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【摘要】在高层建筑中只有处理好电气设计的主要事项，才能确保高层建筑的质量和满足民用建筑设施的需求。为此，本文针对高层住宅楼的电气设计中的一些主要关注问题进行了探讨。
【关键词】高层建筑；电气；配电室
【中图分类号】TU976+.1【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2010）12-0066-1.5
一、高层建筑的电气设计内容
就目前而言，高层建筑的电气设计已基本上实行“智能化”设计，其“智能化”的根本标志表现在电气系统方面的设计与研究。电气系统设计包括强、弱电两大系统设计。强电系统设计包括：l0KV级变配电室设备及线路、应急发电室及设备、0.4KV级低压配电室设备及线路、低压配电系统主干与分支控制设备及线路、用电户终端设备及线路、公共通适照明、室内用电、水泵加压供水系统等；弱电系统设计包括：室内用电、电话、消防报警、有线电视、楼宇设备自动控制、保安监控、广播音响、电视会议、计算机网络等。
二、高层建筑楼电气相关设计
（一）高压供电方面
由于建筑用户对现代生活水平要求提高，高层建筑楼的高压供电设计就具有特殊的要求。另外，国家对高层建筑楼电气系统设计标准要求也较高，因此，选择高压供电设计方案尤为重要。高层建筑楼电气系统高压供电设计的目的是：（1）务必确保设计方案的高度可靠性、安全性、经济性、科学性、技术性；（2）满足建筑用户用电足够的负荷；（3）解决建筑用户用电在不同负荷时间段供电容量系数分配问题；（4）为了保证高层建筑楼整个环境的美观性，高压电源的引入必须是以电缆地埋方式。供电源必须采用双电源设计，其电源应是一用一备，单母线分段运行，从而提高运行的可靠性。
（二）配电室方面
高层建筑楼在30层以下，为独立性点式楼（厦），并且有地下车库、消防、加压供水系统等。这时，10/0.4KV变配电室的位置应选择在地下层。如果是30层以上或是样体高层楼宇建筑，则10/0.4KV变配電室的位置应选择在负荷中心区，以树状的方式进行配电室分布设计。如果10/0.4Kv变配电室的位置在混合利用的地下室时，设计上应考虑：防水淹、防潮、通风，提高供电质量和减低损耗；变配电室面积过大、过小的问题；变压器的（即单台大容量，多台小容量）选择与运行方式（即单台大容量运行，还是并联多台小容量运行）。为了经济运行，建议变压器设计为分时段并联运行方式，采用分时段多台并联运行和计算机自动化管理（即根据负荷大小的情况，自动通出与并上所需变几器台数），实现不同时段上供电的经济负荷投运方式，也可以实现经济与控制运行上的科学化，同时满足建筑户在各个时段的用电负荷需求。
（三）应急发电机方面
为了保证高层建筑楼（商贸高层的标准要求相同）的供电可靠性，根据电气设计规范，高层建筑楼均应配备应急发电机电源。应急发电机房设计选择的位置一般应在地下一层或地面平面一层。设计时应充分考虑排烟、散热、防噪音，废气对建筑物的污染、发电机的检修是否方便、发电机的容量与台数、发电机与市电的配合。发电机的位置应尽量靠近变配电室，这样一是接线方便，二是有利于管理。在超大、超高层建筑中需要配置2台以上的发电机，在供电性质和范围不同时，还要考虑自由关联的一此因素。这些问题要经过认真仔细研究，方能确定设计方案，以达到最佳综合技术目标。
（四）低压配电系统设计问题
设计低压配电系统时应考虑变压器选择台数、主结线运行方式、各台变压器运行方式与所带供电负荷的问题。当某一台变压器出现故障时，应考虑怎样切除负荷与分配负荷供电，如何分配一般负荷与重要负荷。同时，应该考虑如何分配季节性负荷和常规负荷，即常规照明负荷、动力负荷、不同季节空调负荷的问题。对于该部分的设计，各个细节都必须认真考虑，多设计几个方案，反复比较，选择出最优方案。
