高層建筑電氣設計初探

1、<p>　　高層建筑電氣設計初探</p><p>　　摘要：本文闡述了建筑電氣設計的概念，對高層建筑電氣設計進行了分析介紹，提出了需要注意的問題，供大家參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設計；初探 </p><p>　　中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　高層建筑已成為現(xiàn)代城市

2、的標志，同時它也象征著科技的進步。電氣設計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荷過大，怎么合理的運用電氣設計讓建筑具有節(jié)能、智能、安全的特點，已成為人們關(guān)注的問題。 </p><p>　　1 建筑電氣設計的概念 </p><p>　　設計是一個構(gòu)思表達、再構(gòu)思表達、反復推敲、不斷深入發(fā)展和進行評價的過程?；旧峡梢愿爬椴┯[、創(chuàng)意、構(gòu)思、表達等幾個階段。設計過程從一開

3、始到深入下去，各階段思維的廣度、深度都不同，表達方式、工具也可能是多樣化的。表達方式和工具要適應思維的速度，推動思維發(fā)展成熟。傳統(tǒng)建筑電氣設計只包括供電和照明，而今天一般將其設計的內(nèi)容形容為強電和弱電。將供電、照明、防雷歸類在強電，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)設計 </p&

4、gt;<p>　　2.1 電力負荷的確定 </p><p>　　電力負荷是供電設計的主要依據(jù)。電力負荷預算時應分別計算動力電和照明電。電力負荷預算正確與否，對電氣設備的選擇、配置，保證電氣設備系統(tǒng)安全、高效運行，對整體工程的經(jīng)濟分析和相關(guān)設計，都有重要的指導意義。高層建筑的電力負荷計算，基本上采用負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>　　至少設兩個獨立電源，采用10KV標準電壓雙回路供電。兩路各帶一半負荷同時供電、互為備用。10KV雙回路供電電源分別來自不同的變電站，或來自雙回路超高壓變電站的兩段獨立母線。 </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行方式。針對高層建筑中存在大量的一級負荷，還需備用柴油發(fā)電機組，要求在15s內(nèi)自動恢復供電，應付意外情況的發(fā)

6、生。 </p><p>　　2.3 變配電所的布置。 </p><p>　　對于高層建筑的用電設備來說，它們的負荷是比較大的，一般來說很大的一部分是一、二級負荷，所以常常變電所的規(guī)模一般來說會比較的大?？偱潆娝詈檬窃O置在地下層內(nèi)，因為變配電所應靠近用電負荷。對于高層建筑的總變配電所來說，管線進出的程度會比較多，有高壓也有低壓的電纜。 </p><p>　　2.4

7、高低配電系統(tǒng)的設計 </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立的10kV電源同時供電。一般高壓采用單母線分段，自動切換，互為備用。母線分段數(shù)目，與電源進線回路數(shù)相適應。只有當供電電源為一主一備時，才考慮采用單母線不分段的結(jié)線。電源進線幾乎全部采用電纜進線。 </p><p>　　2.4.2 計費方式，采用高供高計。但在低壓側(cè)，仍裝設計費電度表，采用將照明與

8、動力分開的兩部電價法。有些地方供電部門又把空調(diào)設備的用電，全部劃為照明計價系統(tǒng)，一般做法是安裝總表及動力表，由總表減去動力表以后，全部為照明電費。 </p><p>　　2.4.3 為減少變壓器臺數(shù)，單臺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，正常時變壓器解列運行，中間設聯(lián)絡開關(guān)。照明和動力分開設變壓器，當動力用電容量太小時，動力變壓器可不分開裝設，而在低壓側(cè)應對動力負荷分類計費。 &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)。配電設備中的主要部分是干線。現(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。每層樓豎井設層間配電小間。層間配電箱經(jīng)插接自動空氣開關(guān)從豎井母干線取得電源。當層數(shù)較多負荷數(shù)較大時，一般按層數(shù)分區(qū)供電，或?qū)⒆儔浩鞣稚⒃O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)各級開關(guān)均采用自動空氣開關(guān)（斷路器），設置 瞬時、短延時、長延時三級過流保護裝置。各級自動空氣開關(guān)的保護整定，應注意選擇性配合，防止越級跳閘。 </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線。在電梯機房的末端配電箱，設兩路電源的自動切換裝置，互為備用。 </p><p>　　2.4.7 功率因數(shù)按規(guī)定應補償?shù)?

