高层建筑的电气设计

高层建筑的电气设计（精选12篇）

高层建筑的电气设计 篇1

随着我国经济的高速发展, 城市化进程是越来越快, 由此也带来了城市规模与人口数量的不断扩大。高层建筑因其在空间利用上的优越性, 出现频率与数量是越来越多, 在各大中型城市呈现出快速增加的态势。高层建筑在发挥它巨大空间利用优越性的同时, 也带来让人们不可忽视的问题, 人口多、面积大、层数多、功能复杂并且对信息化的要求较高, 因此高层建筑对电气的依赖性也在不断增强。同时由于高层建筑面积大, 各种电气系统日趋复杂, 线路纵横密布, 因电气配线选择、安装和使用不当所造成的火灾逐年增多。所以迫切要求找出高层建筑的安全隐患并加以改善。

1. 高层建筑特点

1.1 面积大

高层建筑的一个最显著特点就是面积大, 这也是它受人褒奖的主要原因之一。纵观国内外的高层建筑, 几万、几十万平米的高层建筑比比皆是。如:中央电视台新台址工程, CCTV主楼含两栋分别为52层、高234m和44层、高194m的塔楼, 并由14层、56m高, 重1.8万吨的悬臂钢结构连接, 总建筑面积47.3万m2, 号称“中国公共建筑‘第一单’”。

1.2 高度大

高度大是高层建筑的另一个显著特点。由于追求建筑面积的巨大, 并且还要减少占地面积, 不可避免的要向高空发展。目前, 国内外建筑物高度可达400余米。如:在山东济南由上海绿地集团与济南市合作开发建设的“绿地普利项目”, 位于济南经四纬二, 总用地面积约250亩, 规划总建筑面积约60万m2, 在对外的计划书中称将建设超过400m的高楼。

1.3 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, 地下层一般被选为水泵房, 冷冻机房, 变电气和汽车库等用房。

2. 当代高层建筑电气设计存在的主要安全隐患

2.1 消防设备供电系统没有合理地采用专用回路供电

现代高层建筑施工过程中, 存在设计施工人员将容量负荷较小的消防设备及其使用电源直接接引在非消防供电回路的情况, 一旦发生火灾, 在消防人员会切断与消防设备无关电源的情况下, 消防设备电源也会被切断, 这就导致消防设备无法发挥作用, 将会给人民群众生命、财产安全造成无可挽回的严重损失。

2.2 公共建筑非消防电源切断区域设置不合理

在现代高层建筑具体的设计施工过程中, 设计施工人员往往对“有关部位”概念理解不深入、不全面, 导致直接将切断非消防电源的消防控制模块设在民用、常用的低压配电室楼层照明干线回路上。这种情况的出现势必会在突发性灾难发生时造成消防时断电范围过大, 给高层建筑中的各楼层住户造成不必要的恐慌。

3. 当代高层建筑电气设计问题的主要改善对策

3.1 针对消防设备供电系统没有合理地采用专用回路供电问题, 根据国家《高层民用建筑设计规范》GB50045-95 (2005年版) 规定“消防用电设施应采用专用的供电回路”。因此, 现代高层建筑的消防用电设备的供电应尽可能地从配电间开始就设置专用的供电回路, 通过消防用电设备的两路低压电源, 由建筑物低压配电柜的两路不同电源直接接引来避免突发灾难发生的情况下, 在切断民用用电系统的同时导致消防设备的无法使用。

3.2 针对公共建筑非消防电源切断区域设置不合理问题, 根据《建筑设计防火规范》 (GB50116-98) 条规定, “消防控制室在确认火灾发生后, 首先应能切断有关部位的非消防电源”。在火灾发生时, 为扑救方便, 消防人员首先在第一时间切断与消防设备无关的非消防电源, 但是切断非消防电源应控制在一定的范围内。因此, 在火灾发生情况下应断开楼层干线电源改为切断火灾发生相应楼层电源。

4. 高层建筑的电气设计主要内容

4.1 负荷的计算

电力负荷是供电设计的依据参数。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。

4.2 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。

4.3 高低压配电系统的设计

高压配电系统:现代高层建筑均是采用两路独立的10k V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。

为减少变压器台数, 单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。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。

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。

4.4 主要设备的选型

高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层, 按规定不宜采用油开关。应根据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。

4.4.1 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。

4.4.2 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。

4.4.3 应急备用发电机组。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。

4.5 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。

4.6 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, 眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源, 可以取得明显的节能效果。

4.7 防雷与接地

防雷内容一般可分为:防直击雷、防感应雷及防高电位入侵三个内容, 就防直击雷而言, 目前一般利用屋面板钢筋作为避雷网, 柱主钢筋作为引下线, 基础钢筋作为接地装置, 这是较为实用经济的做法, 为了防止感应雷和高电位入侵的危害, 可在电缆进出户处将绝缘子的铁脚支架可靠接地, 同时安装避雷器或其它形式的过电压保护器, 此外要强调进行等电位联结, 这样能有效地降低建筑物内部和附近不同金属部件的电位差, 从而避免内部的设备被高电位反击和人被雷击的事故。

4.8 消防自动报警和自动灭火系统

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。

5. 高层建筑节能设计

建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则:

满足建筑物的功能、考虑实际经济效益和节省无谓消耗的能量。根据节能三原则, 节能的着眼点, 应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的, 再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗, 传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗。又如量大面广的照明容量, 宜采用先进技术使其能耗降低。因此, 节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

5.1 配电系统的节能设计

变配电所应尽量靠近负荷中心位置, 可以节省线材, 降低电能损耗, 提高电压质量。合理选择变压器的容量和台数, 以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器。

5.2 无功补偿装置应就地安装

负荷变动时电机端电压也变化, 使电容器没有放完电又充电, 这时电容器会产生无功浪涌电流, 使电机易产生过电压而损坏。因此, 断续负载, 如电梯、自动扶梯、自动步行道等不应在电动机端加装补偿电容器。

5.3 减少线路上的电能损耗

一个工程中由于线路上下纵横交错, 一般工程线路总长不下万米, 大工程更甚, 因此而造成的电能损耗相当可观, 所以减少线路能耗必须引起设计人员的足够重视。

5.4 提高供配电系统的功率因数

功率因数提高了可以减少线路无功功率的损耗, 提高设备利用率, 从而达到节能目的。提高供配电系统功率的方法具体从以下几点分析:

(1) 提高自然功率因数

(2) 采用人工补偿无功功率

(3) 电动机节能设计

6. 结语

随着科技的发展及社会的进步, 高层建筑对于电气设计的要求也越来越高。在工程设计中, 既要符合国家规范, 又要满足建设方要求, 这就使得设计人员在设计中, 必须做到准确、细致、周全地把握工程电气设计的基本设计要点。

高层建筑的电气设计 篇2

来源：考试大2008年7月12日【考试大：中国教育考试第一门户】模拟考场视频课程北京超高层建筑的大量涌现，成为北京现代化国际大都市的重要标志。新CCTV、新BTV、京广中心、财富中心等高楼大厦成为今日京城一道道亮丽的风景线，其中，国贸三期以其75层、330米的高度成为北京最新的第一高楼，吸引着无数市民和业内人士的关注。作为超高层建筑，国贸三期在电气设计上有着和普通建筑不同的设计理念和特殊的关键性设计处理，以保证它的安全性和高品质。就此方面的诸多问题，记者近日采访了国贸三期的电气设计师——柏诚（亚洲）有限公司的驻京高级工程师黄家豪先生。

柏诚公司在全球拥有丰富的超高层建筑电气设计经验，此次国贸三期也选择了柏诚公司负责整个项目的电气设计。黄家豪先生现任高级工程师，有着丰富的专业经验，此次全程参与了国贸三期项目的电气设计，是柏诚公司委任的驻京工程师。在国贸三期的行政楼中，黄先生给我们讲述了柏诚公司在这个项目中电气设计的理念和一些处理细节，尤其涉及超高层建筑中电气设计的特点。

黄先生介绍，在中标国贸三期项目后，柏诚公司为这个项目的电气设计量身定做了一套整体方案。面对这个超高楼项目，柏诚在机电方面的设计构想主要是将10千伏进线从地库层引进到10千伏总配电房，然后分配至各负荷中心的变配电室，其中两个变配电室位于主塔楼中部的两个机电设备层，提供主塔楼的用电负荷，另三个变配电室位于地库层，提供地库、商业及中央制冷系统的用电负荷。每个变配电室的10千伏供电均为二路进线及母联连接，经变压器降压后的低压配电同样以二路供电及母联连接作为低压配电，以增加供电的可靠性。此外，国贸三期还设置了备用柴油发电机，作为除市政供电以外的备用电源。