（五）用电负荷计算方面
普通建筑电气设备的运行远非如工矿电气设备运行具有规律性及稳定性。高层建筑楼建筑电气设备的运行极为复杂，并且极不稳定，与建筑用户的常规用电、家电购置及运行使用、住户的经济条件、生活习惯、经费意识、地理位置等一系列因素有关。有关人员应准确地核算建筑电气设计中部分电气负荷的装接容量，但有相当部分只能估算，如建筑中的二次装修负荷部分。其中需用系数的选择上，只有依据规范的推荐数据及设计者的经验酌情确定。相关统计资料表明，一个中等城市的每户家庭的近期用电量按5KW考虑，远期用电量按l0KW考虑是合适的。
（六）低压配电室的干线出线方面
高层建筑楼低压配电室干线至电气竖井干线之间采用什么方式敷设也是至关重要的。是采用母线排配母线槽，还是绝缘导线配桥架敷设，母线至各用户负荷间是采用分主主干与分支主干母线排螺母连接，还是采用绝缘主主干与分主干的分支电缆连接方式等，设计时均应认真考虑。还需考虑各级连接线之间的可靠性和安装方便性，否则，处理不好将会带来安装和长期运行上的安全问题。主主干线采用母线排导母线槽方式进行设计与安装，次干线采用分支电缆设计与安装为宜，主要是有利于安装和节约造价。
（七）弱电系统设计
前面已提到弱电部分的设计问题，弱电系统设计突出现代、智能、整体网络的特点。为了使设计更加合理，就必须做好设计前的准备工作，包括用户需求分析、提出规划设计方案和可行性研究三步。从总体设计开始，设计人员将根据用户需求书和规划设计方案，考虑实际的技术条件、经济条件及社会条件，确定系统的实施方案。如果说在上一阶段，设计人员的主要任务是调查研究、了解情况的话，那么，从这个阶段开始的主要任务是在各种技术手段和实施方法中权衡利弊，精心设计，尽可能提高系统的可靠性、实用性和可扩充性。
（八）电气竖井
高层建筑楼的电气竖井的设计是至关重要的。在电气竖井中，预制分支电缆技术理论上解决了插接式密集母线槽防护差、抗震性差、性价比不高等所有的问题，还增加了气密、防水、防尘、抗震性能。电气竖井设计时应考虑：电气竖井的设计规范，满足技术、经济要求，应尽量靠近负荷中心；电气竖井的位置、面积大小应根据建筑楼的实际情况确定；根据强、弱电各类份线规模、份线数多少、多少楼层段需要设计一个配电大、小间；详细标出预留孔洞的位置及尺寸，并考虑实际安装情况，例如电缆的转弯半径等；不要因设计者原因带来施工和维护不便。
（九）计量表
高层建筑楼计量表设计应考虑：（1）计量表必须设计在户外（包括水、电、气三表），以实现建设部提出的三表出户，杜绝扰民、安全、管理的不便；（2）采用集控式、单表就地式安装与管理。因在高层建筑中要特别考虑管理、造价、安装布线问题，不同的设计会带来不同的造价和管理难度。应根据高层建筑总的楼层数而定，建议采用10层为一个单元点设计，布线往上下各5层的布线方式，如30层的高层楼设计为3个单元点，采用远程集控计量表进行计量。管理部门可在3个点完成总的抄录管理工作（或利用远程控制线路和控制装置器），或者管理者在办公室的计算机上实现总的现代化管理工作。
三、结束语
生活用电负荷的不断发展，远期建筑负荷很难预测，在建筑小区的电气设计过程中想做到十分完美是不可能的。我们只有不断探讨和总结经验，才能为居民的用电提供更优质的保证。
【参考文献】
［1］程昱．高层住宅电气设计中的几点体会［J］．安徽建筑，2006（5）．
［2］李鹏飞．高层住宅电气布置应合理适用［J］．建材技术与应用，2007（8）．
【收稿日期】2010年11月2日
