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关键词:城市 建筑设计 可持续发展
一、可持续发展的概念和观点
可持续发展的概念来源于生态学,针对资源与环境,可以理解为保持或延长资源的生产使用性和资源基础的完整性,意味着使自然资源能够永远为人类所利用,不致于因其耗竭而影响后代人的生产和生活。比较完整的定义是:“不断提高人群生活质量和环境承载力的、满足当代人需求又不损害子孙后代满足其需求能力的、满足一个地区或一个国家的人群需求又不损害别的地区或别的国家满足其需求能力的发展。”可持续发展观追求的是人与自然的和谐,其核心思想是关注各种经济活动的生态合理性。
建筑设计可持续发展的观点是:首先,建筑设计可持续发展从建筑本身的节能出发,实现能源和环境的可持续。在建筑设计中,需要审计使用能源和原料的方式,力求减少损失,杜绝浪费并尽量不让废物进入环境,从而减少企业建筑活动造成的环境压力。其次,建筑设计可持续发展以提高生活质量为目标,同人类社会进步相适应。建筑设计的目的是为了让人们更好地居住和生活,建筑设计理念自然应该以当代社会为依托,与周围的社会环境相适应,与时俱进地提高生活质量。
二、当前在我国实现建筑设计可持续发展的重要性
建筑的可持续主要包括能源可持续、环境可持续、生态可持续,而其中能源可持续是最为突出的,它包括了能源节约,能源替代和能源回收三个方面的内容。在我国,人均资源匮乏,改革开放以来,我国正经历着前所未有的大发展时期,大量的城镇和基础设施建设对可持续发展的冲击已日益严重,这主要体现在以下两个方面:
第一,建筑业消耗了大量的自然资源,如水、能源、土地和原材料在建筑材料的应用上,目前我国大多数的建筑都在使用粘土砖、石材、混凝土等高能耗的建筑材料,这些建材在生产加工、制作安装的过程中会消耗大量的资源,并且产生大量的废渣、废气、废水,从而对环境造成极大的污染。
第二,大规模的城镇和基础设施建设本身也对原有地理环境产生破坏它占用了大量的耕地、林地、水域等,区域原有的生存环境和生态平衡受到冲击,地貌地质条件产生变化,生存条件趋于恶化。
建筑耗能在我国社会耗能中所占比重越来越大,早在2001 年我国建筑年消耗已达到 3.76 亿t标准煤,占总消耗的7.6%,现在建筑耗能已占到全社会耗能的 1/3(不包括生产建筑过程中的耗能)。当前严峻的现实让我们重新思索社会发展的可持续性,也认识到在规划和建筑领域实现设计可持续发展的重要性。
三、现代设计的可持续发展观表达
1、尊重历史文化
对于中国优秀的传统哲学思想、优秀的古建营造,我们需要重新学习。延续传统文化,回到起点寻找答案是走可持续发展之路的最好开端。如果今天的规划师和建筑师能考虑回到母体文化,向古人学习,吸收优秀的华夏文明,承担起传承中华文化的责任,那样我们未来的可持续发展就找到了发展的根基。中国现代的建设是建立在古人建设的基础之上的,因此历史环境、场地环境也决定了我们的操作要前尊重历史,后虑及子孙,我们需要担负起承前启后的任务,不尊重历史和文化我们将什么都不能留给后来人。
2、尊重地域文化
中国作为一个文明古国和一个幅员广阔的大国,东西、南北均有很大的文化差异,地域文化也是我国历史文明的一个组成部分,也是我们常讲的环境的一部分,适宜才能够和谐,因此在规划和设计上我们要充分挖掘潜在的地域文化资源,将新的创造融合于既有环境中。对地域文化的尊重、对生活习俗的尊重、对地方材料的使用、对当地地理气候的了解等等都将有利于建设可持续发展的环境。
3、尊重环境
