高層建筑的電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)

【關(guān)鍵詞】高層；建筑；電氣；設(shè)計(jì)；接地；防雷 

　　引言 

　　現(xiàn)代高層建筑的電氣設(shè)計(jì)由于智能化的需要而變得復(fù)雜，用電設(shè)備越來(lái)越多，對(duì)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和線路安裝提出了許多新的要求，因此做好設(shè)計(jì)階段的工作對(duì)完善建筑使用功能及指導(dǎo)合理施工都具有非常重要的意義。 

　　1.1 設(shè)計(jì)的概念 

　　設(shè)計(jì)是一個(gè)構(gòu)思表達(dá)、再構(gòu)思表達(dá)、反復(fù)推敲、不斷深入發(fā)展和進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程。基本上可以概括為博覽、創(chuàng)意、構(gòu)思、表達(dá)等幾個(gè)階段。設(shè)計(jì)過(guò)程從一開(kāi)始到深入下去，各階段思維的廣度、深度都不同，表達(dá)方式、工具也可能是多樣化的。表達(dá)方式和工具要適應(yīng)思維的速度，推動(dòng)思維發(fā)展成熟。 

　　1.2 服務(wù)的對(duì)象 

　　設(shè)計(jì)是為甲方（業(yè)主）的功能需要服務(wù)的，也是為施工單位的施工需要服務(wù)的。在滿足國(guó)家有關(guān)規(guī)定的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)樹(shù)立服務(wù)意識(shí)、樹(shù)立合作觀念、樹(shù)立敬業(yè)精神。對(duì)建筑電氣專業(yè)的設(shè)計(jì)人員而言，妥善處理與各個(gè)專業(yè)之間的關(guān)系是十分重要的事情，在協(xié)調(diào)上所用的時(shí)間甚至可能超過(guò)埋頭設(shè)計(jì)的時(shí)間。 

　　2 供電及變電的設(shè)計(jì) 

　　為了保證供電可靠性，現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源，具體數(shù)量應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨(dú)立電源運(yùn)行方式，原則上是兩路同時(shí)供電，互為備用。另外，還須裝設(shè)應(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)組，要求在15 秒鐘內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)供電，保證事故照明、電腦設(shè)備、消防設(shè)備、電梯等設(shè)備的事故用電。國(guó)內(nèi)高層建筑的供電電壓，都采用10kV 標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)�，F(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨(dú)立的10kV 電源同時(shí)供電。一般高壓采用單母線分段，自動(dòng)切換，互為備用。母線分段數(shù)目，與電源進(jìn)線回路數(shù)相適應(yīng)。只有當(dāng)供電電源為一主一備時(shí)，才考慮采用單母線不分段的結(jié)線。電源進(jìn)線幾乎全部采用電纜進(jìn)線。高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。樓層配電則為混合式系統(tǒng)。配電設(shè)備中的主要部分是干線�，F(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難，多采用全塑電纜與豎井母干線聯(lián)接。每層樓豎井設(shè)配電小間。層間配電箱經(jīng)插接自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)從豎井母干線取得電源。當(dāng)層數(shù)較多負(fù)荷數(shù)較大時(shí)，一般按層數(shù)分區(qū)供電，或?qū)⒆儔浩鞣稚⒃O(shè)在地下層、中間層或最頂層。 

　　3 高層建筑電氣設(shè)計(jì)的主要因素和內(nèi)容 

　　電氣設(shè)計(jì)中的強(qiáng)電部分主要包括高壓配電系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、動(dòng)力照明干線系統(tǒng)和導(dǎo)線電纜敷設(shè)、防雷與接地、火滅自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等，這一部分設(shè)計(jì)的基本要求是安全性、可靠性和靈活性。 

　　3.1 高低壓配電的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 

　　現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源，具體數(shù)量應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨(dú)立電源運(yùn)行方式，原則上是兩路同時(shí)供電，互為備用。另外，在一些重要的建筑（一級(jí)負(fù)荷）還須裝設(shè)應(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)組，要求在15秒鐘內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)供電，保證事故照明、電腦設(shè)備、消防設(shè)備、電梯等設(shè)備的事故用電。國(guó)內(nèi)高層建筑現(xiàn)階段都采用兩路獨(dú)立10kv高壓電源來(lái)同時(shí)供電的，一般采用單母線分段，自動(dòng)切換，互為備用。計(jì)費(fèi)方式則采用高供高計(jì)，但是在低壓一側(cè)，也安裝電度表。而低壓系統(tǒng)和低壓于線配電方式則基本上采用放射式的系統(tǒng)。 

