高層公共建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及相關(guān)問(wèn)題

柳瑞

摘要：隨著社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)在高層建筑越來(lái)越多，并呈現(xiàn)出大型化、復(fù)合化、智能化、人性化等特征。為滿足使用性能，相應(yīng)的電氣系統(tǒng)也就越來(lái)越多，設(shè)計(jì)體量也越來(lái)越大。那么如何保證高層建筑電氣設(shè)計(jì)質(zhì)量？高層建筑的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及相關(guān)問(wèn)題有哪些？本文著重對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容及遇到的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析與探討。

關(guān)鍵詞：高層公共建筑;電氣設(shè)計(jì)

一、高層建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1.荷的計(jì)算

電力負(fù)荷是供配電設(shè)計(jì)的參數(shù)依據(jù)。計(jì)算準(zhǔn)確與否，對(duì)合理選擇設(shè)備，安全可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，均起決定性作用。高層建筑的電力負(fù)荷計(jì)算，多上采用負(fù)需要系數(shù)法。

2.供電電源的選擇

為了保證供電可靠性，高層建筑根據(jù)其建筑分類.負(fù)荷分級(jí)及供電要求，一級(jí)負(fù)荷（含消防負(fù)荷）.二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由雙電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另外一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受損，具體容量應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨(dú)立電源互為備用。另外，一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，在滿足雙電源供電的前提條件下，還應(yīng)該設(shè)置應(yīng)急電源供電，以確保供電的可靠性。備用柴油發(fā)電機(jī)組可作為應(yīng)急電源，要求在15秒鐘內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)供電，保證事故照明.應(yīng)急照明.消防設(shè)備.客梯等設(shè)備的應(yīng)急用電。

3.高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（1） 高壓配電系統(tǒng)∶現(xiàn)代高層建筑優(yōu)先采用兩路獨(dú)立的10kV電源同時(shí)供電，也可采用兩路獨(dú)立的10kV電源和柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行供電。一般高壓采用單母線分段，自動(dòng)切換，互為備用。母線分段數(shù)目，與電源進(jìn)線回路數(shù)相適應(yīng)。只有當(dāng)供電電源為一主一備時(shí)，才考慮采用單母線不分段的接線。

（2） 計(jì)費(fèi)方式∶采用高供高計(jì)。但在低壓側(cè)，仍裝設(shè)計(jì)費(fèi)電度表，采用將照明與動(dòng)力分開(kāi)的兩部電價(jià)法。有些地方供電部門(mén)又把空調(diào)設(shè)備的用電，全部劃人照明計(jì)價(jià)系統(tǒng)，一般做法是安裝總表及動(dòng)力表，由總表減去動(dòng)力表以后，全部為照明電費(fèi)。

（3） 為減少變壓器臺(tái)數(shù)∶高層主體建筑內(nèi)變電所應(yīng)選用不燃或難燃型變壓器。一般變壓器低壓側(cè)電壓為0.4KV時(shí)，單臺(tái)變壓器容量不宜大于1250KVA，當(dāng)用電設(shè)備容量較大.負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，可選用容量較大變壓器。正常情況下兩臺(tái)變壓器分別獨(dú)立運(yùn)行，中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，當(dāng)任意一臺(tái)變壓器檢修斷開(kāi)時(shí)，另一臺(tái)變壓器的容量應(yīng)能滿足全部一級(jí)負(fù)荷及二級(jí)負(fù)荷的用電。動(dòng)力和照明宜共用變壓器，當(dāng)動(dòng)力用電容量較小時(shí)，照明.動(dòng)力可不分開(kāi)裝設(shè)變壓器，而在低壓側(cè)對(duì)動(dòng)力負(fù)荷分類計(jì)費(fèi)：當(dāng)照明負(fù)荷較大或動(dòng)力和照明采用共用變壓器嚴(yán)重影響照明質(zhì)量及光源壽命時(shí)，應(yīng)設(shè)專用變壓器。

（4） 高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)∶樓層配電則為混合式（放射式和樹(shù)干式相結(jié)合）系統(tǒng)。配電設(shè)備中的主要部分是干線。現(xiàn)代高層建筑根據(jù)其用電容量大小，豎井配電干線可選擇采用插接式母線槽或直接采用電纜。水平干線因走線困難，多采用電纜。每層樓豎井設(shè)層配電小間，以便根據(jù)設(shè)備容量進(jìn)行分配電設(shè)置。

（5） 低壓配電系統(tǒng)各級(jí)開(kāi)關(guān)均采用自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)（斷路器），設(shè)置瞬時(shí).短延時(shí).長(zhǎng)延時(shí)三級(jí)過(guò)流保護(hù)裝置。各級(jí)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)的保護(hù)整定，應(yīng)注意選擇性配合，防止越級(jí)跳閘。

（6） 所有電梯（包括客梯和消防電梯）均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進(jìn)線。在電梯機(jī)房的末端配電箱，設(shè)兩路電源的自動(dòng)切換裝置，互為備用。

（7） 功率因數(shù)按規(guī)定應(yīng)補(bǔ)償?shù)?.9—0.95。無(wú)功補(bǔ)償都采用集中補(bǔ)償方式。為降低變壓器容量，多集中裝設(shè)在低壓側(cè)，與配電屏放在一起。

