何亮

(江西省建筑設計研究總院吳旭設計事務所)

0 引言

高層建筑中的電氣設計是一項復雜而龐大的工程，涉及的方面極其廣泛，只要是與電氣相關的技術、設備、系統(tǒng)都要考慮在內[1]。在電氣設計過程中要充分考慮電能的消耗、設備選擇的實用性和經濟性以及配電輸送系統(tǒng)的質量安全?，F(xiàn)代城市高層建筑中的電力設計的關鍵要素包含電力負荷的計算、高壓配電系統(tǒng)的設計、供電配電設備的選擇、防雷和接地裝置的設計、樓層照明系統(tǒng)的設計、樓層電梯樣式和數量的選擇以及消防安全系統(tǒng)的設計等七個方面，本文將對這七大要素進行詳細剖析，得出提高現(xiàn)代城市高層建筑電氣設計質量安全和節(jié)能環(huán)保的對策。

1 高層建筑電力負荷的計算

電力負荷作為建筑物供電的參考數據，計算結果的精準度界定了供電設備的選擇和運行。高層建筑的電力負荷計算尤其重要，關系了建筑物電力供應的安全可靠和節(jié)能運行高層建筑的電氣系統(tǒng)與工廠電氣系統(tǒng)相比，具有更多的不規(guī)律性和變化性的特征，高層建筑的電氣系統(tǒng)涉及到居民用電、用戶的經濟條件、生活習慣、消費水平、家電的置辦等多種不穩(wěn)定性因素。這些不穩(wěn)定性因素往往會加大電力負荷計算難度，因此一般情況下，我們會根據建筑負荷面積來計算電力負荷值，因為電力負荷值與建筑面積呈現(xiàn)正比例相關，建筑面積在120m2以下，電力負荷值為8kw；建筑面積在120m2～150m2，電力負荷值為12kw；建筑面積在150m2以上的，電力負荷值為16kw。但是電力負荷值的大小與季節(jié)的變化關系密切，冬季因供暖需要的電能多，夏季因降溫需要的電能也很多，但是春秋季節(jié)相對就少，因此在設定電力負荷基本值的基礎上，根據實際情況和季節(jié)的變化酌情增減電力配置容量。

2 高層建筑高壓配電系統(tǒng)的設計

現(xiàn)代高層建筑所采用高壓配電系統(tǒng)是15KV左右的雙路電源同時配電，采用單母線分段，可智能安全切斷，另外一條電源可進行電源回路，疏通電源，互為備用[2]。高層建筑所采用的配電方式多為放射狀系統(tǒng)，而樓層間的配電多采用混合式系統(tǒng)。對于無功補償裝置應及時進行輸電補償，減少電能傳輸，減少電能在長時間不用的情況下的浪費。以位于紅谷灘CBD為中心周圍的“綠地中央廣場”小區(qū)為例，該小區(qū)中的高層建筑高壓接線設計主要分為單母線和雙母線兩種形式，采用雙電源供電系統(tǒng)，配電方式采用互為輔助備用的放射狀輸電，以豎井式為主要形態(tài)采取插接式單母線插槽，高層建筑樓層中的配電箱采用自動定時開關，電源取得方式為豎井干線。該小區(qū)中設置了無功補償裝置，并根據該小區(qū)高層建筑的層數和用電負荷將功率因數補償到1.23～1.63，這樣可以有效降低變壓器的變電量，而將重點放置在低壓側。

3 高層建筑的供電、變電設備的選擇

（1）變電設備。根據高層建筑防火防災要求，在高層建筑主體部位盡量不要安裝油浸電力變壓器。由于高層建筑中的電能消耗巨大，因此對變壓器型號和數量的選擇盡量要滿足供電需求。目前市場上常用的變壓器規(guī)格為650KVA、850KVA、1000KVA、1250KVA。此外配電室的設置盡量科學合理，最佳位置應設置在距離負壓中心地帶，方便高壓輸入負壓中心，減少能耗，提高變電效率。

（2）供電設備。供電設備主要是指應急備用的發(fā)電裝置，現(xiàn)在的高層建筑中多數采用柴油機發(fā)電，這種方式能耗大，發(fā)電效率不高。世界上一些先進的高層建筑已經陸續(xù)使用燃氣輪發(fā)電，這種機器體小精悍、反應靈敏、發(fā)電效率高、故障產生少，值得廣泛推廣[3]。

4 高層建筑的防雷和接地設計

高層建筑因樓層高，受雷雨天氣影響較大，因此其防雷和接地設計不容馬虎。現(xiàn)代城市高層建筑的防雷、接地技術，一般都是利用避雷針將雷電接引入地的方法，這種方式壁壘效果好、簡便可行性高、經濟實用性強。但是在裝設避雷針時需要將建筑物的金屬管道、雷電引下線以及樓面鋼筋等導電物品連接成一個完整的導電位層，盡量保證防雷接地設施、保護和導電接地設施是連接在一起的，共同組成混合接地系統(tǒng)。

5 高層建筑的照明系統(tǒng)設計

高層建筑的照明系統(tǒng)應該以安全、節(jié)能為主，將照明方式、光源選擇、調光控制以及輸電線路的布局都依據節(jié)能減排的原則進行。比如調光方式選擇定時開關、聲控開關、節(jié)電開關，光源選擇LED光源，線路布局以實用性強為主等。以南昌市湖濱南路上的銀湖大廈為例，這棟集普通住宅與寫字樓為一體的高層建筑，整棟大廈的照明系統(tǒng)以節(jié)能環(huán)保的LED光源為主，有效將聲控開關、智能識別、節(jié)電開關等技術結合。

6 結束語

電氣設計關系著現(xiàn)代城市高層建筑的日后投入使用和正常運行，牽動著高層建筑內每個用戶的切身利益。優(yōu)質、高效、安全的電氣設計能夠有效提高高層建筑的用電質量和用電效率。因此，在高層建筑電氣設計過程中應該將電力負荷、高低壓配電系統(tǒng)、供電配電設備的選擇、防雷和接地裝置的設計、樓層照明系統(tǒng)的設計、樓層電梯樣式和數量的選擇以及消防安全系統(tǒng)的設計這七大要素全部考慮在內，設計人員必須與時俱進，始終堅持貫徹“節(jié)能環(huán)保，安全第一”的設計原則，力圖創(chuàng)建一個高質量、高水平的電氣系統(tǒng)，為人們的生活和工作減少安全隱患和不便，盡量讓電氣設計與節(jié)能減排有機融合，保障高層建筑能夠安全、高效、環(huán)保地運行。

[1] 顧俊.研究現(xiàn)代城市高層建筑電氣設計的要點[J].中華民居,2014,(3):105-106.

[2] 章楷盛,李洪偉.現(xiàn)代高層建筑電氣設計內容分析[J].中國科技財富,2010,(6):95.

[3] 夏能勇.現(xiàn)代城市高層建筑電氣設計的要點[J].江西建材,2012,119(2):71-72.