馮銘堅(jiān)

【摘 要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，居民對(duì)建筑電氣需求越來(lái)越高。建筑的使用質(zhì)量及安全性與建筑電氣設(shè)計(jì)有著密不可分的關(guān)系，建筑電氣設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)功能的關(guān)鍵。文章將對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，從而找出其中存在的主要問(wèn)題，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】高層建筑、電氣設(shè)計(jì)、特點(diǎn)、問(wèn)題；

一、高層建筑電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

安全照明、室內(nèi)、樓梯過(guò)道燈具等屬于照明設(shè)備；生活水泵和消防泵等給排水設(shè)備；冷卻塔風(fēng)機(jī)以及水機(jī)組等制冷設(shè)備；排風(fēng)機(jī)、電冰箱等廚房用電；包括送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)管盤在內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)送電設(shè)備；包括正壓風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)等在內(nèi)的消防設(shè)備。高層建筑的用處不同其用電量也就有著一定的不同，不過(guò)從總體上說(shuō)，耗電量還是非常大的。

二、高層建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作的復(fù)雜性是由其涵蓋的廣度所決定，下面筆者將介紹高程建筑電氣設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容并做對(duì)應(yīng)的分析。

1.供電電源和電壓的選擇

現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源來(lái)確保供電可靠性，具體數(shù)量應(yīng)該按照負(fù)荷大小和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件來(lái)決定。原則上兩路獨(dú)立電源運(yùn)行方式應(yīng)為同時(shí)供電以互相作為備用。若地理位置或者市政供電的局限，也可以采用一路獨(dú)立電源與應(yīng)急備用電源相結(jié)合的方式供電。 要求其在十五秒鐘內(nèi)能夠自動(dòng)恢復(fù)供電，保證電梯以及消防設(shè)備等的事故用電。國(guó)內(nèi)高層建筑的供電電壓，都采用標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)。除此以外，含有特別重要負(fù)荷的特殊建筑還應(yīng)當(dāng)另外裝設(shè)應(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)組，以保證重要負(fù)荷的供電可靠性。

2.負(fù)荷的分級(jí)和計(jì)算

高層建筑的電力負(fù)荷根據(jù)用戶的重要性或其用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電將造成的損失或影響程度劃分為一級(jí)、二級(jí)、和三級(jí)負(fù)荷，有些高層建筑還有特別重要負(fù)荷。施工圖設(shè)計(jì)時(shí)基本上是采用需要系數(shù)法來(lái)進(jìn)行計(jì)算，為供電設(shè)計(jì)提供參數(shù)依據(jù)。負(fù)載計(jì)算的準(zhǔn)確性決定了設(shè)備的選擇是否合理，繼而對(duì)設(shè)備的安全可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定性作用。

3.高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在高層建筑中，高壓配電系統(tǒng)的組成是兩路的10kV電源，兩路電源同時(shí)供電。高壓配電采用的形式是單母線分段，自動(dòng)切換的同時(shí)起到相互備用的目的。為了在電氣設(shè)計(jì)中使變壓器臺(tái)數(shù)盡量減少，一般單臺(tái)變壓器都采用容量大于1000kVA的，正常狀態(tài)下的變壓器能夠解列運(yùn)行，中間設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)，來(lái)控制低壓時(shí)短路電流的情況。另外，高低壓配電的計(jì)費(fèi)方式，多采取高供高計(jì)，仍然需要安裝設(shè)計(jì)費(fèi)電度表，將照明和動(dòng)力兩方面分開的方式計(jì)價(jià)。

（1）高壓配電系統(tǒng)：就一般情況而言，現(xiàn)代高層建筑大都采用兩路獨(dú)立的十千伏電源以確保同時(shí)供電。高低壓側(cè)的接線均采用單母線分段，中間設(shè)連絡(luò)開關(guān)，獨(dú)立運(yùn)行，互為備用。采用高供高計(jì)。

（2）為控制變壓器數(shù)量單臺(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，正常情況下變壓器解列運(yùn)行時(shí)，中間應(yīng)該設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)。照明和動(dòng)力變壓器需分開設(shè)置，但動(dòng)力用電容量太小，動(dòng)力變壓器則可不分開裝設(shè)，且在低壓側(cè)則應(yīng)對(duì)動(dòng)力負(fù)荷分類計(jì)費(fèi)。變壓器多集中裝設(shè)在低壓側(cè)，與配電屏放在一起，宜采用防護(hù)等級(jí)以上的干式變壓器。

（3）功率因數(shù)補(bǔ)償采用在低壓側(cè)集中補(bǔ)償方式，在變配電所低壓側(cè)設(shè)功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償后的功率因數(shù)在0.9以上。

（4）低壓配電系統(tǒng)中各級(jí)開關(guān)均采用斷路器，應(yīng)注意選擇性配合各級(jí)自動(dòng)空氣開關(guān)的保護(hù)整定以防止越級(jí)跳閘的情況發(fā)生。

（5）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)，樓層配電則采用樹干式和放射式混合系統(tǒng)。其中，干線是配電設(shè)備中的主要部分。現(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽和銅芯電纜橋架敷設(shè)。層間配電箱以插接自動(dòng)空氣開關(guān)的方式從豎井母線槽獲得電源。

