高层建筑室内设计精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇高层建筑室内设计，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：高层建筑；给水系统；室内设计；注意事项

中图分类号：TU82 文献标识码:A

高层建筑具有高度高、结构功能复杂等特点，这其中室内的给水系统也是一项较复杂的系统工程，在设计方面给施工人员提出了很大困难：我们在保证满足正常生活用水供给的同时，也要考虑消防设计在高层建筑中的作用；我们要考虑到防火和灭火的可能性，也要考虑到整个工程的投资成本。

1．高层建筑室内给水方式选择分析

高层建筑室内给水方式的选择是摆在我们各施工人员面前的首要任务，它直接关系到室内给水系统的使用和工程造价，甚至于关乎到高层建筑的安全。我们知道，城市给水管网的水压一般不能满足高层建筑室内高区部分给水的要求，绝大多数采用分区给水方式，即低区部分直接由城市给水管网供水，高区部分由水泵加压供水。其中，高区部分可以采用的分区给水方式有：高位水箱给水方式；变频调速水泵给水方式或气压罐给水方式。当建筑高度在50m左右时，低区利用城市给水管网水压直接供水，高区采用水泵屋顶水箱联合供水；当建筑高度在50-80m时，高区采用高位水箱减压阀给水方式；当建筑高度在80-110m时，高区采用高位水箱分区减压给水方式：当建筑高度超过110m时，高区采用高位水箱串联给水与减压给水相结合的方式。例如在给一般高层建筑进行给水系统设计时，高区部分可以采用贮水池、水泵、屋顶水箱以及减压阀的给水方式，如果低区对供水稳定性要求较高时，可以直接从高区的屋顶水箱引入一根立管网，然后再立管网上设置电动阀门和减压阀门，在正常供水时将电动阀门关闭，如果市区给水网停止供水可以开启阀门维持建筑给水系统的正常供水。对于超高层建，设计给水系统时，高区部分采用贮水池、水泵、屋顶水箱以及减压阀的给水方式或者利用高位水箱并联方式进行给水。利用高位水箱并联给水方式，各个分区都是相对独立的给水系统，可以有效地确保供水的稳定性而且水泵集中布置方便维护。减压阀给水方式相对于高位水箱并联给水方式来说系统设计要简单的多，而且设备费用少，占地面积很小方便管理以及维护，但是供水的稳定性比并联给水方式差，对于运行动力的要求较高。

2．高层建筑室内给水系统压力问题分析

2．1给水系统压力出现的问题。前面我们阐述了高层建筑的给水系统可以分为高区供水和低区供水，但我们知道高层建筑由于高度太高，分区时很难做到系统的平衡，这样就会出现最低处有静水压的问题，造成使用时候舒适度降低，并带来安全隐患。现笔者举例来加以说明。某小区居住楼建筑高度是132米，我们假设1～11层分为低水区（给水系统分区时）12～26层分为高水区；低区水箱设在14层，供水高度为52米，我们可以计算下最低卫生器具配水点处的静水压可以达到520kPa。如果我们把高区水箱设在30层，那么供水高度可以达到75米，最低卫生器具配水点处的静水压就是750kPa，这样静水压的值就远远超过规范(《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88)所推荐的设计值350～450kPa和限定值不大于600kPa，会导致用水时水花飞溅及卫生器具连接软管爆裂。

刚才是静水压力较高的问题，还有一种情况是出现静水压力较低的时候。这就不利于供水点的供水。在一般情况下，我们出于建筑结构和建筑成本的综合考虑，高区高位水箱设置一般不会太高，就导致高区最不利供水点压力偏低，其静水压多在100kPa以下，如果使用延时自闭冲洗阀时经常出现无法开启或无法关闭的现象。而在带气压罐的变频供水系统中，提高最不利供水点静水压比较容易，但压力提高后，最低处静水压又太高。

2．2给水系统压力出现问题解决措施。在实际设计中如果出现这样的问题，我们应根据建筑物的高度和设计规范对建筑物的给水系统进行合理分区，不要简单的只将给水系统一分为二，建筑物高度较高时可将给水系统分为三个区，以满足用水的舒适和安全。

