淺論高層建筑電氣設(shè)計內(nèi)容及注意事項

程錦平

摘 要：隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑技術(shù)的提高，高層建筑得以快速發(fā)展起來，其不僅實現(xiàn)了空間的有效利用，而且有效的節(jié)約了土地資源，與其他建筑相比，具有非常好的優(yōu)勢，所以近幾年高層建筑的發(fā)展速度呈不斷上升的趨勢。高層建筑由于垂直高度大，而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以內(nèi)部電氣設(shè)計具有一定的難度。文中從高層建筑電氣專業(yè)的特點入手，對高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容進行了分析，并進一步對高層建筑電氣設(shè)計需要注意的問題進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設(shè)計；主要內(nèi)容；注意問題

1 高層建筑電氣專業(yè)的特點

高層建筑內(nèi)需要較多的用電設(shè)備和消防設(shè)備，對電量消耗量較大，而且由于各電氣設(shè)備用途存在著一定的差別，所以在用電量上也存有著一定的差別性，但其對電能的消耗是十分巨大，這就對供電的可靠性具有較高的要求，而且部分設(shè)備為了確保其供電的可靠性，則需要具有兩個獨立的電源供電，如消防用電、應(yīng)急照明、主要通道照明、客梯電力、變頻調(diào)速生活水泵等。

2 高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容

2.1 負(fù)荷的計算

在高層建筑供電設(shè)計過程中，需要以電力負(fù)荷來作為其各項設(shè)計參數(shù)的重要依據(jù)，這就需要確保負(fù)荷計算的準(zhǔn)確性，這樣才能確保選擇的設(shè)備的合理性、安全性和可靠性，確保設(shè)備能夠經(jīng)濟運行。通常情況下高層建筑電力負(fù)荷計算都是采用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法來進行。

2.2 供電電源及電壓的選擇

在現(xiàn)代高層建筑中，通常都需要設(shè)置至少兩個獨立電源，而具體數(shù)量也需要根據(jù)實際情況來定，從而確保供電的可靠性。這兩路電源需要同時進行供電，而且互為備用。目前我國高層建筑規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓都為10kV，而且需要裝設(shè)柴油發(fā)電機組，在停電15秒內(nèi)即需要自動恢復(fù)供電，確保事故照明及一些應(yīng)急設(shè)備的正常用電。

2.3 供配電系統(tǒng)的設(shè)計

2.3.1 高層建筑的電力負(fù)荷主要有消防設(shè)施、照明裝置、動力負(fù)荷以及空調(diào)制冷設(shè)備和其他電氣設(shè)備。

高層建筑用電負(fù)荷較大，而且負(fù)荷中動力和照明用電基本上占到了百分之三十，其他的占到百分之四十左右，而在這些負(fù)荷當(dāng)中，最為重要的則是消防用電。因為高層人員容積率較大，人員密集，內(nèi)部裝飾材料較多，易燃材料多，極易發(fā)生火災(zāi)，而一旦發(fā)生火災(zāi)，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且層數(shù)較多，所以人員疏散較為困難，其所帶來的傷亡及經(jīng)濟損失較大。所以通常情況下，高層建筑的消防用電都會排在第一位，屬于一級負(fù)荷。

2.3.2 供電電源電壓及主接線。

由于高層建筑用電負(fù)荷較大，所以需要采用高壓進行供電，供電電壓等級為10kV。目前很多高層建筑和工礦企業(yè)都會采用單母線制為其供電系統(tǒng)的主結(jié)線，這種主結(jié)線不僅結(jié)構(gòu)較為簡單，而且不需要較多的設(shè)備和投資，具有非常好的經(jīng)濟性。高層建筑電力負(fù)荷分為一級負(fù)荷和二級負(fù)荷兩種情況，一級負(fù)荷由兩個獨立電源進行供電，而要求二級負(fù)荷需要由雙回路線進行供電，而取得雙回路線困難時，則也可以由一回路專線供電。通過對供電方式的優(yōu)化設(shè)計，確保了高層供電的可靠性和連續(xù)性。因此在實際線路設(shè)計時，通常采用內(nèi)橋接法來進行高壓雙回路和三回路進線，而且低壓上則采用單母線分段的方式進行，通過設(shè)置母線開關(guān)，從而在各段母線上進行負(fù)荷的分配，對于特別重要的負(fù)荷，由需要由備用的柴油機來進行供電。而且這些高壓雙回路或三回路進線則來自于不同的獨立電源，這樣就有效的確保了供電接線的可靠性。但在這樣的設(shè)計中，需要使用較多數(shù)量的斷路器，而且變壓器備用容量也較大，這就需要對其經(jīng)濟性值進行重要計算。同時在供配電裝置中，由于有部分設(shè)備屬于充油設(shè)備，所以會隱藏著火災(zāi)隱患，而且也不利于變電所的布置。

