高層建築電氣強弱電設計要點

時間:2016-10-09 15:28 來源:ob体育竞彩

高層建築電氣強弱電設計要點
一、常見問題　　
1、電力負荷是供電設計的依據參數。計算準確與否，對合理選擇設備，安全可靠與經濟運行，均起決定性作用。高層建築的電力負荷計算，基本上采用負荷密度法和需要係數法。
2．供電電源及電壓的選擇　　

為了保證供電可靠性，現代高層建築至少應有兩個獨立電源，具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。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電機組，要求在15秒鍾內自動恢複供電，保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。　　

國內高層建築的供電電壓，都采用10kv標準電壓等級。　　

3．高低壓配電係統的設計　　

(1)高壓配電係統：現代高層建築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。母線分段數目，與電源進線回路數相適應。隻有當供電電源為一主一備時，才考慮采用單母線不分段的結線。電源進線幾乎全部采用電纜進線。(2)計費方式，采用高供高計。但在低壓側，仍裝設計費電度表，采用將照明與動力分開的兩部電價法。有些地方供電部門又把空調設備的用電，全部劃入照明計價係統，一般做法是安裝總表及動力表，由總表減去動力表以後，全部為照明電費。　　

(3)為減少變壓器台數，單台變壓器的容量選擇一般都大於1000kva。為限製低壓側的　　短路電流，正常時變壓器解列運行，中間設聯絡開關。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，而在低壓側應對動力負荷分類計費。　　

(4)高壓係統及低壓幹線的配電方式基本上都采用放射式係統。樓層配電則為混合式係統。配電設備中的主要部分是幹線。現代高層建築的豎井多采用插接式母線槽。水平幹線因走線困難，多采用全塑電纜與豎井母幹線聯接。每層樓豎井設層問配電小問。層間配電箱經插接自動空氣開關從豎井母幹線取得電源。當層數較多負荷數較大時，一般按層數分區供電，或將變壓器分散設在地下層、中間層或最頂層。　　

(5)低壓配電係統各級開關均采用自動空氣開關(斷路器)，設置瞬時、短延時、長延時三級過流保護裝置。各級自動空氣開關的保護整定，應注意選擇性配合，防止越級跳閘。　　(6)所有電梯均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進線。在電梯機房的末端配電箱，設兩路電源的自動切換裝置，互為備用。　　

(7)功率因數按規定應補償到0．9—0．95。無功補償都采用集中補償方式。為降低變壓器容量，多集中裝設在低壓側，與配電屏放在一起，但必須采用於式移相電容器。　　

4．主要設備的選型　　

(1)高壓開關櫃。現代高層建築的變配電室設在主樓地下層，按規定不宜采用油開關。國外用於高層建築的開關有三種類型可供選用：高壓空氣斷路器，sf6開關和真空斷路器。其中高壓空氣斷路器因技術陳舊，sf6開關尺寸數大，氣體具有毒性，故目前10kv真空斷路器應用的較為普遍。因此，應根高層建築地下室的標準，選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關櫃。　　

(2)電力變壓器。根據防火要求，主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器的。國外有幹式變壓器、sfe變壓器和矽油變壓器等三種產品可供選用。國內沈陽第二變壓器廠、北京變壓器廠、廣東順德特種變壓器廠等廠生產的幹式變壓器，主要技術指標已達到國際先進水平。　　

(3)低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構，幾乎都做成抽屜式，特別是大容量的出線，則做成手車式。國內許多生產廠家的低壓配電屏也有引進技術做成抽屜式結構的，其中有的(如多米諾組合式開關櫃等)主要技術指標已達國際先進水平。　　

低壓配電屏多采用自動空氣開關出線。當配電變壓器的容量為1600kva時，低壓母線上的短路容量已超過40ka，目前國內已能提供這樣大容量的產品(如多米諾組合式開關櫃和yds型抽出式／混合式低壓開關櫃等)。　　

(4)應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發電機組做應急備用電源的。近年國外高層建築已開始采用燃汽輪發電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快，故障率低等優點。　　

