IBE】高層建筑電氣設計要點（強弱電）

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。高層建筑的電力負荷計算，基本上采用負荷密度法和需要系數法。

2．供電電源及電壓的選擇

為了保證供電可靠性，現代高層建筑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秒鐘內自動恢復供電，保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。

國內高層建筑的供電電壓，都采用10kv標準電壓等級。

3．高低壓配電系統的設計

(1)高壓配電系統：現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。母線分段數目，與電源進線回路數相適應。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，全部劃入照明計價系統，一般做法是安裝總表及動力表，由總表減去動力表以后，全部為照明電費。

(3)為減少變壓器臺數，單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側的短路電流，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)高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線?，F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干線取得電源。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)低壓配電系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，但必須采用于式移相電容器。

4．主要設備的選型

(1)高壓開關柜?，F代高層建筑的變配電室設在主樓地下層，按規定不宜采用油開關。國外用于高層建筑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，應根高層建筑地下室的標準，選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。

(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。國外有干式變壓器、sfe變壓器和硅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干式變壓器，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柜等)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柜和yds型抽出式／混合式低壓開關柜等)。

(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。近年國外高層建筑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內恢復供電。從可靠性出發最好選用兩臺，自動并車。容量較小時也可選用一臺。

(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。國外的現代高層建筑，插接式絕緣母線槽已完全取代了電纜豎井。遵義長征電氣控制設備廠研制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，并在廣州中國大酒店、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

現代高層建筑的用電量相當大，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。

國外高層建筑的變電所都設在主樓內。建筑高度在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

現代高層建筑規模很大，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柜14臺，抽屜式低壓配電屏近40臺，電容補償柜12臺，40ah鎬鎳電池柜一套及中央信號屏，1600kva變壓器二臺，1250kva變壓器二臺，其建筑面積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臺。整個供電系統很復雜，對這樣一個供電系統，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，通過電話聯系或人工巡視，工作量大，速度也很慢。設計人員在預留的控制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，眩光控制和調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系，應該相互配合，在使用功能及藝術意境方面求得統一。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

現代高層建筑的防雷設計，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，維護復雜，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。但必須保證各層樓面鋼筋、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?，F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。關鍵是做好金屬管線的接地。

現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。接地電阻按最小的要求而定，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，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臺數和決定電梯功能。電梯的配置和造型，不是電氣設計人員單方面所能決定的，必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。

現代高層建筑的電梯，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．經營管理電腦系統

現代高層旅游建筑的業務管理電腦，主要是數據處理和文字處理的應用。旅館經營管理系統一般劃分為前臺管理和后臺管理兩大部分。前臺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；后臺管理主要負責晚問經濟核算，編制各種統計報表，進行成本分析，使經濟核算和財務會計工作自動化。而經營管理電腦系統的設計，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系統

設備自動化監控電腦系統，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?，F代化旅游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、巡更等進行全面監控。

12．通信

國外現代高層建筑的通信設施，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．廣播音響系統

高層旅游建筑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?？头恳繇懙脑O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系統。

有的豪華飯店還設置有音樂噴泉。

14．共用天線電視接收系統

高層建筑一般都裝有共用電視天線接收系統(簡稱ca丁v系統或安裝衛星通信電視接收系統)。共用電視天線接收系統是一個有線分配網絡，除收看電視臺的電視節目以外，還可以在它的前端配合一定的設備，如：攝像機、錄像機、調制器及其他附屬設備等，根據用戶的需要自己可以隨意制作電視節日。向大樓用戶播放內部節目，所以又稱之為“閉路電視系統”?，F代旅游飯店都裝設有閉路電視系統。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制柜的集控板上。

15．消防自動報警和自動滅火系統

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

探測器探測到火災信號后轉換成電信號，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系統設計，是與設備監控電腦系統相連接的、借助—f。設備監控電腦，實現消防監控自動化。

關于高層建筑中消防用電的設計問題，涉及到其他許多學科，而且規模越大，功能越多，控制內容越廣泛，設計內容也就越復雜，消防用電設備有如下諸多方面：

(1)報警方面：火災自動報警系統、火災緊急廣播、警鈴、井笛、火警電話。

(2)自動滅火方面：噴水系統、干粉滅火系統(1211、1301)。

(3)手動滅火方面：室內消火栓系統。

(4)防、排煙方面：正壓送風系統，負壓排煙系統，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系統。

(5)通訊設備：一般程控電話、對講電話、火警專用電話。