某城市綜合高層建筑電氣設(shè)計(jì)方式芻議

張志剛

（核工業(yè)第五研究設(shè)計(jì)院，河南 鄭州 450000）

一、高層建筑的特點(diǎn)

（一）整體特點(diǎn)

高層建筑主要有以下特點(diǎn)：（1）面積大。一座大樓的建筑面積在幾萬至幾十萬平方米不等；（2）有較高高度。隨著城市建設(shè)用地資源緊張趨勢(shì)的加劇，高層建筑在興建時(shí)，為既可以減少占地面積，又?jǐn)U大建筑面積，就只能采取增加建筑物高度的方法。（3）有地下層。一般高層建筑不僅層數(shù)較多，在興建時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)空間資源的充分利用，普遍存在地下層。

（二）電氣專業(yè)特點(diǎn)

高層建筑不僅構(gòu)造較復(fù)雜，電氣設(shè)計(jì)上也具有諸多特點(diǎn)，主要有以下方面：（1）用電設(shè)備的種類相對(duì)較多。一般高層建筑既可以民用，也可以商用，由于使用功能的多樣化，所以用電設(shè)備包括制冷設(shè)備、電氣照明設(shè)備、廚房用電設(shè)備等；（2）耗電量較大。高層建筑中，雖然民用和商用在用電量的耗費(fèi)上有一定區(qū)別，但是從總體上看，耗電量較大；（3）供電方面，可靠性較大。在高層建筑中，客梯電力、消防用電、生活水泵等一級(jí)負(fù)荷，通常會(huì)用兩個(gè)獨(dú)立電源來供電，所以電源方面能提供有效保障。

二、高層建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

（一）用電負(fù)荷的計(jì)算

在對(duì)高層建筑進(jìn)行供電設(shè)計(jì)時(shí)，通常電力負(fù)荷是重要的參數(shù)依據(jù)，只有對(duì)這個(gè)參數(shù)進(jìn)行精確計(jì)算，才能選擇合理的設(shè)備，為高層建筑電力的安全可靠運(yùn)行提供有效保障。一般計(jì)算電量負(fù)荷時(shí)，常用需要系數(shù)法和負(fù)荷密度法。

（二）高壓低壓的配電系統(tǒng)

高層建筑常由兩路10kV電源構(gòu)成高壓配電系統(tǒng)，供電時(shí)兩路電源同時(shí)發(fā)揮作用。對(duì)高層建筑中的高壓配電而言，單母線分段是較常用的形式，不僅實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，還起到互相備用的目的。進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，為減少變壓器的使用臺(tái)數(shù)，一般采用單臺(tái)容量大于1000kV的變壓器，使變壓器在正常的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)解列運(yùn)行，同時(shí)需要將聯(lián)絡(luò)開關(guān)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置在中間，低壓情況下對(duì)電流的短路情況進(jìn)行全面的控制。除外，設(shè)計(jì)高低壓配電的計(jì)費(fèi)方式時(shí)，多數(shù)情況會(huì)采用高供高計(jì)，但是依然要安裝計(jì)費(fèi)電度表，分開計(jì)算動(dòng)力和照明的耗電量。

（三）選擇合理的供電源

為確保高層建筑投入使用后供電可靠性，電氣設(shè)計(jì)時(shí)要設(shè)置相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)電源，一般會(huì)將電網(wǎng)實(shí)際條件和負(fù)荷的大小作為主要依據(jù)，確定電源具體數(shù)量。電力系統(tǒng)運(yùn)行中，兩路電源保持相對(duì)地獨(dú)立，實(shí)際上這兩路電源是同時(shí)供電，并且作為彼此的備用電源。除外，選好電源后，還應(yīng)該在高層建筑中安裝柴油發(fā)電機(jī)，以確保在電源發(fā)生故障后整座建筑能快速恢復(fù)供電，將對(duì)人們生活的影響降到最低。高層建筑為確保電梯、照明、消防以及電腦等設(shè)備的事故用電，選擇電壓時(shí)都是嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，即10kV。

（四）接地和防雷設(shè)計(jì)