應急備用發電機組必須是快速自起動的。按國外規定，應能在15s內恢複供電。從可靠性出發最好選用兩台，自動並車。容量較小時也可選用一台。　　

(5)母線槽和電纜。插接式絕緣母線槽，具有容量大、結構緊湊、可靠性高、使用維護方便等優點。國外的現代高層建築，插接式絕緣母線槽已完全取代了電纜豎井。遵義長征電氣控製設備廠研製的密集型插接式絕緣母線槽，主要技術性能指標已達到國際先進水平，並在廣州中國大酒店、花園酒店及上海華亭賓館、雁蕩公寓等得到實際應用。絕緣母線槽有銅的和鋁的兩種。　　

5．變電所位置的確定　　

現代高層建築的用電量相當大，在確定變電所位置時，應盡可能使高壓深入負荷中心。這對節約電能，提高供電質量都有重要意義。　　

國外高層建築的變電所都設在主樓內。建築高度在30層左右的，大都集中在底層；60層左右的，則分散在地下層、中間層和頂層。也有僅在中間層或僅在地下層、頂層設變電所的。變電所的數量及其位置的分布，應通過技術經濟比較決定。　　

6．微電腦在變電所中的應用　　

現代高層建築規模很大，所以其變電所的規模也較大。如湖南國貿中心大廈的初步設計時，中心變電所設在地下三層，內設手車式高壓開關櫃14台，抽屜式低壓配電屏近40台，電容補償櫃12台，40ah鎬鎳電池櫃一套及中央信號屏，1600kva變壓器二台，1250kva變壓器二台，其建築麵積150十400m2左右；在第26層(主樓)設有變電所一個。在地下一層，設600kw自起動柴油發電機組二台。整個供電係統很複雜，對這樣一個供電係統，要求供電可靠，各種供電參數及開關狀態、變壓器運行狀態和各機房運行狀態，若用人工值班，通過電話聯係或人工巡視，工作量大，速度也很慢。設計人員在預留的控製室內使用微電腦進行監測、管理，能迅速發現故障，使設備作最佳工況運行，實現遙控遙測，達到節約能源，減少人力，安全、合理運行。　　

7．電氣照明設計　　

電氣照明設計，包括光源選擇、照度計算、燈具造型,燈具布置，眩光控製和調光控製和照明配電線路敷設等。照明設計與建築裝飾有著非常密切的關係，應該相互配合，在使用功能及藝術意境方麵求得統一。選用高光效電光源，可以取得節能的明顯效果。　

8．防雷與接地　　現代高層建築的防雷設計，除采用避雷針和避雷帶的傳統做法外，近年還出現有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術雖然在工程上得到不少實際應用，但在理論上一直是有爭議的。廣州花園酒店、南京金陵飯店都裝設了放射性避雷針。但是也有人認為，從國外引進的這種放射性避雷針，維護複雜，價格又不便宜，還是采用傳統的避雷方法簡單可靠，更加經濟合算。但必須保證各層樓麵鋼筋、金屬管道與該層用作引下線的柱筋有可靠的連接，形成等電位層。現代高層建築都是采用鋼筋混凝土剪力牆，與樓板的連接是十分可靠的。關鍵是做好金屬管線的接地。　　

現代高層建築的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地係統。接地電阻按最小的要求而定，通常是在4歐以下。利用建築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，將主要的建築物基礎連接成接地網，這對均衡電位，提高安全性都有好處。　　9．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台數和決定電梯功能。電梯的配置和造型，不是電氣設計人員單方麵所能決定的，必須與總建築師或總體交通設計人員共同研究才能確定。　　

現代高層建築的電梯，為了提高輸送能力和縮短候梯時問，一般都采用高速或超高速電梯，分組實行電腦群控。為提高運行的穩定性和舒適感，客梯都是選用直流電動機驅動。10．經營管理電腦係統　

現代高層旅遊建築的業務管理電腦，主要是數據處理和文字處理的應用。旅館經營管理係統一般劃分為前台管理和後台管理兩大部分。前台管理主要是負責接待、登記、訂房、預約、查詢、定票及房間狀態的顯示；後台管理主要負責晚問經濟核算，編製各種統計報表，進行成本分析，使經濟核算和財務會計工作自動化。而經營管理電腦係統的設計，主要是解決電腦的選型，以及終端機的配置和管線布置問題。　　

