高層建筑電氣設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)解析

楊帆

銘揚(yáng)工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司新疆分公司 新疆喀什 844000

當(dāng)前，城市化進(jìn)程不斷加快，高層建筑的建設(shè)數(shù)量也日益增多，現(xiàn)代化建筑內(nèi)部電氣設(shè)備數(shù)量多，并且種類豐富，因此，也提高了建筑用電氣設(shè)計(jì)難度。電氣設(shè)備的大量存在，使得電氣系統(tǒng)的用電負(fù)荷相對(duì)較高，因此，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用加以探索，保證高層建筑在電氣設(shè)計(jì)方面的質(zhì)量不斷提高。

1 高層建筑的電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)

對(duì)于高層建筑的設(shè)計(jì)，電氣設(shè)計(jì)為重要內(nèi)容，包括發(fā)電機(jī)、供配電系統(tǒng)和垂直交通等，都需要利用合理的電氣設(shè)計(jì)技術(shù)。和普通建筑對(duì)比，高層建筑顯著的特點(diǎn)就是用電負(fù)荷種類多，并且具有差異性。在電氣設(shè)計(jì)方面，需要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和建筑設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行，考慮到設(shè)備功能，對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行確認(rèn)。由于高層建筑本身高度大，所以輸配電距離相對(duì)較長(zhǎng)，隨之產(chǎn)生的用電負(fù)荷也越大。電氣設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該高度關(guān)注設(shè)備運(yùn)行可靠性和建筑室內(nèi)安全性，運(yùn)用關(guān)鍵技術(shù)，使電氣設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理[1]。

2 高層建筑的電氣設(shè)計(jì)

2.1 電壓設(shè)計(jì)

高層建筑中，由于電氣設(shè)備功能各不相同，因此使用過(guò)程所需電壓也有所差異。所以設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該按照建筑具體功能，展開電壓分析，保證變壓器裝置總?cè)菰O(shè)計(jì)的合理性。在用電負(fù)荷當(dāng)中，一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷為重點(diǎn)內(nèi)容，需要保證單位負(fù)荷的功率處于100-130VA/m2之間。由于高層建筑的用電規(guī)模相對(duì)較大，所以電路電壓難以滿足建筑的實(shí)際供電需求。在設(shè)計(jì)過(guò)程，可使用多個(gè)電源，保證供電電壓的穩(wěn)定性。除此之外，還需與供電部門做好溝通與交流，將多種因素考慮其中，對(duì)于電壓合理選擇。

2.2 電源設(shè)計(jì)

高層建筑的供電系統(tǒng)當(dāng)中，電源設(shè)計(jì)十分重要，應(yīng)該按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使用雙電源的供電方式。高層建筑用電氣系統(tǒng)當(dāng)中，應(yīng)該存在2個(gè)及以上數(shù)量的供電電源，并且電源需要以獨(dú)立形式存在，防止使用過(guò)程產(chǎn)生相互干擾問(wèn)題。這樣，即使其中電源存在問(wèn)題，其他電源仍然能夠正常工作，保證供電的持續(xù)性和穩(wěn)定性。在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以從2個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中選擇電源，還可在同一電網(wǎng)之內(nèi)，設(shè)置2個(gè)距離相對(duì)較遠(yuǎn)的電源。高層建筑當(dāng)中，用電負(fù)荷相對(duì)較高的是應(yīng)急電源，并且對(duì)于此類電源對(duì)于供電的持續(xù)性有較高要求。所以對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)講，在設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該將應(yīng)急電源的供電穩(wěn)定性考慮其中，盡量不使用煤油發(fā)電、天然氣發(fā)電的形式。選擇的發(fā)電技術(shù)，應(yīng)該使用市電系統(tǒng)的接地方式，提高電氣設(shè)計(jì)合理性。如果城市電網(wǎng)難以正常運(yùn)行，那么高層建筑內(nèi)部仍然能夠存在穩(wěn)定電源。除此之外，高層建筑內(nèi)部還需設(shè)計(jì)應(yīng)急電源，以維持多種用電需求。

2.3 應(yīng)急照明的設(shè)計(jì)

在高層建筑避難層當(dāng)中，應(yīng)急照明的照度應(yīng)該高于3lx，避難走道內(nèi)部應(yīng)急照明光照度應(yīng)高于5xl。所以，設(shè)計(jì)應(yīng)急照明時(shí)，需要嚴(yán)格按照建筑使用需求，對(duì)于照度合理選擇，保證建筑發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，人員撤離具備良好的光照度。與此同時(shí)，部分高層建筑對(duì)于應(yīng)急照明的設(shè)計(jì)存在特殊要求，光照度要高于平均光照度。比如：對(duì)于大型商場(chǎng)來(lái)講，應(yīng)急照明需要按照一級(jí)負(fù)荷進(jìn)行供電。

