高層建筑電氣設(shè)計(jì)探究

董占強(qiáng)++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(fù)雜和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜等特點(diǎn)，其中包括大量的動(dòng)力設(shè)備、電氣設(shè)備、復(fù)雜的照明系統(tǒng)以及完善的消防安全系統(tǒng)，對(duì)電氣功能要求比較高。因此，做好高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作具有重要的研究意義。

關(guān)鍵詞：高層建筑 電氣設(shè)計(jì) 節(jié)能 特點(diǎn)

1、高層建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1.1 電量負(fù)荷的計(jì)算

高層建筑供應(yīng)點(diǎn)策劃的關(guān)鍵系數(shù)根據(jù)就是電力載重，其設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性對(duì)選用適宜設(shè)施同時(shí)保障電力安全穩(wěn)定的工作有著關(guān)鍵的用途，同時(shí)施展節(jié)約能源的成果。電量載重的設(shè)計(jì)形式大多使用負(fù)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(gòu)成是兩路十千伏電源，兩路電源一起供應(yīng)電。普遍來(lái)講，高壓配電供電體系是單線(xiàn)配電，自己進(jìn)行切換電源，這樣兩條線(xiàn)路為對(duì)方的備用。在電氣策劃中為了盡可能的降低變壓設(shè)備的數(shù)量，大多單臺(tái)變壓設(shè)備都使用容量在一千千伏安的，普通狀況下變壓設(shè)備的工作相互獨(dú)立，中間裝置了聯(lián)系開(kāi)關(guān)，在低壓時(shí)操縱電流。除此之外，高低壓電線(xiàn)使用的計(jì)算電費(fèi)形式不一樣，大多使用高壓高費(fèi)用，依舊要配置電表，把照明以及三相電流的電費(fèi)價(jià)格分開(kāi)進(jìn)行計(jì)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(gè)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(shí)狀況進(jìn)行確定。雖然兩個(gè)電源是相互獨(dú)立的，不過(guò)在實(shí)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(shè)施進(jìn)行應(yīng)急使用，保證在十五秒內(nèi)能夠恢復(fù)供電。為了確保照明、電梯等日常生活必須用電，國(guó)內(nèi)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(shè)計(jì)

現(xiàn)在高層樓宇的接地策劃中，因?yàn)楦邔訕怯詈芏嗟胤降慕ㄖ卿摻罨炷良袅Γ軌驌纬謽前逯g的連接，關(guān)鍵是金屬管線(xiàn)的保證。除此之外，高層樓宇大多使用以往的避雷設(shè)施，伴隨著措施的前進(jìn)并且研發(fā)出了放射性避雷針以及消雷設(shè)施等，盡管這兩種措施在很多項(xiàng)目中得以普遍使用，不過(guò)在原理上依舊存在不同觀(guān)點(diǎn)，所以仍然需要更多設(shè)施的支持。

1.5 電氣的照明設(shè)計(jì)

高層建筑的電氣照明設(shè)計(jì)，主要包括燈具的造型設(shè)計(jì)、燈具的布置、照明度的計(jì)算、光源類(lèi)型選擇等。電氣的照明設(shè)計(jì)實(shí)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(shí)器或者光敏元件來(lái)實(shí)現(xiàn)照明的自動(dòng)控制作用，并通過(guò)各種建筑物的自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)實(shí)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(dòng)滅火與報(bào)警機(jī)制的設(shè)計(jì)

伴隨著科學(xué)技術(shù)的前進(jìn)，高層樓宇在火災(zāi)主動(dòng)報(bào)警滅火制度方面也在慢慢的一致，現(xiàn)在主要包含五個(gè)部分：火災(zāi)勘測(cè)設(shè)備、分區(qū)消防報(bào)警操縱設(shè)備、消防核心、主動(dòng)噴水滅火設(shè)備以及氣體主動(dòng)噴灑，以確保報(bào)警滅火主動(dòng)化進(jìn)行。在這個(gè)程序中，先由勘測(cè)設(shè)備勘測(cè)到火災(zāi)同時(shí)自己轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，之后信號(hào)傳輸?shù)綀?bào)警設(shè)備以及消防核心處，轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇粢约肮鈭?bào)警信號(hào)。并且整體的消防操縱以及監(jiān)督管控都是在消防核心實(shí)現(xiàn)。因?yàn)楦邔訕怯钕烙秒姴邉潤(rùn)M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(qiáng)。

1.7 電梯的用電設(shè)計(jì)

