淺談高層建筑電氣設(shè)計要點

王克麗

【摘 要】結(jié)合作者工作經(jīng)驗，介紹了現(xiàn)代高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容，對高層建筑電氣設(shè)計的特點及節(jié)能設(shè)計方案等進(jìn)行分析與闡述，以提高電氣設(shè)計工作的應(yīng)用率。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；電氣設(shè)計；節(jié)能；特點

一、高層建筑電氣設(shè)計的特點

與高層建筑電氣關(guān)聯(lián)的用電設(shè)備品種繁多。室內(nèi)、樓梯過道、安全照明等屬于電器照明設(shè)備；貨梯、客梯等電梯設(shè)備；生活水泵和消防泵等給排水設(shè)備；冷卻塔風(fēng)機(jī)以及水機(jī)組等制冷設(shè)備；引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)等鍋爐房設(shè)備；排風(fēng)機(jī)、電冰箱等廚房用電；包括送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)管盤在內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)送電設(shè)備；包括正壓風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)等在內(nèi)的消防設(shè)備。另外，不同用處的高層建筑在用電量上也存在差別，不過總的來說耗電量比較大，再加上高層建筑的消防用電、客梯電力、應(yīng)急照明等還要有分別獨立的電源。

二、高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容

（一）電量負(fù)荷的計算

高層建筑供電設(shè)計的重要參數(shù)依據(jù)就是電力負(fù)荷，其計算的準(zhǔn)確程度對選擇合理設(shè)備并確保電力安全可靠的運行，都能起到重要作用，并發(fā)揮節(jié)能功效。一般電量負(fù)荷的計算方式主要采取負(fù)荷密度法與需要系數(shù)法。

（二）高低壓電的配電系統(tǒng)

在高層建筑中，高壓配電系統(tǒng)的組成是兩路的10kV 電源，兩路電源同時供電。一般來說，高壓配電采用的形式是單母線分段，自動切換的同時起到相互備用的目的。為了在電氣設(shè)計中使變壓器臺數(shù)盡量減少，一般單臺變壓器都采用容量大于1000kV？A 的，正常狀態(tài)下的變壓器能夠解列運行，中間設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)，來控制低壓時短路電流的情況。另外，高低壓配電的計費方式，多采取高供高計，仍然需要安裝設(shè)計費電度表，將照明和動力兩方面分開的方式計價。

（三）供電電源以及電壓的選擇

為保證現(xiàn)代高層建筑的供電可靠性，設(shè)置兩個相對獨立的電源是必須的，而電源的具體數(shù)量則可以根據(jù)負(fù)荷的大小以及實際的電網(wǎng)條件來定量。盡管兩路電源獨立運行，但它們實際上仍然同時供電，彼此相互備用。此外還要安裝柴油發(fā)電機(jī)組以應(yīng)急備用，確保能夠在15s 之內(nèi)正常恢復(fù)供電。為了保障照明、電腦、電梯、消防等設(shè)備的事故用電，我國國內(nèi)的高層建筑，其供電電壓都是用的標(biāo)準(zhǔn)電壓，為10kV。

（四）接地和防雷設(shè)計

在現(xiàn)代高層建筑的接地設(shè)計中，由于高層建筑多選擇鋼筋混凝土剪力墻，與樓板之間有較為可靠的連接，重點在于金屬管線工作的保障。另外，高層建筑一般采取避雷針與避雷帶的傳統(tǒng)方式，隨著技術(shù)的發(fā)展已出現(xiàn)放射性避雷針與消雷器等設(shè)備。雖然這兩種技術(shù)已經(jīng)在很多工程中得以應(yīng)用，但卻在理論上始終存在爭議，仍需要更多實踐的支持。

（五）電氣的照明設(shè)計

高層建筑的電氣照明設(shè)計，主要包括燈具的造型設(shè)計、燈具的布置、照明度的計算、光源類型選擇等。電氣的照明設(shè)計實際上與建筑的裝飾密切相關(guān)，因此二者之間應(yīng)相互照應(yīng)、相互配合，應(yīng)確保藝術(shù)意境與使用功能的統(tǒng)一。在現(xiàn)代高層建筑中，普遍采取傳感器、定時器或者光敏元件來實現(xiàn)照明的自動控制作用，并通過各種建筑物的自動化系統(tǒng)來實現(xiàn)照明電路與接觸器。另外，采取高光效的電光源，也是節(jié)能照明的重要手段。