与城市环境、地段环境建立起良好的关系,是可持续发展所必需的。我们所要建设的城市或者建筑应该处于谦逊的状态,应该对环境表达出若谷的胸怀,如果我们所有的建筑都能够处于这样的状态,可持续发展也就获得了更舒适的空间,由于对环境的尊重,我们也将因此得到更多的尊重,这是规划师和建筑师的职业使命。尊重外部环境的同时,也要尊重区域的内部环境。在很多项目的场地中会有旧有资源存在,可能是历史悠久的古建,也可能是经年的老树,这些也是需要我们尊重的一个组成部分,当我们把这些资源看作未来建设不可或缺的一部分时,新的创造就有了真正深厚的底蕴,区域也因此将焕发更强大的生命力。
4、建筑的科技手段
现代科技的发展为可持续发展提供了有力的技术支持,科技手段在节省能源、减少对环境的影响等方面能够发挥积极的作用。太阳能、地能、风能等能源的使用将大大减少不可再生资源的使用;现代变废为用技术也将有助于资源的节省,如建筑垃圾的再加工处理,中水技术等的使用;智能化技术有利于对能源使用的监控,减少不必要的能源浪费;提高建筑保温隔热性能的相关技术等。研发适合中国建设需要的本土化技术、低成本高性能技术,使用自主产权技术将更有利于中国未来的发展。在这方面我们和发达国家相比做得还远远不够,不但需要更多的技术研制,也更需要技术的市场化应用。
5、可持续发展观的建筑形式语言
依据可持续发展理论,首先建筑的形式语言是理性的语言,一切是围绕建构长期和谐环境,有利于城市发展展开的;第二,形式语言的文化内涵与精神内涵是必须强调的;第三,形式与功能构成有机的建筑,脱离功能的形式与没有形式的功能都是单薄的建筑表现。前两年很多建设刮起的“欧陆风”,近两年屋顶的“飘板”从可持续发展的角度来看,都是站不住脚的。既浪费资源又缺乏对环境尊重的建筑,都是背离可持续发展的。
我国可持续建筑建设的起步较晚,与发达国家还有一定差距,更应该加快建筑设计可持续发展的步伐,追求可持续发展、发展绿色建筑是建筑业发展的必由之路,只有协调处理好建筑与自然生态环境之间的关系,才能实现真正意义上的感性与理性完美结合的可持续建筑。
参考文献:
[1]庄俊河.浅谈建筑设计的可持续发展[J].科技与企业.2012(04)
[2]邹志生.浅谈我国建筑设计如何考虑可持续发展[J].中小企业管理与科技(上旬刊). 2009(07)
【关键字】建筑结构;设计;内容;注意事项
一、建筑结构设计的过程
一栋建筑能否发挥它的功能和使用价值,很大程度上取决于它的结构设计,在结构设计中任何的疏忽都有可能造成整个设计的失败和整个工程的质量问题,鉴于建筑工程结构设计的复杂度,所以在结构设计的过程中要分布进行,确保每一步的准确性和可执行性。一般的情况下,整个建筑结构的设计可以分为四个部分,建筑结构方案设计阶段,结构设计阶段、施工图设计阶段和最后的整合检验阶段。其中方案设计阶段的内容主要有:建筑物所在地的土层、地质结构、抗震设防烈度,建筑物的高度、层数等来确定建筑结构的基本形式,然后在根据确定好的框架结构、剪力墙结构、简体结构等等的不同的形式特点进行布局以及各部分的分析设计。
二、结构设计的内容和方法
1、建筑结构的平面设计
在绘制平面布局图的时候,首先要做的就是对建筑物所在地的地质构造、抗震烈度,以及建筑物周围的环境、建筑设施等进行调查。其中在对抗震设防烈度进行评估的过程中,如果建筑物所在地的抗震设法烈度,是六度区时,这时就不用对建筑物进行界面抗震演算了,但是一定要符合建筑抗震设计的规范和相关的抗震措施的要求。如果时间比较宽松,设计师就可以对砌体结构直接设计,不用在电脑软件中建模了;但是要处理好构件的受压情况。必要的时候,设计师要到实地进行考察以确保准确性,如果时间比较有限,最好的方法就是直接在电脑软件里输入建模进行计算。如果抗震设防烈度在七度区时或是更高的情况,最好就是利用电脑进行建模运算,然后利用软件的图层功能,直接冻结相关的层,在建立新的柱层、梁层、板钢筋层等等在内的图层结构,这样不但能够提高绘制的效率,方便不同结构间的平面图修改、复制,也提高了准确度。
