高层建筑的电气化设计

摘 要:随着科技的进步和社会的发展,建筑规划不断向规模大、建筑容积率高、人口密度大、功能复杂等方向发展.其消防、监控等安全问题尤为重要.因此,高效科学的电气系统设计是高层建筑最大限度地减少消防事故的发生,最大限度实现建筑功能的有效保障.

关 键 词:高层建筑电气化设计

一、现代建筑电气技术的发展趋势

人类进入21世纪以来,城市建设与管理行业提出了许多建筑电气技术重大课题.建筑电气技术作为现代建设技术的核心,正面临着新的挑战.城市的规模越来越大,建筑群的功能特征趋明显,出现了商务区、休闲商务区、工业园区、行政中心区、经济开发区、高层小区等区域.现代城市管理必须采用信息化手段,实现对这些区域的建筑群与建筑设备的综合管理,这是对建筑电气技术提出的挑战.

建筑物的防灾、减灾及反恐安全问题得到人们的普遍重视,建筑物中的消防、安防、防灾等电子设备及应急供电设备已成为不可缺少的装备.由于这些装备须每天24小时自动工作,惟有借助智能化的应用系统,才能使之精准、有效、稳定、可靠地运行.同时,在当今推行绿色建筑的理念中,选择电气设备与材料时需要考虑更多的问题,如采用低损耗的铁磁材料制造电机与变压器,采用低烟无卤的绝缘材料、高效的光源等,电气工程的设计更加复杂,不仅要满足建筑物对信息流与能源流的分配与控制,而且要采用智能化与数字化的技术实现各种节能控制与优化管理,进而为整个区域的建筑群综合事务管理提供技术保障.显然,智能化、数字化与绿色化已经成为现代建筑电气技术发展的趋势.

二、高层建筑的特点和对电气化设计要求

(一)建筑上的特点

第一,建筑面积大,从国外建成的高层建筑来看,一座大楼的建筑面积由几万至几十万平方米.

第二,高度高.由于建筑磊,为了减少占地面积,大型建筑物必须向空中发展.

第三,有地下层.高层建筑除地上层外,由于基础和结构上的原因还有若干地下层,地下层一般人选为水泵房,冷冻机房,变电气和汽车库等用房.

第四,电气上的特点.用电设备种类多.按其功能可分为以下几类:

①电气照明设备:包括客房、办公室、餐厅、厨房、商店、楼梯走道、庭园、节日、安全和疏散诱导照明等,②电梯设备:包括客梯、货梯、消防电梯、观景电梯、自动扶梯等,③给排水设备:生活水泵、排水泵、排污泵、冷却水泵和消防泵等,④制冷设备:包括冷水机组,冷却塔风机,冷却水泵,冷冻水泵等,⑤锅炉房用设备:包括鼓风机、引风机、给水泵、上煤机、供油泵、补水泵等,⑥家电用电设备:包括洗衣机、甩干机、熨平机、冰箱、抽风机、排风机、风机盘管等,⑦消防设备:排烟风机、正压风机等.

(二)高层建筑电气化设计要求

1.高压供电系统.

第一,高层建筑的配变电所的设计应根据负荷性质,用电容量,工程特点,所址环境,地区供电条件和节约电能等因素制定设计方案,并进行多方案的技术经济比较,力求做到保障人身安全,供电可靠,技术先进,经济合理和维修方便,并根据工程特点,规模和发展规划做到近远期结合,并考虑扩容的可能性,适当留有余量.

第二,当建筑物高度超过100M时,也可在高层区的避难层或技术夹层内设置变电所,局部采用10KV中压深入负荷中心的供电方案.

第三,高层建筑一般需要两路高压电源,对于重要的一类高层建筑为确保一级负荷中的特别重要的负荷用电,应配备应急柴油发电机组.

第四,当有两路高压电源供电时,配变电所高压侧宜彩和单母线或单母线分段的接线方式.

第五,一般高层高层建筑当变电气的变压器容量为1000KVA以下时,宜采用环网式供电系统.另外,由地区电网供电的配变电报导电源进线处,宜装设专用计量柜.

2.低压配电系统

第一,高层建筑低压配电系统的确定,应满足计量,维护管理,供电安全及可靠性的要求,应将照明与电力负荷分成不同的配电系统,消耗及其他防灾用电设施的配电宜自成系统.

第二,对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电,对各层配电间的配电宜采用下列方式之一:①工作电源采用分区树干式,备用电源也采用分区树干式或由首层到顶层垂直干线的方式,②工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式,③工作电源采用分区树干式,备用电源可引自其他电源干线,④高层建筑垂直供电干线,应视负荷大小及分布情况可采用如下方式:插接母线供电干线式,根据功能要求宜分段供电,电缆供电干线式系统,线路可采预制分支电缆,供电范围视负荷分布情况确定.

第三,高层建筑内的消防及其防灾用电设施,以及其他重要用电负荷的工作电源与备用电源应在未端自动切换,高层建筑的应急照明及消防用电宜自成系统.高层建筑的配电箱设置和配电回路划分,应根据负荷的性质和密度,防火分区,维护管理,计费要求以及建筑结构形式等条件综合确定.高层高层的照明计量表应采用一户一表,公用楼梯,公用走道的照明及公用电力计量宜单独设表,并应符合物业管理体系的要求.

3.柴油发电机房

根据《高层民用建筑防火规范》,此高层建筑的自备柴油机发电机设置在地下室,与变配电室靠近,而且设置靠近外墙一侧,柴油发电机房预先留置了通风,排烟等通道.

4.防雷接地

高层建筑的防雷设计应选按防雷要求,根据高层建筑的重要性、发生雷电事故的可能性和后果来分类.预计雷击次数大于0.3次/a时,应划分为二类防雷建筑,在0.3次/a至0.06次/A时,应划分为三类.同时,应采取如下五种措施:防直击雷措施,防雷电感应措施,防止雷电流经引下线和接地装工时产生的高电位对附近金属物或电气线路的反击措施,防止雷电波侵入的措施5.5高度超过45m的高层建筑防侧击雷和等电位.

三、结束语

现代建筑电气技术综合应用了电工、电子、控制与信息技术,不仅在理论上成为电气工程领域的重要分支,而且已构成一条较为成熟的产业链.高层建筑由于其建筑面积大的特殊性,对建筑电气化设计要求很高,因此要尽可能使电气化设计安全、科学与合理.

作者简介:

严国志(1970-),电气工程师,工作单位:福州大学土木建筑设计研究院