11．設備自動化監控電腦係統　　

設備自動化監控電腦係統，能使所有設備在最佳狀態下運行，迅速發現故障，達到減少人力，節約能源，提高經濟效益的目的。現代化旅遊旅館的設備管理電腦，可以對整座大樓的空調、供熱、供排水、變配電、照明、電梯、消防、閉路電視、通信、防盜、巡更等進行全麵監控。　　

12．通信　

　國外現代高層建築的通信設施，包括普通電話連絡、業務對話、國內外長途自動拔號，和附加的服務功能，電傳等，可以進行國際通信聯絡。　　

13．廣播音響係統　　

高層旅遊建築的廣播音響設計包括公眾廣播、客房音響、高級宴會廳的獨立音響、舞廳音響等。　　

公眾音響平時播放背景音樂，發生火災時，則兼作事故廣播之用。客房音響的設置目的，是向客人提供高級的音樂享受，建立舒適的休息環境。　　

高級宴會廳一般都是多功能的，必須設置專用的音響室，配備一套高級組合音響設備，以適應各種宴會、記者招待會、演唱會、國際會議、時裝表演等不同的使用要求。　　

餐廳、多功能廳、酒吧間等，為滿足有可能舉辦各種晚會的要求，可配備移動式音響設備。舞廳的音響是獨立的係統。　　

有的豪華飯店還設置有音樂噴泉。　　

14．共用天線電視接收係統　

高層建築一般都裝有共用電視天線接收係統(簡稱ca丁v係統或安裝衛星通信電視接收係統)。共用電視天線接收係統是一個有線分配網絡，除收看電視台的電視節目以外，還可以在它的前端配合一定的設備，如：攝像機、錄像機、調製器及其他附屬設備等，根據用戶的需要自己可以隨意製作電視節日。向大樓用戶播放內部節目，所以又稱之為“閉路電視係統”。現代旅遊飯店都裝設有閉路電視係統。每個客房都設有彩色電視機，電視機的電源開關裝在床頭控製櫃的集控板上。　　

15．消防自動報警和自動滅火係統　　

現代高層建築的火災自動報警滅火係統，包括：火災探測器、分區消防報警控製器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火係統等四個部分，實現報警滅火自動化。　　

探測器探測到火災信號後轉換成電信號，進入分區報警器和消防中心，發出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監控和消防指揮。一些高檔旅館的消防係統設計，是與設備監控電腦係統相連接的、借助—f。設備監控電腦，實現消防監控自動化。　　

關於高層建築中消防用電的設計問題，涉及到其他許多學科，而且規模越大，功能越多，控製內容越廣泛，設計內容也就越複雜，消防用電設備有如下諸多方麵：　　

(1)報警方麵：火災自動報警係統、火災緊急廣播、警鈴、井笛、火警電話。　　

(2)自動滅火方麵：噴水係統、幹粉滅火係統(1211、1301)。　　

(3)手動滅火方麵：室內消火栓係統。　　

(4)防、排煙方麵：正壓送風係統，負壓排煙係統，排煙口的排煙閥，正壓送風口的送煙閥，切斷空調器電源防火調節閥係統。　　

(5)通訊設備：一般程控電話、對講電話、火警專用電話。　　

(6)避難方麵：包括應急照明、誘導燈、太平門、樓梯間等出入口的顯示標誌燈、疏散用電梯、防火卷簾門等。　　

(7)相關設備：消火栓泵、噴淋泵、汽壓罐、消防電梯、雙電源互投等。　　

關於消防用電設備的供電電源，要求在火災時，能保持繼續供電。在設計過程中，必須注意以下幾點：　　

①供電電源可靠：在電源供給上，一般都是采用雙電源一用一備，以放射式、末端自動互投方式向消防設備供電。高層若為一類建築，則消防供電電源必須嚴格按一級負荷供電；若為二類建築，也不應采用低於二級負荷供電。　　

