高層建筑電氣設(shè)計(jì)

宗煒韜　趙曉峰

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)和建筑業(yè)的發(fā)展高層建筑的數(shù)量在建筑物總體數(shù)量中所占的比例越來(lái)越高，高層建筑的出現(xiàn)和不斷增加也為電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，因?yàn)榕c高層建筑配套的電力系統(tǒng)更加的復(fù)雜，在設(shè)計(jì)時(shí)需要電力設(shè)計(jì)人員具有更強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技能。本文將分析高層建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能設(shè)計(jì)

高層建筑電氣設(shè)計(jì)包括了很多方面的內(nèi)容，如高層建筑電氣系統(tǒng)的總負(fù)荷量的計(jì)算，高層建筑電氣系統(tǒng)供電方式的選擇，高層建筑電氣系統(tǒng)供電設(shè)備的選擇，高層建筑電氣系統(tǒng)中的防雷設(shè)計(jì)以及高低壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等都是高層建筑電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容，針對(duì)人們的需求和設(shè)計(jì)潮流，高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)也越來(lái)越注重節(jié)約的理念。

一、高層建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

（一）高層建筑電氣系統(tǒng)供電方式的設(shè)計(jì)

高層建筑的供電電源在保證基本的電力負(fù)荷的基礎(chǔ)上，必須充分考慮到配電系統(tǒng)的安全性和可靠性。高層民用建筑分為一類(lèi)高層民用建筑和二類(lèi)高層民用建筑，一類(lèi)高層民用建筑負(fù)荷等級(jí)為一級(jí)，二類(lèi)高層民用建筑負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)。一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回線路供電。通常一、二級(jí)負(fù)荷供電采用一路市電，一路柴油發(fā)電機(jī)組，柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足當(dāng)市電中斷供電時(shí)，機(jī)組能夠自動(dòng)啟動(dòng)，并在30秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)供電。與此同時(shí)，為了保障消防用電的穩(wěn)定性，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)應(yīng)當(dāng)能夠自動(dòng)切斷非消防用電的負(fù)荷，將電力集中到消防供電系統(tǒng)中。在進(jìn)行供電線路的敷設(shè)時(shí)，需要根據(jù)建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能、用電設(shè)備的分布等進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量減少外部熱源、灰塵、障礙物等對(duì)供電線路的正常運(yùn)行造成影響。消防用電設(shè)備應(yīng)當(dāng)采用專(zhuān)門(mén)的供電回路，向其供電的兩路電源電纜不宜敷設(shè)在同一層橋架上，當(dāng)條件受限時(shí)，應(yīng)用隔板隔開(kāi)。

（二）高層建筑電氣系統(tǒng)的總負(fù)荷設(shè)計(jì)

高層建筑的層數(shù)多，電力使用者也多，因此高層建筑的電力系統(tǒng)需要非常強(qiáng)大的電力系統(tǒng)支持整個(gè)高層建筑的運(yùn)作，在進(jìn)行高層建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)必須合理地考慮高層建筑物的實(shí)際耗電量，按照實(shí)際需求的電量計(jì)算高層建筑電力系統(tǒng)的總負(fù)荷，目前計(jì)算高層建筑電力系統(tǒng)負(fù)荷的方法主要有需要系數(shù)法和負(fù)荷密度法這兩種，借助軟件和計(jì)算機(jī)技術(shù)是高層建筑電氣設(shè)計(jì)人員計(jì)算總負(fù)荷經(jīng)常采用的方法，能夠提高計(jì)算高層建筑電力系統(tǒng)總負(fù)荷的速度和精度。

（三）高層建筑電氣系統(tǒng)配電設(shè)備的設(shè)計(jì)

配電系統(tǒng)是保證高層建筑電力系統(tǒng)正常工作的又一個(gè)重要因素，高層建筑內(nèi)供電系統(tǒng)的配電設(shè)備主要有變壓設(shè)備，高低壓供電設(shè)備和應(yīng)急供電設(shè)備等，在高層建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)供電系統(tǒng)的每一個(gè)配電設(shè)備都不能缺少，其中高層建筑的低壓供電系統(tǒng)的配電屏一般分為抽屜式配電屏和固定式配電屏，而高壓供電系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜一般都是采用真空開(kāi)關(guān)手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜，上述提到的柴油機(jī)組則是高層建筑配電系統(tǒng)中的應(yīng)急供電設(shè)備，如此的電氣設(shè)計(jì)會(huì)增加高層建筑電氣系統(tǒng)的安全性。

