高層建筑電氣設計探究

董占強++姜傳超

摘 要：高層建筑具有有建筑面積大、建筑層數(shù)多、功能復雜和結構比較復雜等特點，其中包括大量的動力設備、電氣設備、復雜的照明系統(tǒng)以及完善的消防安全系統(tǒng)，對電氣功能要求比較高。因此，做好高層建筑電氣設計工作具有重要的研究意義。

關鍵詞：高層建筑 電氣設計 節(jié)能 特點

1、高層建筑電氣設計的主要內容

1.1 電量負荷的計算

高層建筑供應點策劃的關鍵系數(shù)根據(jù)就是電力載重，其設計的精準性對選用適宜設施同時保障電力安全穩(wěn)定的工作有著關鍵的用途，同時施展節(jié)約能源的成果。電量載重的設計形式大多使用負荷密度方式以及需要系數(shù)方式。

1.2 高低壓電的配電系統(tǒng)

在高層樓宇中，高壓配電體系的構成是兩路十千伏電源，兩路電源一起供應電。普遍來講，高壓配電供電體系是單線配電，自己進行切換電源，這樣兩條線路為對方的備用。在電氣策劃中為了盡可能的降低變壓設備的數(shù)量，大多單臺變壓設備都使用容量在一千千伏安的，普通狀況下變壓設備的工作相互獨立，中間裝置了聯(lián)系開關，在低壓時操縱電流。除此之外，高低壓電線使用的計算電費形式不一樣，大多使用高壓高費用，依舊要配置電表，把照明以及三相電流的電費價格分開進行計算。

1.3 供電電源以及電壓的選擇

為確保現(xiàn)在高層樓宇的供電穩(wěn)定性，一般都裝置兩個相互不牽連的電源，裝置的電源量能夠按照用電需求量和電網(wǎng)的真實狀況進行確定。雖然兩個電源是相互獨立的，不過在實際操作中有一起供電的情況，互為雙方的備用。除此之外，還要裝置柴油發(fā)電設施進行應急使用，保證在十五秒內能夠恢復供電。為了確保照明、電梯等日常生活必須用電，國內的高層樓宇供電電壓為規(guī)范電壓，十千伏。

1.4 接地和防雷設計

現(xiàn)在高層樓宇的接地策劃中，因為高層樓宇很多地方的建筑是鋼筋混凝土剪力墻，能夠撐持樓板之間的連接，關鍵是金屬管線的保證。除此之外，高層樓宇大多使用以往的避雷設施，伴隨著措施的前進并且研發(fā)出了放射性避雷針以及消雷設施等，盡管這兩種措施在很多項目中得以普遍使用，不過在原理上依舊存在不同觀點，所以仍然需要更多設施的支持。

1.5 電氣的照明設計

高層建筑的電氣照明設計，主要包括燈具的造型設計、燈具的布置、照明度的計算、光源類型選擇等。電氣的照明設計實際上與建筑的裝飾密切相關，因此二者之間應相互照應、相互配合，應確保藝術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。

1.6 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(xiàn)在主要包含五個部分：火災勘測設備、分區(qū)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?yōu)殡娦盘枺笮盘杺鬏數(shù)綀缶O備以及消防核心處，轉變?yōu)槁曇粢约肮鈭缶盘枴２⑶艺w的消防操縱以及監(jiān)督管控都是在消防核心實現(xiàn)。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。

1.7 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(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。

2、高層樓宇電氣的節(jié)能策劃

伴隨著國內人口激增，工業(yè)的持續(xù)前進，對能源的使用也持續(xù)增多，能源正面對著危險的狀況。所以各個行業(yè)都已經(jīng)進行節(jié)能的整改，所以高層樓宇在電氣策劃中也要進行節(jié)能設計。

