試論高層建筑電氣設計

林夏

【摘要】本文主要介紹了高層建筑電氣設計過程中應注意的問題和高層建筑設計的內(nèi)容及特點，同時還綜述了高層建筑電氣設計中的節(jié)能原則，以供同僚參考。

【關(guān)鍵詞】高層建筑 電氣設計 問題 特點 原則

一、高層建筑電氣設計過程中應注意的問題

由于高層建筑對于供電的要求很高，因此，在高層建筑電氣設計中的照明等很少采用干線，而且高層建筑的設備很多，導致負荷過重，這也不利于干線的使用。空調(diào)等主要用電設備布局分散；由于高層建筑的本身很高，而且其在消防方面疏于管理，因此，高層建筑對與火災預防和處理方面的要求比較高；此外，設計師在設計過程中，要重點考慮能耗指標的影響，在結(jié)合全面技術(shù)經(jīng)濟分析的基礎上進行設計，在節(jié)約電能方面還要做到使用科學系統(tǒng)的配電方式以及要采用高質(zhì)量的電腦系統(tǒng)。

二、主要內(nèi)容

1.負荷的計算

高層建筑電氣設計首先要對電力負荷進行統(tǒng)計分析，因為電力負荷是電氣設計的基礎，離開了負荷的計算，電氣設計工作就無法展開。負荷計算要采用專門的計算方法，以免出現(xiàn)錯誤，如果在電力負荷計算工作中出現(xiàn)失誤，則會影響到以后設計工作的全過程。

2.供電電源及電壓的選擇

設計中對于材料的選擇至關(guān)重要，這是保證供電安全和可靠性的重要保證，高程建筑的電源標準是至少兩個，還必須要是獨立的。兩路電源之間互相補充，同時供電，以防意外發(fā)生時由于電源的問題推遲解決。

3.高低壓配電系統(tǒng)的設計

高層建筑中兩路電源必須要同時供電，保證高層建筑供電的穩(wěn)定

性，采用高供高計，但在低壓側(cè)，仍裝設計費電度表。此外，在選擇變壓器的時候要考慮實際因素，選擇大功率的變壓器，這樣可以保證變壓器的臺數(shù)在控制范圍內(nèi)。由于干線在配電系統(tǒng)中的重要作用，因此，在進行高低壓配電系統(tǒng)設計的時候通常采用放射性系統(tǒng)。還要對干線進行保護，由于干線的特殊性，因此，在干線無法連接的情況下，要采用其他方式進行連接，保證供電安全。

4.主要設備的選型

電氣設計中一定要注意設備的選型，要綜合考慮各種情況，嚴格把控設備的選擇，保證主要設備的質(zhì)量達到相應的標準。考慮到高層建筑的安全隱患較多，因此，主樓沒不能安裝大容量的油浸電力變壓器，這也是考慮到樓層內(nèi)人員的安全。由于低壓配電屏的結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能完全符合現(xiàn)實需求，因此，近年來出現(xiàn)采用燃氣輪發(fā)電機的情況。

5.變電所位置的確定

有些建筑商為了節(jié)約成本，把變電所設置在一些偏遠的地方，這樣就不利于對變電所的管理，給火災造成很嚴重的隱患，標準的變電所應該保證高壓能夠深入負荷中心，這樣才能盡可能的保證建筑安全，避免火災發(fā)生。

6.電氣照明設計

在進行電氣照明的設計中，設計師要認真研究各種照明設備的作

用，結(jié)合實際情況，綜合考慮使用照明設備，在一些特殊地點要選用特殊的照明設備，以保證安全，減少火災發(fā)生造成的影響。

7.防雷與接地

現(xiàn)代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的。在進行防雷和接地的過程中，需要仔細研究建筑物空間構(gòu)造，很多情況下，都是需要安裝水平的人工接地體的。

8.電梯

電梯機房一般設置在井道上面。電梯按使用功能分普通電梯、消防電梯等許多種，按電流分則有交流和直流兩大類。現(xiàn)代高層建筑的電梯，一般都采用高速或超高速電梯。為提高運行的穩(wěn)定性和舒適感，客梯都是選用直流電動機驅(qū)動。

9.消防自動報警和自動滅火系統(tǒng)

消防自動報警和自動滅火系統(tǒng)對于高層建筑具有的意義是十分明顯的，設計高層建筑的電氣時要充分考慮到消防用電，盡量避免因為消防的用電問題耽誤了消防工作的展開，消防用電設計到很多問題，內(nèi)容也很復雜，因此，設計師一定要充分發(fā)揮自己的專業(yè)知識，做好消防用電工作。