②備用電源：可采用自備發電機組，照明電訊方麵還可采用蓄電池來解決，但必須處於常年戰備狀態，與主電源切換時間不應超過15s，備用電源的設計容量，應根據消防工藝來決定，滿足消防需要。　

③消防用電配線：應采用阻燃或防火導線，至少應采用銅芯耐熱絕緣線穿鋼管或難燃管在砼層內敷設，其訊號和控製管線不宜與強電管線共用豎井，以免火災發生以後，其配電線路管熱損傷，造成停電，使消防設備控製、運轉不靈，引起不應有的事故。　　

在消防用電設計中，有一個重要問題，就是消防控製中心的設置。在消防中心內設置火災自動報警裝置及消防聯動控製裝置，且有反應被保護對象的模擬圖，當火災時，及時了解火情及其撲救情況。在消防中心，它可以讓所有電梯迫降到一層，切斷災區電源，聯動及顯示消防水泵和防、排煙風機的啟、停及運行狀態，開通火警廣播，且與消防救火隊聯係救火，顯示各消防設備的運行情況並打印、記憶。一般消防中心設置在一層的居多。　　二、高層建築電氣設計中應注意的幾個問題　　

(1)高層建築由於照明及空調負荷多，電梯等運輸設備多，給排水設備多，所以用電量特別大，且供電的可靠性要求很高。　　

(2)在高層建築中，照明與動力基本上不共用幹線。動力負荷多采用放射式供電，照明負荷則多采用母線槽配電，與動力分開。　　

(3)由於在結構上多數采用大柱距，形成大空間，使牆麵安裝的設備增多，必然使地麵管道增多。　　

(4)由於建築構件的預製裝配化及幹法施工；縮短了施工周期，而且頂棚一般采用標準化、係統化的吊頂。　　

(5)電氣設備的管線應采取防火措施。　　

(6)空調設備等主要用電設備分散，多數要求集中管理，即要求采用電腦管理和監控係統。(7)采取防震措施。如配電屏、燈具等電氣設備的防震；管線的層間貫通和建築伸縮縫與沉降縫的耐震處理等。　　

(8)消防要求高。因為高層建築高度高，體量大，人員密集，設備多，裝飾豪華，建築本身火災隱患多，故對消防要求很高。　　

(9)節省能源是我國經濟建設中的一項重大政策，節約用電又是節省能源工作中的一個重要方麵，它直接關係到企業的經濟效益和人們的日常生活。在高層建築的電氣設計中，要把電能消耗指標作為全麵技術經濟分析的重要組成部分。節電的設計方案，應根據技術先進、安全適用、經濟合理、節約能源和保護環境的原則確定。采用合理的配電方式，采用高效率變壓器、電動機和照明光源、無功功率補償裝置和設備監控電腦係統等措施，減少電能損耗，節約用電。采用壁燈時需將容量提高一級或增加盞數。　　

（10）照明要求　　

(1)混合照明：它是由一般照明和局部照明共同組成的照明方式。混合照明中一般照明的照度應不低於混合照明總照度的5—10％，並且其最低照度不低於201x。否則，過低的一般照明和過高的局部照明所形成的照度對比度過大，亮度分布不適當而產生不應有的眩光。(2)事故照明：當工作照明因故障全部熄滅後，供暫時繼續工作或供人員疏散用的照明稱為事故照明，　　

①在下列場所應設置事故照明：　　

a，在正常工作照明熄滅後，由於工作中斷或誤操作，將引起爆炸、火災等嚴重危險的廠房或場所；　　

b．在無照明的情況下，由於設備繼續運轉或人員的通行，將造成設各、人身事故的場所；c．高層建築中的疏散樓梯間(包括防煙樓梯前室)、疏散走道、消防電梯室、消防控製中心、消防水泵間；公共建築中的旅遊旅館、禮堂、影劇院、展覽廳、百貨商店、體育館等人員出入的走廊、樓梯、太平門等處。　　

②事故照明應采用能瞬時點燃的照明光源，一般采用白熾燈或鹵鎢燈。當事故照明作為工作照明的一部分而經常點燃時，又在發生故障不得切換電源的條件下，也可采用其它照明光源。　　