3．高层建筑室内给水类型及在实际应用点

目前，我国大多数城市的市政管网压力可以维持在2公斤以上，个别小城镇的出水压力甚至可以达到4公斤。这样看来，对于一般的多层建筑市政管网的压力已经足够了，但是由于市政管网的供水水量、水压波动较大等原因，结合实际，我国高层建筑室内给水系统的设计类型有如下几种，并加以分析其使用情况。

3．1直接供水型。实际上，这种类型的供水方式就是直接利用市政管网的压力，直接供水，一般适用于市政管网压力稍高的地区或水厂附近压力较高的范围内。缺点就是水量、水压不能保证。但是，对于规模较小的管网这种供水方案的经济性能很好，不需要任何其他设备或措施。

3．2气压罐供水型。有时候由于水箱的不安全因素等，我们会采用密封可靠的气压罐代替，它不需要高位摆放，且不影响建筑美观与结构承重，所以很受施工人员的喜爱。但有一个问题需要注意：气压罐系统需要水泵和自动控制系统配合，这样就促使着工程成本的增加。

3．3高位水箱给水型。高位水箱给水方式我们可根据《规范》要求采用高位水箱减压给水方式、高位水箱并联给水方式或高位水箱串联给水方式，或者根据具体情况采用几种给水方式的结合。其中高位水箱减压给水方式利用减压水箱和减压阀减压，而减压阀占地面积小，不影响水质，无噪声，国内减压阀产品质量逐渐提高，性能可靠，所以采用减压阀减压方式的日渐增多。但根据目前的使用情况来看，绝大多数高层建筑室内采用的是高位水箱给水这种方式。

3．4水箱、管网联合型。由于平时水量水压足够时，直接由我们的市政网供水，超压时，多余水进入屋顶水箱，当压力或水量不足时，水箱靠重力自动向用户供水。物理结构上就是正常的直接供水的主干管伸顶接入水箱，并由水箱设一出水管。这种方案减小了水箱的体积，并使水不需要都进入水箱停留这一步骤，卫生可靠性增加。但是问题就是如果长时间的稳压供水，水箱中的水的停留时间反而大大增加，更容易受污染。而且，所有使用水箱的系统中水箱都必须放在建筑的最高处，在某些场合会影响建筑的美观，甚至建筑的结构设计。

3．5水箱供水型。将市政管网的水引至屋顶水箱，然后靠水箱与用水器具的高差，重力供水，克服了水压水量的不稳定性。但是，由于水箱可能存在的二次污染，而且，水箱体积较大，因此这种方式不提倡。

3．6无水箱供水方式。无水箱供水方式是根据给水系统中用水量情况，自动改变水泵的转速，保证水泵能够长时间进行高效率的工作，提高水泵的利用价值的一种供水方式。其优点是系统结构简单、供水稳定性可靠、无高位水箱荷载、维护管理容易等。但也有缺点，主要表现在无调节水量、难以对动力进行有力的保证、消耗能源等。

在上面具体阐述的基础上，我们还要考虑到高层建筑室内给水节水时的节能措施。应尽量减少水耗与热损失。在整个给水系统设计好以后，节水节能设计也是很重要的，笔者建议：安装分户水表：每一用户单独装冷、热水水表，对节约用水具有现实的意义。据调查一些资料显示，国内一般节水率可达5%~30%，4~5年即可收回由于安装水表而增加的基建费用，而且供水水量、水压不足的问题也可得到缓和或消除；我们的住户可以合理选用低阻耗的管材、配件，尽量选用高效水泵、高效电机以降低水头损失；采用先进的电脑控制及变频调速恒压变量节能供水设备，使供水安全可靠，并可比其它供水设备节省电能约10%~20%；采用换热效率高、维修率低的加热设备。

参考文献

[1]曹蓉.浅析住宅小区给水方式的选择[J].工程与建设，2009年04期

[2]关跃华.高层建筑供水系统节水节能技术研究[D].天津大学，2007年

[3]孙达志.对高层建筑消防给水设计的问题分析[J].城市建设与商业网点，2009(17).

