高層建筑電氣設計問題研究

劉明

【摘要】本文首先介紹了高層建筑電氣技術的發展趨勢，然后闡述了高層建筑電氣設計的要點問題，最后就高層建筑電氣的節能設計進行了詳細的分析，本文在此提出了自己的觀點和看法，希望同行工作人員可以參考借鑒。

【關鍵詞】 高層建筑； 電氣設計； 要點及節能

隨著經濟生活水平的不斷提高，人們對建筑電氣質量有了更高的要求。所以，電氣工程師應對所負責的電氣工程質量具有高度負責的責任心，充分應用自己的專業水平深入、細致的搞好電氣工程的設計管理工作。

一、高層建筑電氣技術的發展趨勢

自從人類進入到了新世紀，隨著我國城市現代化進程的不斷加快，這也對建筑電氣技術提出了更多的重大課題。城市的規模不斷擴大，建筑群也都展現出了更加明顯的功能特性，在城市中也相繼出現了休閑商務區、中央商務區、經濟開發區、高層小區、行政中心區以及工業園區等區域。而在對現代城市進行管理工作時，必須借助于先進的信息化手段，對建筑群以及建筑設備進行綜合管理，這也對現代城市建筑電氣技術提出的最主要要求。現階段，廣大城市居民更加重視反恐安全和減災、防災問題了，所以，建筑物中的應急供電設備以及安防、消防和防災設備也都是必不可少的，這些設備都是全天候工作的，要想保證其可靠并且穩定的運行，就必須依靠智能化的應用系統。另外，在現階段大力推行可持續發展和綠色建筑理念的過程中，在選擇材料和電氣設備時，要考慮的因素也更多，這也就加大了電氣工程設計工作的復雜程度，進行電氣設計時應保證其是能滿足建筑物對能源流和信息流的控制及分配的，同時為實現優化管理和節能控制，還應多應用數字化和智能化的技術，從而對整個區域的建筑群進行動態、有效的管理，可見，當今建筑電氣技術的發展趨勢應為數字化、智能化和綠色化。

二、 高層建筑電氣設計的特點

高層建筑的電氣設計工作具有其自身的特點，主要與高層建筑的特點及建筑內的電氣特點相關。首先，在高層建筑中，與建筑電氣相關聯的用電設備種類較多，功能和要求也相對復雜，包括室內、樓道中的安全照明設備，冷卻塔風機等電力制冷設備，貨梯、客梯內的電梯電力設備，鼓風機、排風扇、電冰箱等廚房用電設備，生活用水以及消防泵等給排水設備，送風機、回風機等空調送電設備。此外，高層建筑中不同電氣系統的用電量相差較大，而且對供電設備的要求也大不相同，因此必須對不同電力設備配備不同的供電電源。

三、高層建筑電氣的設計要點及節能

1、負荷的計算

在對高層建筑進行供電的設計工作時，電力負荷是必須要考慮到的參數依據，并且只有電力負荷的計算結果是準確的，才能保證整個建筑物電力運行的穩定和安全。同時，能夠準確的計算出電力負荷的數值，也有利于其發揮出自身最大的功效，通常情況下，設計人員在計算電力負荷這一參數時，可以選擇兩種計算方法，分別為需要系數法和負荷密度法。

2、 供電電源以及電壓的選擇

在對高層建筑進行供電的時候，為了更好的保證其可靠性，一般都要設置兩個相對獨立的電源，這樣即使出現問題也不會對建筑物的正常運行產生影響。在電源數量方面可以根據負荷大小以及實際電網的條件來進行確定。兩個獨立的電源在運行方式上可以選擇同時供電，這樣兩個電源就可以互為備用。為了更好的保證供電的可靠性，可以準備柴油發電機，這樣在短時間內就能完成自動恢復供電，保證一些電氣設備得到使用。

3、防雷與接地

在高層建筑接地設計中，因為高層建筑在地基施工方面通常都會選擇使用鋼筋混凝土剪力墻技術進行施工，這樣能在施工過程中和樓板之間有更加可靠的連接，因此，在進行接地設計的時候要對金屬管線的工作進行保障。很多的高層建筑施工中都將防雷接地、電氣設備保護接地和工作接地都合在一起，這樣就形成了混合接地系統。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎能夠作為接地板，有時還需要人工接地來進行處理，這樣能夠更好的提高建筑物的安全性。

4、高低壓電的配電系統

在高層建筑中，通常高壓配電系統是兩路的10kv 電源，這兩路電源在供電時加以使用，這樣能夠更好的保證供電的可靠性。高壓配電采用的形式是單母線分段，這樣能夠實現自動切換，同時也能形成相互備用的情況。高壓系統和低壓干線的配電方式都采用放射式系統，而樓層在進行配電的時候通常都是混合式系統，這樣就使得很多的高層建筑在進行施工時多采用了插接式母線槽，這樣在進行水平走線的時候是非常困難的，因此，可以采用其他方式。

5、 主要設備的選型

在高層建筑中，變配電室通常情況下都是在主樓的地下層，因此，在這種情況下不適合采用油開關，而高壓開關柜在應用方面卻有著非常好的優勢。高壓開關柜是一種真空開關，在進行操作的時候更加安全和方便。根據相關的防火要求，在主樓內是不允許安裝大容量的電力變壓器，因此，在電力變壓器的容量方面要進行充分的考慮。為了更好的保證高層建筑的供電可靠性，通常都是要準備應急發電機組的，以前都是準備柴油發電機組的，但是，現在，很多的高層建筑使用了汽輪發電機，這種發電機在體積和重量方面都是非常輕的，而且，在反映速度方面也是非常好的。

6、高層建筑的照明系統設計

這項工作主要包括燈具布置、燈具造型、光源選擇、調光控制、照度計算、敷設照明配電線路以及眩光控制等，照明設計與建筑裝飾也是緊密相關的，它們在藝術意境以及使用功能上都應達到和諧和統一。在人們的居住生活中，電氣照明線路是要經常與人們接觸的，因此，電氣照明設備的不帶電和外露的部分應進行接地和絕緣，重要場合的照明應配有兩個電源，而照明線路應盡可能的專用，防止其他負荷對其電壓產生影響，從而保證照明的質量和電光源的壽命。

7、 消防自動滅火與報警機制的設計

伴隨著科學技術的前進，高層樓宇在火災主動報警滅火制度方面也在慢慢的一致，現在主要包含五個部分：火災勘測設備、分區消防報警操縱設備、消防核心、主動噴水滅火設備以及氣體主動噴灑，以確保報警滅火主動化進行。在這個程序中，先由勘測設備勘測到火災同時自己轉變為電信號，之后信號傳輸到報警設備以及消防核心處，轉變為聲音以及光報警信號。并且整體的消防操縱以及監督管控都是在消防核心實現。因為高層樓宇消防用電策劃橫跨很多科目，性能、操縱以及范疇都在慢慢的變得繁瑣，所以策劃的繁瑣性也日益增強。

8、 電梯的用電設計

電梯機房一般在井道的上方。普通電梯的梯井能夠連通或者設置開口相連通。電梯根據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定度，客用電梯多采取直流電動機作為驅動。另外，在進行電梯的電氣設計時，需要做好各項配電設計、電氣照明、選擇主開關、設置插座、裝置通風及控制等相關問題。

總之，隨著城市規模的不斷發展，高層建筑越來越多，因此，高層建筑電氣設計就成為設計者不得不面對的問題，同時，在能源緊張的今天，更要注重節能的設計。

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