高層建筑的電氣設計

一、高層建筑的電氣設計內(nèi)容就目前而言。高層建筑的電氣設計已基本上實行“智能化”設計，其“智能化”的根本標志表現(xiàn)在電氣系統(tǒng)方面的設計與研究。電氣系統(tǒng)設計包括強、弱電兩大系統(tǒng)設計。強電系統(tǒng)設計包括：10KV級變配電室設備及線路、應急發(fā)電室及設備、0.4KV級低壓配電室設備及線路、低壓配電系統(tǒng)主干與分支控制設備及線路、用電戶終端設備及線路、公共通適照明、室內(nèi)用電、水泵加壓供水系統(tǒng)等；弱電系統(tǒng)設計包括：室內(nèi)用電、電話、消防報警、有線電視、樓宇設備自動控制、保安監(jiān)控、廣播音響、電視會議、計算機網(wǎng)絡等。
二、高層建筑樓電氣相關設計（一）高壓供電方面由于建筑用戶對現(xiàn)代生活水平要求提高，高層建筑樓的高壓供電設計就具有特殊的要求。另外，國家對高層建筑樓電氣系統(tǒng)設計標準要求也較高，因此，選擇高壓供電設計方案尤為重要。高層建筑樓電氣系統(tǒng)高壓供電設計的目的是： （1）務必確保設計方案的高度可靠性、安全性、經(jīng)濟性、科學性、技術性； （2）滿足建筑用戶用電足夠的負荷； （3）解決建筑用戶用電在不同負荷時間段供電容量系數(shù)分配問題； （4）為了保證高層建筑樓整個環(huán)境的美觀性，高壓電源的引入必須是以電纜地埋方式。供電源必須采用雙電源設計，其電源應是一用一備，單母線分段運行，從而提高運行的可靠性。
（二）配電室方面高層建筑樓在30層以下。為獨立性點式樓（廈），并且有地下車庫、消防、加壓供水系統(tǒng)等。這時，10／0.4KV變配電室的位置應選擇在地下層。如果是30層以上或是樣體高層樓宇建筑，則10／0.4KV變配電室的位置應選擇在負荷中心區(qū)，以樹狀的方式進行配電室分布設計。如果10／0.4Kv變配電室的位置在混合利用的地下室時，設計上應考慮：防水淹、防潮、通風，提高供電質(zhì)量和減低損耗；變配電室面積過大、過小的問題；變壓器的（即單臺大容量，多臺小容量）選擇與運行方式（eP單臺大容量運行，還是并聯(lián)多臺小容量運行）。為了經(jīng)濟運行，建議變壓器設計為分時段并聯(lián)運行方式，采用分時段多臺并聯(lián)運行和計算機自動化管理（即根據(jù)負荷大小的情況，自動通出與并上所需變幾器臺數(shù)），實現(xiàn)不同時段上供電的經(jīng)濟負荷投運方式，也可以實現(xiàn)經(jīng)濟與控制運行上的科學化，同時滿足建筑戶在各個時段的用電負荷需求。
（三）應急發(fā)電機方面為了保證高層建筑樓（商貿(mào)高層的標準要求相同）的供電可靠性，根據(jù)電氣設計規(guī)范，高層建筑樓均應配備應急發(fā)電機電源。應急發(fā)電機房設計選擇的位置一般應在地下一層或地面平面一層。設計時應充分考慮排煙、散熱、防噪音。廢氣對建筑物的污染、發(fā)電機的檢修是否方便、發(fā)電機的容量與臺數(shù)、發(fā)電機與市電的配合。發(fā)電機的位置應盡量靠近變配電室，這樣一是接線方便，二是有利于管理。在超大、超高層建筑中需要配置2臺以上的發(fā)電機，在供電性質(zhì)和范圍不同時，還要考慮自由關聯(lián)的一此因素。這些問題要經(jīng)過認真仔細研究，方能確定設計方案，以達到最佳綜合技術目標。
（四）低壓配電系統(tǒng)設計問題設計低壓配電系統(tǒng)時應考慮變壓器選擇臺數(shù)、主結(jié)線運行方式、各臺變壓器運行方式與所帶供電負荷的問題。當某一臺變壓器出現(xiàn)故障時，應考慮怎樣切除負荷與分配負荷供電，如何分配一般負荷與重要負荷。同時，應該考慮如何分配季節(jié)性負荷和常規(guī)負荷，即常規(guī)照明負荷、動力負荷、不同季節(jié)空調(diào)負荷的問題。對于該部分的設計，各個細節(jié)都必須認真考慮，多設計幾個方案，反復比較，選擇出最優(yōu)方案。