作为超高层建筑，安全性必然是供电系统设计所需要格外注意的地方，其次是供电可靠性。在国贸三期配电系统的设计上，考虑到多回路供电及备用发电机组的配置。因超高建筑的高度，变配电房设置在了塔楼中部的楼层，以减少低压配电的损耗。由于备用柴油发电机需要设置于地库层，为了配电至塔楼的高层，供电电压采用了10千伏输出，再经变压器降压至低压配电。

在这样的超高层建筑的配电系统上，供电距离、电缆的长度、电缆大小的适当调整以及安装时的施工工艺也需要注意。由于国贸三期面积大、楼层多，自然会出现远距离供电的问题，考虑到这一点，后备电源采用了高压发电机来发电，从而很好的解决了这个难题，国贸三期也是朝阳区首个运用高压发电机作为备用电源的项目。

另外还需要特别注意的是，超高楼遇到强风时，可能会出现左右晃动，只是这种晃动一般人用肉眼很难发现，国贸三期地面和建筑物顶部水平振幅约为0.5米。由于超高层建筑物会有一定的摇摆度，在上升主干线的设计上将以电缆连接铜母线槽配电，以减低超高层建筑物在摇摆时对铜母线槽接驳组件位置的拉扯压力，减少发生故障及维修的机会，也相对地增加了主干系统的寿命。

黄先生介绍：“考虑到国贸三期建成后让业主使用方便，在电气设备的空间安排方面我们也做出了尽量的调整。因为作为超高楼，它的楼层多，机电方面的设备自然也多，而对于业主方面，他们肯定是希望拥有尽可能多的使用空间，这样就会和我们的电气设备所占用的空间形成一个矛盾，这也是很多高层建筑物都会碰到的一个问题。为了让业主获得更多的使用空间，我们在排布电缆和竖井方面花了很多的时间和心思，并且和业主、各个施工单位进行紧密的协调配合，尽量减少转换竖井和缩小竖井等所占用的空间，以便提供出更多的空间给业主使用。”

在节能的问题上，除了降低电压以减少用电损耗外，在办公楼里，设计方采用了高效能的T5节能荧光管，它的特点是把电能转化为光能的效果比较好，比起以前那些T8、T10的荧光管，T5荧光管将在日后使用过程当中发挥更好的节能效应。另外，在水泵和空调风机马达方面，大多都采用变频控制设计，变频控制马达的特点是可以根据实际系统需求来调节马达的用电量，这样就可以避免以往普通马达长时间持续定量工作造成的不必要的用电浪费，从而达到节能的目的。

对于高75层、330米的国贸三期来说，电梯的安置以及电梯的运行速度是一个引人关注的问题。据黄先生讲，国贸三期的电梯最快运行速度可以达到每秒十米，这也应该是目前中国大陆电梯最快的运行速度，到国贸三期投入使用时，人们可以感受到瞬间上升或下降的美妙体验。另外，在低层和高层的电梯转换安排方面，将30层设计成转换层，低层的电梯上升到30层时转换乘坐另一组电梯到达30层以上的高层区域。

在弱电方面，目前全世界都流行使用高清视频，在国贸三期酒店区域的弱电系统设计上，都配置了可以兼容播放高清视频节目的系统，从而满足了业主和客人的高端需求。

黄先生介绍，在项目实施过程中，也遇到了一些实际的困难和问题。比如施工的工期紧，同时要配合其它设计单位的优化考虑，解决施工单位相互的协调问题等。值得一提的是，低层的商场具有很大的变化性，今天是一个大商铺，明天就可能变成了三个小商铺，或者变成了一个大的开放性场所，随着商铺自身的变化，它所需要的电气方面的功能也要随之变化，针对这个问题，设计方就需要反应迅速，在配电功能上做出相应的调整，以满足业主所需。黄先生介绍，在强电方面，主要利用母线槽来配合不同楼层租户里多变的用电负荷，做出灵活的调整，来解决这个难题。

当下正值举国上下抗震救灾的时候，就此，黄先生也讲了一些电气方面和地震相关的问题。

地震爆发后，对建筑物自身已是一个重大的灾难。首先应考虑供电系统不应再为建筑物带来更多的灾害，如爆炸、火灾等，即使在无可避免或预测的情况下，也应考虑不至引起大范围大面积损害。其次是系统本身的安全性和可靠性。由于超高楼的楼层高，面积大，电缆布经区域也很大。一旦发生地震时，大楼晃动，电缆也随之晃动，在这种情况下，要注意适当的电缆长度及固定方法，让电缆系统有一定的富余量，不至于造成损坏进而影响到供电系统。相对电缆而言，母线槽在高楼遭遇地震的时候出现损坏的几率就大的多。

另外，一些电气设备的固定，如桥架方面，可考虑多使用弹簧支架，这样一旦出现地震情况，这些电气设备虽然会随着建筑物本身震动，但是因为用了弹簧支架，就会有一个缓冲过程，减少震动及松脱而引至下坠的机会，亦不至于造成严重的损坏，以致破环整个大楼的配电功能。

黄先生还介绍了现在高科技和人性化的电梯设计方案。如果大楼突然遭遇地震或者强风，大楼的电梯系统会自动停止运行，所有的电梯会立即自动回降到最近的一层，开门，以便里面的乘客跑出来逃生。

最后，谈及香港和国外的电气设计师与内地设计师在设计理念上的不同之处时，黄先生坦言：“就个人观点而言，内地的设计师在进行设计的时候，有一个显著的特点，就是对于机房、竖井等的空间方面考虑得过于充分，设计出来的机房都占用了很大的空间，这在技术上本身没有什么问题，可以确保供电系统有很好的安装及维修空间，但是在如今像国贸三期这样的中外合资项目中，业主会非常追求大楼的高使用率和美观效果，尤其是酒店、商场等高端场所，更需要比较宽敞和舒适的空间感，因此他们对机电方面的设计会要求做得非常精简，不希望占用过多的空间。现在越来越多国外的投资商来到中国内地投资大的项目，我们内地设计师在客户服务方面还可以有更大的进步空间。”

高层建筑电气设计的要点初探 篇3

【关键词】高层建筑；电气设计；节能考虑；注意事项

日新月异的科学技术发展带动了建筑行业前进的步伐，在高层建筑的设计过程中，电气设计是一项较为复杂的工程，要充分考虑建筑的整体特点、结合电气设计的方方面面同时注重节能效益才能使得高层建筑设计得更符合社会大众需求。电气设计这一课题的综合性程度高，并不能孤立于其他因素单一考虑，环保问题是其中很重要的一点，要实现现代化建设的可持续发展就要将能源、环保等问题融入高层建筑的电气设计中去。

一、高层建筑电气设计的具体内容

（一）电源

电力负荷程度是高层建筑中电气设计的一个重要参考数据，准确合理计算能够保障电的流通是安全的。采用负荷密度法和需要系数法计算电力负荷，在确保电力安全的同时也发挥到了节能的功效。

在电源的设置方面，至少要有两个独立电源的设计，而实际上电源的具体数量要根据电力负荷数据来衡量。尽管设计中的两个电源相互独立，但它们必须同时供电以保证电的正常供应。此外，要安装发电机组以备不时之需，确保电源故障能在15秒内解决，其供电电压为10000V。

（二）配电系统

在高层建筑中，高压电的配电由两路10000V的高压电源同时供电，其单母线分段形式不仅能完成自动切换，同时还能让两路高压电源相互备用。在电气设计中，变压器的使用数量越少那么起到的节能作用越大，所以使用容量为1000000V·A的变压器较为合适。因变压器起到了解列运行电路的作用，在中建设计开关避免转化为低压电的过程中出现短路情况。

（三）照明设计

灯具造型、灯具布置、照明度、光源类型等都是高层建筑照明设计中需要注意的内容。电器的照明设计与建筑的装饰两者之间应该相互配合，确保美观与功能的统一。传感器、定時器或光敏设备是自动化控制照明所采用的普遍方法，这些设备的使用起到了节能的作用，而采用高光效的电光源也是符合节能照明原则的手段之一。

（四）电梯设计

根据电梯的使用方向可以分为可用电梯和货用电梯两类，按其速度分为超高速、高速、快速和低速四类，按照使用电流可以分为直流电和交流电两种。为了节省时间提高电梯的使用效率，高层建筑中多用超高速或高速电梯。为了使电梯运行稳定，让乘客感到舒适，客用电梯常用直流电动机为其驱动。在电梯的电气设计过程中，有必要分析各项数据并加以结合。