篇2

引言

建筑是人们为了生存而进行的创造性活动，它区别于自然环境并且是人类特有的生活空间。建筑装饰设计作为文化的一种标志，不同区域的风土人情都会在建筑设计中彰显出来。随着我国经济的飞速发展，城市化水平不断提高，不断推动着建筑装饰设计水平的稳步提高，这就促使人们在追求建筑装饰设计时不再仅仅停留在设计层面上，而是会关注设计中所带来的艺术水平，需要从内在提高建筑装饰设计的欣赏性与实用性。近年来，建筑装饰设计师们更加注重了对意境的塑造及对审美的表现，不断地在提升建筑装饰设计的水平，这逐渐成为当今建筑装饰设计的主流趋势。现代高层建筑越来越多，设计师们应当积极掌握高层建筑室内设计的相关知识，同时运用新技术、新方法进行建筑室内环境设计，这样才能有效促进建筑设计的稳步发展。

高层建筑室内环境设计风格特点

1.形式特点

“形式”主要是指物体的样子与构造，是指构成事物各个要素的显示形式与结构。“形式”是人与自然法则的有机结合。主要是指在自然状态下，物体经过人为加工而形成的一种新的形式美法则。作为室内装饰设计的一种新的艺术形式，新中式风格并不是完全复制传统的中式风格元素，而是将现代形式元素与传统形式进行结合并不断创新，将其和时代结合起来，并且重新注入了性的生命力。它的美主要体现在现代与传统结合所展现出来的意蕴美。

高层建筑风格中的主调是统一协调的形式美，统一主要是指整个环境空间的和谐，是设计者所遵循的最高形式准则。假若脱离了统的环境空间，那么展现出来的绝对是杂乱无章的景象。统一则是建立在类似的造型元素基础上，同中求异，异种求同。

高层建筑中为人所熟知的表现设计形式就是对称与均衡，在中式古典的设计格局中非常讲究“礼制”的。它主要是指秩序与规律，从而调节室内的环境氛围，在形式美法则的基础上追求创新，丰富有限的空间环境。

2.色彩特点

在色彩运用方面，从整体上来看，高层建筑既有富有中国意境的色彩轻快淡雅的高雅色系，这种色系的主要特点使含蓄成文，又有富有民族特色的色彩鲜明色系，这种色系主要是以黄、绿、红、蓝灯纯色为主，它象征着奔放热情的民族情结与生活方式。高层建筑色彩的特点呈现出“浓而不淡”的特点，它的浓可以说是纯色的跳跃，也就是说它运用跳跃的色彩表现出了中国特点的感觉。

现代高层建筑设计的手段

1.以图案、纹饰构成的装饰

这种装饰设计般在古典建筑运用的较多，特别是在神庙、陵墓、教堂和纪念性的建筑中广泛使用，表现的主体大多与宗教相关。我国的传统建筑装饰设计中通常太用石雕、木雕、等方式来纹饰具有吉祥意义的图案，这类装饰手段的主要特征可以总结为四个方面：a、采用绘画或者浮雕的方式表现装饰设计的主题；b、采用图案纹饰的方式来表达含义；c、具有较强的程式化和风格化的倾向性；d、与建筑本身无关，是对结构的外部装饰。

2.利用建筑构件的抽象组合形成装饰效果

在现代的建筑设计中，人们通常运用简化、夸张或抽象的方式来隐喻建筑的历史性，并且加入新的材料与工艺元素，大多数具有创新性的结构形式其本身就是优美的装饰。目前人们越来越重视装饰设计艺术中抽象形态的表达，抽象形态方面的研究更加具有创造性、想象性以及审美性。

3.运用材料的对比显示装饰效果

发挥材料的装饰方面的特殊性必然成为现代装饰设计艺术的主流趋势，比如铝合金和锻铜的表面处理，非金属的喷涂、电镀等。在选在用料方面，要巧用不同物料的优势是装饰设计艺术者的主要基本功。要灵活运用达到点石成金、变废为宝的效果。在现代建筑中，我们可以发现无论是在室内或者室外，都可以感受材质方面的对比，其达到的感染力是无法用言语表达的。

高层建筑室内环境设计发展趋势

现今，人类社会正在飞速地经历两个阶段的转变，机械时代向电子时代转变与工业时代向信息时代转变，已经迈入了高度信息化的新世纪。而高层建筑室内环境设计的风格也会随之不断发展，其风格会适应工业社会的发展，室内环境设计会以自身的发展趋势和演变规律主编演变成适应现代设计潮流的风格，以适应现代社会的发展，主要以下特征：