（六）消防自動滅火與報警機(jī)制的設(shè)計

隨著科技的進(jìn)步，高層建筑在火災(zāi)自動報警滅火機(jī)制方面也逐漸統(tǒng)一，目前主要包括五個部分：火災(zāi)探測器、分區(qū)消防報警控制器、消防中心、自動灑水滅火器和氣體自動噴射，以保證報警滅火自動化系統(tǒng)。在這個過程中，由探測器探測火災(zāi)信號，并自動轉(zhuǎn)為電信號，電信號進(jìn)入分區(qū)報警器以及消防中心，轉(zhuǎn)為聲光報警信號。而整個消防指揮與監(jiān)控由消防中心完成。由于高層建筑消防用電設(shè)計跨多學(xué)科，規(guī)模、功能和控制范圍都日趨復(fù)雜，因此設(shè)計的復(fù)雜程度也越來越高。

（七）電梯的用電設(shè)計

電梯機(jī)房一般在井道的上方。普通電梯的梯井能夠連通或者設(shè)置開口相連通。電梯根據(jù)使用功能多分為客用電梯與貨用電梯等；而按照速度劃分可分為超高速、高速、快速與低速電梯；按電流可分為直流和交流兩種。在現(xiàn)代高層建筑中使用的電梯，為了縮短等待的時間并提高運輸能力，多采用超高速或者高速的電梯，分組采取控制。為了提高運行的舒適性與穩(wěn)定度，客用電梯多采取直流電動機(jī)作為驅(qū)動。另外，在進(jìn)行電梯的電氣設(shè)計時，需要做好各項配電設(shè)計、電氣照明、選擇主開關(guān)、設(shè)置插座、裝置通風(fēng)及控制等相關(guān)問題。

三、高層建筑電氣的節(jié)能設(shè)計

隨著我國人口的加劇、工業(yè)的不斷發(fā)展，對能源的消耗也不斷增加，正面臨能源危機(jī)問題。因此各行業(yè)都已提出節(jié)能的需求，這也是高層建筑電氣設(shè)計中的重要特點之一。

（一）滿足建筑物的使用功能

高層建筑的電氣設(shè)計在使用功能方面要滿足照明在色溫、照度、顯色指數(shù)這幾方面的要求，空調(diào)溫度和風(fēng)量也要得到滿足，使用舒適度和衛(wèi)生狀況應(yīng)得到保障；運輸通道上下和左右都要暢通無阻；一些特殊技術(shù)方面使用的要求要滿足，如在娛樂場的用電、展廳的工藝照明以及電力用電等。

（二）經(jīng)濟(jì)效益需要充分考慮

節(jié)能的同時也要充分考慮到經(jīng)濟(jì)因素，建立在過分增加成本和投入基礎(chǔ)上的節(jié)能是不建議的。節(jié)能的焦點應(yīng)該在電氣設(shè)計當(dāng)中體現(xiàn)，能在較短時間內(nèi)通過節(jié)能而得以費用回報。

（三）以減少無謂耗能為主

應(yīng)明確哪些電量消耗是與建筑物的功能無關(guān)，再考慮采取的具體措施。在設(shè)計過程中，節(jié)能措施應(yīng)遵循“經(jīng)濟(jì)合理、價值實用、技術(shù)先進(jìn)”等原則。由于高層建筑耗電量大，節(jié)能空間也相對較大，應(yīng)在設(shè)計過程中充分考慮。因此，在選擇電氣節(jié)能的設(shè)備時，應(yīng)對其性能、原理、效果等多方面因素給予考慮，無論是從技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上，都要反復(fù)比較，在最后定選節(jié)能設(shè)備，以實現(xiàn)真正的節(jié)能功效.

四、結(jié)束語

高層建筑的電氣設(shè)計工作是一項復(fù)雜的工程，在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮其特點，并注重節(jié)能的功效，才能滿足現(xiàn)代高層建筑的各項需求。

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