論當(dāng)代高層建筑電氣設(shè)計(jì)存在的問題及對(duì)策

姚麗麗

湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 湘潭 411101

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程是越來越快，由此也帶來了城市規(guī)模與人口數(shù)量的不斷擴(kuò)大。高層建筑因其在空間利用上的優(yōu)越性出現(xiàn)頻率與數(shù)量是越來越多，在各大中型城市呈現(xiàn)出快速增加的態(tài)勢(shì)。高層建筑在發(fā)揮它巨大空間利優(yōu)越性的同時(shí)，也帶來讓人們不可忽視的問題，人口多、面積大、層數(shù)多、功能復(fù)雜并且對(duì)信息化的要求較高，因此高層建筑對(duì)電氣的依賴性也在不斷增強(qiáng)。電氣設(shè)計(jì)成功合理與否，在很大程度上決定著高層建筑的安全性與可靠性。因此，高層建筑的電氣設(shè)計(jì)問題不可小視。

1 高層建筑特點(diǎn)

1）面積大。高層建筑的一個(gè)最顯著特點(diǎn)就是面積大，這也是它受人褒獎(jiǎng)的主要原因之一?？v觀國(guó)內(nèi)外的高層建筑，幾萬、幾十萬平米的高層建筑比比皆是。如：中央電視臺(tái)新臺(tái)址工程，CCTV主樓含兩棟分別為52層、高234m和44層、高194m的塔樓，并由14層、56m高，重1.8萬t的懸臂鋼結(jié)構(gòu)連接，總建筑面積47.3萬m2，號(hào)稱“中國(guó)公共建筑‘第一單’”。

2）高度大。高度大是高層建筑的另一個(gè)顯著特點(diǎn)。由于追求建筑面積的巨大，并且還要減少占地面積，不可避免的要向高空發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)外建筑物高度可達(dá)400 余米。如：在山東濟(jì)南由上海綠地集團(tuán)與濟(jì)南市合作開發(fā)建設(shè)的“綠地普利項(xiàng)目”，位于濟(jì)南經(jīng)四緯二，總用地面積約250畝，規(guī)劃總建筑面積約60萬m2，在對(duì)外的計(jì)劃書中稱將建設(shè)超過400m的高樓。

2 電氣設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和設(shè)備選型原則

2.1 主要內(nèi)容

2.1.1 電力負(fù)荷

電力負(fù)荷是高層建筑中供電設(shè)計(jì)的主要依據(jù)參數(shù)，其計(jì)算準(zhǔn)確與否，決定著設(shè)備的選擇，以及安全可靠性。在行業(yè)內(nèi)通常使用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法。

2.1.2 供電電源及電壓

高層建筑的供電可靠性問題，在電氣設(shè)計(jì)中表現(xiàn)得尤為重要。因?yàn)樗性O(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施正常運(yùn)行的基礎(chǔ)就是供電，因此供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是電氣設(shè)計(jì)中的重中之中。為保證其可靠性，現(xiàn)代高層建筑中通常要設(shè)立兩個(gè)獨(dú)立的電源，但實(shí)際的具體數(shù)量可視建筑所需具體負(fù)荷大小及實(shí)際電網(wǎng)條件來定。多個(gè)獨(dú)立電源運(yùn)行方式是兩路同時(shí)供電，并且是互為備用。

2.2 設(shè)備選型

2.2.1 高壓開關(guān)柜。

現(xiàn)代高層建筑中變配電系統(tǒng)通常都設(shè)在地下層，在原則上不宜采用油開關(guān)。具本方案原則應(yīng)根高層建筑的地下層設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，選用真空手車式高壓開關(guān)柜。

2.2.2 電力變壓器。

根據(jù)現(xiàn)代高層建筑的防火規(guī)范要求，主要樓層內(nèi)應(yīng)裝設(shè)大容量的油浸電力變壓器的。

2.2.3 變電所位置

現(xiàn)代高層建筑中的電力消耗量是相當(dāng)?shù)木薮螅谧冸娝恢玫倪x擇上，應(yīng)盡可能將高壓負(fù)荷中心遠(yuǎn)離主要樓層。這在保障主要樓層的安全具有重要意義。