1.建筑室内环境设计的生态化。现阶段地球环境已经被人类破坏得满目疮痍了，生态环境受到破坏将会极大的威胁我们的生活。因而，工业化的发展是以我们的生态环境破坏为代价的。节能环保的材料可以在一定程度上减少工业化对生态环境的污染，为改善我们的生活环境做出贡献。在选择材料的时候，应注意：（1）选择正规厂家生产的产品，这些产品往往会信誉好质量高且售后服务好；（2）选择高品质的材料，不选对我们身体有危害的材料，即使价格低廉，也要坚决杜绝；（3）选用节能环保材料，不仅能有效节约能源，还可以保障我们的健康。

2.建筑室内环境设计的科技化。建筑室内环境设计风格将会有未来的科技进步来主宰，这主要体现在国际化、制度化、信息化、电脑化、施工科技化，此外还有工艺与技术的广泛化、新型建筑材料等。依据我国科技水平而言，要科学合理地将国外先进技术与我国的实际情况相结合，取其精华，去其糟粕，形成有中国特色的风格类型，进而推动我国建筑室内环境设计水平在科技方面的提升，提高建筑室内环境设计的科技水平。

3.建筑室内环境设计的本土化。作为室内装饰风格中的新晋军，新中式是一种不容忽视的力量。新中式采用现代的手法来完美诠释传统设计的精神，更好地位现代生活服务。为了促进中国建筑设计业的稳步发展，应当在现代建筑装饰设计中积极融入中国传统元素，大大提高建筑装饰设计的审美观和艺术价值，这将有助于提高传统文化在建筑设计中的影响力。

篇3

关键词超高层建筑室内消火栓系统

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

Selection of high-rise fire hydrant water supply mode

Bai Jian

（Shenzhen New Land Tool Planning & Architectural Design Co.,Ltd.，Shenzhen518172，China）

Abstract:The indoor fire hydrant water supply system partition principle and several common indoor hydrant system in high-rise building, briefly illustrates the advantages and disadvantages of various methods and their applicability, and some problems met in the design process are summarized, for the colleague reference reference.

Keywords:High-rise building；Indoor fire hydrant system；

中图分类号：TU892 文献标识码：B 文章编号：1111-1111（2013）04-1111-11

0引言

超高层建筑已经成为城市的“名片”及旅游景点，其高度亦间接代表着所在城市经济发展水平的高低。近年来，沿海城市的超高层建筑如雨后春笋般拔地而起，并有向内陆城市蔓延的趋势。据高力国际的《2012中国摩天城市报告》[本报告仅统计152米（500英尺）以上非住宅类摩天大楼 ]显示：目前在广州、深圳地区建成、在建及规划中的摩天大楼已达250多栋。建筑的高度越高，则火灾的隐患越大，室内消火栓系统的设计也就愈发重要。

1室内消火栓系统供水方式的选择

1.1室内消火栓系统的分区原则及其他有可能影响系统供水方式选择的因素

《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95，2005年版，以下简称“高规”）7.4.6.5条提出：“消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统”。此规定便可作为室内消火栓系统竖向分区的依据之一。

室内消火栓系统中采用的管材及管件的工作压力等级可作为系统竖向分区的另一依据。例如，当系统采用的管材为热镀锌无缝钢管时，其承受的最大压力可以达到2.50MPa。因此，建议在任何时间和地点，室内消火栓系统的压力不应大于2.40MPa（留有一定的安全余地）。

其他有可能影响系统供水方式选择的因素：系统的安全可靠程度，甲方对工程造价的控制，建筑中是否有避难层和设备层，水泵房、管井、屋顶的平面布局及面积是否受到限制，物业单位的管理水平，等等。