2、屋顶的结构图设计
因为不同的建筑所处的地理环境、气候、用途等的不同,所以对于屋顶的设计也不同,比如在南方的多雨气候中,屋顶面的设计多是坡型的,北方地区房屋面大部分是平整的。对于坡型屋面的结构设计一般采用的就是梁板式和折板式这两种方式。折板式使用于建筑平面比较规整,版跨度不大,屋面的坡度和屋脊线转折的复杂度较小的坡型屋面,反之就适用于梁板式。在梁板筋的构造中,其中的某些部分的板负筋要拉通以便抵抗拉力。板厚一般是不小于120厚。
3、建筑结构设计的大样详图
在整个建筑详图保证准确的前提下,大样详图的设计可以在此基础上直接进行绘制,在设计中要遵循的原则是保证结构受力的合理性和施工过程中的快捷方便,在一定的标高和外形尺寸上要注意的就是和整体的建筑协调一致。此外建筑的实际标高和结构标高之间是存在一定差距的,设计人员要处理好这个差距在大样详图上的显示。
4、建筑机构设计中的楼梯的设计
每一个高层的建筑都会有楼梯,楼梯在设计中是比较难控制的,因为它的结构是镂空的,楼梯的受力情况、梯板、梁等都是十分关键的设计。梁的设计要注意的是梁下的净高要满足建筑的要求,梁的作用就是要保证上下楼层的位置、高度、结构等的统一,对于不对称的部位可以适当的采用折板楼梯构造,折板楼梯在设计中要特别注意的是把钢板在楼梯的折角处断开,然后进行各自的固定,这主要是怕由于局部的受力较大出现断裂的情况。在对楼梯的设计过程中,要注意梯的宽度,不宜过窄,这样会增加楼板的受力,容易出现断裂,所以梯板的设计要和整个楼梯的设计相一致。
三、建筑结构设计中的注意事项
在建筑结构中很多主要的部位中都会有重要的设计,这部分的设计如果出现了错误,就会给整个部分的设计施工带来困难从而影响整个建筑的质量。
1、关于建筑施工中的箱、筏的基础底板的挑板问题
1)从箱、筏的施工结构上来看,若是可以出挑板,并且能够调匀跨地板的钢筋,主要在是底板钢筋通长的布置中,就不会轻易的出现因为边跨钢筋而加大整个底板的通长筋了,这样比较节省建筑用料。
2)可以把整个窗井的部位看作是跳板上的砌墙,其中不适合出现长挑板,在工程的计算时,这时的板是不能够按照挑板的标准来计算的。但是在出现建筑物地下室的层数比较多的情况时,并且横隔墙和内部的墙面是相互接通的,以上的就算法就不是绝对的了。
2、建筑结构中的柱子问题
柱子在整个建筑中是必不可少的,是支撑整个建筑的基础,在出现地震等的大的灾害或是受到重大的冲击时,柱子对于整个建筑的支撑起到的是决定性的作用,所以在建筑结构的设计中要根据实际的需要加大柱子的纵筋,为了保证塑性铰不会在柱子上出现,一般把柱子的纵钢筋加大到原来的2.5倍左右才能达到最好的效果。
3、建筑结构设计中的抗震缝的问题
在通过对地震中建筑物的分析可以得知,在地震中按照正常的要求和规范留出的地震缝在基数较高的地震中都有不同程度碰撞的情况发生,这个主要是在建筑结构设计中地震缝的间距比较小造成的,所以为了保证建筑物的高质量和建筑物的安全,在结构的设计中要加大抗震缝的间距。
四、总结
综上所述本文通过对建筑结构设计中的内容和注意事项进行了简要的分析,并且给出了一定的意见和建议,建筑结构的设计是一个长期的、系统的、全面的过程,每一部分的设计对于整个工程而言都是十分重要的,本文只是列举了其中的某些方面进行探讨,这些在工程的设计中是小巫见大巫的。鉴于整个建筑结构设计的复杂度和重要性,所以要求设计人员就要有扎实的理论知识功底和多年的设计经验,从最小的一个构件到大的楼体,每一步都要经过仔细的计算,事无巨细。一个优秀的建筑设计作品和设计师的设计思维、创新能力以及对工作认真负责的态度是分不开的。
参考文献:
[1] 黄志雄,刘少辉.工业建筑结构设计中的问题分析[J].四川建设.2007年.