（五）用電負荷計算方面普通建筑電氣設備的運行遠非如工礦電氣設備運行具有規(guī)律性及穩(wěn)定性。高層建筑樓建筑電氣設備的運行極為復雜，并且極不穩(wěn)定，與建筑用戶的常規(guī)用電、家電購置及運行使用、住戶的經(jīng)濟條件、生活習慣、經(jīng)費意識、地理位置等一系列因素有關。有關人員應準確地核算建筑電氣設計中部分電氣負荷的裝接容量，但有相當部分只能估算。如建筑中的二次裝修負荷部分。其中需用系數(shù)的選擇上，只有依據(jù)規(guī)范的推薦數(shù)據(jù)及設計者的經(jīng)驗酌情確定。相關統(tǒng)計資料表明，一個中等城市的每戶家庭的近期用電量按5KW考慮，遠期用電量按IOKW考慮是合適的。
（六）低壓配電室的干線出線方面一高層建筑樓低壓配電室干線至電氣豎井干線之間采用什么方式敷設也是至關重要的。是采用母線排配母線槽，還是絕緣導線配橋架敷設，母線至各用戶負荷間是采用分主主干與分支主干母線排螺母連接。還是采用絕緣主主干與分主干的分支電纜連接方式等，設計時均應認真考慮。還需考慮各級連接線之間的可靠性和安裝方便性，否則，處理不好將會帶來安裝和長期運行上的安全問題。主主干線采用母線排導母線槽方式進行  設計與安裝，次干線采用分支電纜設計與安裝為宜，主要是有利于安裝和節(jié)約造價。一（七）弱電系統(tǒng)設計前面已提到弱電部分的設計問題，弱電系統(tǒng)設計突出現(xiàn)代、智能、整體網(wǎng)絡的特點。為了使設計更加合理，就必須做好設計前的準備工作，包括用戶需求分析、提出規(guī)劃設計方案和可行性研究三步。從總體設計開始，設計人員將根據(jù)用戶需求書和規(guī)劃設計方案，考慮實際的技術條件、經(jīng)濟條件及社會條件，確定系統(tǒng)的實施方案。如果說在上一階段，設計人員的主要任務是調(diào)查研究、了解情況的話，那么，從這個階段開始的主要任務是在各種技術手段和實施方法中權衡利弊，精心設計，盡可能提高系統(tǒng)的可靠性、實用性和可擴充性。
（八）電氣豎井高層建筑樓的電氣豎井的設計是至關重要的。在電氣豎井中，預制分支電纜技術理論上解決了插接式密集母線槽防護差、抗震性差、性價比不高等所有的問題，還增加了氣密、防水、防塵、抗震性能。電氣豎井設計時應考慮：電氣豎井的設計規(guī)范，滿足技術、經(jīng)濟要求，應盡量靠近負荷中心；電氣豎井的位置、面積大小應根據(jù)建筑樓的實際情況確定：根據(jù)強、弱電各類份線規(guī)模、份線數(shù)多少、多少樓層段需要設計一個配電大、小間；詳細標出預留孔洞的位置及尺寸，并考慮實際安裝情況，例如電纜的轉(zhuǎn)彎半徑等；不要因設計者原因帶來施工和維護不便。
（九）計量表高層建筑樓計量表設計應考慮： （1）計量表必須設計在戶外（包括水、電、氣三表），以實現(xiàn)建設部提出的三表出戶，杜絕擾民、安全、管理的不便； （2）采用集控式、單表就地式安裝與管理。因在高層建筑中要特別考慮管理、造價、安裝布線問題，不同的設計會帶來不同的造價和管理難度。應根據(jù)高層建筑總的樓層數(shù)而定，建議采用10層為·個單元點設計，布線往上下各5層的布線方式，如30層的高層樓設計為3個單元點。采用遠程集控計量表進行計量。管理部門可在3個點完成總的抄錄管理工作（或利用遠程控制線路和控制裝置器），或者管理者在辦公室的計算機上實現(xiàn)總的現(xiàn)代化管理工作。