1.2常见的室内消火栓系统供水方式及其优缺点

并联消防给水泵分区给水系统：是指消防给水管网竖向分区时，每个区分别有各自的专用消防水泵并集中于消防泵房内。

并联消防给水泵分区给水系统的优点：a、消防水泵一般集中设于地下室消防泵房内，日后的管理和维护较为方便；b、避免了在超高层建筑中设置消防水泵等机械设备产生噪音和振动，造成对上下邻层的影响，为业主提供了安静舒适的环境；c、当超高层住宅中未设避难层和设备层时，可采用此系统。其缺点有：a、系统管网的工作压力受限于系统中所采用设备、器材、管材管件、阀门和配件等组件的承压能力，当建筑物高度超出180m时一般无法使用；b、竖向立管较多导致所需的管井面积较大，特别是在核心筒面积紧张的情况下，通过紧凑的布置、减小立管之间的尺寸来放下所有的立管，会增加施工及检修的难度；c、当火灾发生在竖向分区的交界处时，因火灾的蔓延会导致不同分区的消防水泵同时启动，造成消防用电负荷较大。

减压阀减压分区给水系统：是指整个室内消火栓给水管网均由设于地下室消防泵房内的消防泵组统一供水，其中低区和中区通过比例式减压阀或可调式减压阀将压力减至规范所要求的系统压力限值后供给消火栓。

减压阀减压分区给水系统与并联消防给水泵分区给水系统的适用范围和优缺点大致相同，其不同之处在于本系统的消防水泵启动控制简单可靠，消防用电负荷小，水泵房、管井的面积小，但是其对竖向分区的减压设备性能要求较高，必须经常巡检减压阀工作状态，否则可能造成减压阀后供水系统长期处于超压，从而带来系统安全隐患。不过随着减压阀产品越来越成熟，其工作的可靠性越来越好，以及物业单位管理水平的提高，减压阀减压分区给水系统的使用范围在逐步扩大，当建筑物高度在150米左右时基本都可以使用。

串连消防给水泵分区给水系统：消防给水管网竖向分区时，每个区由消防水泵或串连消防水泵分级向上供水，串连消防水泵设置在设备层或避难层。串连分区又可分为直接串连和转输串连两种。

当建筑物高度超出180m时，若仍采用并联消防给水泵分区给水系统或减压阀减压分区给水系统，则系统的压力会超过2.40MPa，不仅大大增加了工程造价，还增加了安全隐患和接口部位漏水的可能性，所以此时应采用串连消防给水泵分区给水系统。本系统的缺点有: a、系统管网相对复杂，多次转输降低了系统的安全可靠程度，发生火灾时系统反应慢； b、转输水箱及消防设备占用较多建筑空间；c、当消防水泵直接串联时，上下级消防水泵联锁启动的时间间隔不应大于20s，且应先启动下部消防水泵，电气控制相对繁琐；d、如果设计不当或上级水泵出口的倒流防止器失效时，还有可能引起压力回传。

篇4

【关键词】高层建筑；管道压力

随着人口的增长，外来人口的涌入，楼房的高度越来越高，前几年上20层都属于凤毛麟角，现在超过30层的都已数不胜数，像城区的景湖豪庭，长安的地王广场等等，为了满足高层的燃气需要，现对高层室内燃气管道做一个探索，不对之处，欢迎指点

1 高层建筑的附加压力

1.1 附加压力的计算

GB50028—2006《城镇燃气设计规范》规定，天然气燃具的额定压力Pn=2000Pa。由于低压管网沿程阻力和局部阻力的影响，允许燃具前压力在一定范围内波动。当燃具前压力在0.75Pn~1.5Pn内波动时，仍能达到燃具燃烧的要求。若超出此范围，燃具的热效率低，燃烧不稳定，燃烧噪声大，出现脱火和回火等现象。另外由于不完全燃烧，烟气中的CO含量超标，导致引发事故。

东莞市高层建筑的燃气设计主要采用低压进户，在计算低压高层建筑的压力损失时，应考虑因建筑高度而引起的燃气附加压力ΔPadd。计算公式如下：

ΔPadd=9.81（PairPgas）h（1）

ΔPadd——燃气的附加压力，Pa；

Pair——空气的密度，kg/m3；

Pgas——燃气的密度，kg/m3；

h——燃气管道终、起点的高程差，m。

以大港油田天然气为例，Pgas=0.839kg/ m3，Pair-1.293kg/m3，由式（1），得：

ΔPadd=4.45h

下面分析一个特例。由于附加压力的作用，当超过一定高度时，必然使燃具前压力超过3000Pa。例如某高层引入管处压力P1=2000Pa，设定最不得工况，即只有几户用气，管道沿程阻力接近于0，而局部阻力仅为燃气表的阻力（约100Pa）。设用户燃具前的压力为P2，则