　　3.2 變電所位置的確定。 

　　現(xiàn)代高層建筑用電量相當(dāng)?shù)拇�，確定變電所的位置時(shí)，應(yīng)盡量使高壓深入負(fù)荷的中心，這對(duì)節(jié)約電能和提高供電的質(zhì)量都有非常重要的意義。所以一般都將變電所設(shè)置在主樓地下層，在選擇高壓開(kāi)關(guān)柜時(shí)應(yīng)注意，按規(guī)定不宜用油開(kāi)關(guān)，應(yīng)根據(jù)高層建筑地下室的標(biāo)準(zhǔn)，選用有“五防”功能的真空開(kāi)關(guān)或手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜。在選擇電力變壓器時(shí)應(yīng)注意，根據(jù)防火要求，主樓內(nèi)不允許設(shè)大容量油浸電力的變壓器。 

　　3.3 低壓配電屏設(shè)計(jì)。 

　　現(xiàn)代高層建筑主要使用的低壓配電屏結(jié)構(gòu)有抽屜式和固定式兩種。國(guó)外一般都選用抽屜式，特別是大容量出線，做成手車(chē)式。而應(yīng)急的備用發(fā)電機(jī)組.大多采用柴油的發(fā)電機(jī)組來(lái)做應(yīng)急備用電源。而近年來(lái)，國(guó)外高層建筑已經(jīng)開(kāi)始采用燃汽輪發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)體積小、質(zhì)量輕、反應(yīng)快速。 

　　電氣照明設(shè)計(jì)。包括光源選擇、照度計(jì)算、燈具造型、燈具布置、眩光控制及調(diào)光控制與照明的配電線路的敷設(shè)等等。照明的設(shè)計(jì)與建筑的裝飾有著密切的關(guān)系，二者應(yīng)該相互配合，盡量在使用功能和藝術(shù)意境求得統(tǒng)一。同時(shí)，注意選用高光效電的光源，這樣可以取得明顯的節(jié)能效果。 

　　3.4 防雷與接地設(shè)計(jì)。 

　　現(xiàn)代的高層的建筑防雷分為建筑物外部防雷和內(nèi)部防雷兩部分。外部防雷設(shè)計(jì)，防直擊雷主要采用避雷針、避雷帶（網(wǎng)）和金屬屋面作為接閃器，防側(cè)擊雷主要采用避雷環(huán)的做法。內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)，主要采用設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)、在低壓進(jìn)線處裝設(shè)電涌保護(hù)器（SPD）的方式防雷電感應(yīng)及雷電波侵入�，F(xiàn)代的高層的建筑防雷接地、電氣的設(shè)備保護(hù)接地，一般整合在一起，采用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作接地裝置，如接地電阻不能滿足要求則應(yīng)加設(shè)人工接地裝置。電梯設(shè)計(jì)，電梯控制設(shè)備由制造廠成套供應(yīng)。電氣設(shè)計(jì)只需為電梯及其輔助設(shè)備提供電源。 

　　3.5 消防自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng) 

　　現(xiàn)代高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)，包括：火災(zāi)探測(cè)器、分區(qū)消防報(bào)警控制器、消防中心和氣體自動(dòng)噴射滅火及自動(dòng)灑水滅火系統(tǒng)等四個(gè)部分.實(shí)現(xiàn)報(bào)警滅火自動(dòng)化。探測(cè)器探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)人分區(qū)報(bào)警器和消防中心，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。消防中心負(fù)責(zé)整座大樓火災(zāi)的監(jiān)控和消防指揮。由于高層建筑中消防用電的設(shè)計(jì)問(wèn)題，涉及到其他許多學(xué)科，而且規(guī)模越大，功能越多，控制內(nèi)容越廣泛，設(shè)計(jì)內(nèi)容也就越復(fù)雜。 

　　4、建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能原則 

　　由于人口的增加，工業(yè)的發(fā)展，生活水平的提高，能源的消耗也就急劇增加，能源危機(jī)迫在眉睫。因此，各行各業(yè)提出了節(jié)能的要求，節(jié)約二次能源電能，也就成為民用建筑電氣設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)。建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的原則建筑電氣節(jié)能應(yīng)堅(jiān)持以下三個(gè)原則： 

　　4.1 滿足建筑物的功能 

　　即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù)；滿足舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量，也就是舒適衛(wèi)生；滿足上下、左右的運(yùn)輸通道暢通無(wú)阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂(lè)場(chǎng)所的一些電氣設(shè)施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。 

　　4.2 節(jié)省無(wú)謂消耗的能量 

　　節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)是節(jié)省無(wú)謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無(wú)關(guān)的，再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無(wú)用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進(jìn)技術(shù)使其能耗降低。 

　　結(jié)束語(yǔ) 

　　綜上所述，現(xiàn)代高層建筑的電氣設(shè)計(jì)由于智能化的需要而變得復(fù)雜，用電設(shè)備越來(lái)越多，對(duì)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和線路安裝提出了許多新的要求，因此在電氣設(shè)計(jì)和線路安裝時(shí)，將供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、靈活性擺在突出位置，認(rèn)真按照設(shè)計(jì)和操作規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和施工，從而將高層建筑電氣設(shè)計(jì)和安裝上推至臻美。 

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