（四）高層建筑照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

高層建筑照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是高層建筑電氣設(shè)計(jì)中非常重要的內(nèi)容，直接決定著建筑的照明情況和耗電情況，在進(jìn)行高層建筑照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，不僅應(yīng)該選擇燈具的種類(lèi)，還應(yīng)該從專(zhuān)業(yè)的角度計(jì)算出高層建筑物內(nèi)不同區(qū)域的照射強(qiáng)度，并設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足照射強(qiáng)度要求的照明方案。對(duì)于高層建筑物來(lái)說(shuō)，由于整個(gè)建筑物的耗電量很大，除了滿(mǎn)足人們對(duì)于燈具的外觀和功效的要求之外，節(jié)能的照明設(shè)備受到人們的格外的喜愛(ài)，因此在設(shè)計(jì)高層建筑照明系統(tǒng)時(shí)在滿(mǎn)足照明要求的前提下多增加節(jié)能照明設(shè)備的應(yīng)用，使電氣系統(tǒng)更好地工作。

（五）高層建筑高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

目前我國(guó)配電計(jì)費(fèi)主要采用高供高計(jì)法，電量計(jì)費(fèi)設(shè)備的設(shè)計(jì)和安裝對(duì)于建筑的電力系統(tǒng)也是非常重要的，合理的安裝和設(shè)計(jì)電量計(jì)費(fèi)裝置能夠提高電氣系統(tǒng)的性能，并在一定程度上也使電量查詢(xún)工作更加方便。常用的做法是在電壓輸出端安裝電量計(jì)費(fèi)裝置。在高層建筑高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，針對(duì)高層建筑耗電量大的特點(diǎn)，在進(jìn)行高層建筑高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，主要選擇大容量的變壓器，大容量變壓器使用既在功能上保證了高層建筑電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又可以節(jié)約空間，提高高層建筑電氣系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理性。此外，在選擇高低壓線路的電纜時(shí)應(yīng)該充分考慮線路的總負(fù)荷，在設(shè)計(jì)高低壓線纜鋪設(shè)方式時(shí)，應(yīng)該充分考慮不同電壓線之間的敷設(shè)距離。

（六）高層建筑電氣系統(tǒng)的防雷與接地設(shè)計(jì)

防雷與接地設(shè)計(jì)是保證建筑物在雷雨天氣安全的重要工作，尤其是對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，防雷和接地設(shè)施更加必要。一般情況下高層建筑電氣設(shè)計(jì)人員會(huì)利用接閃帶的方法來(lái)進(jìn)行防雷，隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，放射性避雷針和消雷器的出現(xiàn)給高層建筑的防雷設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了新的選擇，雖然這些方法都具有防雷的功效，但是在具體利用時(shí)還是應(yīng)該結(jié)合考慮高層建筑物的構(gòu)造和特點(diǎn)。我國(guó)目前大多數(shù)高層建筑的墻體都是鋼筋混凈土剪力墻，鋼筋混凈土剪力墻與樓板的連接非常牢固，因此在設(shè)計(jì)高層建筑的防雷和接地系統(tǒng)時(shí)，最關(guān)鍵的是要做好金屬管線的接地工作，高層建筑的聯(lián)合接地系統(tǒng)的電阻應(yīng)該控制在一歐姆以下。

（七）高層建筑的電梯設(shè)計(jì)

高層建筑中供人們出行的主要設(shè)備就是電梯，這也是高層建筑與普通建筑之間較大的不同，在進(jìn)行高層建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)必須重視電梯的設(shè)計(jì)，電梯設(shè)計(jì)的合理與否直接決定著高層建筑的便利性和實(shí)用性。目前我國(guó)的電梯種類(lèi)有很多，無(wú)論是在電梯的功能，速度方面，還是在電梯的電源方面都有多種選擇供高層建筑電氣設(shè)計(jì)人員挑選。在選擇電梯時(shí)高層建筑電氣設(shè)計(jì)人員并沒(méi)有單方面確定電梯類(lèi)型的權(quán)力，高層建筑電氣設(shè)計(jì)人員只能根據(jù)建筑物中電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況確定出電梯的使用數(shù)量和功能方面應(yīng)該滿(mǎn)足的要求，與高層建筑的主要負(fù)責(zé)人，總建筑師或者是專(zhuān)業(yè)的交通設(shè)計(jì)人員商議之后才能確定選擇哪種類(lèi)型和功能的電梯。在確定電梯的使用數(shù)量和功能時(shí)高層建筑電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)用戶(hù)的需求以及高層建筑的整體情況進(jìn)行充足的調(diào)查和了解。

二、結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行高層建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，除了按照國(guó)家或者行業(yè)對(duì)于高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作出臺(tái)的一些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)之外，高層建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)該保證電氣系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)和每一個(gè)細(xì)節(jié)都能得到重視，提高高層建筑電氣系統(tǒng)的質(zhì)量，此外，無(wú)論是設(shè)計(jì)高層建筑電氣系統(tǒng)的器材選擇還是電路設(shè)計(jì)都應(yīng)該進(jìn)行節(jié)能的考慮。

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