【作者简介】王欢（1982- ）：男，辽宁沈阳人，沈阳市碧桂园房地产开发有限公司，助理工程师。王勇（1980- ）：男，辽宁沈阳人，东北金城建筑股份有限公司，助理工程师。
【关键词】高层建筑；电气；配电室
【中图分类号】TU976+.1【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2010）12-0066-1.5
一、高层建筑的电气设计内容
就目前而言，高层建筑的电气设计已基本上实行“智能化”设计，其“智能化”的根本标志表现在电气系统方面的设计与研究。电气系统设计包括强、弱电两大系统设计。强电系统设计包括：l0KV级变配电室设备及线路、应急发电室及设备、0.4KV级低压配电室设备及线路、低压配电系统主干与分支控制设备及线路、用电户终端设备及线路、公共通适照明、室内用电、水泵加压供水系统等；弱电系统设计包括：室内用电、电话、消防报警、有线电视、楼宇设备自动控制、保安监控、广播音响、电视会议、计算机网络等。
二、高层建筑楼电气相关设计
（一）高压供电方面
由于建筑用户对现代生活水平要求提高，高层建筑楼的高压供电设计就具有特殊的要求。另外，国家对高层建筑楼电气系统设计标准要求也较高，因此，选择高压供电设计方案尤为重要。高层建筑楼电气系统高压供电设计的目的是：（1）务必确保设计方案的高度可靠性、安全性、经济性、科学性、技术性；（2）满足建筑用户用电足够的负荷；（3）解决建筑用户用电在不同负荷时间段供电容量系数分配问题；（4）为了保证高层建筑楼整个环境的美观性，高压电源的引入必须是以电缆地埋方式。供电源必须采用双电源设计，其电源应是一用一备，单母线分段运行，从而提高运行的可靠性。
（二）配电室方面
高层建筑楼在30层以下，为独立性点式楼（厦），并且有地下车库、消防、加压供水系统等。这时，10/0.4KV变配电室的位置应选择在地下层。如果是30层以上或是样体高层楼宇建筑，则10/0.4KV变配電室的位置应选择在负荷中心区，以树状的方式进行配电室分布设计。如果10/0.4Kv变配电室的位置在混合利用的地下室时，设计上应考虑：防水淹、防潮、通风，提高供电质量和减低损耗；变配电室面积过大、过小的问题；变压器的（即单台大容量，多台小容量）选择与运行方式（即单台大容量运行，还是并联多台小容量运行）。为了经济运行，建议变压器设计为分时段并联运行方式，采用分时段多台并联运行和计算机自动化管理（即根据负荷大小的情况，自动通出与并上所需变几器台数），实现不同时段上供电的经济负荷投运方式，也可以实现经济与控制运行上的科学化，同时满足建筑户在各个时段的用电负荷需求。
（三）应急发电机方面
为了保证高层建筑楼（商贸高层的标准要求相同）的供电可靠性，根据电气设计规范，高层建筑楼均应配备应急发电机电源。应急发电机房设计选择的位置一般应在地下一层或地面平面一层。设计时应充分考虑排烟、散热、防噪音，废气对建筑物的污染、发电机的检修是否方便、发电机的容量与台数、发电机与市电的配合。发电机的位置应尽量靠近变配电室，这样一是接线方便，二是有利于管理。在超大、超高层建筑中需要配置2台以上的发电机，在供电性质和范围不同时，还要考虑自由关联的一此因素。这些问题要经过认真仔细研究，方能确定设计方案，以达到最佳综合技术目标。
（四）低压配电系统设计问题
设计低压配电系统时应考虑变压器选择台数、主结线运行方式、各台变压器运行方式与所带供电负荷的问题。当某一台变压器出现故障时，应考虑怎样切除负荷与分配负荷供电，如何分配一般负荷与重要负荷。同时，应该考虑如何分配季节性负荷和常规负荷，即常规照明负荷、动力负荷、不同季节空调负荷的问题。对于该部分的设计，各个细节都必须认真考虑，多设计几个方案，反复比较，选择出最优方案。