（五）消防设计

随着科学技术不断进步，高层建筑中的火警系统与灭火系统渐渐统一起来，火灾探测器、报警控制器、消防中心、洒水灭火器和气体喷射器等五个部分构成了高层建筑的消防系统。

在灾情发生时，探测器将监测到的火灾信号转化成电信号传入报警控制器和消防中心，消防的指挥工作由消防中心完成，而向居民反映火灾情况由报警控制器完成。

（六）避雷设计

高层建筑的设计中，钢筋混凝土结构的剪力墙不仅可以很牢固地连接各楼板，同时起到了接地的作用，在雷雨天气可以将打雷闪电带来的电流接入地下，避免房屋遭到雷电破坏。

另一方面，高层建筑顶部一般有避雷针或者避雷带等传统设计，现代技术下的放射性避雷针和消雷器虽然在理论上存在争议，但其应用范围比较广泛。避雷设计在高层建筑中占据着很大的地位。

二、设计过程中的注意事项

（一）电力负荷问题

高层建筑的用电量特别大，因照明区域增多、空调负荷大、运输设备运行时间长、排水设施广，供电量的要求增大，且稳定性要求也有提升。如果高层建筑中的电气设计不考虑到电量问题会使整个系统瘫痪，因此电源数量要适量。

（二）火警系统

火灾报警系统的模式相当复杂，要根据建筑的形式、规模、分类及个体分布等多方面的因素来制动。这种分级划定灾情增大了系统设计的难度，但火灾报警系统的准确性和稳定性都大大增加。

（三）消防联动控制

消防联动控制氛围多线制和总线制两种控制方法，多线制将电源与信号两线路区分开来，使电源、检测和控制用不同的导线制式。多线制一般采用五条线路，运用计算机技术中的某些原理将信号线与电源线分时间段重复使用的方式达到监测和控制的目的。总线制又可以分为三总线制和二总线制，所用的布线比多线制少，且能监控更多设备。在大中型的建筑项目中总线制的运用较多，但具体采用哪种制式要结合工程的具体情况来选择。

（四）线路敷设

线路敷设是防止火灾影响通电线路造成更大灾害的重要保护项目，曾有相关规定指出所有通电线路必须穿金属保护管并在非燃烧体结构内受到保护。但在实际设计过程中，这样的规范常常被设计者忽略掉，如果发生火灾会造成很大的损失。

（五）消防故障

消防水泵在启动后会反馈出处于工作状态的信号有两种方法，一种是通过电路信号，第二种是通过物理信号。通过电路信号反馈工作状态即找到接触器的合闸作为辅助接点输出信号，而运用物理信号则是通过水流压力传感器来传递工作信号。因第一种方法的使用较为广泛，故障信号的反馈如遇到电源断电等问题时会遇到故障，不能及时反映，因此设计过程中一定要注意故障信号反映到消防控制室这一过程的完成效果。

（六）阀门控制

在消防控制室中，能够关闭防火阀是必须的要求。在现实设计中一般所用到的是耐280摄氏度易熔断的防火阀，如果将防火阀改造为电磁阀的形式，信号可以一对一返回，也可以城主返回，使防火阀的工作更加保险。

三、电气设计过程中的节能考虑

（一）减少能源损耗

在经济建设中，节能设计是一项重大政策。节电设计是节能工作中最重要的一部分，关系到一切体系的经济效益。在高层建筑的电气设计过程中，根据技术、安全、经济、能源与环保的原则来设计节约能源的方案。

由于高层建筑中电能的消耗量较大，所以节能空间也相对较大，应了解与建筑物功能无关的耗电环节，采取具体的措施来改善这样的状况。在选择节能设备时，要了解设备的原理、性能、效果等多方面因素，从技术和经济两方面选定节能设备，实现真正的节能。

（二）提高经济效益

在考虑能源节约的同时还要将经济因素充分考虑在内，如果一味强调节能使得建筑成本大大超过预算是不合理的。节能的主要点应体现在电气设计当中，在短时间内通过能源的节约得到经济上的回报。

结语

高层建筑的电气设计所涉及到的环节非常繁杂，但整个设计过程都必须严格按照规范要求进行，电气设计是建筑设计中最重要的一个部分，它的完善设计能保证居民的生命及财产安全。在电气设计过程中，节约能源是很重要的一个环节，也是为了实现可持续发展必须遵循的规律。深入探讨高层建筑中电气设计的具体问题才能使现代化建设朝着更积极的方向发展。

参考文献

[1]陈宏飞.浅谈高层建筑电气设计的特点[J].建筑设计管理，2011（03）.

[2]王彤，宋薇.高层建筑电气设计要点分析[J].中国房地产业，2011（03）.

[3]李炳华.超高层建筑电气设计要点[J].智能建筑电气技术，2011（04）.

[4]夏能勇.现代城市高层建筑电气设计的要点[J].江西建材，2012（02）.

[5]常乐民.高层建筑电气设计的主要内容及节能原则[J].科技致富向导，2012（36）.

浅谈高层建筑的电气设计 篇4

1.1 关于负荷的计算

电力负荷是供电设计的依据参数。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。

1.2 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。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。

1.3 低压配电系统的设计

每层楼竖井设配电小间。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时, 一般按层数分区供电, 或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。

功率因数按规定应补偿到0.9～0.95.无功补偿都采用集中补偿方式。为降低变压器容量, 多集中装设在低压侧, 与配电屏放在一起, 但必须采用于式移相电容器。

1.4 设备的选型

1.4.1 高压开关柜。

现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层。国外用于高层建筑的开关有三种类型可供选用:高压空气断路器, SF6开关和真空断路器。其中高压空气断路器因技术陈旧, SF6开关尺寸数大, 气体具有毒性, 故目前10kV真空断路器应用的较为普遍。

1.4.2 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。目前有干式变压器、SFe变压器和硅油变压器等三种产品可供选用。

1.4.3 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。

1.4.4 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。应急备用发电机组必须是快速自起动的。一般应能在15s内恢复供电。从可靠性出发最好选用两台, 自动并车。容量较小时也可选用一台。

1.5 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, 进出线方便, 接近电源侧, 设备吊装、运输方便。不应设在一些经常积水场所的正下方或相邻的位置, 不应设置在有剧烈震动或, 有爆炸危险介质的场所, 不应设置在地势低洼和可能积水的场所。

1.6 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, 眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。因照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系, 很多高档建筑都会进行二次装修设计, 故电气专业设计人员应与装饰设计等相关专业密切配合。考虑到节能问题, 故应选用高光效电光源, 可以取得节能的明显效果。按照照明设计规范的视觉要求、照度标准、照明功率密度等, 在满足照明质量的前提下, 一般房间及公共场所应优先采用紧凑型荧光灯及高效发光的荧光灯, 体育馆场及厂房的室外照明等一般照明宜采用金属卤化物灯、高压钠灯等高效气体放电光源。

1.7 防雷与接地

现代高层建筑的防雷设计, 采用避雷针和避雷带的做法简单可靠、经济合算。施工时须保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接, 形成等电位层。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。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, 都是合在一起的, 组成综合接地系统。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。

1.8 消防

自动报警和自动灭火系统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。

2 建筑电气设计中的节能原则及主要措施

现今社会能源消耗急剧增加, 节能已成为我国经济和社会发展的一项长远战略方针, 是保障国家经济安全、改善环境、增强企业竞争力, 实施可持续发展战略的重要措施。因此, 各行各业提出了节能的要求, 节约电能也就成为民用建筑电气设计的焦点。

考虑实际经济效益节能应按国情考虑实际经济效益, 不能因为节能而盲目增加投资。而是应该让增加的部分投资, 能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的, 再考虑采取什么措施节能。

在对建筑物电气节能技术进行设计时, 应尽可能地采用新型节能变压器。在具体选择节能变压器时, 应重点考虑节能变压器的有效负载率、使用的折旧年限等等, 使所选择的变压器要始终保持先进的技术。节能变压器广泛用于动力节电设备、照明节电设备中, 可大幅度明显提高节能效益。

在电气节能技术设计建筑工程的时候, 首先应满足建筑物的外观、通风、照明、供电等方面的功能性要求。在选择设备和材料的时候应当充分考虑其电气节能技术的成熟度, 要有一定的前瞻意识, 尽可能地采用先进的技术, 符合节能技术的先进性标准。

因此, 节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

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。

参考文献

[1]全国民用建筑工程设计技术措施——电气节能专篇[M], 中国计划出版社, 2007

[2]陈一才.高层建筑电气设计手册[M].北京:建筑工业出版社, 1992.