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(kāi)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(shí)間并提高運(yùn)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(yùn)行的舒適性與穩(wěn)定度，客用電梯多采取直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)。另外，在進(jìn)行電梯的電氣設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好各項(xiàng)配電設(shè)計(jì)、電氣照明、選擇主開(kāi)關(guān)、設(shè)置插座、裝置通風(fēng)及控制等相關(guān)問(wèn)題。

2、高層樓宇電氣的節(jié)能策劃

伴隨著國(guó)內(nèi)人口激增，工業(yè)的持續(xù)前進(jìn)，對(duì)能源的使用也持續(xù)增多，能源正面對(duì)著危險(xiǎn)的狀況。所以各個(gè)行業(yè)都已經(jīng)進(jìn)行節(jié)能的整改，所以高層樓宇在電氣策劃中也要進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。

2.1 變電所位置的選擇

高層建筑因?yàn)闃菍佣啵?fù)荷分散，為保證配電干線(xiàn)最大電壓不超過(guò)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(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，一般變電所的位置有以下幾種設(shè)置方式：將變壓器設(shè)在地下室或輔助建筑物內(nèi)；在地下室內(nèi)和最高層設(shè)置變壓器；分別在地下室、最高層和中間層設(shè)置變壓器；僅在中間層設(shè)置變壓器；主變壓器分設(shè)在底層與上部各層。究竟采用何種方式，除了考慮經(jīng)濟(jì)、設(shè)備條件和施工方便等因素外，還要考慮經(jīng)營(yíng)和管理因素。

2.2 變壓器節(jié)能

對(duì)變壓器進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)主要降低自身運(yùn)行時(shí)的能量損耗，并且還要提升其運(yùn)行效率。在變壓器運(yùn)行的過(guò)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(duì)于電能的需求進(jìn)行合理的計(jì)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(tái)數(shù)，并且盡量將其布置在高效低耗區(qū)內(nèi)。第二，使用先進(jìn)的節(jié)能型變壓器，節(jié)能型變壓器自身具有很多優(yōu)點(diǎn)，能耗低、噪聲小、重量輕、運(yùn)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(duì)變壓器運(yùn)行的管理水平，為保證變壓器運(yùn)行的安全性，在各變電所之間，應(yīng)該設(shè)置保護(hù)裝置，在電氣設(shè)備發(fā)生異常的負(fù)荷變化時(shí)，保護(hù)裝置能夠及時(shí)的發(fā)生動(dòng)作，避免對(duì)變壓器造成損毀。此外，還應(yīng)該加強(qiáng)日常的檢修，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

2.3 電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中的節(jié)能

在高層建筑電氣中的電動(dòng)機(jī)都是與暖通、給排水、建筑等工種的設(shè)備相配套，由設(shè)備制造廠(chǎng)商統(tǒng)一供應(yīng)。因此，其節(jié)能措施只能貫徹在運(yùn)行過(guò)程中，除了上述的用就地補(bǔ)償電容器以減少線(xiàn)路由于輸送超前無(wú)功而引起的有功損耗外，還應(yīng)減少電機(jī)輕載和空載運(yùn)行。因?yàn)椋诖朔N情況下，電機(jī)的效率是很低的，消耗的電能并不與負(fù)載的下降成正比。

2.4 降低線(xiàn)路電能的損耗

線(xiàn)路電能損耗也是高層建筑電能損耗的重要方面，設(shè)計(jì)人員要重視線(xiàn)路上的電能損耗，按照發(fā)熱條件、電壓損失和機(jī)械長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行低壓線(xiàn)路截面選擇，減少線(xiàn)路損耗，選用電阻率比較小的材質(zhì)作為線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)，包括銅芯導(dǎo)線(xiàn)和鋁線(xiàn)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該盡量的減小導(dǎo)線(xiàn)程度，布線(xiàn)應(yīng)該避免走彎路和回頭路，變壓器應(yīng)該和負(fù)荷中心靠近，縮短供電的距離，減少線(xiàn)路電能損失。

2.5 照明系統(tǒng)的節(jié)能

設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量的選用高效光源，室內(nèi)場(chǎng)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(shè)計(jì)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(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，充分的利用自然光，在建筑中盡量使用定時(shí)開(kāi)關(guān)、節(jié)電開(kāi)關(guān)和調(diào)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(shè)置開(kāi)關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

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作者簡(jiǎn)介：

董占強(qiáng)（19880107），男，漢族，遼寧省本溪市人，職稱(chēng)助理工程師，學(xué)士學(xué)位，本科，自來(lái)水管理.

姜傳超（19880606），男，漢族，遼寧省瓦房店市人，職稱(chēng)助理工程師，學(xué)士學(xué)位，本科，建筑電氣設(shè)計(jì)。