淺談對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)主要內(nèi)容的研究

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人們的生活生產(chǎn)水平顯著提高，也促使了建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展。建筑作為城市的基本元素，與人們的生活生產(chǎn)息息相關(guān)，因此在建筑的過(guò)程中必須科學(xué)合理的對(duì)建筑進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。隨著城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，城市中各種高樓拔地而起，而進(jìn)行高層建筑建設(shè)的首要工序就是對(duì)建筑進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。而高層建筑電氣設(shè)計(jì)作為高層建筑設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，在高層建筑設(shè)計(jì)中更顯得尤為重要。本文通過(guò)對(duì)高層電氣設(shè)計(jì)的深入研究，主要列出了高層建筑設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，以供同行探討。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能

引言

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，城市人口急劇增多，為了緩解城市空間壓力，因此城市的建筑越來(lái)越高。在現(xiàn)代城市中，拔地而起的高樓大廈已經(jīng)成了城市中一道道亮麗的風(fēng)景，目前城市的高層建筑幾乎已經(jīng)成了城市發(fā)展的象征。隨著城市中的高層建筑的多方面優(yōu)異表現(xiàn)，漸漸被城市居民所認(rèn)可，但是由于高層建筑的建設(shè)過(guò)程中電氣設(shè)計(jì)是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的工序，并且高層建筑的耗能問(wèn)題也日益嚴(yán)峻，因此一定程度上制約了高層建筑的發(fā)展。因此在目前的高層建筑建設(shè)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師必須充分了解高層建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，并在在相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上綜合電氣節(jié)能及電氣安全進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。

一、高層建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1.1 負(fù)荷的計(jì)算

在高層建筑的電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，電力負(fù)荷設(shè)備的選擇和設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生了重要的影響。因此，必須對(duì)電力負(fù)荷參數(shù)進(jìn)行精確的計(jì)算，然后才能應(yīng)用到高層建筑的電氣設(shè)計(jì)中。

1.2 供電電源及電壓的選擇

在進(jìn)行高層建筑的電氣設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證供電的可持續(xù)和穩(wěn)定性，通常情況下至少應(yīng)該設(shè)計(jì)兩個(gè)獨(dú)立電源，而且針對(duì)建筑所處地區(qū)電網(wǎng)條件的不同和建筑的實(shí)際需求不同，還應(yīng)該科學(xué)客觀的對(duì)建筑的供電電源進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)多供電電源的目的是，使兩個(gè)電源互為備用電源，從而保證高層建筑的供電可靠性。除此之外，高層建筑還應(yīng)該配備相應(yīng)的應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，從而在電網(wǎng)大范圍斷電情況下，能夠在極端時(shí)間內(nèi)回復(fù)建筑的供電。

1.3高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（1）高壓配電系統(tǒng)：現(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨(dú)立的10kV電源同時(shí)供電。一般高壓采用單母線(xiàn)分段，自動(dòng)切換，互為備用。（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。（3）為減少變壓器臺(tái)數(shù)，單臺(tái)變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側(cè)的短路電流，正常時(shí)變壓器解列運(yùn)行，中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。（4）高壓系統(tǒng)及低壓干線(xiàn)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系統(tǒng)。配電設(shè)備中的主要部分是干線(xiàn)。現(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線(xiàn)槽。水平干線(xiàn)因走線(xiàn)困難，多采用全塑電纜與豎井母干線(xiàn)聯(lián)接等等。

1.4主要設(shè)備的選型

（1）高壓開(kāi)關(guān)柜。現(xiàn)代高層建筑的變配電室設(shè)在主樓地下層，按規(guī)定不宜采用油開(kāi)關(guān)。應(yīng)根高層建筑地下室的標(biāo)準(zhǔn)，選用具有“五防”功能的真空開(kāi)關(guān)手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜。（2）電力變壓器。根據(jù)防火要求，主樓內(nèi)是不允許裝設(shè)大容量的油浸電力變壓器的。（3）低壓配電屏。國(guó)外低壓配電屏的結(jié)構(gòu)，幾乎都做成抽屜式，特別是大容量的出線(xiàn)，則做成手車(chē)式。（4）應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組。過(guò)去大多是采用柴油發(fā)電機(jī)組做應(yīng)急備用電源的。近年國(guó)外高層建筑已開(kāi)始采用燃汽輪發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)具有體積小、重量輕、反應(yīng)速度快，故障率低等優(yōu)點(diǎn)。