高层建筑的电气设计 篇5

一、消防电气设计应遵循的规范

目前设计者应该熟悉和掌握的与高层建筑消防电气有关的设计规范主要有《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045－95以下简称“高规”）、《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116－98以下简称“报警规范）、《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16－92以下简称”民规“）等。前两部是国家标准，后者是国家建设部发布的行业标准。三部规范对高层建筑中一、二类建筑的划分以及对火灾报警与消防联动控制系统的设置与要求总体来讲是一致的，但从各自不同角度三部规范也各有侧重，有所区别。对设计者来说，国标是带有强制性的，必需严格遵守，部标或行业标准应服从国标。

二、火灾报警系统基本形式的划分及设备设置

火灾报警系统的形式应根据具体设计对象来确定，设计者首先必需搞清楚设计对象的建筑形式、规模、分类、建筑个体的分布等诸多因素，再根据这些因素来确定火灾报警系统的形式。

如表一，按“报警规范”，将火灾报警系统划分为三种基本形式：区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。而“民规”把报警系统分为四种基本形式：区域系统、集中系统、区域集中系统、控制中心系统。随着新技术不断出现，火灾报警设备和元件也在不断更新和发展。认为，报警系统设备的设置不宜复杂过多，过多会造成投资增大，可靠性降低，也不宜过于简单而达不到报警联动要求。应该在满足规范要求的前提下，强调注意系统的可靠性和经济性，还应注意不要单纯追求消防技术的先进性，而应结合国情充分考虑维护方便和维护水平。

表一

规范名称

报警规范

高规

民规

一类建筑划分

1.建筑高度不超过100m的高层民用建筑和超过24m的单层公共建筑

2.200床及以上的病房楼；每层建筑面积1000m2及以上的门诊楼

3.每层建筑面积超过3000m及以上的商业楼、展览楼等。

4.大型以上影剧院、会堂、礼堂

5.地下铁道、车站

1.高层住宅、十九层及以上的普通住宅

2.医院

3.建筑高度超过50

m或每层建筑面积超过1000的商业楼、展览楼等。

4..级和省级（含计划单列市）广播电视楼

5.重要的办公楼、科研楼、档案楼

6.建筑高度超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等

1.高级住宅、十九层及以上的普通住宅

2.高层医院病房楼、300张床位以上的多层病房楼

3.每层建筑面积超过1000m及以上的商业楼展览楼等

4.1200座以上的影剧院

5.特大型和大型铁咱旅客站

6.省（市）级及重要开放城市的航空港

7.一级汽车站及码头客运站

控制系统形成区域报警系统;集中报警系统;控制中心报警系统

同报警规范

高层医疗建筑电气设计的分析探讨 篇6

【关键词】高层医疗建筑；电气设计；分析；探讨

前言

对于医疗建筑来说，其中设涉及到的功能较多，其中有医学、生物工程、建筑学以及管理学等功能为一身的系统工程，而高层医疗建筑则是所有民用工程设计中最为复杂的类型之一。因此对于高层医疗建筑电气设计来说，必须要结合医疗事业的特点，采取有效的措施，来不断提升医疗建筑电气设计的质量。

一、负荷等级及供电电源

目前来说，高层医疗建筑越加的多，并且高层医疗建筑对人们的生活有很大影响，因此人们对高层医疗建筑设计的要求越加的高[1]。尤其是电气设计，这是保证高层医疗建筑施工功能的重要途径之一。现今在高层医疗建筑电气设计中还是存在较大的问题，影响了医疗建筑的使用功能。首先对于负荷等级以及供电电源的设计，在高层医疗建筑中，根据相关的标准《建筑设计防火规范》来看，这属于一类高层建筑，在医疗建筑中，除了具备一般高层建筑的一级负荷外，还具备很多医疗设备用电，也是属于一级负荷，医疗机构属于一级负荷用电单位，必须由两路10kV高压电源进行供电，这样若是一路电源发生故障，无法运行中，那么另外一路电源则会迅速进行工作，避免影响到医疗功能的正常运用。对于这两个10kV电源来说，一般都是由当地电力系统的两个不同区域的变电站引来。但是即使是这样，其中还是会出现电力中断的现象，若是处理不好，那么将会直接影响到正常的医疗工作。因此，对其的解决，要能在有两路市电供电的情况下，必须要结合负荷对中断供电时间的要求，能够设计出在15s内向负荷供电的快速自起动发电机，或者设置不间断电源作为应急电源，以此来保证医疗设备的工程使用。

二、医疗电气设备

对于高层医疗建筑电气的设计来说，在设计中必须要与医院的主管部门进行协商，以此来进行科学合理的设计，医院要设计人员提供详细的医疗电气设计资料，并且提供一些完善的特殊用电要求。在医院的心电图室电力设备容量为（5KW/房）、B超室（5KW/房）、碎石室（60KW/台）、胃肠仪（5KW/台）、检验室（15KW/房）等医疗设。同时也要对其进行地线的配置，其中接地的电阻要小于等于4Ω[2]。若是无法为其提供相关的医疗电气设备数据，那么相应的设计人员必须要参考相近的医疗电气设备数值，并且设计中要预留出用电。

三、关于电气安全措施的分析

对于高层医疗件组合来说，其处于的环境较为特殊，这样导致电流会对病人造成一些潜在的危险[3]。因此这也就对电气安全的设计提供了很多特殊的要求。根据相关的标准规定，在医院医疗器械中，在使用插入体内接近人体心脏部位，或者是直接插入心脏的医疗电气设备，那么必须要采取有效的微电击保护措施，对于防微电击措施来说，必须要采用等电位接地方式，利用二类电气设备供电处理。对于防微电击等电位联结来说，其中包含了室内给水管、金属窗框、病床的金属框架以及患者会在2.5m的范围之中直接或间接触及到部分的金属部件。利用以上的部件来进行等电位联结的保护线电阻值，必须将金属导体相互间的电位差限制在10mV以下。另外，在相关的规定中，电源若是在突然中断后，并且在重大医疗危险的场所，要采用电力系统不接地的供电方式[4]。另外，为了能正确选择防电击的措施，在相关标准中根据医疗电气设备的电接触的危险程度，可以对医疗场所进行科学合理的分组：首先，在甲组的场所中，在不使用医疗时与人体接触的可导电的期间。其次在乙组的场所中，可导电的医疗设备会与人体外部进行有效的接触，或者医疗设备进入人体内，与人体的内部进行接触。最后对于丙组场所来说，进行心脏内部手术，或中断供电导致出现的危险治疗。在相关标准中，对于一些医疗场所中的一些重要用电负载自动倒换电源，那么必须要按照允许间断工地干时间的长短来对医疗场所进行分级。首先允许间断实践小于等于0.5s的场所，那么对于电气设别的要求必须要在0.5s之内进行供电的恢复。其次允许供电时间在大于0.5s小于等于15s的场所，那么则是要求在电气设备要在0.5s以及15s的时间中恢复供电。

四、对于防电击的措施分析

对于防电击的措施来说，首先要做好接地系统以及自动切断电源防电击的措施，①TN系统，在医院的医疗场所与其他想啊滚的场所以及邻近的非医疗场所都会采用TN-S系统，同时也不允许出现PEN线。②在前组中出现的末端回路32A以及32A以下的电源插座回路，必须要安装相关的Ⅰ△n小于等于30mA的RCD作附加的保护。③对于前组场所内只能在下列电气设备回路上安装RCD，主要是为了切断一些手术台以及而定功率大于5kVA的大型电气设备，不影响生命安全的电气设备。但是其中要注意的便是，不能让RCD保护的电气设备数量过多，那么将很容易导致RCD出现跳闸，从而来发生供电中断的状况，那么必须场所内使用对回路电流直流分量不敏感的RCD[5]。其次对于医疗IT系统来说，在相关场所中距离手术台1.5m，并且高度在2.5m内用于维持生命的医疗设备，可以采用IT系统进行供电。根据相关医电气设备的产品标准，对于进行心脏手术的设备，并且正常泄露的电流不能大于10μA，若是其中一个出现了接地故障，那么其泄露的电流不得大于50μA，在手术室中，其电位差正常时会小于10mV，若是病人的心脏的电流超过了50μA，那么将会影响病人的治疗，出现死亡的现象，因此必须要对故障的电流进行严格的限制。可以在手机室安装相关的医用隔离变压器，另外，使用IT系统，对于带电导体的对地电容电流，其幅值相对较小，IT系统具有较大的优势，在出现接地故障可以不切断电路，不中断装置的供电。IT系统必须要装设绝缘监视以及接地故障报警以及显示装置。对IT系统的配电线路来说，若是发生了第一次接地故障，那么必须要由一些绝缘监视电器发生音响或信号，动作电流要符合以下要求：Ra·Id小于等于50V。要能在IT系统的电源处安装一个绝缘的检测器，在绝缘电阻低于50kΩ时，那么便可发出相关的警报，所以这就需要另外测试绝缘的仪器来进行绝缘监测器的检查。对于每一台的IT系统都必须要配备声光信号，以此来促进医务人员对绝缘状况进行及时的监测，并且采取一些科学有效的措施来进行隐患的消除。

五、电气设备

首先是对隔离变压器来说，二次侧的标称电压必须要小于250V，同时单相隔离变压器的容量必须要高于0.5KVA，但是必须要小于10KVA。若是医用IT系统中有三相负荷，要为其安装单独的三相变压器，其相电压也不会超过250V。其次对于开关设备来说，在医院的每个末端回路会有短路防护过载功能，但是对于医用IT系统装用的隔离变压器电源侧以及负载侧的回路上，不能够安装过载防护电器。最后对于电源的不间断供电要求，在医疗设备按照允许间断的时间场所进行分组，对于一些间断供电时间小于0.5s的医疗电气设备，要增加装设不间断电源装置，将其作为应急电源。

结语

对于高层医疗建筑电气设计来说，必须要结合医疗结构的特点，采取科学合理的措施进行设计，以此来提升有效性，保证高层医疗建筑的使用功能。

参考文献

[1]欧阳东，陈琪，肖昕宇.《醫疗建筑电气设计规范》编制概述[J].智能建筑电气技术，2010，（03）：55-56.

