電氣系統(tǒng)在現(xiàn)代超高層建筑中的應(yīng)用

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摘要：在高層建筑設(shè)計工作中，如何更好地在設(shè)計中完善建筑的使用功能，并提高電氣系統(tǒng)的安全性是建筑電氣設(shè)計人員的職責(zé)。通過筆者設(shè)計實(shí)踐及了解，總結(jié)了幾點(diǎn)體會，在此提出，以供探討。 

關(guān)鍵詞：高層建筑 ， 建筑電氣，設(shè)計的概念  abstract: in the high-rise building design work, how to better in the design perfect building use function, and improve the safety of the electrical system is building electrical design personnel duty. through the design practice and understanding, summarized some experiences, present here, for discussion.  keywords: high building, building electrical, design concept  中圖分類號：tu976+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：  1建筑電氣設(shè)計的概念  設(shè)計是一個構(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)行評價的過程。基本上可以概括為博覽、創(chuàng)意、構(gòu)思、表達(dá)等幾個階段。設(shè)計過程從一開始到深入下去，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，推動思維發(fā)展成熟。  2高層建筑供電系統(tǒng)設(shè)計  2.1 電力負(fù)荷的確定  電力負(fù)荷是供電設(shè)計的主要依據(jù)。國家現(xiàn)行規(guī)范，一類高層民用建筑的消防用電設(shè)備（如消防水泵、消防電梯、噴淋泵、排煙風(fēng)機(jī)、消控控制中心、應(yīng)急照明）、電梯、生活水泵用電、電話機(jī)房、安保設(shè)備和航空障礙燈等應(yīng)按一級負(fù)荷要求供電，其它用電負(fù)荷分別為二級或三級負(fù)荷；二類高層民用建筑的消防用電、通道及樓梯間照明用電、電梯電力、生活水泵用電、排污泵等應(yīng)按二級負(fù)荷要求供電，其它用電負(fù)荷為三級負(fù)荷。電力負(fù)荷預(yù)算時應(yīng)分別計算動力電和照明電。電力負(fù)荷預(yù)算正確與否，對電氣設(shè)備的選擇、配置，保證電氣設(shè)備系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行，對整體工程的經(jīng)濟(jì)分析和相關(guān)設(shè)計，都有重要的指導(dǎo)意義。高層建筑的電力負(fù)荷計算，基本上采用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法。  2.2 電源及電壓的選擇  至少設(shè)兩個獨(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(dú)立母線。  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。針對高層建筑中存在大量的一級負(fù)荷，還需備用柴油發(fā)電機(jī)組，要求在15s內(nèi)自動恢復(fù)供電，應(yīng)付意外情況的發(fā)生。  2.3變配電所的布置。  對于高層建筑的用電設(shè)備來說，它們的負(fù)荷是比較大的，一般來說很大的一部分是一、二級負(fù)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(shè)置在地下層內(nèi)，因為變配電所應(yīng)靠近用電負(fù)荷。對于高層建筑的總變配電所來說，管線進(jìn)出的程度會比較多，有高壓也有低壓的電纜。  2.4高低配電系統(tǒng)的設(shè)計  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(jìn)線回路數(shù)相適應(yīng)。只有當(dāng)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(jìn)線幾乎全部采用電纜進(jìn)線。  2.4.2計費(fèi)方式，采用高供高計。但在低壓側(cè)，仍裝設(shè)計費(fèi)電度表，采用將照明與動力分開的兩部電價法。有些地方供電部門又把空調(diào)設(shè)備的用電，全部劃人照明計價系統(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(fèi)。  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(yùn)行，中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。照明和動力分開設(shè)變壓器，當(dāng)動力用電容量太小時，動力變壓器可不分開裝設(shè)，而在低壓側(cè)應(yīng)對動力負(fù)荷分類計費(fèi)。  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)插接自動空氣開關(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，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注意高層建筑電氣設(shè)計中的幾個問題  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，所以用電量特別大，且供電的可靠性要求很高。  3.2 在高層建筑中，照明與動力基本上不共用干線。動力負(fù)荷多采用放射式供電，照明負(fù)荷則多采用母線槽配電，與動力分開。  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。  3.4由于建筑構(gòu)件的預(yù)制裝配化及干法施工；縮短了施工周期，而且頂棚一般采用標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的吊頂。  3.5電氣設(shè)備的管線應(yīng)采取防火措施。  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)。  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。  4建筑電氣設(shè)計中的節(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)計的焦點(diǎn)。建筑電氣設(shè)計節(jié)能的原則建筑電氣節(jié)能應(yīng)堅持以下三個原則:  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)輸通道暢通無阻;滿足特殊工藝要求,如娛樂場所的一些電氣設(shè)施的用電,展廳的工藝照明及電力用電等。  4.2考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益 節(jié)能應(yīng)按國情考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益,不能因為節(jié)能而過高地消耗投資,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間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。  4.3節(jié)省無謂消耗的能量 節(jié)能的著眼點(diǎn),應(yīng)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(jìn)技術(shù)使其能耗降低。  因此,節(jié)能措施也應(yīng)貫徹實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的原則。民用建筑的節(jié)能潛力很大,應(yīng)在設(shè)計中精心考慮。但是在選用節(jié)能的新設(shè)備上,應(yīng)具體了解其原理、性能、效果,從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行比較后,再選定節(jié)能設(shè)備,以達(dá)到真正節(jié)能的目的。  5智能化發(fā)展  在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，隨著微機(jī)自動檢測及控制技術(shù)、計算機(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。未來的住宅樓應(yīng)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(jī)組成的智能監(jiān)控系統(tǒng)，由該系統(tǒng)對樓宇內(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(luò)，實(shí)現(xiàn)住宅的全天候、全方位監(jiān)控和管理。  6結(jié)語  隨著城市規(guī)模的不斷發(fā)展，高層建筑越來越多，因此，高層建筑電氣設(shè)計就成為設(shè)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(shè)計。