高層建筑電氣設計的主要內(nèi)容及有關問題

俞力

摘 要：伴隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高層建筑更多地出現(xiàn)在城市之中，成為城市的主要亮點。在高層建筑的建造設計中，應該把電氣設計作為重點，提高電氣系統(tǒng)的安全性，不斷的完善高層建筑的使用功能。同時，在倡導環(huán)保節(jié)能的現(xiàn)代社會，高層建筑的電氣設計也應該遵循節(jié)能與環(huán)保的原則。本文將對高層建筑電氣設計的主要內(nèi)容進行分析，并且探討高層建筑電氣設計有關問題，為高層建筑電氣設計提供一些參考。

關鍵詞：高層建筑；電氣設計；主要內(nèi)容；有關問題

引 言

隨著經(jīng)濟與社會的不斷發(fā)展，高層建筑日益滿足了人們的需求和城市的發(fā)展需要，目前，我國的高層建筑正在不斷發(fā)展，施工技術(shù)也處于不斷進步之中，但是高層建筑的施工設計還是存在著不足。尤其是在高層建筑的電氣設計上，存在著能源浪費的問題，這嚴重違背了現(xiàn)今社會的發(fā)展理念。所以在高層建筑的電氣設計施工時，應該提高電氣系統(tǒng)的安全性，認真貫徹節(jié)能環(huán)保的理念，設計出既安全又節(jié)能的高層建筑電氣系統(tǒng)。

1 高層建筑電氣設計的內(nèi)容

對于高層建筑而言，其電氣設備種類繁多，設計復雜，主要包括：電梯設備、照明設備、廚房設備、制冷設備、排水設備、鍋爐設備、消防設備、空調(diào)系統(tǒng)的送電設備。因此，高層建筑的用電設備繁多復雜，而且用電量極大。有的設備用電必須設計電源，比如電梯設備、消防設備和應急照明設備等，這就更加給高層建筑的電氣設計帶來極大的挑戰(zhàn)。

1.1 高層建筑電氣設備的總負荷計算

一般而言，高層建筑整個電力系統(tǒng)的用電量都是非常龐大的，要想對高層建筑的電氣設備進行全面的分析，就必須要認真地對其進行設計，完善電氣系統(tǒng)，必須做好電氣設備總負荷的計算。目前高層建筑電氣設計中計算負荷的方法有兩種，一種是負荷密度法，另一種是需要系數(shù)法。

1.2 高層建筑電氣設備的供電的選擇

因為高層建筑具有巨大的用電，因此，一般情況下，高層建筑都會采用兩個電源，并且這兩個電源是相互獨立的，這兩個電源一般同時供電，直到其中一個電源停止供電，那么另一個電源就會充當備用電源。如果兩個電源同時斷電，那么高層建筑中安裝的柴油機組就開始工作，柴油機組在停電后的十五秒內(nèi)恢復供電，保證高層建筑內(nèi)的電梯、照明和消防設備等一級負荷用電。這樣的設計不僅保證了高層建筑供電可靠性，也保證了供電居民的安全性。一般我國的高層建筑用電負荷和參數(shù)都是依據(jù)建筑的實際功能用電來設計的。

1.3 高層建筑供電配電設備的選擇

對于高層建筑而言，其供電配電的設備非常多，其中主要包括了變壓設備、低壓供電設備、高壓供電設備和應急供電設備等。高壓供電設備的開關柜選用真空開關手車式柜，低壓供電設備的配電屏可設計為抽屜式的或固定式的，變壓設備不能用油浸變壓器，以避免火災的發(fā)生。高層建筑的應急設備采用以燃油為動力的發(fā)電機，總的來說電氣設備的設計要注重安全。

1.4 高層建筑的照明設備的設計

照明系統(tǒng)對于任何一個建筑來說，都是非常重要的。照明設備的設計主要包括以下幾點：燈具的選擇、光源的選擇和照度的計算與控制等等。一般情況下，燈具的布置與選擇不僅要節(jié)能環(huán)保、安全合理，還有外表上的要求，大多數(shù)情況下要選擇較為簡單大方的燈具。選擇光源要依據(jù)不同的建筑需求而確定。在照明設備設計中，最為重要的是照度控制的環(huán)節(jié)，照度的控制應該最大程度做到節(jié)能與環(huán)保，節(jié)約電力。

