高層建筑電氣設計問題探討

文/ 王旭 河北拓樸建筑設計有限公司 河北石家莊 050000

高層建筑電氣設計問題探討

文/ 王旭 河北拓樸建筑設計有限公司 河北石家莊 050000

電氣專業可以比喻成整個高層建筑的神經，電氣設計質量的高低，在很大程度上影響著整個建筑的安全運行，所以，高層建筑電氣設計階段應嚴格把關，保證各個環節的設計安全可靠及合理節能。

高層建筑；電氣設計要點

一、高層建筑電氣設計的組成及內容分析

1.0.4 /0.23kV配電系統(包括電力.照明系統)

為了保證高層建筑的供電可靠性，對于高層建筑中一二級負荷等重要負荷應由雙重電源供電，當一電源發生故障時，另一電源不應同時受到損壞。這兩路電源可以是雙市電、市電+發電機、市電+EPS，兩路電源互為備用，當一路電源發生故障時，備用電源能在規定時間內轉換對重要負荷供電，保證重要電氣設備的正常使用，保證建筑內人身財產安全。

2.建筑物防雷及接地系統

高層建筑接地設計中，由于高層建筑基礎一般都采用鋼筋砼剪力墻技術，接地設計利用基礎鋼筋（兩根不小于D16）及混凝土墊層內的鍍鋅扁鋼作聯合接地體,很多高層建筑都將防雷接地、工作接地和電氣設備保護接地三者合一，從而能夠形成一個聯合接地體系統，當測量接地電阻不滿足規范要求時，通常還要補打人工接地體，如此方可更好的使建筑物的安全性得到提高。

3.電話及寬帶網絡布線、有線電視、可視對講及家庭安全防范報警系統

電話及寬帶網絡布線、有線電視、可視對講及家庭安全防范報警系統統稱為弱電系統，一般在做電氣設計時都需要專業廠家配合完成，這里就不過多論述了。

4.火災自動報警及聯動控制系統

高層建筑層數多，垂直距離長，疏散到地面或者其它房間的時間長，并且，高層建筑人員相對集中，且一般室內可燃物較多，一旦發生起火，燃燒猛烈、蔓延迅速，人員疏散相當困難，為此，提前發現火情，盡快控制火情就顯得尤為重要，這就要求，高層建筑必須設置火災自動報警系統。

按照目前來看，消防自動報警滅火機制主要包括：火災探測器、手動火災報警按鈕、火災聲光警報器、消防應急廣播、消防專用電話、消防控制室圖形顯示裝置、火災報警控制器、消防聯動控制器等。由火災探測器負責對火災信號進行探測，并自動轉化成電信號，通過總線傳遞到火災報警控制器，由火災報警控制器完成整個消防報警、聯動、監控任務?；馂膱缶刂破鞣譃閰^域報警控制器、集中報警控制器和控制中心報警控制器，設計人員應根據工程性質及規模根據規范要求合理選擇報警系統。

二、設計要達到的目標

高層建筑電氣設計的設備選型應能滿足建筑使用期內（一般按30～50年考慮）用電量增加的要求，使電氣安裝一次達到要求，不搞重復建設，以建筑用電達到中等電氣化水平位為目標。

具有合格的電能質量，各種電氣能正常工作，即要滿足工程要求，又得考慮接能及節省投資。

三、高層建筑電氣設計節能

作為一個能源消費大國，我國能源相對短缺，能源浪費也比較嚴重。節能問題一直是我國發展國民經濟的一項長遠戰略方針，如何實現建筑電氣節能，如何從設計源頭將電氣節能體現在整個項目的建設和使用過程中，如何節約電能，降低項目投資成本和運行成本問題顯得尤為突出。依據多年工作經驗，我認為我們應在電氣設計中采取以下幾點措施。

1.合理選擇變壓器臺數及容量，減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗計算公式如下：ΔP=P0+β2Pk 式中ΔP：變壓器的有功損耗（KW） P0：變壓器的空載損耗 Pk：變壓器的額定負載損耗（KW）β:平均負載系數（1）P0作為變壓器的空載損耗又稱鐵損，空載損耗是一個常數，它不隨變壓器的負荷變化而變化。它是變壓器主磁通在鐵芯中產生的有功功率損耗，因為主磁通只與外加電壓和頻率有關，當外加電壓和頻率恒定時，鐵損一定。所以在選用變壓器時最好選擇節能型變壓器如S11，S10型等或非晶合金材料的干式變壓器。采用非晶合金材料的干式變壓器空載損耗可以降低75%，達到節能環保的效果。據統計，1600KVA普通變壓器一年空載損耗費用要比非晶合金變壓器一年空載損耗費用貴8000元左右。（2）Pk是變壓器的額定負載損耗，它與負荷電流的平方成正比。所以在選擇變壓器繞組時要選用阻值較小的。（3）在確定變壓器容量和臺數時，應依據用電負荷負荷情況，綜合考慮投資和運行費用，合理分配負荷，選取容量相適應的變壓器，使其工作在高效低耗區內。

2.供配電系統功率因數的提高可以減少線路無功功率的損耗，從而達到節能的目的。輸電線路損耗中即有傳輸有功功率引起的損耗、也有傳輸無功功率引起的損耗。傳輸有功功率在供電系統中是必需的、不變的。而在供配電系統中存在大量的電感性電氣設備，會產生滯后的無功電流，它要從系統中經過高低壓線路傳輸到用電設備末端，無形中增加了線路的功率損耗。為了降低這部分損耗，首先應盡量減少用電設備的無功損耗，提高用電設備的功率因數。在設計時盡可能采用高功率因數的用電設備；還可以用電容器進行無功補償，電容器可以產生超前的無功電流來抵消用電設備的滯后無功電流，從而達到提高功率因數的目的。在三相不平衡的系統中，可以采用三相補償和單相補償相結合的補償方式，提高補償效率。

3.由于配電線路有電阻，所有減少線路損耗，在一定程度上能實現建筑節能問題。有電流通過時就會產生功率損耗，線路電阻在通過電流不變時，線路長度越長則電阻值越大。一個工程使用的電纜數量不下上千米，造成的電能損耗是相當可觀的。

為了減少線路損耗，必須選擇電阻率較低的導線，所以銅線比鋁線損耗??；盡可能減少線路長度，合理布線，不走回頭路，減少供電半徑；增大導線截面積，按經濟運行來選擇導線截面積，雖然初期投資較大，但是整個運行周期內的成本是最小的。

總結：

隨著我過經濟的飛速發展與科學技術水平的提高，我國的高層建筑也越來越多，各大城市的高層建筑質量問題也漸漸顯現出來，以史為鑒，我們在電氣設計過程中應當采取進一步的優化和革新。同時與全球其他國家進行交流，積極學習國外先進的技術和經驗，填補自身方面的不足之處，如此方可是我國的建筑行業發展的更快，才能讓我們的正常生活和工作得以保障。

[1]趙丹丹.高層樓宇建筑電氣節能技術研究[J].中國房地產業.2015.10

[2]王湘紅.覃德金.高層建筑電氣設計與節能[J].中國房地產業.2015.9

王旭（1988.01-）性別：男籍貫：河北石家莊學歷：本科職稱：助理工程師研究方向：建筑電氣工程設計。