高層建筑電氣設計的主要內(nèi)容及節(jié)能原則

1、高層建筑電氣設計的主要內(nèi)容及節(jié)能原則    摘要：節(jié)能設計要根據(jù)實際情況進行，優(yōu)秀的節(jié)能設計方案不僅能在短時間內(nèi)收到理想的回扣，還能在今后的今年回收投資的費用。本文主要介紹高層建筑電氣設計節(jié)能途徑的有關(guān)內(nèi)容。 關(guān)鍵詞 ：高層建筑；電氣設計；節(jié)能；原則；措施 中圖分類號：TU208.3 文獻標識碼：A 文章編號： 進入現(xiàn)代化，我國的城市化日趨廣泛，我國面臨的能源問題越來越嚴重，自然建筑電氣設計的重點就是節(jié)約電能，建筑電氣設計不僅僅要保證建筑物不受其影響，還要使空調(diào)的溫度、顯色指數(shù)、色溫以及照明的亮度達到要求，并且考慮其工程經(jīng)濟效益，最重要的是節(jié)能設計要根據(jù)

2、實際情況進行，優(yōu)秀的節(jié)能設計方案不僅能在短時間內(nèi)收到理想的回扣，還能在今后的今年回收投資的費用。 一、建筑電氣設計中的節(jié)能原則 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)的溫度及新風量，也就是舒適衛(wèi)生；滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂場所的一些電氣設施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。 2、節(jié)省無謂消耗的能量節(jié)能的著眼點，應是節(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，宜采用先進技術(shù)使其能耗降低。因此，

3、節(jié)能措施也應貫徹實用、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的原則。 二、高層建筑電氣設計的主要內(nèi)容 1、負荷的計算 電力負荷是供電設計的依據(jù)參數(shù)。計算準確與否，對合理選擇設備，安全可靠與經(jīng)濟運行，均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算，基本上采用負荷密度法和需要系數(shù)法。 2、供電電源及電壓的選擇 為了保證供電可靠性，現(xiàn)代高層建筑至少應有兩個獨立電源，具體數(shù)量應視負荷大小及當?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時供電，互為備用。另外，還須裝設應急備用柴油發(fā)電機組，要求在15 秒鐘內(nèi)自動恢復供電，保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。國內(nèi)高層建筑的供電電壓，都采用10kV標準電壓等

4、級。 3、高低壓配電系統(tǒng)的設計 （1）高壓配電系統(tǒng)：現(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨立的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，與電源進線回路數(shù)相適應。只有當供電電源為一主一備時，才考慮采用單母線不分段的進線。電源進線幾乎全部采用電纜進線。 （2）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)?，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。當層數(shù)較多負荷數(shù)較大時，一般按層數(shù)分區(qū)供電，或?qū)⒆儔浩鞣稚⒃O在地下層、中間層或

5、最頂層。 （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，正常時變壓器并列運行，中間設聯(lián)絡開關(guān)。照明和動力分開設變壓器，當動力用電容量太小時，動力變壓器可不分開裝設，而在低壓側(cè)應對動力負荷分類計費。 4、主要設備的選型 （1）高壓開關(guān)柜。現(xiàn)代高層建筑的變配電室設在主樓地下層，按規(guī)定不宜采用油開關(guān)。用于高層建筑的開關(guān)有三種類型可供選用：高壓空氣斷路器，SF6 開關(guān)和真空斷路器。其中高壓空氣斷路器因技術(shù)陳舊，SF6 開關(guān)尺寸數(shù)大，氣體具有毒性，故目前10kV真空斷路器應用的較為普遍。 （2）電力變壓器。根據(jù)防火要求，主樓內(nèi)是不允許裝設大容量的油浸電力變

6、壓器的。目前有干式變壓器、SFE 變壓器和硅油變壓器等三種產(chǎn)品可供選用。 （3）低壓配電柜?，F(xiàn)在低壓配電柜的結(jié)構(gòu)，幾乎都做成抽屜式和固定間隔式，型號主要有GCK、GCS、MNS等。柜內(nèi)受總開關(guān)和出線開關(guān)分為固定式、插入式和抽出式，可根據(jù)項目要求選擇不同的形式。 （4）應急備用發(fā)電機組。過去大多是采用柴油發(fā)電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃氣汽輪發(fā)電機。這種發(fā)電機具有體積小、重量輕、反應速度快，故障率低等優(yōu)點。應急備用發(fā)電機組必須是快速自起動的。一般應能在15s內(nèi)恢復供電。從可靠性出發(fā)最好選用兩臺，自動并車。容量較小時也可選用一臺。 5、電氣照明設計 電氣照明設計，包括光源選擇