[2]金建中.高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性分析探讨[J].中外建筑，2012，（02）：50-51.

[3]刘大勇.高层建筑电气系统设计与线路安装要点探析[J].中外建筑，2010，（03）：30-31.

[4]覃志昌.高层医疗建筑电气专业设计的一些看法[J].化工之友，2011，（03）：40-41.

浅议高层建筑的消防电气设计 篇7

1 消防电气设计应遵循的规范

目前, 设计者应该熟悉和掌握的与高层建筑消防电气有关的设计规范主要有“高层民用建筑设计防火规范” (以下简称“高规”) 、“火灾自动报警系统设计规范” (以下简称“报警规范”) 、“民用建筑电气设计规范” (以下简称“民规”) 等。前两部是国家标准, 第三部是国家建设部发布的行业标准。三部规范对高层建筑中一、二类建筑的划分以及对火灾报警、消防联动控制系统的设置与要求总体来讲是一致的, 但三部规范也各有侧重、有所区别。

2 消防电气设计中应注意的问题

2.1 火灾报警系统的设计

火灾报警系统的形式应根据具体设计对象来确定, 设计者首先必须搞清楚设计对象的建筑形式、规模、分类、建筑个体的分布等诸多因素, 再根据这些因素来确定火灾报警系统的形式。按“报警规范”, 火灾报警系统可被划分为三种基本形式:区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。而“民规”把报警系统分为4种基本形式:区域系统、集中系统、区域—集中系统、控制中心系统。

笔者认为:报警系统设备的设置不宜过于复杂, 应该在满足规范要求的前提下, 强调系统的可靠性和经济性, 还应注意不要单纯追求消防技术的先进性, 而应结合国情充分考虑维护方便和维护水平。

2.2 线路的敷设问题

许多电气设计中消防线路采用穿塑料管 (PVC) 保护, 并从吊顶内走线。而“民规”规定:消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播等线路, 应穿金属管保护, 并暗敷在非燃烧体结构内, 其保护层厚度不应小于30mm。当必须明敷时, 应在金属管上采取防火措施。在布线上要求与“高规”、“报警规范”基本一致, 只是根据“报警规范”线路在暗敷时可采用金属管或经阻燃的硬质塑料管保护。

从实际情况可以看出, 很多设计人员对这一条有所疏忽。笔者认为, 本条之所以没有包括火灾探测器线路, 是因为探测器线路只是在火灾初燃、生烟发热阶段起作用, 而条文中规定的消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播线路, 在火灾发生后一段时间内还需起作用, 在这段时间内, 这些线路应保证安全使用, 敷设在吊顶内的线路, 在发生火灾时并不安全, 而且吊顶内是火灾多发地段。设计人员应对规范条文给予足够的重视, 在实际操作中, 凡是新设计的建筑, 对该条文规定的线路, 一律穿金属管或阻燃PVC管保护, 并在现浇板内、墙内暗敷走线。在改造工程中, 由于条件限制不能暗敷时, 应对保护钢管或金属线槽采取防火措施, 如刷防火涂料等。

2.3 消防联动控制问题

消防联动控制有采用多线制的, 也有采用总线制的。多线制是电源驱动线与信号线分开, 电源、检测、控制分别占用导线的制式。多线制一般有五线制、四线制。总线制是基于计算机技术中控制总线的原理, 采用信号线与电源驱动线分时复用的方式, 利用计算机编程技术来达到监测与控制目的, 总线制有三总线制和二总线制。总线制比多线制有布线少、监测控制设备多等优点, 目前大中型项目多采用总线制。

2.4 消防水泵的控制问题

消防水泵 (包括消火栓泵、喷淋泵) 是灭火手段中的重要设施, 对消火栓系统而言, 根据“高规”的要求, 在消火栓处应能直接启动消火栓泵。根据“报警规范”的要求, 在消防控制室也应能手动控制消火栓泵的启停。这两部规范从各自不同角度提出要求。此外, 在水泵房消火栓泵附近还有一个控制箱直接控制水泵电机启停, 这样消火栓泵的启动就有两处可控制, 但是存在这样两个问题:一是消火栓泵的控制权, 二是消火栓泵的启动方式。消火栓泵的启动控制权即是消防中心控制室, 消火栓动作按钮与泵房控制箱的主从控制关系一般来讲, 应以消防控制室为主。目前很多大厦消火栓的控制方式是在泵房控制柜上设置手动、自动转换开关, 通常情况下置于自动位置。这样设置有一个好处, 就是一旦自动控制失灵, 工作人员可在水泵房将转换开关打到手动位置, 直接启动消防泵, 且就地维修也很方便。但是, 在水泵房设置转换开关, 容易引起人为的操作失误, 因为一般情况下泵房是无人值班的, 万一工作人员或其他人员将转换开关置于手动位置, 而消防中心未能及时发现, 就会出现重大的消防隐患 (此时消防中心和消火栓按钮均无法启动消防泵) 。为了有效解决以上矛盾, 在实际设计中, 消防控制室的手动启停按钮可不经过泵房设置的转换开关, 而直接启动消防泵, 既能解决直接启动问题, 又便于消防中心统一监控。

2.5 消防控制室中反应消火栓泵和喷淋泵的设计问题

根据“报警规范”的要求, 消防水泵启动后要返回已工作的信号, 有两种方法:一是取电路信号即接触器的合闸辅助接点;二是取物理量信号, 即取供水管网上的水流压力传感器。关于故障信号的返回, 电源断电故障信号的反应比较清楚, 其它故障信号的反应, “报警规范”、“民规”都没有明确说明。比如消防水泵过负荷故障信号应该反应到消防控制室, 但具体如何反应是在设计中应予考虑的问题。

2.6 防火阀、排烟阀的控制问题

“报警规范”要求在消防控制室能够关闭防火阀。在实际设计中, 选用的基本是250℃易熔环熔断的防火阀, 建议将防火阀做成电磁阀的形式, 至于信号返回是一对一返回还是成组返回, 要视具体工程情况来定。所有的排烟阀都可装上编码接口联动模块, 由消防控制室联动控制器来达到控制启动排烟阀的目的, 其次, 还可由就近的感烟探测器组成的控制线路启动, 消防控制室只接收其工作后返回的信号。如要求先打开着火层排烟阀, 再打开屋顶层排烟机, 这种情况下采用后一种做法较妥。

3 结束语

目前, 在高层建筑消防系统的电气设计中, 随着电气设备性能的日趋完善和微型处理机技术的普及与广泛应用, 消防报警及联动控制设备的智能化程度越来越高, 同时也使消防电气专业与相关专业的联系更加密切。今后的发展前景是分布式的系统结构、模块化的设计、灵活的系统配置、透明的管理方式相结合。随着高层建筑综合使用功能的不断增多, 消防系统的电气设计和其他专业一样, 都需要不断地协调创新和应用完善。

参考文献

[1]徐晓宁.建筑电气设计基础[M].华南理工大学出版社, 2007.

