對高層建筑電氣設計要點探討

浙江省諸暨市 311800

摘要：隨著我國城市化建設的深入與發(fā)展，城市人口密度不斷擴大，高層建筑也越來越多。在高層建筑中，其電氣設計要求也逐漸增高，必須得符合國家規(guī)范，還得提高其居住的適用性等。建筑電氣設計的建設逐漸走向自動化、節(jié)能化、信息化和智能化，必然對建筑電氣設計有許多新的要求，這就要求廣大設計人員在設計中，既要保證工程的順利進行，又要保證所有的圖紙審查按時通過，必須認真把握好工程電氣設計的基本要點，提高設備使用效率，從而滿足建筑物功能的需要。

關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設計；要點；探討

引言

高層建筑越來越多，也逐漸為人們所認可，但是高層建筑電氣設計質(zhì)量保證是一個比較復雜的課題；同時，高層建筑耗能浪費的現(xiàn)象也是一個迫在眉睫的問題。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，高層建筑正向著自動化、節(jié)能化、信息化、智能化方向蓬勃發(fā)展。然而，電氣在為生活帶來眾多便利的同時，也帶來了一些安全問題，如何對高層建筑進行電氣設計，成為建筑業(yè)界所要探究與思考的主題之一。

一、高層建筑的建筑特點及電氣設計特點

在我國城市化建設發(fā)展下，建筑行業(yè)進入了空間膨脹的階段，而高層建筑由于其特定的優(yōu)勢被廣泛采用。高層建筑在建筑上的特點，決定了其電氣設計的復雜與多樣化，每個建筑單元的電氣設計各不相同。電氣設備的種類繁多，功能各不相同，有變壓器、照明插座、電梯、風機水泵、制冷機等，這些設備的設計要求都不一樣，因此在電氣設計時，要面面俱到，按需要設計，引入節(jié)能減排意識，避免資源浪費。

二、高層建筑電氣設計的主要內(nèi)容和設計要點

（一）負荷計算

負荷計算決定著設備元器件的選擇和安全運行，是電氣設計的主要數(shù)據(jù)參數(shù)。因此，在電氣設計時，一定要認真做好負荷計算，通常有需要系數(shù)法和負荷密度法加以計算。

（二）供電電源和電壓的選擇

電氣設計包括很多設備運行的內(nèi)容，為了保證各電氣設備的安全可靠，供電電源與電壓的選擇就顯得非常重要，在高層建筑中，負荷大小和電網(wǎng)條件決定著供電電源的具體數(shù)量，一般而言，高層建筑的獨立電源應配備兩個以上，同時供電，并相互備用，如果可能，還應當配備應急的柴油發(fā)動機組，以確保在停電后瞬時恢復供電，使重要的電氣設備尤其消防、數(shù)據(jù)等設備運行正常。

（三）高低壓配電系統(tǒng)設計

高低壓配電系統(tǒng)設計涉及要點多，由于高層建筑由兩個獨立的電源同時供電，電壓為10KV的標準電壓，在設計時，采用單母線分段，自動切換，一般分段的母線數(shù)量，則根據(jù)電源進線回路數(shù)而定，電源采用電纜進線。只有在供電電源一主一備的情況下，才考慮單母線不分段的結(jié)線。其次，高低壓配電系統(tǒng)采用高供高計的計費方式。在低壓側(cè)，采用將照明與動力分開的兩部計價法，安裝設計費電度表，使計費更加合理貼近用戶。第三，單臺變壓器的容量一般不小于100KVA，這樣可以適當減少變壓器的數(shù)量。變壓器正常時解列運行，中間設置聯(lián)絡開關(guān)，這樣可以限制低壓側(cè)的短路電流。在照明和動力之間，設置變壓器，同樣的，低壓側(cè)對動力負荷分類計費。第四，高壓系統(tǒng)及低壓干線采用放射式系統(tǒng)進行配電，各樓層配電用混合式系統(tǒng)。高層建筑由于樓高層數(shù)多，負荷較大，一般按層數(shù)進行分區(qū)供電，有時也將變壓器在地下層、中間層，或者最高層分散設置。第五，開關(guān)的設計，低壓配電系統(tǒng)的開關(guān)，都用自動空氣開關(guān)，設置三級過流保護裝置：瞬時、短延時以及長延時。為了防止越級跳閘，自動空氣開關(guān)選擇性配合，并保護整定。第六，為了降低容量，變壓器集中裝在低壓側(cè)，采用于式移相電容器與配電屏放在一起，功率因數(shù)按規(guī)定補償。