7、、照度計算、燈具造型、燈具布置、調(diào)光控制和照明配電線路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著非常密切的關(guān)系，應該相互配合，在使用功能及藝術(shù)意境方面求得統(tǒng)一。選用高效光源，可以取得節(jié)能的明顯效果。 高層建筑因使用面積和公共面積較大，照明電能用量比較大，電氣設計時可從以下幾個方面入手進行節(jié)能設計：（1）盡可能使用高效光源。在過去很長一段時間內(nèi)，白熾燈因安裝簡單、價格便宜而被廣泛應用于樓宇照明，但白熾燈發(fā)光率過低，因而，這種燈逐漸開始被顯色性能優(yōu)異、光色好、發(fā)光率高的新光源所替代。（2）最大幅度的利用自然光。對于靠近室外的建筑部分應增大門窗面積，使用透光率高的玻璃。對于樓內(nèi)可以使用自然光照明的部分，可以安裝

8、輔助照明設備，并配置燈光自動調(diào)節(jié)裝置。（3）對于通過氣體放電的燈，通過調(diào)節(jié)燈絲可以實現(xiàn)對照明亮度的調(diào)節(jié)，但這么做成本太高，不適宜用于工作照明。 6、防雷與接地 現(xiàn)代高層建筑的防雷設計，采用避雷針和避雷帶的做法簡單可靠、經(jīng)濟合算。但必須保證各層樓面鋼筋、金屬管道與該層用作引下線的鋼筋有可靠的連接，形成等電位層?，F(xiàn)代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的。關(guān)鍵是做好金屬管線的接地。現(xiàn)代高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統(tǒng)。接地電阻按最小的要求確定，通常是在4 歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎作接地板。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿

9、足接地電阻的要求，仍需要裝設水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎連接成接地網(wǎng)，這對均衡電位，提高安全性都有好處。 7、電梯 電梯按使用功能分，有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種；按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按電流分則有交流和直流兩大類。設計人員的任務是要確定電梯臺數(shù)和決定電梯功能。電梯的配置和造型，不是電氣設計人員單方面所能決定的，必須與總建筑師共同研究才能確定。 8、消防 現(xiàn)代高層建筑的火災自動報警滅火系統(tǒng)，包括：火災探測器、分區(qū)消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統(tǒng)等四個部分，實現(xiàn)報警滅火自動化。探測器探測到火災信

10、號后轉(zhuǎn)換成電信號，進入分區(qū)報警器和消防中心，發(fā)出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監(jiān)控和消防指揮。關(guān)于高層建筑中消防用電的設計問題，涉及到其他許多學科，而且規(guī)模越大，功能越多，控制內(nèi)容越廣泛，設計內(nèi)容也就越復雜。 9、減少電氣能量損耗 （1）減少變壓器的能量損耗。高層建筑電氣對變壓器的依賴性非常強，變壓器在長時間的運轉(zhuǎn)下造成的能耗也是相當可觀的，因此在安裝中最好選擇合理的變壓器如選用節(jié)能型變壓器。綜合考慮投資和設備運行費用，對負荷進行合理分配，選取容量與電力負荷相適應的變壓器， 使其滿負荷高效運轉(zhuǎn) （2）減少線路上的能量損耗。電氣工程對線路的使用量和消耗量非常之巨，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計， 線路的損耗約占輸入電能的4%左右。因此設計時，在滿足允許載流量運行電壓損失等各種技術(shù)指標的前提下，根據(jù)高層建筑的規(guī)模用電負荷性質(zhì)及容量，使電氣位置合理的靠近用電負荷中心，另外應按經(jīng)濟電流密度合理選擇電纜及導線的截面，從降低電能損耗。 綜上所述，作為建筑電氣設計的核心內(nèi)容，在進行建筑電氣節(jié)能設計時，我們要