P2=P1+ΔPadd—100Pa=1900Pa+4.45h

当P2=3000Pa时，h=247m。但为了使用户燃具前的压力波动范围变小，更接近Pn，有必要用取措施，减小附加压力的影响。

1.2 附加压力影响的消除

（1）对于较低的高层建筑，因附加压力小，可以用增加管道阻力的方法，如缩小立管管径和采用分段阀门来减小附加压力的影响。

（2）对于较高的高层建筑，可在用户表前设置低—低压调压器，使燃具前压力接近2000Pa。

（3）对于超高的高层建筑，采用中压进户表前调压的方式，在每个用户表前设中—低压调压器，使燃具前压力接近2000Pa。引入管、中压进户的流程从中压庭支管开始，依次通过引入管、中压立管、用户中压支管、阀门、用户调压器、燃气表、低压支管、旋塞，最后到达燃具。中压进户的优点：①具有稳定的燃具前压力。燃具全部在接近额定压力条件下工作，保证燃具的最佳燃烧工况。②充分利用燃气压力。在相同输气量、相同管径条件下，中压进户方案输送距离最远。③立管平均管径较小，降低成本。

2 高层建筑沉降的影响

随着市政建设的发展，在原来的许多低洼地、鱼池兴建了高层建筑。由于地基松软，高层建筑在竣工后的5年内沉降速度最大，以后沉降速度逐渐降低。高层建筑自重大，所以沉降量也比较大，可能导致引入管的切向应力大。而建筑基础处回填土地沉降也会导致引入管局部悬空，易引发事故。应在引入管上设置补偿器，利用自身随外力发生挠变的特点，减少燃气引入管处承受的应力，达到补偿沉降的目的。

3 燃气立管的应力计算与热补偿

3.1 管道应力计算

高层建筑立管长，自重和环境温度的变化导致管道受到重力产生的应力和热应力的作用。当应力达到一定程度时，造成管道扭曲、断裂、引发事故。

（1）管道自重产生的压缩应力

K——比值，按经验取1；

L1——补偿器开口长度，mm；

当设计温差取20°C时，经计算，Ls=906mm。可选择一个补偿器伸出长度为906mm的Π形补偿器。

（2）波纹管补偿器的计算公式

n=ΔL/Lcom（6）

式中：n——波节数；

Lcom——个波节的补偿能力，mm，一般取20mm。

当设计温差取20°C时，100m的高层建筑需在15层处设1个双波节的补偿器，即可消除立管伸缩的影响。若更大限度地消除热应力，需适当增加补偿器的数量。

（3）补偿措施

在实际工程中，每隔5~7层设稳定的固定管座，以承受立管自重，同时避免底部压缩应力过大。并设1个波纹管补偿器和1个分段阀门，克服管道因温差而引起的应力和形变，便于维修。

4 高层建筑的燃气计量和安全措施

4.1 计量

东莞市过去采用人工逐户抄表收费的方式，这种方式劳动强度大、效率低、扰民、不便于管理。近年来出现的无线智能型燃气抄表系统，集成了传感计量、无线数据传输技术和单片机控制技术，具有以下优点。

①无需入户收费，保证了住宅的私密性。

②由于仅用数据采用集用户用气量，提高收费效率并减轻劳动强度，尤其适用于高层建筑。

③借助计算机收费管理系统，通过银行自动扣除相应气费，提高整体管理水平。

④传输信号稳定，接受信号快捷，实用可靠。

⑤实现了计量数据远传、测控及抄读，并具备数据动态分析的功能。

4.2 安全措施

由于高层建筑的特殊性，因此需采用相应的安全措施。引入管宜设快速切断阀，管道上宜设自动世断阀、燃气泄漏报警器和送排风系统等自动切断联锁装置。尤其是25层以上的高层建筑，宜设燃气泄漏集中监视装置和压力控制装置。

5 结语

高层建筑的天然气管道设计应综合考虑，尤其是对于高度逐步增加的高层建筑，更应根据当地的气源、压力、建筑、安全、地理、环境等特点综合考虑，选择最佳的设计方案。

参考文献

篇5

关键词：高层建筑；电气设计；节能原则

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

1 高层建筑电气设计的主要内容

1.1 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。

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，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。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 高低压配电系统的设计