3 當(dāng)代高層建筑電氣設(shè)計(jì)存在的主要問題

3.1 消防設(shè)備供電系統(tǒng)沒有合理的未采用專用回路供電

現(xiàn)代高層建筑施工過程中，存在設(shè)計(jì)施工人員將容量負(fù)荷較小的消防設(shè)備及其使用電源直接接引在非消防供電回路的情況，一旦發(fā)生火災(zāi)，在消防人員會(huì)切斷與消防設(shè)備無關(guān)電源的情況下，消防設(shè)備電源也會(huì)被切斷，這就導(dǎo)致消防設(shè)備無發(fā)發(fā)揮作用，將會(huì)給人民群眾生命、財(cái)產(chǎn)安全造成無可挽回的嚴(yán)重?fù)p失。

3.2 公共建筑非消防電源切斷區(qū)域設(shè)置不合理

在現(xiàn)代高層建筑具體的設(shè)計(jì)施工過程中，設(shè)計(jì)施工人員往往對(duì)“有關(guān)部位”概念理解不深入、不全面，導(dǎo)致直接將切斷非消防電源的消防控制模塊設(shè)在民用、常用的低壓配電室樓層照明干線回路上。這種情況的出現(xiàn)勢(shì)必會(huì)在突發(fā)性災(zāi)難發(fā)生時(shí)造成消防時(shí)斷電范圍過大，給高層建筑中的各樓層住戶造成不必要的恐慌。

3.3 高層建筑住宅配電箱進(jìn)線開關(guān)選擇不合理

現(xiàn)代高層建筑中建筑住宅的本配電箱問題主要表現(xiàn)為進(jìn)線開關(guān)選擇不合理，通常設(shè)計(jì)施工人員會(huì)選擇具有短路和過載功能的斷路器，這會(huì)在一定程度上增加配電級(jí)數(shù)。

4 當(dāng)代高層建筑電氣設(shè)計(jì)問題的主要對(duì)策

1）針對(duì)消防設(shè)備供電系統(tǒng)沒有合理的未采用專用回路供電問題，根據(jù)國(guó)家《高層民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50045-95(2005年版)規(guī)定“消防用電設(shè)施應(yīng)采用專用的供電回路”。因此，現(xiàn)代高層建筑的消防用電設(shè)備的供電應(yīng)盡可能的從配電間開始就設(shè)置專用的供電回路，通過消防用電設(shè)備的兩路低壓電源，由建筑物低壓配電柜的兩路不同電源直接接引來避免突發(fā)災(zāi)難發(fā)生的情況下，在切斷民用用電系統(tǒng)的同時(shí)導(dǎo)致消防設(shè)備的無法使用。

2）針對(duì)公共建筑非消防電源切斷區(qū)域設(shè)置不合理問題，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50116-98）條規(guī)定，“消防控制室在確認(rèn)火災(zāi)發(fā)生后，首先應(yīng)能切斷有關(guān)部位的非消防電源”。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，為撲救方便，消防人員首先在第一時(shí)間切斷與消防設(shè)備無關(guān)的非消防電源，但是切斷非消防電源應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)。因此，在火災(zāi)發(fā)生情況下應(yīng)將斷開樓層干線電源改為切斷火災(zāi)發(fā)生相應(yīng)樓層電源。

3）針對(duì)高層建筑住宅配電箱進(jìn)線開關(guān)選擇不合理問題，根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ/T16-92）規(guī)定，“自變壓器二次側(cè)至用電設(shè)備之間的低壓配電級(jí)數(shù)不宜超過三級(jí)”，主要原因是配電級(jí)數(shù)過多，可能會(huì)導(dǎo)致供電可靠性的大幅降低。因此，在使用放射式供電的進(jìn)線配電箱，為了減少配電級(jí)數(shù)，進(jìn)線開關(guān)應(yīng)盡可能的采用為具有隔離功能的斷路器或負(fù)荷開關(guān)。同時(shí)，住宅配電箱使用的進(jìn)線開關(guān)還應(yīng)該具備同時(shí)斷開相線和中性線的功能，這樣是為保證災(zāi)害發(fā)生時(shí)能最大限度的保障人民生命及財(cái)產(chǎn)的安全。

[1]杜彬，劉春禹.高層建筑電氣設(shè)計(jì)探討[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2007(26).

[2]王宇平，盧松齡.淺談高層民用建筑的電氣設(shè)計(jì)[J].科技信息，2006(5).

[3]商建民，商航.高層建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及節(jié)能原則[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2007(7).

[4]高層建筑安裝工程造價(jià)現(xiàn)狀分析及改革措施，中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(4).