2.1 變電所位置的選擇

高層建筑因為樓層多，負荷分散，為保證配電干線最大電壓不超過允許值，減少電能損耗，降低大截面電纜用量，變配電室的位置選擇十分重要，應盡量靠近負荷中心，一般變電所的位置有以下幾種設置方式：將變壓器設在地下室或輔助建筑物內；在地下室內和最高層設置變壓器；分別在地下室、最高層和中間層設置變壓器；僅在中間層設置變壓器；主變壓器分設在底層與上部各層。究竟采用何種方式，除了考慮經(jīng)濟、設備條件和施工方便等因素外，還要考慮經(jīng)營和管理因素。

2.2 變壓器節(jié)能

對變壓器進行節(jié)能設計主要降低自身運行時的能量損耗，并且還要提升其運行效率。在變壓器運行的過程中，鐵損以及雜散損耗是固有的，但是銅損是可以改變的，主要的節(jié)能措施有如下方面：第一，根據(jù)高層建筑中對于電能的需求進行合理的計算，然后根據(jù)電氣系統(tǒng)總的電力荷載確定變壓器的容量以及臺數(shù)，并且盡量將其布置在高效低耗區(qū)內。第二，使用先進的節(jié)能型變壓器，節(jié)能型變壓器自身具有很多優(yōu)點，能耗低、噪聲小、重量輕、運行效率高、抗沖擊以及能耗小，可以有效的降低能源損耗。第三，提高對變壓器運行的管理水平，為保證變壓器運行的安全性，在各變電所之間，應該設置保護裝置，在電氣設備發(fā)生異常的負荷變化時，保護裝置能夠及時的發(fā)生動作，避免對變壓器造成損毀。此外，還應該加強日常的檢修，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

2.3 電動機在運行中的節(jié)能

在高層建筑電氣中的電動機都是與暖通、給排水、建筑等工種的設備相配套，由設備制造廠商統(tǒng)一供應。因此，其節(jié)能措施只能貫徹在運行過程中，除了上述的用就地補償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外，還應減少電機輕載和空載運行。因為，在此種情況下，電機的效率是很低的，消耗的電能并不與負載的下降成正比。

2.4 降低線路電能的損耗

線路電能損耗也是高層建筑電能損耗的重要方面，設計人員要重視線路上的電能損耗，按照發(fā)熱條件、電壓損失和機械長度來進行低壓線路截面選擇，減少線路損耗，選用電阻率比較小的材質作為線路導線，包括銅芯導線和鋁線。在設計的過程中應該盡量的減小導線程度，布線應該避免走彎路和回頭路，變壓器應該和負荷中心靠近，縮短供電的距離，減少線路電能損失。

2.5 照明系統(tǒng)的節(jié)能

設計人員應該盡量的選用高效光源，室內場所照明可以使用小功率高壓鈉燈和熒光燈，室外照明和道路照明可以使用高壓鈉燈和金屬鹵化物燈，氣體放電燈和熒光燈要安裝電容器。設計人員可以采用光通比例高、反射系數(shù)高和配光特性穩(wěn)定的燈具，照明方案要要進行合理的設計，充分的利用自然光，在建筑中盡量使用定時開關、節(jié)電開關和調光器，建筑室外照明可以采用光電控制器，插座面板上盡量設置開關控制，實現(xiàn)節(jié)能。

參考文獻：

[1]建筑電氣設計存在的問題及完善對策研究[J]. 陳加聲. 科技經(jīng)濟導刊. 2016（34）

[2]《建筑設計防火規(guī)范》電氣設計探討[J]. 林洪鐘. 福建建設科技. 2017（01）

[3]中阿兩國建筑電氣設計異同簡析[J]. 王進飛. 建筑電氣. 2017（01）

[4]國際品牌連鎖酒店電氣系統(tǒng)設計探討[J]. 高加林. 建筑電氣. 2017（01）

作者簡介：

董占強（19880107），男，漢族，遼寧省本溪市人，職稱助理工程師，學士學位，本科，自來水管理.

姜傳超（19880606），男，漢族，遼寧省瓦房店市人，職稱助理工程師，學士學位，本科，建筑電氣設計。