[关键词]高层建筑;电气设计;主要内容;节能原则
中图分类号:F282 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)20-0197-02
电气设计是高层建筑设计中的重要设计内容,在对其进行设计时,要在保证其使用性能的前提下,综合考虑各种因素,对其进行有效的节能设计,因为建筑物在运行的过程中会进行大量的能量消耗,在关注节能理念的今天,要在高层建筑电气设计的过程中,坚持相关的节能原则,使高层建筑电气设计具有较高的经济效益,本文就针对此予以简单分析。
一、 高层建筑电气设计的主要内容
由于电力系统的特殊性能,在进行电气设计时,如果不综合的考虑各方面的因素,对其进行合理的设计,很难保证其电气设计使用过程中的安全性能,这就需要在进行高层建筑电气设计的过程中,对其主要的设计内容及其中一些需要注意的问题进行仔细的考虑,下面就针对此予以简单分析。
1、 电气照明设计
在高层建筑的电气设计中,一项基本的设计内容就是照明系统的设计,并且该项设计是否合理对于总体的电气设计的电能消耗量具有直接的关系,所以在进行高层建筑的照明系统的电气设计时,不仅要关注其最基本的照明、装饰等功能之后,还需要对设计过程中的一些细节问题进行综合的考虑,保证其在运行的过程中具有较小的能量损耗,如灯具的型号选择、线路的敷设、灯具的布置等,这些都需要全面的考虑,保证其照明系统的总体的设计质量。
2、 高层建筑电力负荷值的计算
在进行高层建筑的电气设计时,其中一项首要的工作就是要对其运行过程中的电力负荷进行精确的计算,这也是进行高层建筑电气设计过程中的一项基础性的工作,只有完成了该项工作,才能进行其他方面的有关的电气设计,如电气设备的选择、连接线缆的确定、电气设计施工材料的选择等,只有对电力负荷进行准确的计算,才能保证高层建筑中整个电气设计的运行安全,因此,在进行高程建筑电气设计的过程中,一定要注重其电力负荷值的计算工作。
3、 电压及供电电源的选择
在整个高层建筑的供电系统的运行过程中,最关键的内容就是要保证其供电的安全稳定性,尤其是在一些商业楼层及办公楼层中,如果其供电的稳定性得不到保证,很容易对高层建筑中的供电系统的正常运行产生严重的影响,为建筑物中的企业造成严重的经济损失,因此,在进行高层建筑的电气设计时,一定要根据其电力负荷的计算值及用电特点,对其电压值及供电电源进行合理的选择,为了保证供电的可靠性,一般情况下,在进行高层建筑的电气设计时,会安装两个独立的供电电源,一旦一路电源不能进行正常的工作,另一路电源会保证其正常的供电,同时为了保证紧急停电状态下的供电需求,高层建筑中应该准备相关的发电机设备。
4、 消防系统的设计
在进行高层建筑的电气设计时,做好消防系统的电气设计是非常关键的内容,其中包括自动洒水灭火系统的设计、消防中心及气体自动喷射灭火系统的设计、分区消防报警控制系统的设计、火灾探测系统的设计等,以此来实现火灾的自动报警及自动响应灭火,一旦火灾探测系统在运行过程中探测到相关的火灾信号,会将其转换成相应的电信号,并将其传送至分区报警器及消防中心中,消防中心对该信号进行判断之后,发出相关的声光报警,作为整个消防系统的监控及指挥中心,对其消防中心的电气设计进行合理的设计是非常重要的。
5、 电梯的设计