三、高層建筑電氣設計的特點

（1）負荷的計算

負荷計算時，cosφ取值大多數(shù)地區(qū)未明確確定。

（2）高低壓供、配電系統(tǒng)的設計

①為了保證供電可靠性，多采用兩路獨立電源運行方式。

②由用戶電表開關(guān)箱向室內(nèi)配電回路，應以照明、空調(diào)及其他電器用插座分三個回路為基本回路。

（3）電氣照明設計包括光源選擇、照度計算、燈具造型，具布置，眩光控制和調(diào)光控制和照明配電線路敷設等。

（4）防雷與接地在建筑物供配電設計中，防雷接地設計占有重要的地位，近年出現(xiàn)有消雷器和放射性避雷針。

（5）電梯的設計電梯機房一般設置在井道上面，一般都采有高速或超高速電梯，分組實行電腦群控。在進行電梯設計時一定要做好配電設計、電氣照明、線路敷設、防災及報警裝置、電梯機房等相關(guān)問題。

（6）電腦系統(tǒng)一般包括樓宇自控系統(tǒng)、火災報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、廣播音響系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、因特網(wǎng)接入系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)辦公自動化系統(tǒng)、系統(tǒng)集成平臺與各子系統(tǒng)的連接等十余個子系統(tǒng)。設計方案應注意具有以下方面：實用性、綜合性和經(jīng)濟合理。各智能化子系統(tǒng)的運行狀態(tài)一目了然，具備機房設備的工作條件。通過集成接口實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)聯(lián)動。關(guān)于消防自動報警和自動滅火系統(tǒng)的設計應從以下幾方面入手：報警手段、手動滅火方面、擋煙垂壁的設置以及避難層的消防安排等。其他重要的防火的手段包括：防火閥：特殊情況下，通風風管（如空調(diào)管道）被允許進入或穿越電氣設備間（如配電室、電話室、中控室）。在平時防火閥處于常開狀態(tài)，滅火結(jié)束，防火閥重新恢復常開狀態(tài)。排煙閥：設于排煙風機的排煙管道上，多位于出戶風口附近。正壓送風系統(tǒng)：火災時人員不能進入電梯內(nèi)，因為火災發(fā)生后電梯升降一層未成而失電。此時人員的逃生通道應是樓梯間。

四、建筑電氣設計中的節(jié)能原則

作為電能高消耗主體的高層建筑，必須在設計階段堅定節(jié)能方針。

高層建筑電氣設計必須能滿足建筑物的功能，為建筑物的各種服務功能提供充足的動力電。例如變壓器的功率損耗還有量大面廣的照明用電，都可以通過采用先進技術(shù)及新型節(jié)能光源加以改善。節(jié)能設計要結(jié)合實際經(jīng)濟效益因素，在進行設備型號的選定時，不僅要考慮到設備本身的物理條件，還要從設計的總體效果和經(jīng)濟效果等方面考慮。

建筑電氣節(jié)能應堅持以下三個原則：

1.滿足建筑物的功能

具體問題具體分析，設計師要利用自己的專業(yè)知識，并結(jié)合某一處高層建筑的特殊要求，還要考慮到當?shù)氐淖匀粭l件等進行高層建筑電力設計。應首先對高層建筑本身進行調(diào)查研究，設計時要達到相關(guān)指標。

2.考慮實際經(jīng)濟效益

在高層建筑電氣設計中，設計師一定要結(jié)合國情這個宏觀條件和某一處高層建筑這個微觀條件進行設計，盡量采用能夠節(jié)省能源的方案，避免不必要的開支。

3.節(jié)省無謂消耗的能量

在這個方面，要做到對電氣設備進行檢查維修，保證正常供電，以免出現(xiàn)漏電等現(xiàn)象，在選擇材料型號中要選用實用的材料，購買電氣材料時要貨比三家，買到經(jīng)濟合理的電氣設備材料。

五、結(jié)束語

基于我國的國情，現(xiàn)代建筑向“縱深”發(fā)展，成為社會向前推進的必然趨勢。隨之而來的高層建筑電氣設計還在不斷給我們提出新的研究課題，如何有效提高高層建筑電氣設計水平成為了擺在我們面前必須要解決的問題。重點研究高程建筑電氣設計特點，提出更好的設計理念和方法，在不影響功能的情況下改善高層建筑高耗電量的現(xiàn)狀，對高層建筑的合理應用具有重要意義，同時，這也符合我國的能耗現(xiàn)狀和節(jié)約能源的要求。

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