在對(duì)高層建筑進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮建筑整體使用安全性，高層建筑修建時(shí)大多采用鋼筋混凝土剪力墻，每層樓板間，連接上相對(duì)可靠，所以設(shè)計(jì)重點(diǎn)在保障金屬管線工作上。除外，通常高層建筑會(huì)采用避雷帶和避雷針方式防雷，隨著科技發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)消雷器和放射性避雷針等較先進(jìn)的防雷技術(shù)。因此電氣設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合高層建筑實(shí)際情況，采用合適工藝，做到因地制宜，為高層建筑安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有效保障。

（五）主要電氣設(shè)備的選擇

高層建筑的使用性能在一定程度上決定了電氣設(shè)備的多樣性，電氣設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是相關(guān)電氣設(shè)備的選擇，可以從以下方面入手：（1）高壓開關(guān)柜。高層建筑通常會(huì)選擇在主樓的地下層設(shè)置變配電室，按照相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)，不能選用油開關(guān)。所以選擇電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)該將地下室的實(shí)際情況作為主要依據(jù)，選擇具備“五防”功能的高壓開關(guān)柜；（2）電力變壓器。為保障高層建筑的使用安全，不能將大容量的電力變壓器安裝在建筑的主樓內(nèi)，所以電氣設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該選擇容量小、安全性能高的電力變壓器；（3）低壓配電屏。在設(shè)置低壓配電屏?xí)r，可以將結(jié)構(gòu)做成抽屜式，不僅方便維修和維護(hù)，還具有美觀度。雖然高層建筑設(shè)置了兩個(gè)獨(dú)立電源，但還是需要設(shè)置應(yīng)急發(fā)電組，在選擇發(fā)電組時(shí)，可以采用反映速度較快、體積小、發(fā)生故障率低以及重量輕的燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)；（4）確定變電所位置。由于高層建筑的耗電量比較大，所以確定變電所位置時(shí)，要讓高壓盡量深入符合中心，不僅保障高層建筑的供電，還能節(jié)約電能，有效提高供電質(zhì)量；（5）電氣照明設(shè)計(jì)。對(duì)于高層建筑而言，在進(jìn)行電氣照明設(shè)計(jì)時(shí)，通常包括計(jì)算照明度、設(shè)計(jì)燈具造型、選擇光源類型以及布置燈具位置等諸多方面內(nèi)容。可以說電氣的照明設(shè)計(jì)在一定程度上與建筑的裝飾有著密不可分的聯(lián)系，所以二者間應(yīng)該相互配合、相互統(tǒng)一，只有這樣才能營(yíng)造舒適的生活空間。從現(xiàn)代高層建筑的照明設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來看，大多數(shù)都采用光敏元件或者傳感器來實(shí)現(xiàn)對(duì)照明的自動(dòng)控制，并且高光效的電光源也被得到廣泛的推廣和運(yùn)用。在高層建筑的設(shè)計(jì)中加入節(jié)能理念，一方面帶來獨(dú)特的視覺感受，另一方面還能通過節(jié)能照明，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源合理利用。

（六）電梯的用電設(shè)計(jì)

高層建筑一般電梯的機(jī)房都位于井道上方，并且能與梯井相連通。如果從功能來劃分，電梯分貨用和客用兩種；從速度來劃分，電梯分為快速、超高速、低速以及高速電梯四種；而從電流來劃分，電梯分為交流和直流兩種。從現(xiàn)代高層建筑的電梯使用現(xiàn)狀來看，大多采用高速或者超高速電梯，采取分組控制，一方面節(jié)約時(shí)間，另一方面有效提高運(yùn)輸能力。高層建筑客用電梯的設(shè)置上，為在運(yùn)行中增強(qiáng)電梯的穩(wěn)定性和舒適性，大多都將直流電動(dòng)機(jī)作為主要驅(qū)動(dòng)。因此在高層建筑電梯的電氣設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到插座設(shè)置、配電設(shè)計(jì)、裝置通風(fēng)以及電氣照明等各方面因素，只有實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，才能確保高層建筑的穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)語

高層建筑的電氣設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮高層建筑整體特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況采取合適的施工工藝，并且做好高低壓配電、用電設(shè)備選擇、電源選擇、電梯用電設(shè)計(jì)等各個(gè)方面的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作，只有這樣，才能有效提高高層建筑電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量，從而為高層建筑的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有效的保障。

[1]韓峰.淺議高層建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)[J].科技促進(jìn)發(fā)展，2009（12）.