1.3.1 高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的10kV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。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的进线。电源进线几乎全部采用电缆进线。

1.3.2 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。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。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。

1.3.3为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kV•A。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器并列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量太小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧应对动力负荷分类计费。

1.4 主要设备的选型

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，按规定不宜采用油开关。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低压配电柜。现在低压配电柜的结构，几乎都做成抽屉式和固定间隔式，型号主要有GCK、GCS、MNS等。柜内受总开关和出线开关分为固定式、插入式和抽出式，可根据项目要求选择不同的形式。

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气汽轮发电机。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

由于高层建筑的楼层数较多，楼层的电力负荷相对分散，为了确保电力主干线的电压在允许值范围内，尽可能的降低电能损耗，有必要科学、合理的选择变电所的位置。通常情况下可以考虑以下几种选择：在辅助建筑物内或者高层建筑的地下室设置变压器；在建筑最高层和地下室设置变压器；在建筑物中间层、最高层和地下层分别设置变压器；只在建筑物中间层内设置变压器；在建筑物上部各层和地下室分别设置主变压器。变压器究竟设置在建筑物何处，不仅需要考虑施工方便、设备条件、经济等因素，还应当注重管理和经营因素。 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、调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高效光源，可以取得节能的明显效果。

高层建筑因使用面积和公共面积较大，照明电能用量比较大，电气设计时可从以下几个方面入手进行节能设计：1）尽可能使用高效光源。在过去很长一段时间内，白炽灯因安装简单、价格便宜而被广泛应用于楼宇照明，但白炽灯发光率过低，因而，这种灯逐渐开始被显色性能优异、光色好、发光率高的新光源所替代。2）最大幅度的利用自然光。对于靠近室外的建筑部分应增大门窗面积，使用透光率高的玻璃。对于楼内可以使用自然光照明的部分，可以安装辅助照明设备，并配置灯光自动调节装置。3）对于通过气体放电的灯，通过调节灯丝可以实现对照明亮度的调节，但这么做成本太高，不适宜用于工作照明。 1.7 微电脑在变电所中的应用

现代高层建筑规模很大，所以其变电所的规模也较大。如某大厦的初步设计时，中心变电所设在地下三层，内设手车式高压开关柜14台，抽屉式低压配电柜近40台，电容补偿柜12台，40Ah镐镍电池柜一套及中央信号屏，1600kVA变压器二台，1250kVA变压器二台，其建筑面积150+400m2左右；在第26层(主楼)设有变电所一个。在地下一层，设600kW自起动柴油发电机组二台。整个供电系统很复杂，对这样一个供电系统，要求供电可靠，各种供电参数及开关状态、变压器运行状态和各机房运行状态，若用人工值班，通过电话联系或人工巡视，工作量大，速度也很慢。设计人员在预留的控制室内使用微电脑进行监测、管理，能迅速发现故障，使设备作最佳工况运行，实现遥控遥测，达到节约能源，减少人力，安全、合理运行。

1.8 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。但必须保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的钢筋有可靠的连接，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。关键是做好金属管线的接地。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，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求确定，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。

1.9 电梯

电梯按使用功能分，有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种；按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按电流分则有交流和直流两大类。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型，不是电气设计人员单方面所能决定的，必须与总建筑师共同研究才能确定。

1.10 消防

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。关于高层建筑中消防用电的设计问题，涉及到其他许多学科，而且规模越大，功能越多，控制内容越广泛，设计内容也就越复杂

2 建筑电气设计中的节能原则

2.1 满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

2.2 节省无谓消耗的能量节能的着眼点，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。

在工程实践中，公共建筑暖通空调系统和照明系统能耗分别占建筑总能耗的50%和20%以上，系统节能潜力是巨大的。目前，暖通空调系统的自动控制基本上采用建筑设备自动化系统，简称BAS 或BA系统，节能效率达10%~30%。而《建筑照明设计标准》（GB50034- 2004） 推动了照明领域的科技进步，有利于提高照明能效并推进绿色照明的实施，如用细管径直管型三基色T8 和T5 荧光灯代替T12 荧光灯，节能率为25%~35%；自镇流紧凑型荧光灯取代白炽灯（40~100W），节能率为30%~75%。

参考文献：