（五）用电负荷计算方面
普通建筑电气设备的运行远非如工矿电气设备运行具有规律性及稳定性。高层建筑楼建筑电气设备的运行极为复杂，并且极不稳定，与建筑用户的常规用电、家电购置及运行使用、住户的经济条件、生活习惯、经费意识、地理位置等一系列因素有关。有关人员应准确地核算建筑电气设计中部分电气负荷的装接容量，但有相当部分只能估算，如建筑中的二次装修负荷部分。其中需用系数的选择上，只有依据规范的推荐数据及设计者的经验酌情确定。相关统计资料表明，一个中等城市的每户家庭的近期用电量按5KW考虑，远期用电量按l0KW考虑是合适的。
（六）低压配电室的干线出线方面
高层建筑楼低压配电室干线至电气竖井干线之间采用什么方式敷设也是至关重要的。是采用母线排配母线槽，还是绝缘导线配桥架敷设，母线至各用户负荷间是采用分主主干与分支主干母线排螺母连接，还是采用绝缘主主干与分主干的分支电缆连接方式等，设计时均应认真考虑。还需考虑各级连接线之间的可靠性和安装方便性，否则，处理不好将会带来安装和长期运行上的安全问题。主主干线采用母线排导母线槽方式进行设计与安装，次干线采用分支电缆设计与安装为宜，主要是有利于安装和节约造价。
（七）弱电系统设计
前面已提到弱电部分的设计问题，弱电系统设计突出现代、智能、整体网络的特点。为了使设计更加合理，就必须做好设计前的准备工作，包括用户需求分析、提出规划设计方案和可行性研究三步。从总体设计开始，设计人员将根据用户需求书和规划设计方案，考虑实际的技术条件、经济条件及社会条件，确定系统的实施方案。如果说在上一阶段，设计人员的主要任务是调查研究、了解情况的话，那么，从这个阶段开始的主要任务是在各种技术手段和实施方法中权衡利弊，精心设计，尽可能提高系统的可靠性、实用性和可扩充性。
（八）电气竖井
高层建筑楼的电气竖井的设计是至关重要的。在电气竖井中，预制分支电缆技术理论上解决了插接式密集母线槽防护差、抗震性差、性价比不高等所有的问题，还增加了气密、防水、防尘、抗震性能。电气竖井设计时应考虑：电气竖井的设计规范，满足技术、经济要求，应尽量靠近负荷中心；电气竖井的位置、面积大小应根据建筑楼的实际情况确定；根据强、弱电各类份线规模、份线数多少、多少楼层段需要设计一个配电大、小间；详细标出预留孔洞的位置及尺寸，并考虑实际安装情况，例如电缆的转弯半径等；不要因设计者原因带来施工和维护不便。
（九）计量表
高层建筑楼计量表设计应考虑：（1）计量表必须设计在户外（包括水、电、气三表），以实现建设部提出的三表出户，杜绝扰民、安全、管理的不便；（2）采用集控式、单表就地式安装与管理。因在高层建筑中要特别考虑管理、造价、安装布线问题，不同的设计会带来不同的造价和管理难度。应根据高层建筑总的楼层数而定，建议采用10层为一个单元点设计，布线往上下各5层的布线方式，如30层的高层楼设计为3个单元点，采用远程集控计量表进行计量。管理部门可在3个点完成总的抄录管理工作（或利用远程控制线路和控制装置器），或者管理者在办公室的计算机上实现总的现代化管理工作。
三、结束语
生活用电负荷的不断发展，远期建筑负荷很难预测，在建筑小区的电气设计过程中想做到十分完美是不可能的。我们只有不断探讨和总结经验，才能为居民的用电提供更优质的保证。
【参考文献】
［1］程昱．高层住宅电气设计中的几点体会［J］．安徽建筑，2006（5）．
［2］李鹏飞．高层住宅电气布置应合理适用［J］．建材技术与应用，2007（8）．
【收稿日期】2010年11月2日
【作者简介】王欢（1982- ）：男，辽宁沈阳人，沈阳市碧桂园房地产开发有限公司，助理工程师。王勇（1980- ）：男，辽宁沈阳人，东北金城建筑股份有限公司，助理工程师。