浅析高层建筑电气防火设计的问题 篇8

1.1 电气装置设计不当

有腐蚀气体的场所未采用相应要求的设备,以致绝缘破坏,短路引起火灾;防爆场所未安装防爆电器:线路载流量超过允许值导致电器设备长期超负荷运行,造成设备过热引起火灾:雷击场所未设置合理的防雷措施或防雷装置失效,由雷电流效应引起火灾。

1.2 电气安装不规范

导线连接处采用缠绕连线,时间长了由氧化引起接触电阻增大,接头过热引起火灾。断路器、接线端子板、插保险的熔丝、设备连接螺钉等处,长期运行经过震动连接不牢,接触电阻增大引起火灾。灯具不按规范要求安装,对白炽灯、卤钨灯等产生的热量没有采取有效措施,以致烤燃周围易燃物。

2 规范火灾自动报警系统的设计

2.1 探测器

探测器是消防自动报警的眼睛,它的功能是将火灾信号快速传到报警控制器,发出警报信号。其类型有:感烟、感温、感光、叫燃气体等四类。探测器的选型和布设需根据各部位可能发生火灾的特性、房间高度、房顶形式、相对湿度等,按照《火灾自动报警系统设计规范》的规定设计,注意报警探测器与控制器必须选用同一个生产厂家的产品。

2.2 报警控制器

报警控制器是给探测器供电,接受、显示、传递信号,并能输出控制指令的一种装置。按其输入网络的系统线路划分有少线制和多线制两类;按作用性质划分有区域报警器、集中报警器、通用报警器三种。我们根据需要进行选择。

2.3 消防联动控制

联动控制的对象有以下几类:一类是防、排烟设备,如电动防火门、正压送风阀、防火卷帘、防火阀、排烟阀等;二类是机电设备,如防、排烟风机、空调与送风机、电梯等;三类是灭火系统,如消火栓系统、自动喷水系统、固定式气体灭火系统等。联动控制方式是:火灾报警信号传至消防控制器发出指令,使设在现场的联动控制模块动作。在操作方式上有自控、远控、现控三种。

3 规范消防配电线路的设计

高层民用建筑内包括大量消防用电设备,按其功能不同主要分为火灾自动报替系统、固定灭火装置、防排烟设施、人员疏导及物资疏散装置、控制及通讯设施等几类。由于各类消防用电设备功能不同.对配电线路的防火设计和性能要求也各有侧重。

3.1 消火栓泵、喷淋泵等配电线路

消火栓系统加压泵、水喷淋系统加压泵、水幕系统加压泵等消防水泵是实施灭火工作的主要设备。消防水泵运行正常与否,直接关系到火灾扑救的效果,其配电线路的防火设计应该特别予以重视。根据消防工程现行做法,消防水泵一般集中设置在水泵房,其配电线路包括双电源或双回路电源干线和各个水泵电动机配电支线两部分。

3.2 防排烟装置配电线路

防排烟装置是高层民用建筑中重要的防火设施,它包括送风机、排烟机、各类阀门、防火佣等,这些设备运行正常与否,直接关系到人员疏散效果和能否有效防止火灾蔓延。由于防排烟装置的布置一般比较分散,因此其电气线路防火设计既要考虑供电主回路线路,也要考虑联动控制线路。鉴一于限燃型电统在遇到明火时,其电气绝缘性能会迅速降低,防排烟装置配电线路明敷时应采用耐火型交联低压电缆或铜皮防火型电缆,而暗敷时可采用一般耐火电统,联动和控制线路也应该采用耐火电缆。

3.3 防火卷帘门配电线路

在高层建筑中,大堂或中庭往往面积很大,许多高层宾馆还具有内置高空间和回廊,因而按照《高层民用建筑防火设计规范》要求,应采用防火卷帘门将不同的防火分区加以隔离,阻断火灾蔓延,防火卷帘门的隔离火势作用是建立在通过配电线路可靠供电以使防火卷帘门有效动作基础上的。

3.4 消防电梯配电线路

消防电梯是人员疏散和火灾扑救时使用的重要工具,配电线路防火设计应与其功能相适应。根据当前消防工程实例,消防电梯配电一般是由设在高层建筑底层或地下室的变电所敷设两路专线配电至位于高层建筑项层的电梯机房,从而造成消防电梯配电线路一般都比较长,且路由也比较复杂。因此,为提高供电可靠性。消防电梯配电线路应采用耐火电缆,当有供电可靠性特殊要求时,两路配电专线中的一路可选用铜皮防火型电缆。此外,垂直敷设的消防电梯配电线路应尽可能设在电气竖井内,并应考虑第2部分第3条的要求。

3.5 火灾应急照明线路

火灾应急照明的作用是保证火灾时人员有序疏散和消防人员继续工作,它包括疏散指示照明、火灾事故照明和备用照明。一般情况下,疏散指示照明和火灾事故照明采用带镍福电池的应急照明灯具或可强行启点的普通照明灯具,而备用照明则利用双电源切换来实现。所以,火灾应急照明线路一般采用阻塔型电线穿钢管保护暗敷于不燃结构层内,以达到防火要求。对于装饰装修工程,可能遇到土建结构工程己经完工,应急照明线路不能暗敷于结构层内,而只能明敷于吊项内的情况,这时电气线路应采用耐热型或耐火型材料。

3.6 消防广播通讯系统配电线路

火灾事故广播、消防电话、火灾警铃等设备的电气配线应该保证其功能的发挥,在条件允许的情况下,可优先采用阻燃型电线穿管单独暗敷:当必须采用明敷线路时,应该对线路作耐火处理并参考第2部分第2条要求。

4 结束语

目前我国高层建筑电气火灾防范的理论与经济发达国家有不小的差距,问题也较多,应积极向经济发达的国家和IEC标准靠拢,努力学习经济发达国家的先进防火理论和实践,结合我国国情把电气线路的火灾减少到最低程度。

参考文献

[1]GB 50116-1998火灾自动报警系统设计规范[S].

[2]JGJ 16-2008民用建筑电气设计规范[S].

高层建筑的电气设计 篇9

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高层建筑的电气设计 篇10

一、电气线路敷设存在的问题及建议

在目前大部分高层建筑中, 大部分电气消防线路, 大都从屋顶的吊顶内通过, 外部辅以塑料管进行保护, 虽然起到一定的消防作用, 但是还是不符合《民规》的相关规定, 《民规》的具体内容是:对于高层建筑的自动灭火控制、消防联动控制、应急照明以及通信等线路, 都需要装有相应的金属管来确保这些线路不会受到火灾影响, 保持其完整性, 并应该将其暗敷于非燃烧性物体的结构中, 且所安装的防护层其厚度要不小于30毫米。在明敷时, 应该在电气线路外部的金属管上设置相应的防火设备。根据规定高层建筑的电气线路需要硬质塑料管或金属管进行保护。但在实际安装过程中, 很多设计和安装人员却忽视了这一点。在以上规定中, 没有规定火灾探测器的原因, 是因为火灾探测器仅是用于火灾开始发生且发热生烟的阶段。规定中要求电气线路在引发火灾后一定时间内要确保有效, 可以安全使用。对于在吊顶中安装的电气线路, 由于吊顶中极易发生火灾, 因此电气线路极易引发火灾, 设计人员在进行线路设计中, 应该充分考虑到这一点, 重视条文规定, 在设计及安装时, 安装规定布置线路, 并安装要求安装硬质塑料管或者金属管, 并应在现浇的墙内或板内设计暗敷线路。对于不能走暗敷的应套金属线槽或者保护钢管做好防火保护, 粉刷防火涂料等。

二、消防联动控制方式存在的不足及建议

消防联动的控制方式有两种方法, 一种是总线制的控制方式, 一种是多线制的控制方式。在第一种方式中, 主要依靠计算机, 在设计一定的控制程序后, 通过电源驱动线和信号线分时复用的形式, 通过计算机的自动化程序, 实现24小时的随时监控制。这种控制方式又可以分为二总线制与三总线制, 在布线方面少于多线制, 需要多台监控设备, 是目前应用较多的工程消防控制方式。对于第二种控制方式, 其技术是将信号线和电源驱动线分开, 线路设置上分别设置检测线、电源线以及控制导线, 一般有四线制与五线制。虽然第二种方式相比第一种方式利用率较低, 但是这两种方式各有优缺点, 设计人员应该根据实际应用状况, 选择恰当的控制方式。

三、消防水泵启停控制存在的不足及建议

在消防灭火中, 主要依靠消防水泵这一消火措施, 消防水泵又可以分为喷淋泵、消火栓泵, 根据消火栓系统要求, 在安装位置选择上应该选择能够直接启动的位置上安装。按照“报警规范”的相关要求, 对于消防控制室, 要求也要可以直接手动管控消火栓泵, 使其能够顺利进行启动或者停止。另外, 水泵房的消火栓泵周围, 还需要安装可以直接能够控制水泵电机的开动、停止的控制箱, 以便能够全方位的操控消火栓泵的开启与停止。