1.5 高層建筑的高低壓配電系統(tǒng)的設計

在我國，高層建筑的配電計費方式多種多樣，一般情況下，采用高供高計法比較多。在電壓輸出端一般都裝有電度計費表，一般采用電價法計費。在高層建筑中一般采用大容量的變壓器，這樣可以減少變壓器的數(shù)量，大大節(jié)省占地面積，為了保證供電可靠性，一般在低壓母線之間裝有聯(lián)絡裝置。在高層建筑的配電線路選擇上應該根據(jù)負荷情況合理選擇電纜線路，還應注意不同電壓線路敷設間距的考慮，在高層建筑的線纜選擇上注意應根據(jù)負荷等級來選擇。

1.6 防雷與接地

對于現(xiàn)代高層建筑而言，防雷設計也是相當有必要的。目前，我國的高層建筑防雷設計，除了采取傳統(tǒng)的針和接閃帶的做法之外，近些年還出現(xiàn)了放射性避雷針和消雷器。雖然這兩種防雷技術(shù)在工程中得到了較多的實際運用，但是關于這兩者的理論還是存在爭議的?，F(xiàn)代高層建筑大多是鋼筋混凝土剪力墻，和樓板之間的連接非常可靠，因此關鍵是要做好金屬管線的接地。對于現(xiàn)代高層建筑而言，其電氣設備的保護接地與工作接地、防雷接地這些工作都是合在一起的，它們組合成了聯(lián)合接地系統(tǒng)。其接地電阻通常按照最小要求設計，一般都是1Ω以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎作接地板。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求，為更好達到接地電阻要求，還可裝設水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎連接成接地網(wǎng)，這對均衡電位，提高安全性都有好處。圖1為高層建筑接地與保護裝置系統(tǒng)圖。

1.7 電 梯

電梯對于高層建筑而言，是必不可少的關鍵性的電氣設備。通常情況下，電梯按照使用功能劃分，可以分為：普通電梯、消防電梯、服務梯、觀景梯、貨梯和自動扶梯等等；按照速度劃分，可以分為：超高速電梯、高速電梯、快速電梯和低速電梯；按照電流劃分則可以分為交流電梯和直流電梯。對于高層建筑電氣設備中的電梯而言，設計人員的主要任務就是確定電梯的功能與具體的臺數(shù)。至于電梯的造型與配置，并不是由電氣設計人員單方面就能決定的，必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。

2 高層建筑的電氣節(jié)能設計

我國是資源緊張的國家，人口數(shù)量巨大，人均資源量非常少。目前，我國大力提倡節(jié)能減排，對于高層建筑電氣設備的設計而言，同樣應該遵循節(jié)能的原則。在供配電器材上、供配電線路上和建筑照明上應該做到減少器材投入，節(jié)省能耗，最大化的做到節(jié)能。

2.1 高層建筑在供配電器材方面的節(jié)能設計

高層建筑要實現(xiàn)其節(jié)能目標，應該合理地設計變壓器的容量與數(shù)量，使得變壓器能夠靈活地切換，最大程度地節(jié)省耗能。高層建筑應該采用就地補償?shù)臒o功補償裝置，采用集中補償，避免無功消耗。還應該提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，提高設備利用率，節(jié)省能耗。

2.2 高層建筑在供電線路方面的節(jié)能設計

在高層建筑供電線路節(jié)能方面，其配電系統(tǒng)要盡量縮短供電距離，達到減少電能消耗和節(jié)省線材的目的。設計人員應該選用電阻率較小的電線來進行供電。在進行大功率用電設備供電時，應該選用截面較大的導線。同時還應注重導線的質(zhì)量和選型，既要減少能耗，又要降低火災系數(shù)。

2.3 高層建筑在建筑照明方面的節(jié)能設計

高層建筑的照明設計方面，要盡可能使用節(jié)能燈具，另外，還應該對高層建筑的照明燈具進行合理的布置，盡量減少重復照明的現(xiàn)象，否則會造成電能的浪費。在建筑設計上多借助自然光來進行照明。要盡量采用節(jié)能開關。在燈光控制上盡量采用節(jié)能控制，比如分組控制、聲控和光控。

3 結(jié) 語

城市用地面積正在隨著經(jīng)濟的發(fā)展而不斷變小，特別是城市人口的不斷增多，使得高層建筑在城市建設中發(fā)揮日益重要的作用。而電氣設計在高層建筑中起著舉足輕重的作用。要想完善高層建筑的電氣系統(tǒng)，必須做好高層建筑的電氣設計。設計人員必須保證電氣系統(tǒng)的安全性、節(jié)能性和經(jīng)濟性。

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