2.4 配電站與避難層方面設(shè)計(jì)

高層建筑的典型特點(diǎn)是高度大，所以電氣設(shè)計(jì)和常規(guī)建筑存在區(qū)別。設(shè)計(jì)者在對(duì)配電站進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該將供電半徑作為重點(diǎn)考慮內(nèi)容，展開電氣設(shè)計(jì)，保證低壓出線柜至末端配電箱二者距離不超過(guò)120m，還需按照高層建筑整體電壓，設(shè)計(jì)低壓供電系統(tǒng)，供電線路電壓為建筑電氣系統(tǒng)總體電壓的5%。按照建筑不同區(qū)域的用電需求，對(duì)于變電站展開合理設(shè)計(jì)，并根據(jù)建筑功能對(duì)于變電站范圍進(jìn)行區(qū)分。通常而言，如果建筑的地下空間允許，高層建筑的底部通常會(huì)設(shè)計(jì)獨(dú)立的高壓配電室。

避難層的設(shè)計(jì)，應(yīng)該將各樓層人們緊急情況下求生需求考慮其中，注意相鄰避難層的間距應(yīng)不超過(guò)50m。供電設(shè)計(jì)需保證高層建筑所有避難層交直流電全部使用單獨(dú)供電模式，這樣，在特殊情況下，可維持避難層供電穩(wěn)定性與安全性。

2.5 智能設(shè)計(jì)

在科技快速發(fā)展過(guò)程，更多智能技術(shù)和建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域相互融合，能夠提高電氣系統(tǒng)使用的便捷性，使電氣設(shè)計(jì)更具人性化特點(diǎn)與智能化特色。但是智能化設(shè)計(jì)方式系統(tǒng)復(fù)雜，常見(jiàn)通信、消防聯(lián)動(dòng)、火災(zāi)報(bào)警、照明等系統(tǒng)。上述系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)思路相對(duì)復(fù)雜，需要相關(guān)人員按照電氣系統(tǒng)功能，對(duì)于智能化技術(shù)合理選擇，科學(xué)規(guī)劃，遵循節(jié)能、環(huán)保等設(shè)計(jì)原則，使用監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控機(jī)電設(shè)備，利用環(huán)保技術(shù)，為電氣節(jié)能運(yùn)行奠定良好基礎(chǔ)。比如：可使用i-bus控制系統(tǒng)對(duì)于建筑展開照明設(shè)計(jì)，此系統(tǒng)兼容性良好，可使用開放式結(jié)構(gòu)，便于電氣安裝，系統(tǒng)當(dāng)中包括獨(dú)立運(yùn)行模塊，能夠和不同面板探測(cè)器直接靈活互換，電壓24V可保證使用安全，利用該系統(tǒng)可對(duì)于照明系統(tǒng)靈活控制，節(jié)約電能。

2.6 防災(zāi)技術(shù)

在建筑的防火設(shè)備設(shè)計(jì)方面，可在避難層設(shè)置應(yīng)急廣播系統(tǒng)，各系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)計(jì)，避免使用期間產(chǎn)生干擾問(wèn)題，能夠順利接收信號(hào)，這樣即使建筑內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)，相關(guān)人員也能夠及時(shí)接受火災(zāi)信息，為內(nèi)部人員撤離和采取救援措施提供基礎(chǔ)。還需在避難層設(shè)計(jì)呼救裝置，保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)人員通信暢通。在建筑地下設(shè)置消防控制室，利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備展開實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高建筑對(duì)于火災(zāi)的防范能力。除此之外，還需設(shè)計(jì)火災(zāi)監(jiān)控、煙霧探測(cè)等系統(tǒng)，應(yīng)急照明的設(shè)計(jì)中，利用智能化技術(shù)和設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并且采取預(yù)防措施，避免火災(zāi)救援時(shí)人員需要進(jìn)入建筑現(xiàn)場(chǎng)指揮，提高救援安全性。建筑防災(zāi)設(shè)計(jì)，還需關(guān)注疏散路徑優(yōu)化調(diào)整，確保內(nèi)部人員在短時(shí)間內(nèi)能夠快速?gòu)幕馂?zāi)現(xiàn)場(chǎng)撤離[2-3]。

總之，通過(guò)上文分析，對(duì)于高層建筑的電氣設(shè)計(jì)合理優(yōu)化，并且選擇先進(jìn)的技術(shù)展開電氣設(shè)計(jì)，不斷提高電氣系統(tǒng)節(jié)能性，提升電氣設(shè)備使用安全性，讓建筑設(shè)計(jì)更加科學(xué)。建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域人員應(yīng)該高度注意上述技術(shù)的應(yīng)用，為高層建筑的電氣設(shè)計(jì)持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。