但是, 在操控消防水泵开始或者停止过程中, 还存在以下两个方面的不足。第一, 由谁来控制消防水泵的开始和停止问题, 即这个操控权谁来掌握;第二, 消防水泵的开启方式。目前通常由消防控制室、控制箱以及消防栓的控制按钮来控制消火栓泵的开始或停止, 而且主要以消防控制室为主要掌控者。现在, 大部分高层建筑对于消防栓的控制, 大都将自动及手动的转换开关设置于泵房的控制柜上, 并将其设置为自动状态。这种方法的优点是当自动控制系统失灵时, 其他工作人员可以在水泵房把开关调整为手动形式, 然后开动消防泵, 而且有利于日常的维修或检查。这种方式对工作人员较为方便, 但是也存在一定的不足。即在在水泵房中设置转换按钮, 很容易因为人为错误导致重大失误。因为一般来说, 没有人看管水泵房, 如果工作人员将开关转换为自动式的状态, 但消防控制室在不知情的情况下, 再加上消火栓的按钮没有及时开启消防泵, 那将会带来较为严重的消防安全问题。因而, 为了避免上述问题, 在设计消防泵时, 可以把控制室的手动操作启停按钮设计为可以直接开启消防泵的状态, 略去转换这一环节, 这样就可以避免消防泵的启停问题, 有利于消防中心实施全方位监控。一般来说, 消防栓泵的开启主要有以下两种办法:第一, 在第一种控制方式下即总线制的控制方式下, 可以使用灭火栓附近的联动接口模块, 把灭火栓的启动或停止信号传输到控制室的控制系统, 由控制系统输出给消火栓具体的开关量, 以启动灭火栓按钮, 开启灭火功能。第二, 可以通过消火栓泵的启动箱把启动或停止信号发送到消火栓的开关量触点, 从而启动灭火栓按钮。对于这两种方法都可以应用于具体实践中, 相比较来说第一种可以节约成本, 但需要在总线制的控制方式下, 才可以使用。

四、消火栓泵和喷淋泵的工作状态信号获取问题

消防水泵在开启后需要返回其工作的相关信号, 通常有以下两种办法:第一, 是取电路信号, 也就是接触器的合闸辅助接点通过这个节点传送工作信号;第二是取物理量信号, 也就是数据主要依赖供水管网上的水流压力传感器传出的信号, 但第二种目前应用较少。对于故障信号的获取, 相对来说电源断电故障信号的反应较为清晰, 对于其他类型的故障信号应该如何获得还需要研究和探讨。

五、防火阀、排烟阀的信号控制及返回问题

在实际应用过程中, 大都选择280℃易熔环熔断的防火阀, 一般来说最好将防火阀设计为电磁阀的形式, 当然对于信号的返回是采用一对一的返回方式, 还是采用成组返回的方式, 还需要根据具体的实际情况来确定。通常用什么方式启动排烟阀也需要值得研究和讨论, 大部分排烟阀均能安装编码接口联动模块, 让消防控制室的联动控制器来对排烟阀进行开启或关闭的控制。另外可以让附近的感烟探测器构成的控制线路来进行启动, 消防控制室仅接受感烟探测器工作后的相关信号即可。

六、结束语

综上所述, 在高层建筑电气的设计中, 需要设计人员在考虑现场工程状况的基础上, 根据实际需要选择恰当的方法, 重视消防问题, 以建设有效的消防系统, 保障建筑物的安全使用。

摘要：在高层建筑中, 消防电气设计有着重要地位, 如果设计不当, 会留下巨大的安全隐患, 引发严重的安全问题。本文分析了几种电气设计存在的问题, 并提出了具体的改进意见。

关键词：高层建筑,消防电气,设计问题

参考文献

[1]张志星.浅析当前城市建筑设计中的问题及对策[J].科技风, 2009 (05) .

[2]崔长生.建筑电气设计安装存在的问题与解决措施探讨[J].科技创新导报, 201 (002) .

[3]黄白蓉.民用建筑消防电气设计的几个关键问题[J].消防技术与产品信息, 200 (802) .

浅谈高层建筑电气设计的若干问题 篇11

关键词：动力及照明配电 弱电 防雷及接地安全

1 动力及照明配电系统方面

1.1 高层建筑住宅总电源引入

高层建筑住宅供电由小区变配电所引入。高层建筑住宅的总配电室或总配电箱间宜选在地下层或首层，这样进、出线方便，且便于运行维护。用电负荷的具体情况可以采用放射式或树干式供电系统，电源柜设在一层或地下室内，电源柜至室外宜留有不少于2回路的备用管，管径为100～150mm，照明、电力及应急电源应分别引入。十九层及以上住宅，宜由变电所设专线回路采用放射式系统供电，电力、照明及应急电源宜分别引入。

在进行详细设计时，我们应该根据单体的设计情况和规划外线的走向，尽量的减少室外线路和管道的数量，尽量缩短检修距离，减少故障点的数量。这样以来可以既节约材料也对地面环境起到了有效的保护。在进行电气设计的时候应该在充分了解住宅楼中建设的地下车库的情况下，充分利用此时地下车库与各楼相同的便利条件，尽可能将强弱电的主干线路通过地下车库采用内吊装线槽等方式直接引入各个单体建筑。避免或者尽量减少做室外管井，这样既减少了与其他专业管井的交叉，又避免了对室外环境景观的破坏。这样减少工程量的同时也方便了日后的检修与维护。

在单体的设计过程中应该注意集中设置强弱电的管路，可以减少强弱电管井的数量，但是这样的做法还是要特别注意各地方弱电运营商的室外管线的敷设要求以及各地供电局相关的要求。

1.2 高层建筑住宅低压配电系统中需要注意的问题

1.2.1 尽管《住宅设计规范》GB50096-2011有明确的住宅用户负荷标准，但随着日新月异的发展，家用电器功率的提高，用电负荷有时并不能满足要求。因此目前住宅电气设计应具有一定的超前意识，满足日益增长的用电需求。

1.2.2 主干回路上线管、线槽中的电缆和导线的密度、分隔敷设的要求也常被忽略，结果造成施工困难，产生线路过热、易相互干扰等隐患。对于长距离的多负载传输线路，多为设备的工作电源回路，设计时一定要核算线损引起的电压降，并提醒调试时检查回路末端的工作电压，这是某些现场设备工作不正常的常见问题。

1.2.3 照明箱进线开关不应采用双极隔离开关，依据《低压配电设计规范》GB50054-2011，在TN-S系统中，N线上不宜装设电器将N线断开，当需要断开N线时，应装设相线和N线一起切断的保护电器。照明箱进线开关可使用单极隔离开关。三相配电的照明箱进线开关应使用三极隔离开关。

1.2.4 在TN-S系统中，在电源转换时切断中性导体，可以避免中性导体产生分流（包括在中性导体流过的三次谐波及其他高次谐波）这种分流会使线路上的电流矢量和不为零，以致在线路周围产生电磁场及电磁干扰。采用四极开关可保证中性导体电流只会流经相应的电源开关的中性导体，避免中性导体产生分流和在线路周围产生电磁场及电磁干扰。因此，配电箱内双电源进线转换开关不应采用三级，依据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第7.5.3条第2款要求，应采用四极转换开关。

2 高层建筑住宅的弱电系统设计方面

2.1 基于弱电系统现状的设计

目前固定电话通信和有线电视系统在城市中已得到普遍应用。基本上每一个家庭都拥有最少一台电视，电视的覆盖率可谓是近乎100%，因此在住宅的建设过程中，有线电视系统的敷设应该力求完善，来满足日常生活需要，并留有一定的发展空间。目前网络系统的不断扩大，不断地更新，使得生活中处处离不开网络。因此在设计的过程中，住宅中的网络系统它的设计一定要具有前瞻性。另外，随着光纤通讯技术的不断成熟和发展，越来越多的新建住宅小区选择光纤到户通讯设施。规范《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程设计规范》GB50846-2012已经有了详细的规范要求，设计中要注意学习和与时俱进。

2.2 基于弱电系统的发展趋势

智能型住宅。未来智能型小区建设一定是住宅未来的发展方向，虽然目前还不能完全贯彻到现有的建设条件中，但设计人员一定要有展望未来的眼光。智能控制板是住宅智能化的核心，它大致由三个部分组成：通信网络部分、设备自动化部分、安全防范部分。

2.2.1 通信网络部分，包括电话、有线电视、计算机互联网接口。

2.2.2 设备自动化部分，包括照明、空调监控、电器设备监控、家庭能耗（水、电、煤气）数据抄送。

2.2.3 安全防范部分，包括火灾报警、煤气泄漏、防盗报警、安全对讲及紧急求救。

智能化住宅在国外已得到了广泛的应用，今后我们在进行住宅弱电系统的设计时要参照智能化住宅布线要求，对住宅智能化的发展趋势要有预见性，选择电器设备时应该适当的超前和留有一定的升级空间。

