變電所供應(yīng)電能不夠經(jīng)濟(jì)實惠，可考慮在避難層外加一個變電所，降低供電范圍。但這樣做，需要注意的是，其一，要全方位對變壓器的垂直運(yùn)輸通道設(shè)計進(jìn)行構(gòu)思；其二，對設(shè)備樓板荷重新分析給予高度重視。

3.1.3 供配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計應(yīng)合理

超高層民用建筑中的低壓配電網(wǎng)絡(luò)多采用混合式配電系統(tǒng)。其中地下室與裙樓部分采用放射式配電，主體部分采用樹干式配電。根據(jù)負(fù)荷大小和樓層層數(shù)的多少，決定選用分區(qū)樹干式還是母線樹干式配電系統(tǒng)。樹千式的配電形式一般為電纜或插接式絕緣母線槽沿垂直的電氣豎井內(nèi)敷設(shè)。

3.2 照明系統(tǒng)設(shè)計要點

3.2.1 泛光照明

超高層建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計中，對于照明系統(tǒng)的設(shè)計是重要一方面，它直接和人們的日常生活相關(guān)，一旦照明系統(tǒng)設(shè)計不合理就會給人們的生活帶來很大困擾。在具體設(shè)計過程中需要對照明系統(tǒng)中的節(jié)能指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制，超高層建筑通常都是具有標(biāo)志性的建筑，因此，泛光照明的總體效果是非常重要的。泛光照明首先要注意入射角的問題，正是陰影將立面起伏突現(xiàn)出來，因此，照明應(yīng)始終能提供表面成像，以正對角度射向立面的燈光將不會形成陰影，并使表面顯示為平面狀。陰影尺寸取決于表面起伏和燈光的入射角。平均照明方向角應(yīng)為45°。若起伏極小，此角應(yīng)大于45°。然后還要注重照明方向，為了使表面照明看起來平衡，所有陰影應(yīng)投射在同一方向，為一個投影區(qū)域中的表面提供照明的所有燈具應(yīng)有相同的投射方向。例如，如果兩盞燈對稱地瞄準(zhǔn)某一表面的垂直方向，陰影將會減少并可能會出現(xiàn)混亂。因此有可能無法看清表面起伏。然而，大型突出物可產(chǎn)生大的密集陰影，為了避免破壞立面的整體性，建議在與主光照明成90°的角度提供較弱的照明來弱化陰影。

3.2.2 走廊、室外道路和運(yùn)輸通道等區(qū)域

在建筑物服務(wù)區(qū)內(nèi)對該區(qū)域的照明控制進(jìn)行設(shè)定，通常都會采用自然光進(jìn)行照明，當(dāng)自然亮度無法滿足使用需要時就會采用人工照明，采用人工照明時，要依據(jù)當(dāng)時的自然光強(qiáng)度，使用照度傳感器和定時器等裝置對照明系統(tǒng)進(jìn)行分段控制和分時控制，用以達(dá)到最佳的照明效果。另外，室外道路的照明控制要具備一定遠(yuǎn)程控制功能，運(yùn)輸通道走廊還應(yīng)該設(shè)計有智能開關(guān)控制功能。

3.2.3 智能疏散指示系統(tǒng)

在智能疏散指示系統(tǒng)的實際設(shè)計中應(yīng)該注意照明區(qū)域內(nèi)地面中心線水平照度不應(yīng)低于1.0lx，照明區(qū)域邊緣的水平照度不應(yīng)低于0.5lx；樓梯間內(nèi)的地面中心線水平照度不應(yīng)低于5.0lx。設(shè)置消防疏散指示時，應(yīng)采用消防應(yīng)急標(biāo)志燈或消防應(yīng)急照明標(biāo)志復(fù)合燈具；非燈具類疏散指示標(biāo)志可作為輔助指示標(biāo)志。消防應(yīng)急燈具連接的主電供電方式與控制方式應(yīng)保證在火災(zāi)發(fā)生時，能使所有消防應(yīng)急燈具全部切換到應(yīng)急工作狀態(tài)。應(yīng)急照明投入時間不應(yīng)大于5s。給消防應(yīng)急燈具供電的回路中嚴(yán)禁設(shè)置可關(guān)斷燈具充電及關(guān)斷燈具應(yīng)急狀態(tài)的燈開關(guān)裝置、插座及其它負(fù)載。

3.3 防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計要點

接閃器是防雷系統(tǒng)中非常重要的組成部分，利用接閃器可以直接把大氣中的雷電進(jìn)行吸收，再通過避雷引下線將其傳向大地，在高層建筑電氣施工中，通常采用兩根避雷帶的鍍鋅圓鋼或者相關(guān)的截面鍍鋅扁鋼來進(jìn)行焊接。而接地裝置的主要功能是把防雷引下線的電流輸送到接地裝置，接地裝置也是決定整個防雷系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)，接地裝置的電阻阻值大小對建筑物的防雷能力起著決定作用。在高層建筑中，一般情況下主要是利用密布鋼筋網(wǎng)作為接地體，并通過鋼筋焊接成環(huán)型閉合體與建筑內(nèi)的各引下線鋼筋形成牢固的焊接。

3.4 規(guī)范設(shè)計消防系統(tǒng)

當(dāng)前，人們越來越重視消防安全問題，尤其是在超高層的建筑中，消防系統(tǒng)的重要性不言而喻，是人們生命安全的重要保證。因此，在超高層民用建筑的電氣設(shè)計中，應(yīng)該充分重視消防系統(tǒng)的設(shè)計，從以下幾個方面入手：（1）保證消防系統(tǒng)的可靠性，保證消防設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量。在消防事故中，消防設(shè)備是消防救援能否順利實施的重要保證，因此，在設(shè)計高層民用建設(shè)中的消防系統(tǒng)時，設(shè)計人員應(yīng)該合理設(shè)計出消防設(shè)備的放置地點、數(shù)量等，并對消防設(shè)備的質(zhì)量提出明確、嚴(yán)格的要求。（2）規(guī)范設(shè)計消防設(shè)備的控制系統(tǒng)，保證消防事故發(fā)生時，控制系統(tǒng)能夠在第一時間作出反應(yīng)，從而降低消防事故的危害，保證人們的生命及財產(chǎn)安全。（3）嚴(yán)格設(shè)置消防系統(tǒng)中的報警系統(tǒng)。把報警系統(tǒng)設(shè)置在顯眼、容易觸及的地方，保證消防事故發(fā)生時，人們能夠迅速作出反應(yīng)?？傊?，在超高層民用建筑中，居民的生命安全處于第一位，在電氣系統(tǒng)的設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)該合理設(shè)計消防系統(tǒng)，從而提高超高層民用建筑處理消防事故的能力，為人們的生命安全提供保障。

結(jié)束語

總而言之，當(dāng)前，社會不斷發(fā)展進(jìn)步，城市擴(kuò)建的規(guī)模越來越大，為了節(jié)約用地，人們不斷向高處擴(kuò)建建筑物，導(dǎo)致建筑的高度日趨增加。在超高層建筑中，電氣系統(tǒng)極其重要，是人員正常生活的重要保證。因此，超高層建筑的電氣設(shè)計人員應(yīng)該積極探索，總結(jié)以往設(shè)計中的經(jīng)驗，吸取其中的教訓(xùn)，提高電氣設(shè)計的水平，并在設(shè)計過程中充分考慮安全、穩(wěn)定、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)等方面的問題，設(shè)計出更加科學(xué)、合理的電氣系統(tǒng)，讓電氣系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，從而保證提高人們的生命質(zhì)量，提升人們對電氣設(shè)計的滿意程度。

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