③事故照明的燈具應布置在可能引起事故的設備、材料周圍和主要通道、危險地段、出入口等處，還應在事故照明燈具上明顯位置塗以紅色標記，以資區別。　　

疏散指示標誌可設在疏散走道距地麵高度1m以內的牆麵上，以及樓梯口和太乎門的頂　　部，並要安裝在非燃燒結構或裝修上。．　　

④事故照明的照度要求。用於暫時繼續工作的事故照明其工作麵上的照度不應低於工作照明總照度的10％。但標準較高的旅遊賓館等建築，其事故照明所占工作照明的比例應當為：出口指示燈為100％；樓梯照明為50％；公共場所照明為20％；客房走道照明為50％;一般走道照明為20％;總服務台、收款出納、外幣兌換等照明為100％。用於人員疏散的事故照明，其照度不應低於0．51x。　　

(3)警衛值班照明：在重要的車間和場所或有重要關鍵設備的廠房、重要的倉庫等處設置作為值班時一般觀察用的照明稱為值班照明。值班照明宜利用工作照明中能單獨控製的一部分，或者利用事故照明中的一部分或全部。　　

警衛照明是用於警衛地區周界附近的照明。是否設置警衛照明，應根據單位的重要性和當地保衛部門的要求來決定。警衛照明應盡量與室內或廠區的照明結合。　　

(4)障礙照明：裝設在高層建築物尖頂上作為飛行障礙標誌用的或者有船舶通行的兩側建築物上作為障礙標誌的照明稱為障礙照明。障礙照明應按民航和交通部門有關規定裝設。障礙照明應采用能透霧的紅光燈具。　　

裝設障礙燈時，應符合下列要求：　　

①一般高層建築物隻在頂端裝設。水平麵較大的高層建築物或群集高層建築物，除在其最高頂端裝設障礙燈外，還應在其外側轉角的頂端裝設障礙燈。　　

②煙囪的高度在100m以上者，除在頂端裝設障礙燈外‘還應在其三分之一和二分之一的高度處裝設障礙燈。　　

③為了減少煙囪頂端的障礙燈汙染程度，可在低於煙囪口4—5m處裝設。為了保證障礙燈有一盞損壞時仍能從前進方向看到燈光，應裝設排成等邊三角形的三盞障礙燈。　　

高層住宅照明要求　　

（5）廁所及廚房立采用瓷質燈頭或其它防水燈頭。　　

（6）有條件時居室燈等可采用節電開關或節電燈頭。　　

（7）樓梯間、電梯廳、公用走廊、配電室、消防控製室、消防泵房電梯機房等應設置供繼續工作和疏散的事故照明。十九層及以上的高層住宅的疏散走廊、樓梯和出口應設置供疏散使用的標誌燈，其安裝距離為10。20m及各轉角處。　　

（8）供電繼續時間：作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄電池作為農故照明或疏散標誌燈的電源時，其連續供電時間不成少於20分鍾，事故照明互域的最低照度不應低0.51x，但配電室、消防控製室和消防泵房必須仍保持正常的照度水平。　　

（9）事故照明及疏散標誌一般采用白熾燈，應具有玻璃或金屬燈罩，並安裝在非燃燒體結構上。　　

（10）大居空宜設置插座兩紐(其中一組為—個單相二極插座及一個單相帶地三極插座；另一組為一個單相二極插座)。小居室、方廳宜設置插座——組(一個單相工極插座及一個單相帶地三極插座)。廚房、衛生間根據需要設置—‘個單相帶地三極插座。　　

（11）二極插座需采用扁、圓插孔兩用型。　　

（12）有條件時宜采用二極加三極的連體式插座。　　

（13）供洗衣機的單相二極帶地插座，宜帶電源開關。　　

（14）插座的高度一般為距地0．3—0．5m(暗裝安全型)或1．4-1．8m(明、暗裝普通型)。　　

（15）樓梯及公用廊道宜采用自動熄燈開關，但需在火警時能保持長明。每層的電梯前室燈應采用一般開關

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