高层建筑电气设计的主要内容及节能原则.doc

1、1高层建筑电气设计的主要内容及节能原则摘要：高层建筑电气设计质量保证是比较复杂的一个课题,同时,高层建筑耗能浪费的现象也是一个迫在眉睫的问题, 本文主要介绍了高层建筑电气设计的主要内容及有关问题, 还阐述了建筑电气设计中的节能原则。 关键词：高层建筑 电气设计内容 节能原则 中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号： 前言 民用建筑的节能潜力很大, 应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上, 应具体了解其原理、性能、效果, 从技术、经济上进行比较后, 再选定节能设备, 以达到真正节能的目的。 一、建筑电气设计的概念 1 设计的概念 设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断

2、深入发展和进行评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。设计过程从一开始到深入下去, 各阶段思维的广度、深度都不同, 表达方式、工具也可能是多样化的。表达方式和工具要适应思维的速度, 推动思维发展成熟。 2 服务的对象 设计是为甲方(业主)的功能需要服务的,也是为施工单位的施工需要2服务的。在满足国家有关规定的前提下, 设计人员应树立服务意识、树立合作观念、树立敬业精神。对建筑电气专业的设计人员而言, 妥善处理与各个专业之间的关系是十分重要的事情, 在协调上所用的时间甚至可能超过埋头设计的时间。 二、高层建筑电气设计的主要内容 1 负荷的计算 电力负荷是供电设计的依据参数。

3、计算准确与否, 对合理选择设备, 安全可靠与经济运行, 均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算, 基本上采用负荷密度法和需要系数法。 2 供电电源及电压的选择 为了保证供电可靠性, 现代高层建筑至少应有两个独立电源, 具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式, 原则上是两路同时供电, 互为备用。另外, 还须装设应急备用柴油发电机组, 要求在 15 秒钟内自动恢复供电, 保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压, 都采用 10kV 标准电压等级。 3 高低压配电系统的设计 （1） 高压配电系统: 现代高层建筑均是采用两路独立的 10kV

4、电源同时供电。一般高压采用单母线分段, 自动切换, 互为备用。 （2）计费方式, 采用高供高计。但在低压侧, 仍装设计费电度表, 采用将照明与动力分开的两部电价法。 （3） 为减少变压器台数, 单台变压器的容量选择一般都大于31000kVA。为限制低压侧的短路电流, 正常时变压器解列运行, 中间设联络开关。 （4） 高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难, 多采用全塑电缆与竖井母干线联接等等。 4 主要设备的选型 （1） 高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层,

5、按规定不宜采用油开关。应根高层建筑地下室的标准, 选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。 （2） 电力变压器。根据防火要求, 主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。 （3） 低压配电屏。国外低压配电屏的结构, 几乎都做成抽屉式, 特别是大容量的出线, 则做成手车式。 （4） 应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快, 故障率低等优点。 5 变电所位置的确定 现代高层建筑的用电量相当大, 在确定变电所位置时, 应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能, 提高供电质量都有重要意义。

6、 6 电气照明设计 电气照明设计, 包括光源选择、照度计算、灯具造型、灯具布置、4眩光控制、调光控制、照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系, 应该相互配合, 在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源, 可以取得节能的明显效果。 7 防雷与接地 现代高层建筑的防雷设计, 除采用避雷针和避雷带的传统做法外, 近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用, 但在理论上一直是有争议的。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙, 与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地, 都是合在一

7、起的, 组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定, 通常是在 4 欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求, 仍需要装设水平的人工接地体, 将主要的建筑物基础连接成接地网, 这对均衡电位, 提高安全性都有好处。 8 电梯 电梯按使用功能分, 有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种; 按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等; 按电流分则有交流和直流两大类。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型, 不是电气设计人员单方面所能决定的, 必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。

8、9 消防自动报警和自动灭火系统 5现代高层建筑的火灾自动报警灭火系统, 包括: 火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分, 实现报警灭火自动化。 探测器探测到火灾信号后转换成电信号, 进入分区报警器和消防中心, 发出声光报警信号。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。关于高层建筑中消防用电的设计问题, 涉及到其他许多学科, 而且规模越大,功能越多, 控制内容越广泛, 设计内容也就越复杂。 三、建筑电气设计常见问题和电气节能设计原则 1 高层建筑电气设计中漏电开关极数选择问题 电气设计关系到建筑的安全用电，设计人员在电气设计的过程中要遵循电气设计

9、规范和原则。单相 220V 电源供电的电气设备要选择单极二线式或者是二极二线式的漏电保护器，380V 电源供电电气设备要选用三级式的漏电保护器，三极四线式的电气设备要选用四极四线式或者是三极四线式的漏电保护器，确保漏电开关极数能够满足电气正常使用的需要。 2 建筑电气线路接地故障保护 高层建筑公共活动区间和走廊要设置室外照明灯，室外照明灯比室内照明灯要承受更多的影响，灯具的损坏很容易引发安全事故，严重的还会造成人员的电击死亡。在高层建筑电气设计的过程中，室外照明应该尽量选用竹接地系统，室外照明设备可以单独的使用金属外壳进行保护，避免更多的故障。电气设计者在电气设计的过程中，要进行灵敏度校验，提

10、高断路器灵敏度系数，为线路装置设置接地故障保护，将电气6危害系数降到最低。 3 电气节能设计的原则。随着经济的发展和城市人口的增多，高层建筑的建设还加大了能源的浪费，建筑电能消耗惊人。高层建筑电气设计人员在做好电气设计的同时，还要将节能原则贯彻到电气的设计中。 （1）电气节能要满足建筑使用功能的要求，满足建筑的日常照明、室内温度、通风量，确保建筑上下通道的畅通和电气娱乐设施的用电。 （2）电气设备设计要考虑经济因素，实现电力运行和电气节能之间关系的协调，提高建筑运行的整体效益。此外，高层建筑电气节能主要是避免不必要电能的消耗，设计人员要首先确定建筑能耗的关键点，对功能损耗严重的电气设备进行处理

11、，采用先进的技术来降低能耗，加大新技术和新型节能设备在高层建筑的应用，真正实现建筑节能。 结束语 建筑设计人员在设计的过程中要贯彻节能原则，根据建筑的负载容量、用电设备特点、供电分布和供电距离来综合的进行建筑的电气设计，减少电气运行带来的电能损耗，节省设备的运行成本。 参考文献 1 钱济强.高层建筑电气设计的主要内容及节能原则J. 科技创新导报. 2007(32) 2 商建民,商航.高层建筑电气设计的主要内容及节能原则J. 科技咨询导报. 2007(07) 3 邓海英.高层建筑电气的节能设计原则J. 民营科技. 2007(11) 74 尹鹏,刘海成.浅谈高层建筑电气设计内容及节能原则J. 黑龙江科技信息. 2009(35)