（四）主要設備的選型

主要設備有四種：（1）高壓開關(guān)柜：由于高層建筑的配電層安裝在地下層，因此不應采用油開關(guān)，而應當根據(jù)配電標準，選用真空開關(guān)手車式高壓開關(guān)柜，具有“五防”功能；（2）電力變壓器：應當注意，主樓內(nèi)按照防火標準，不能安裝大容量的油浸電力變壓器；（3）低壓配電屏：根據(jù)國外使用經(jīng)驗，低壓配電屏都采用抽屜式結(jié)構(gòu)，若大容量出線，則采用手車式；（4）應急備用發(fā)電機組：按照高層建筑電氣設計要求，必須配有應急備用發(fā)電機組，以備在停電時15秒內(nèi)盡快恢復供電，傳統(tǒng)的發(fā)電機組采用的是柴油發(fā)電機組。由于建筑行業(yè)的崛起，電氣行業(yè)突飛猛進的發(fā)展，一些地區(qū)開發(fā)研制出比柴油發(fā)電機更先進的燃氣輪發(fā)電機，其體積小重量輕，速度快故障率低，已經(jīng)用在了具體建筑中。

（五）變電所的位置選擇

由于高層建筑的負荷量大，為了提高供電量，節(jié)約能量，變電所的位置選擇應當盡量深入負荷中心。

（六）電氣照明設計

電氣照明設計雖然在整個電氣設計中是小工程，但依舊不能忽視，其要點依然要按照常規(guī)要求。照明設計的內(nèi)容主要有光源選擇、照度計算，燈具的布置等，還有調(diào)光控制以及照明的線路鋪設。電氣照明設計關(guān)系到高層建筑的美觀實用，因此，在設計時，應當照顧到照明設計與所處環(huán)境的和諧與配合。在燈具選擇上，應當首選節(jié)能型。

（七）防雷與接地

高層建筑最重要的安全防護措施之一是防雷。一般防雷有兩種設計方案：一種是避雷針和避雷帶；還有一種是消雷器和放射性避雷針，自從高層建筑在城市廣泛出現(xiàn)時，并沒有出現(xiàn)一例因為雷擊而發(fā)生的事故，因此，從實際應用來看，這兩種方案都切實可行，避雷效果顯著。在防雷措施中，最主要的是金屬管線的接地設計。在現(xiàn)代高層建筑中，防雷接地、電氣設備的保護接地、工作接地合在一起，組成混合接地系統(tǒng)。為了均衡電位，提高安全性，除了利用建筑的鋼筋混凝土基礎作接地板外，還需要裝設水平的人工接地體，把建筑物基礎連接成接地網(wǎng)。

（八）電梯的設計

高層建筑中，電梯是必不可少的一部分，按照功能分，客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯以及自動扶梯等，這些電梯的速度不同，有低速、高速、快速以及超高速，通常采用直流和交流兩種電流方式。在建筑設計時，要確定好電梯的功能配置及造型，然后和電梯專業(yè)人員取得共識后，對電梯的設計方案進行研究與確認。

（十）消防自動報警和自動滅火系統(tǒng)

在現(xiàn)代高層建筑中，消防自動報警和自動滅火系統(tǒng)非常重要，由于其造價高，密度大，一旦發(fā)生火災或者其他問題，損失是不可估量的，因此，一定要做到事前去除隱患。在設計消防系統(tǒng)時，應當多方了解消防系統(tǒng)的功能，以及報警及滅火原理，以期設計更加合理安全。由于消防系統(tǒng)設計復雜，需要安全可靠性強，覆蓋面廣，涉及學科廣博，因此，設計人員一定要加強與有關(guān)部門的溝通協(xié)作，在專業(yè)人士的指導下做好最終設計。

三、影響建筑電氣設計因素及改進

高層建筑的電氣設計規(guī)模大、功能多、控制內(nèi)容廣泛，因此，設計的工作量大，對安全性也有很高的要求。合格的電氣設計應當滿足七個要求：功能性、安全性、經(jīng)濟性、可靠性、可實施性、適應性及時間性。雖然其設計內(nèi)容繁雜而龐大，但由于其實質(zhì)還是高層建筑的附屬設計，因此，往往有時得不到設計施工人員的重視，往往使這七個質(zhì)量性規(guī)定的要求并不能實實在在地落實，總會出現(xiàn)一些不足。這需要設計人員加強電氣設計意識，提高業(yè)務水平，從而真正使電氣設計合乎設計要求。其次，在電氣設備的選擇中，應當在成本核算的基礎上選用優(yōu)質(zhì)信譽產(chǎn)品，盡量使得電氣設備的持久性、高性能性應用。第三、不同的電氣系統(tǒng)需要用不同的設計方案，設計人員應當在熟悉電氣功能的基礎上進行個別設計，務必盡其所用，避免浪費，把節(jié)能減排的環(huán)保意識融入到設計中去。

四、結(jié)語

隨著高層建筑的增多，高層建筑電氣設計變得越來越重要，對建筑的使用功能和建筑的質(zhì)量有著重要的影響，要在設計中不斷的去完善，通過積累的經(jīng)驗和理論結(jié)合，將高層建筑的電氣設計不斷完善和發(fā)展。

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