电梯是高层建筑中比不可少的设备,将其功能的不同作为分类的依据,可以将其划分为自动扶梯、货梯、消防梯、服务梯、观景梯、普通客梯、高级客梯几种类型,其中的工作电流又具有直流与交流两种区别,在进行电梯的电气设计时,需要考虑其功能及台数等各方面的因素,但是这些因素并不是电气设计就能够决定的,这需要与高层建筑的整体设计师共同商讨来完成。
6、 防雷与接地系统的设计
避雷带及避雷针是高层建筑设计过程中经常会采用的两种避雷设施,这种避雷方法操作起来非常的方便,并且能够取得较好的避雷效果,但是避雷针具有其自身的缺点,其对雷电是进行选择性的保护,雷电很有可能因为没有得到释放为存在于建筑物的内部,埋下安全隐患,而消雷器具有更加、可靠的性能,其安装条件也是非常的简单,因此,广泛的应用于高层建筑的避雷设计中。
二、 高层建筑电气设计中的节能原则
1、 保证高层建筑物的使用性能
在进行高层建筑的电气设计时,最关键的要保证高层建筑的用电安全,其次要保证其照明的指数及色温、亮度,保证人们的工作效率及舒适性,空调的风量及温度,保证其上下通道的畅通,对于一些多功能厅、展厅、酒店餐饮娱乐场所、体育馆等有特殊要求的场所,要满足其特殊的工艺要求。
2、 实际经济效益原则
在进行高层建筑的电气设计时,对其实际的经济效益进行综合的分析是非常必要的,有些高程建筑电气设计的过程中,过分的注重节能材料的应用,高层建筑的运行费用在一定程度上得到了降低,但是增加了其投资成本,总提上来讲综合费用还是有所增加,这就需要电气设计师在进行电气设计时,对各种因素进行综合的分析,确定合理的电气设计方案,选择性价比高的材料,在保证节能性能的同时,保持其经济效益的稳定。
3、 环境保护的先进性原则
对建筑物中的各种能量消耗进行分析,对于一些可以降低的能量消耗要采取有效的措施予以控制,如电能传输线路上的损耗、变压器的功率损耗等,而在照明系统的设计过程中,一些先进的控制技术及调光技术对能对电量的消耗进行有效的控制。
4、 保持尽量少的能量损耗
在进行高层建筑电气设计的方案选择时,应该坚持环境保护、节约能源、经济合理、安全适用、技术先进等设计原则,并要注重其综合的经济效益,在保证其最基本的使用性能的基础上,尽量减少能量的损耗。
结束语
电气设计是高层建筑设计中的重要组成部分,良好的电气设计对于高层建筑的正常运行具有非常重要的作用,本文就对其设计中的主要设计内容及相关的节能原则进行了简单分析。
参考文献
关键词:高层建筑;电气设计;节能措施
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
前言
随着雾霾、沙尘暴等恶劣天气不断出现,暴露出环境污染的问题,同时人们也越来越关注环境的话题。随着社会发展进步,节能环保理念成为世界经济发展的主旋律。而随着经济发展和城市人口的增长带动了城市高层建筑的迅速发展,高层建筑电气节能重要性就更加突出,建筑电气设计人员在设计过程中要贯彻节能原则,为了减少建筑消耗能源,应在满足投资经济性的同时,尽可能降低建筑电气的运行能耗。
一、现代高层建筑电气设计特点
1、电气系统复杂线路多