1.5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)盡可能使高壓深入負(fù)荷中心。這對(duì)節(jié)約電能，提高供電質(zhì)量都有重要意義。

1.6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)光控制和照明配電線(xiàn)路敷設(shè)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。選用高光效電光源，可以取得節(jié)能的明顯效果。

1.7防雷與接地

現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計(jì)，除采用避雷針和避雷帶的傳統(tǒng)做法外，近年還出現(xiàn)有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術(shù)雖然在工程上得到不少實(shí)際應(yīng)用，但在理論上一直是有爭(zhēng)議的。現(xiàn)代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的。關(guān)鍵是做好金屬管線(xiàn)的接地。

1.8電梯 電梯按使用功能分，有高級(jí)客梯、普通客梯、觀景梯、服務(wù)梯、消防梯、貨梯、自動(dòng)扶梯等許多種；按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按電流分則有交流和直流兩大類(lèi)。設(shè)計(jì)人員的任務(wù)是要確定電梯臺(tái)數(shù)和決定電梯功能。電梯的配置和造型，不是電氣設(shè)計(jì)人員單方面所能決定的，必須與總建筑師或總體交通設(shè)計(jì)人員共同研究才能確定。

二、建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能原則

由于社會(huì)的不斷向前發(fā)展，人們的生活生產(chǎn)水平顯著提高，而在生活生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)能源的消耗量也越來(lái)越大，因此，能源危機(jī)已經(jīng)成為了這個(gè)時(shí)代面臨最為嚴(yán)峻的問(wèn)題。在這一時(shí)代背景下，科學(xué)合理的進(jìn)行能源資源節(jié)約已經(jīng)成為了環(huán)節(jié)能源緊張的有效方法。目前，隨著可持續(xù)發(fā)展的深入人心，人們的節(jié)能意識(shí)也不斷提高，在各個(gè)行業(yè)中也相應(yīng)提出了節(jié)能要求。在現(xiàn)代的高層建筑中，如何能夠有效的對(duì)電能進(jìn)行節(jié)約，是目前進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)亟待解決的問(wèn)題。作者通過(guò)對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)的充分理解，針對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能問(wèn)題擬出了以下三個(gè)應(yīng)該堅(jiān)持的原則：

1滿(mǎn)足建筑物的功能 即滿(mǎn)足照明的照度、色溫、顯色指數(shù)；滿(mǎn)足舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量，也就是舒適衛(wèi)生；滿(mǎn)足上下、左右的運(yùn)輸通道暢通無(wú)阻；滿(mǎn)足特殊工藝要求，如娛樂(lè)場(chǎng)所的一些電氣設(shè)施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。

2考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益 節(jié)能應(yīng)按國(guó)情考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)楣?jié)能而過(guò)高地消耗投資，增加運(yùn)行費(fèi)用。而是應(yīng)該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。

3節(jié)省無(wú)謂消耗的能量 節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)是節(jié)省無(wú)謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無(wú)關(guān)的，再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線(xiàn)路上的有功損耗都是無(wú)用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進(jìn)技術(shù)使其能耗降低。

三、結(jié)束語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的新時(shí)代，城市中各種高樓隨處可見(jiàn)，這不僅體現(xiàn)了城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還凝聚了建筑設(shè)計(jì)師的智慧和汗水。在現(xiàn)代的工業(yè)發(fā)展中，由于人們對(duì)能源的需求量越來(lái)越大，因此能源問(wèn)題已經(jīng)迫在眉睫，為了有效的緩解能源的供需矛盾，各行各業(yè)都采取了相應(yīng)的節(jié)能措施。而建筑行業(yè)作為能源消耗最大的行業(yè)，更需要在進(jìn)行建筑建設(shè)之前對(duì)建筑進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。本文針對(duì)高層建筑中的電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的探究，針對(duì)電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并闡述了高層建筑中電氣設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的原則。在所有行業(yè)中，以建筑行業(yè)的節(jié)能潛力最大，所以在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮到建筑的節(jié)能問(wèn)題。在選擇節(jié)能設(shè)備問(wèn)題上，應(yīng)該對(duì)設(shè)備進(jìn)行各方面的比較之后再進(jìn)行選擇，從而達(dá)到更好的節(jié)能效果。