2.3.3 變壓器的選擇。

目前高層建筑在選擇變壓器時，很大部分會選擇大容量的變壓器，這在很大程度上確保了效率的提升，但由于其涉及較多的負(fù)荷面問題，所以需要根據(jù)實際的具體情況，綜合各種因素來適當(dāng)?shù)倪x擇變壓器的臺數(shù)及容量。專用變壓器則需要根據(jù)空調(diào)設(shè)備的分組來進行設(shè)置，這樣可以隨著空調(diào)機組的投切來投切相應(yīng)的變壓器，確保了能夠取得良好的經(jīng)濟效益。

2.4 照明設(shè)計

2.4.1 光源。

地下室、住宅客廳以熒光為主，設(shè)備用房、樓梯、走道和住宅（除客廳外）以白熾燈為主}商場照明僅設(shè)置總電源箱，具體燈具布置由二次裝修設(shè)計。

2.4.2 事故照明。

地下室、商場、樓梯間的照明系統(tǒng)有兩個電源（備用電源由發(fā)電機供給），另外在電梯前室、樓梯間、配電室、發(fā)電機房、水泵房及消防中心等重要場所設(shè)應(yīng)急照明。電梯前室、樓梯間及走道等人員密集通道設(shè)誘導(dǎo)燈。

2.4.3 導(dǎo)線選擇及線路敷設(shè)。

住宅、商場及地下室照明線路，采用ZRBVV阻燃型塑料銅心導(dǎo)線。所有由照明配電箱配出的線路均采用金屬線槽明敷。

2.5 防雷與接地

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)鍵是做好金屬管線的接地。現(xiàn)代高層建筑的防雷接地、電氣設(shè)備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統(tǒng)。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)，這對均衡電位，提高安全性都有好處。

2.6 電梯

電梯按使用功能分，有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務(wù)梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種；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。設(shè)計人員的任務(wù)是要確定電梯臺數(shù)和決定電梯功能。電梯的配置和造型，不是電氣設(shè)計人員單方面所能決定的，必須與總建筑師或總體交通設(shè)計人員共同研究才能確定。

2.7 防火和報警系統(tǒng)

由于高層建筑面積大、人員復(fù)雜，引起火災(zāi)的可能性很大，加之豎向孔洞多、現(xiàn)代化的塑料貼面材料、全部窗戶密封、設(shè)備龐雜、人員和物質(zhì)等都很集中，發(fā)生火災(zāi)時火勢容易蔓延，疏散人員和撲滅火災(zāi)也很困難，所以現(xiàn)代化的高層建筑除了在建筑設(shè)計方面采取很多措施外，還應(yīng)設(shè)置完善的自動消防系統(tǒng)和防火報警系統(tǒng)。

3 高層建筑電氣設(shè)計需要注意的問題

首先， 高層建筑電氣設(shè)計必須在正常情況和停電火災(zāi)等特殊情況下，保證人員和建筑物安全。其次，電氣設(shè)計在滿足使用要求和規(guī)范的前提下，要減化供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從而減少設(shè)備的數(shù)量和容量，便于操作和維修。最后，設(shè)計時確定合理的負(fù)荷等級，縮短停電的時間及次數(shù)，減少故障。另外，在高層建筑電氣設(shè)計過程，還需要做好電氣節(jié)能設(shè)計，在確保建筑物正常照明、舒適、通常的運輸通道及一些特殊要求的基礎(chǔ)上，確保實現(xiàn)能源消耗的節(jié)約。

4 結(jié)束語

隨著高層建筑技術(shù)的不斷提升，對高層建筑電氣設(shè)計的要求不斷提高，在設(shè)計過程中，不僅需要與國家相關(guān)規(guī)范相符合，而且還要滿足建設(shè)方的要求，所以需要設(shè)計人員對電氣設(shè)計的基本設(shè)計要點進行掌握，重點注意設(shè)計過程中的一些重要環(huán)節(jié)，確保高層建筑電氣的可靠性和安全性。

參考文獻

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