高層建筑電氣設(shè)計(jì)初探

1、<p>　　高層建筑電氣設(shè)計(jì)初探</p><p>　　摘要：本文闡述了建筑電氣設(shè)計(jì)的概念，對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析介紹，提出了需要注意的問(wèn)題，供大家參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；初探 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　高層建筑已成為現(xiàn)代城市

2、的標(biāo)志，同時(shí)它也象征著科技的進(jìn)步。電氣設(shè)計(jì)是高層建筑工程里必不可少的部分。但是，由于高層建筑的電力負(fù)荷過(guò)大，怎么合理的運(yùn)用電氣設(shè)計(jì)讓建筑具有節(jié)能、智能、安全的特點(diǎn)，已成為人們關(guān)注的問(wèn)題。 </p><p>　　1 建筑電氣設(shè)計(jì)的概念 </p><p>　　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?；旧峡梢愿爬椴┯[、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)

3、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。傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)計(jì)只包括供電和照明，而今天一般將其設(shè)計(jì)的內(nèi)容形容為強(qiáng)電和弱電。將供電、照明、防雷歸類在強(qiáng)電，而其余部分，如電話、電視、消防和樓宇自控等內(nèi)容統(tǒng)統(tǒng)歸于弱電。這種分類以電壓的高低為依據(jù)，容易理解，所以很快被人們所接受。 </p><p>　　2 高層建筑供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p&

4、gt;<p>　　2.1 電力負(fù)荷的確定 </p><p>　　電力負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。電力負(fù)荷預(yù)算時(shí)應(yīng)分別計(jì)算動(dòng)力電和照明電。電力負(fù)荷預(yù)算正確與否，對(duì)電氣設(shè)備的選擇、配置，保證電氣設(shè)備系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行，對(duì)整體工程的經(jīng)濟(jì)分析和相關(guān)設(shè)計(jì)，都有重要的指導(dǎo)意義。高層建筑的電力負(fù)荷計(jì)算，基本上采用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法。 </p><p>　　2.2 電源及電壓的選擇 <

5、;/p><p>　　至少設(shè)兩個(gè)獨(dú)立電源，采用10KV標(biāo)準(zhǔn)電壓雙回路供電。兩路各帶一半負(fù)荷同時(shí)供電、互為備用。10KV雙回路供電電源分別來(lái)自不同的變電站，或來(lái)自雙回路超高壓變電站的兩段獨(dú)立母線。 </p><p>　　某些超高層公共建筑可選擇10KV三回路電源引入，采用兩路使用一路備用的運(yùn)行方式。針對(duì)高層建筑中存在大量的一級(jí)負(fù)荷，還需備用柴油發(fā)電機(jī)組，要求在15s內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)供電，應(yīng)付意外情況的發(fā)

6、生。 </p><p>　　2.3 變配電所的布置。 </p><p>　　對(duì)于高層建筑的用電設(shè)備來(lái)說(shuō)，它們的負(fù)荷是比較大的，一般來(lái)說(shuō)很大的一部分是一、二級(jí)負(fù)荷，所以常常變電所的規(guī)模一般來(lái)說(shuō)會(huì)比較的大?？偱潆娝詈檬窃O(shè)置在地下層內(nèi)，因?yàn)樽兣潆娝鶓?yīng)靠近用電負(fù)荷。對(duì)于高層建筑的總變配電所來(lái)說(shuō)，管線進(jìn)出的程度會(huì)比較多，有高壓也有低壓的電纜。 </p><p>　　2.4

7、高低配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　2.4.1 高壓配電系統(tǒng)：現(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。 </p><p>　　2.4.2 計(jì)費(fèi)方式，采用高供高計(jì)。但在低壓側(cè)，仍裝設(shè)計(jì)費(fèi)電度表，采用將照明與

8、動(dòng)力分開(kāi)的兩部電價(jià)法。有些地方供電部門(mén)又把空調(diào)設(shè)備的用電，全部劃為照明計(jì)價(jià)系統(tǒng)，一般做法是安裝總表及動(dòng)力表，由總表減去動(dòng)力表以后，全部為照明電費(fèi)。 </p><p>　　2.4.3 為減少變壓器臺(tái)數(shù)，單臺(tái)變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側(cè)的短路電流，正常時(shí)變壓器解列運(yùn)行，中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。照明和動(dòng)力分開(kāi)設(shè)變壓器，當(dāng)動(dòng)力用電容量太小時(shí)，動(dòng)力變壓器可不分開(kāi)裝設(shè)，而在低壓側(cè)應(yīng)對(duì)動(dòng)力負(fù)荷分類計(jì)費(fèi)。 &l

9、t;/p><p>　　2.4.4 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)層間配電小間。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。 </p>&l

10、t;p>　　2.4.5 低壓配電系統(tǒng)各級(jí)開(kāi)關(guān)均采用自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)（斷路器），設(shè)置 瞬時(shí)、短延時(shí)、長(zhǎng)延時(shí)三級(jí)過(guò)流保護(hù)裝置。各級(jí)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)的保護(hù)整定，應(yīng)注意選擇性配合，防止越級(jí)跳閘。 </p><p>　　2.4.6 所有電梯均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進(jìn)線。在電梯機(jī)房的末端配電箱，設(shè)兩路電源的自動(dòng)切換裝置，互為備用。 </p><p>　　2.4.7 功率因數(shù)按規(guī)定應(yīng)補(bǔ)償?shù)?