4.變電所位置的確定

現(xiàn)代高層建筑的用電量相當(dāng)大，在確定變電所位置時(shí)，應(yīng)盡可能使高壓深人負(fù)荷中心.宜接近電源側(cè).應(yīng)方便進(jìn)出線.應(yīng)方便設(shè)備運(yùn)輸：不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所不應(yīng)設(shè)在廁所.浴室.廚房或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方處，也不宜設(shè)在與上述場(chǎng)所相貼鄰的地方，當(dāng)貼鄰時(shí)，相鄰的隔墻應(yīng)做無(wú)滲漏.無(wú)結(jié)露的防水處理：不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。這對(duì)節(jié)約電能，提高供電可靠性都有重要意義。高層建筑的變電所都設(shè)在主樓內(nèi)。一.二類高層，大都集中在底層，但不宜設(shè)置在地下二層：超高層建筑物根據(jù)需要可以在避難層.設(shè)備層和屋頂設(shè)置配電所.變電所，但應(yīng)設(shè)置設(shè)備的垂直搬運(yùn)及電纜敷設(shè)的措施。變電所的數(shù)量及其位置的分布，應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定。

5.電氣照明設(shè)計(jì)

電氣照明設(shè)計(jì)，包括光源選擇.照度計(jì)算.燈具造型.燈具布置，眩光控制和調(diào)光控制及照明配電線路的敷設(shè)等等。照明設(shè)計(jì)與建筑裝飾有著非常密切的關(guān)系，應(yīng)該相互配合，在使用功能及藝術(shù)意境方面求得統(tǒng)一。選用高光效節(jié)能電光源，可以取得節(jié)能的明顯效果。

6防雷與接地∶

現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計(jì)，基本采用避雷針和避雷帶的傳統(tǒng)做法。根據(jù)計(jì)算確定建筑物防雷等級(jí)，按照要求設(shè)防。防雷接地.電氣設(shè)備的保護(hù)接地.弱電系統(tǒng)的接地和工作接地，都是合在一起的，組成聯(lián)和接地系統(tǒng)。接地電阻按最小的要求而定，通常是在1歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地板（要求基礎(chǔ)鋼筋連接貫通）。盡管基礎(chǔ)鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設(shè)水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎(chǔ)連接成接地網(wǎng)，這對(duì)均衡電位，提高安全性都有好處。

7.應(yīng)急照明系統(tǒng)∶

現(xiàn)在高層建筑均應(yīng)設(shè)置消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在火災(zāi)確認(rèn)斷電后自動(dòng)點(diǎn)亮火場(chǎng)應(yīng)急照明燈具，為消防人員提供現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)照明，并能有效引導(dǎo)人民群眾進(jìn)行疏散.安全逃生。燈具為A型（電壓等級(jí)36V），系統(tǒng)根據(jù)建筑物分類進(jìn)行確定。為確保系統(tǒng)可靠性，樓梯間單獨(dú)設(shè)置配電回路，不與其他疏散區(qū)域同回路供電。系統(tǒng)在消防控制室集中控制。

8.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)∶

現(xiàn)代高層建筑均應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，可在火災(zāi)初期實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警.聯(lián)動(dòng)防排煙措施.啟動(dòng)自動(dòng)滅火系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)早期火災(zāi)發(fā)現(xiàn)和通報(bào).及時(shí)通知人員疏散并進(jìn)行滅火.以及預(yù)防和減少人員傷亡，控制火災(zāi)損失等方面起著至關(guān)重要的作用。消防設(shè)備控制總機(jī)設(shè)置在消防控制室內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)消防設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在控制室設(shè)置火警外線電話，便于火災(zāi)時(shí)報(bào)火警求救。

二、高層建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

1.在高層建筑中，照明與動(dòng)力均獨(dú)立配電。2.由于建筑構(gòu)件的預(yù)制裝配化，頂棚一般采用標(biāo)準(zhǔn)化.系統(tǒng)化的吊頂，頂棚線纜敷設(shè)需注意。3.電氣設(shè)備的管線應(yīng)采取防火措施。4.空調(diào)設(shè)備等主要用電設(shè)備分散，多數(shù)要求集中管理，要求采用電腦管理和監(jiān)控系統(tǒng)。5.采取防震措施。如配電屏.燈具等電氣設(shè)備的防震：管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理等。6.消防要求高。因?yàn)楦邔咏ㄖ叨雀?，體量大，人員密集，設(shè)備多，裝飾豪華，建筑本身火災(zāi)危險(xiǎn)性大.隱患多。

結(jié)語(yǔ)∶節(jié)省能源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重大政策，節(jié)約用電又是節(jié)省能源工作中的一個(gè)重要方面，它直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和人們的日常生活。在高層建筑的電氣設(shè)計(jì)中，要把電能消耗指標(biāo)作為全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的重要組成部分。節(jié)電的設(shè)計(jì)方案，應(yīng)根據(jù)技術(shù)先進(jìn).安全適用.經(jīng)濟(jì)合理.節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的原則確定。采用合理的配電方式，采用高效率變壓器.電動(dòng)機(jī)和照明光源.無(wú)功功率補(bǔ)償裝置和設(shè)備監(jiān)控電腦系統(tǒng)等措施，減少電能損耗，節(jié)約用電。

參考文獻(xiàn)

（1） 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》CB50016-2014（2018），中國(guó)計(jì)劃出版社。（2）《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CB50034-2013，中國(guó)建筑工業(yè)出版社。（3）《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CB51348-2019，中國(guó)建筑工業(yè)出版社。