3 高层建筑住宅防雷接地及安全方面

3.1 关于防雷部分

本部分需要注意屋顶设备的防雷问题。屋顶冷却塔、风机没有采取防雷措施，这是工程设计中极易忽视的常见问题。《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）第4.1.1条规定，各类建筑物应采取防直击雷的外部防雷装置，并应采取防闪电电涌侵入的措施。屋顶平面布置的冷却塔、排烟风机、太阳能设施、航空障碍灯等设备，依据《建筑物防（上接第98页）雷设计规范》GB50057-2010第4.2条规定，应采取防直击雷措施，在防雷平面图中应明示防直击雷方法：其金属外壳至少有不少于两处与屋面防雷装置相连；非金属冷却塔应设置避雷针。同时，依据《建筑物防雷设计规范》第4.2.3条要求，还应采取防雷电波侵入的措施：即在配電盘内，在开关电源侧安装适配的浪涌保护器。

3.2 接地及安全部分

由于高层建筑的钢筋混凝土基础较深、较牢固，为节约投资，要充分利用这一自然接地体。在实际设计中，需要注意的是，当利用建筑物的柱子钢筋作为引下线时，应按规范：当钢筋直径为16mm及以上时，应利用两根钢筋作为一组引下线；当钢筋直径为10mm及以上时，应利用四根钢筋作为一组引下线。被利用的柱子和基础内的钢筋均应可靠焊接，使其在电气上成为一个整体，更有效地保护建筑物内的设备和人身安全。在防雷设计说明中，应明确对引下线钢筋截面和根数要求。

另外需要注意的几点：①住宅供电采用TN系统时，在线路较长、导线截面较小的情况下，接地故障电流也随之减小，过电流保护电器常常不能满足切断故障回路的时间要求，因此必需采用漏电保护器和专用PE线作接地故障保护。②按《低压配电设计规范》GB50054-2011规定，采用接地故障保护时，在建筑物内应作总等电位联结。等电位联结是使电气装置各外露可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的一种电气联结。等电位联结的作用，在于均衡电位，降低人体受到电击时的接触电压，是接地保护的一项重要措施。同时设有洗浴设备的卫生间应设局部等电位连接，以防止出现危险的接触电压。③电气竖井内接地干线每层或每三层与楼板钢筋做等电位连接，主要是防止雷电流流经引下线和接地网时产生的高电位对电气竖井内接地干线、电气线路、电气设备产生反击的措施。

上述各种问题在工程上经常遇到，某些设计规范中也有规定与要求，但在工程设计中却往往被忽视和遗漏，造成不必要的失误和不足。笔者希望通过实践和探索，不断的总结经验教训，提高设计工作水平，同时注意各专业间的协调和配合，使电气设计更加完善。

参考文献：

[1]《智能建筑与城市信息》2013年1月刊.

[2]《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008.

[3]《供配电系统设计规范》GB50052-2009.

[4]《低压配电设计规范》GB50054-2011.

建筑电气系统的节能设计 篇12

1 电气节能设计的重要性

电气节能设计在整个建筑电气系统运行过程中对节约能源有着十分重要的意义。在建筑电气系统中, 其用电量和设备投资成本都和建筑节能有着十分密切的联系。对照明光源及照明标准选择合理, 对家用空调及公共空调设置智能、变频控制, 对楼梯、庭院等公共场所设置光控及时控设计, 这些设计涉及的电器广泛且均有较长的工作时间, 长期采用这些节能设计措施有利于建筑物及电器的使用寿命和大大的起到节约能源的作用。目前, 在公共建筑物的电气系统的节能设计中, 考虑相关专业设备的用电量, 是作为确定节能设计方案的重要因素之一。此外, 建筑电气系统的节能设计成为设计施工审查中的重点审查之一, 随着建筑电气系统的节能设计的逐渐完善和规范, 对建筑电气系统节能设计的审查力度也必将持续深入和严格, 所以如何对建筑电气系统的节能设计的完善, 是建筑企业及政府共同探究的难题。

2 建筑电气系统节能设计的内容

2.1 电气系统节能设计

配电系统节能设计内容广泛, 包括对建筑电气系统详细的用电负荷进行计算统计, 对建筑电气系统的谐波方案的中和治理及设计, 对无功动态策略的补偿设计及设备变配电节能优化设计四方面。照明灯具对节能系统的匹配设计、控制照明系统的整体设计和照明系统的总设计, 是照明系统的节能设计措施。一般的电气设备都有很高的用电率, 对能源的消耗较大, 因此对电气设备的节能设计必不可少。电气设备的节能措施包括排水系统设计、对空调智能系统的设计、和电机拖动系统的设计, 如电梯。

2.2 开发和综合利用新能源

新能源包括太阳能、风能等自然环保的能源, 利用新能源发电, 如风力发电, 太阳能发电等措施, 有利于节能系统的设计。

3 建筑电气系统的节能设计措施

3.1 供配电系统的节能设计

(1) 合理分布供配电系统的整体, 减少线路损耗。首先, 考虑变配电室和配电小间能在满足供电半径的前提下, 满足缩短线路长度的合适位置, 在分布线路过程中, 为减少导线长度, 就要使线路尽可能分布成直线, 而不是弯路。其次, 在低压线路的分布安排上, 为使线路上的损失电能量减少, 就要在低压线路的分布安排上少走甚至不走回头线。此外, 在电压器的设计上, 使其接近负荷中心, 缩短供电距离是建筑电气系统的节能设计最好的安排。最后, 在高层建筑电气系统节能设计中, 在低压配电室安排上使其尽量靠近竖井为宜。

(2) 技术经济分析供配电系统的构成, 选择合理的配电方案。单独对空调等负荷充满季节性的电力系统设置变压器, 将其使用的负荷由一台变压器承担, 以达到降低变压器容量, 从而达到降低建筑电气系统的节能的目的。此外, 可以对某些季节性符合的线路进行二次利用, 共同利用同一根干线, 从而减少电阻和线路, 减小线路的消耗。

(3) 尽可能选择节能产品和合适的线缆截面。有些工程项目对配供电质量要求较高, 因此会根据其需要, 对载调压变压器、低损耗节能变压器及低耗无噪声节能型接触器进行选择。对于较长的线路, 要满足其热稳定、载流量等功能, 因此, 选择合适的导线截面和节能产品对建筑电气系统的节能设计有着十分重要的影响。

3.2 照明节能的设计

(1) 采用高效光源。由于白炽灯安装维修简单, 显色指数最高, 且价格便宜, 而广受人们喜爱, 但是白炽灯不节能且发光率低, 因此不建议使用白炽灯。由于高压钠灯和低压钠灯光色偏暖、色温低、发光率最高, 但是其颜色失真大, 因此高压钠灯和低压钠灯最适宜用于广场和路灯照明。一般的荧光灯显色指数好, 颜色失真度小, 可用于住宅及写字楼的照明。因此, 在光源的选择上, 应该根据照明灯的特点和要应用的地点进行分析, 从而寻找适宜并高效的光源。

(2) 建筑物应尽量利用自然采光。在建筑物使用过程中, 对于靠近室外的部分, 采用透光率较好的玻璃门窗, 对自然光充分利用, 以达到减少浪费、节约能源的目的。在自然光的利用上, 对建筑物的开关点进行合理设置并根据实际情况对其调节, 有利于灯具开关更加节能、方便、灵活的控制。有利于节约能源, 有利于建筑电气系统的节能设计的实施与完善。

4 结束语

建筑物的结构和功能的复杂性以及提高能源综合利用的效率, 对建筑电气系统的节能设计是十分有必要的。因此, 文章从电气节能设计的重要性、建筑电气系统节能设计的主要内容、建筑电气系统的节能设计措施三方面进行分析。希望建筑电气系统的节能设计采用合理的电气节能技术措施, 取得有效的建筑电力系统节能效果。在建筑电气系统的节能设计实施中, 不仅可以为建筑带来经济效益, 还可以对我国节约资源的规定积极响应, 实现高效利用有效资源的目的, 从而为我国可持续发展奠定基础, 为我国环境、能源的保护提供技术支持。

摘要：随着我国经济的不断发展, 社会的不断进步, 建筑电气的能源耗损问题越来越严重, 能源问题越来越引起人们的重视, 因此建筑电气系统的节能设计工作被建筑企业渐渐重视。如何降低电能耗损与节约建筑电气系统的电能, 把建筑电气系统的节能设计贯穿于整个建筑电气系统中, 是建筑电气系统节能设计工作的重点。

关键词：建筑,电气,节能,设计

参考文献

[1]王蔚博.建筑电气系统的节能设计[D].吉林建筑大学, 2015.

[2]王铮.建筑设备电气自动化系统的节能控制研究与工程设计[D].郑州大学, 2011.