11、.9-0.95。無(wú)功補(bǔ)償都采用集中補(bǔ)償方式。為降低變壓器容量，多集中裝設(shè)在低壓側(cè)，與配電屏放在一起，但必須采用干式移相電容器。 </p><p>　　2.5 電壓選擇和電能質(zhì)量 </p><p>　　要正確選取變壓器的變壓比和電壓分接頭，最好采用補(bǔ)償無(wú)功功率的措施，要盡量減少電壓偏差，要降低系統(tǒng)的阻抗，最好使得三相負(fù)荷比較平衡。 </p><p>　　2.6 應(yīng)急電

12、源設(shè)備的選取 </p><p>　　自投裝置的動(dòng)作時(shí)間，如果是能夠滿足允許中斷供電時(shí)間的，則可以選取帶有自動(dòng)投入裝置的專用線路，而使得其是出于獨(dú)立于正常電源的裝置。在允許的范圍之內(nèi)，可以選取那些蓄電池靜止型的供電裝置，來(lái)進(jìn)行不斷供電。 </p><p>　　2.7 對(duì)于功率因數(shù)的方法的確定 </p><p>　　提高自然功率因數(shù)，就是提高變壓器和電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率到75

13、～80%，以及選擇本身功率因數(shù)較高的設(shè)備。對(duì)于非線性負(fù)載電路（在通信企業(yè)中主要為整流器），則通過(guò)功率因數(shù)校正電路將畸變電流波形校正為正弦波，同時(shí)迫使它跟蹤輸入正弦電壓相位的變化，使高頻開(kāi)關(guān)整流器輸入電路呈現(xiàn)電阻性，提高總功率因數(shù)。 </p><p>　　3 高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的需要注意幾個(gè)問(wèn)題 </p><p>　　3.1 高層建筑由于照明及空調(diào)負(fù)荷多，電梯等運(yùn)輸設(shè)備多，給排水設(shè)備多，所以

14、用電量特別大，且供電的可靠性要求很高。 </p><p>　　3.2 在高層建筑中，照明與動(dòng)力基本上不共用干線。動(dòng)力負(fù)荷多采用放射式供電，照明負(fù)荷則多采用母線槽配電，與動(dòng)力分開(kāi)。 </p><p>　　3.3 由于在結(jié)構(gòu)上多數(shù)采用大柱距，形成大空間，使墻面安裝的設(shè)備增多，必然使地面管道增多。 </p><p>　　3.4 由于建筑構(gòu)件的預(yù)制裝配化及干法施工；縮短了施

15、工周期，而且頂棚一般采用標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的吊頂。 </p><p>　　3.5 電氣設(shè)備的管線應(yīng)采取防火措施。 </p><p>　　3.6 空調(diào)設(shè)備等主要用電設(shè)備分散，多數(shù)要求集中管理，即要求采用電腦管理和監(jiān)控系統(tǒng)。 </p><p>　　3.7 采取防震措施。如配電屏、燈具等電氣設(shè)備的防震；管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理等。 </p>

16、<p>　　3.8 消防要求高。因?yàn)楦邔咏ㄖ叨雀撸w量大，人員密集，設(shè)備多，裝飾豪華，建筑本身火災(zāi)隱患多，故對(duì)消防要求很高。 </p><p>　　4 建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能原則 </p><p>　　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

17、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： </p><p>　　4.1 滿足建筑物的功能 </p><p>　　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。 </p><p>　　4.2 考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益 <

18、/p><p>　　節(jié)能應(yīng)按國(guó)情考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)楣?jié)能而過(guò)高地消耗投資，增加運(yùn)行費(fèi)用。而是應(yīng)該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。 </p><p>　　4.3 節(jié)省無(wú)謂消耗的能量 </p><p>　　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

19、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。 </p><p><b>　　5 智能化發(fā)展 </b></p><p>　　在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，隨著微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)及控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展，樓宇智能化的實(shí)現(xiàn)已成為可能。未來(lái)的住宅樓應(yīng)有一個(gè)由檢測(cè)單元、執(zhí)行單元、數(shù)據(jù)采集單元、控制單元和微機(jī)組

20、成的智能監(jiān)控系統(tǒng)，由該系統(tǒng)對(duì)樓宇內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行、電氣故障、火災(zāi)、盜情等進(jìn)行集中監(jiān)控。再設(shè)置綜合布線系統(tǒng)，將一定區(qū)域內(nèi)的樓宇按星型拓樸結(jié)構(gòu)建成小區(qū)局域網(wǎng)，進(jìn)而所有局域網(wǎng)連接，同時(shí)與公安、消防、電訊、廣播住宅管理等部門(mén)連網(wǎng)從而建成城市住宅管理信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)住宅的全天候、全方位監(jiān)控和管理。 </p><p><b>　　6 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　隨著城市規(guī)模的

21、不斷發(fā)展，高層建筑越來(lái)越多，因此，高層建筑電氣設(shè)計(jì)就成為設(shè)計(jì)者不得不面對(duì)的問(wèn)題，同時(shí)，在能源緊張的今天，更要注重節(jié)能的設(shè)計(jì)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 原剛.淺談現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)方法[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，(14). </p><p>　　[2] 黃翔.現(xiàn)代建筑電氣技術(shù)的發(fā)展與探