11、.9-0.95。無功補償都采用集中補償方式。為降低變壓器容量，多集中裝設在低壓側(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，最好采用補償無功功率的措施，要盡量減少電壓偏差，要降低系統(tǒng)的阻抗，最好使得三相負荷比較平衡。 </p><p>　　2.6 應急電

12、源設備的選取 </p><p>　　自投裝置的動作時間，如果是能夠滿足允許中斷供電時間的，則可以選取帶有自動投入裝置的專用線路，而使得其是出于獨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，來進行不斷供電。 </p><p>　　2.7 對于功率因數(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機的負載率到75

13、～80%，以及選擇本身功率因數(shù)較高的設備。對于非線性負載電路（在通信企業(yè)中主要為整流器），則通過功率因數(shù)校正電路將畸變電流波形校正為正弦波，同時迫使它跟蹤輸入正弦電壓相位的變化，使高頻開關(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 高層建筑電氣設計中的需要注意幾個問題 </p><p>　　3.1 高層建筑由于照明及空調(diào)負荷多，電梯等運輸設備多，給排水設備多，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，照明與動力基本上不共用干線。動力負荷多采用放射式供電，照明負荷則多采用母線槽配電，與動力分開。 </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準化、系統(tǒng)化的吊頂。 </p><p>　　3.5 電氣設備的管線應采取防火措施。 </p><p>　　3.6 空調(diào)設備等主要用電設備分散，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。因為高層建筑高度高，體量大，人員密集，設備多，裝飾豪華，建筑本身火災隱患多，故對消防要求很高。 </p><p>　　4 建筑電氣設計中的節(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計的焦點。建筑電氣

17、設計節(jié)能的原則建筑電氣節(jié)能應堅持以下三個原則： </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)的溫度及新風量，也就是舒適衛(wèi)生；滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂場所的一些電氣設施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。 </p><p>　　4.2 考慮實際經(jīng)濟效益 <

18、/p><p>　　節(jié)能應按國情考慮實際經(jīng)濟效益，不能因為節(jié)能而過高地消耗投資，增加運行費用。而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用進行回收。 </p><p>　　4.3 節(jié)省無謂消耗的能量 </p><p>　　節(jié)能的著眼點，應是節(jié)省無謂消耗的能量。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用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進技術(shù)使其能耗降低。 </p><p><b>　　5 智能化發(fā)展 </b></p><p>　　在科學技術(shù)日新月異的今天，隨著微機自動檢測及控制技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展，樓宇智能化的實現(xiàn)已成為可能。未來的住宅樓應有一個由檢測單元、執(zhí)行單元、數(shù)據(jù)采集單元、控制單元和微機組

20、成的智能監(jiān)控系統(tǒng)，由該系統(tǒng)對樓宇內(nèi)的設備運行、電氣故障、火災、盜情等進行集中監(jiān)控。再設置綜合布線系統(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)，進而所有局域網(wǎng)連接，同時與公安、消防、電訊、廣播住宅管理等部門連網(wǎng)從而建成城市住宅管理信息網(wǎng)絡，實現(xiàn)住宅的全天候、全方位監(jiān)控和管理。 </p><p><b>　　6 結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著城市規(guī)模的

21、不斷發(fā)展，高層建筑越來越多，因此，高層建筑電氣設計就成為設計者不得不面對的問題，同時，在能源緊張的今天，更要注重節(jié)能的設計。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 原剛.淺談現(xiàn)代建筑電氣設計方法[J].中國新技術(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