（6）所有消防負(fù)荷均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進(jìn)線。在末端配電箱設(shè)自動(dòng)切換裝置，自投方式采用雙電源自投自復(fù)。

4.確定變電所位置

現(xiàn)代高層建筑的耗電量大，應(yīng)盡可能使高壓深入負(fù)荷中心，然后再確定變電所位置時(shí)這對(duì)節(jié)約電能和提高供電質(zhì)量都有重大意義。建筑高度在三十層左右的，變電所大都集中設(shè)置在底層。建筑高度在六十層左右的，則分散布置在整個(gè)建筑內(nèi)。也有僅僅在中間層或僅在地下層、頂層設(shè)變電所的。變電所的位置分布、數(shù)量設(shè)置在多少應(yīng)該在經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再做決定。

5.防雷接地系統(tǒng)及安全

現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計(jì)，主要采用避雷針和避雷帶相結(jié)合的傳統(tǒng)做法?，F(xiàn)代的高層建筑大多是由鋼筋水泥鑄造的剪力墻，和樓板的銜接十分穩(wěn)固可靠，建筑中的電氣接地保護(hù)以及防雷接地也是和建筑本身相結(jié)合的，組成了混合接地的系統(tǒng)。以建筑物的混凝土作為幾處來(lái)接地板，接地電阻通常是在1歐以下。雖然建筑中的自然接地達(dá)到了接地電阻標(biāo)準(zhǔn)要求，可是仍然需要相關(guān)工作人員把主要的建筑物連接，形成接地電網(wǎng)。這種做法進(jìn)一步提高了工程的安全性。電源系統(tǒng)、弱電設(shè)備等裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器，以避免雷電過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)的影響。

6.電氣的照明設(shè)計(jì)

對(duì)于高層建筑，電氣照明包括的內(nèi)容很多，比如有如何布置燈具，如何設(shè)計(jì)燈具的外形，如何選擇光源類型等等。電氣照明設(shè)施直接影響到建筑物的外觀，所以在設(shè)計(jì)照明設(shè)備的時(shí)候要注意其外形要與建筑物形成一個(gè)整體，不要影響美觀?，F(xiàn)代的建筑中，感應(yīng)器、聲控、光控設(shè)施被廣泛采用，這大大節(jié)約了能源，對(duì)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)起到良好的模范作用。

7.電梯的用電設(shè)計(jì)

電梯機(jī)房一般在井道的上方。普通電梯的梯井能夠連通或者設(shè)置開口相連通。電梯根據(jù)使用功能多分為客用電梯與貨用電梯等；而按照速度劃分可分為超高速、高速、快速與低速電梯；按電流可分為直流和交流。在現(xiàn)代高層建筑中使用的電梯，為了縮短等待的時(shí)間并提高運(yùn)輸能力，多采用超高速或者高速的電梯，分組采取控制。為提高運(yùn)行的舒適性與穩(wěn)定度，客用電梯多采取直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)。

二、高層建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

1. 高層建筑由于電梯、消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備多、空調(diào)負(fù)荷大等等原因，供電的可靠性要求很高，消防負(fù)荷還需末端切換。

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。

3. 高層建筑用電負(fù)荷等級(jí)應(yīng)按規(guī)范正確劃分等級(jí)。

4. 電氣施工圖設(shè)計(jì)未達(dá)到設(shè)計(jì)深度，將直接導(dǎo)致施工困難或者錯(cuò)誤。例如設(shè)計(jì)表明各種設(shè)備材料的型號(hào)規(guī)格參數(shù)尤其重要。

5. 高層建筑消防設(shè)備供電及控制線路選擇應(yīng)符合規(guī)定或規(guī)范?；馂?zāi)時(shí)，高層建筑的疏散時(shí)間無(wú)法確定，因此，應(yīng)急線路和消防報(bào)警線路成為火災(zāi)中最重要的線路必須要保持線路完整。

6. 與各專業(yè)高度配合，合理處理各專業(yè)的管道打架。

7.節(jié)能減排是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中所大力倡導(dǎo)的，節(jié)約電的使用量又是節(jié)省能源工作中的一個(gè)重要方面，它與我們的日常生活和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)。在高層建筑的電氣設(shè)計(jì)中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，應(yīng)考慮到電腦消耗這一問(wèn)題，并將其劃為重要的一部分。節(jié)電的設(shè)計(jì)方案應(yīng)首先考慮技術(shù)和安全，然后還有考慮其經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)方面。電氣設(shè)計(jì)時(shí)采用經(jīng)濟(jì)合理的配電方式以減少電能的損耗，節(jié)約用電量。

三、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，電氣設(shè)計(jì)是否合理直接影響著工程質(zhì)量以及人們對(duì)建筑的使用。企業(yè)想要可持續(xù)發(fā)展，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得更高更好的發(fā)展就要全面統(tǒng)籌，注重電氣設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，反思并解決。文章對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)以及存在的幾個(gè)問(wèn)題以及應(yīng)當(dāng)引起注意的地方作出了簡(jiǎn)單的闡述，希望對(duì)相關(guān)行業(yè)能夠有所幫助。