由于高层建筑功能比较复杂、用电设备种类多、供电负荷多且可靠性要求高,使得高层建筑电气系统复杂。例如,对于供电系统而言,为保证一级负荷供电的可靠性,除了在变电所高低压主结线上采取两路电源(两段母线)或两个回路切换措施外,还需考虑自备应急柴油发电机起动和投入切换。再有对于火灾报警与联动控制系统而言,由于探测点数量多、联动控制设备多,这样就使得系统大且复杂。不仅有高压供电线路、低压配电线路,还有火灾报警与消防联动控制线路、音响广播线路、通讯线路等等。
2、用电设备类型多
高层建筑中用电设备种类繁多,如高级宾馆、商住楼等,必须具备比较完善的能够满足各种功能要求的设施,如空调系统、给排水系统、提升系统等,使其具有良好的硬件服务环境。这些设备用电量大,例如高层建筑的空调负荷大,负荷密度高。像高层宾馆和酒店、高层商住楼、高层办公楼、高层综合楼等高层建筑负荷密度都在 60w/m2以上,甚至高达 150w/m2,即便是高层住宅或公寓,负荷密度也有 10w/m2有的也达到 50w/m2。
二、高层建筑电气设计主要内容
1、配电系统设计
我国高层建筑一般都是 10kV 标准电源进行同时供电,使用单母线进行高压分段,实现电压自动切换。配电系统计费方式是高供高计,在建筑低压配电系统旁边也安装计费电度表,采用两部电价法。高层建筑单台变压器的容量一般都在 1000kVA 以上,减少变压器数量。在变压器中间设置联络开关,限制低压侧电流的短路。高压线和低压线一般都是采用放射式系统,而高层建筑楼层配电则是采用混合式系统,高层建筑竖井多是采用插接式母线槽,水平干线一般采用全塑电缆。
2、供电电源和电压选择
高层建筑具有建筑面积大和层数多的特点,高层建筑都有两个以上独立电源,确保建筑供电可靠性和安全性。这些电源一般都是同时供电,互为备用电源,很多高层建筑还安装了柴油发电机组,确保在停电 15min 之后恢复供电,保证建筑在照明、电器使用、电梯设备以及消防设备方面正常供电,我国高层建筑标准电压等级都是 10kV。此外电气设备人员还要对建筑电力负荷进行计算,对电气设备选择提供依据,电力负荷计算一般是采用需要系数法和负荷密度法。
3、建筑防雷与接地设计
高层建筑电气设计中要做好金属管线接地工作,电气设备保护接地、工作接地以及防雷接地都是相互结合的,接地电阻一般都在 4Ω 以下,在均衡电位基础上提高建筑安全性。电梯设计在高层建筑具有功能复杂的特点,建筑不仅仅是居住需要,高层建筑电梯包括了高级和普通客梯、消防梯、观景梯、货梯和自动扶梯,电气设计人员要和建筑总设计人员进行沟通协商确定。消防系统设计包括自动报警灭火系统、火灾探测器、消防报警控制器,高层建筑电气消防用电设计问题众多,需要电气设计人员进行精心设计。
4、主要设备选型
电气设计中一定要注意设备选型,要综合考虑各种情况,严格把控设备选择,保证主要设备质量达到相应标准。考虑到高层建筑安全隐患较多,因此主楼不能安装大容量油浸电力变压器,这也是考虑到楼层内人员安全。由于低压配电屏结构已经不能完全符合现实需求,因此近年来出现采用燃气轮发电机的情况。
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。
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。
三、高层建筑电气设计节能原则
1、实用原则
节能应考虑国情及经济效益,不能因为节能而过高消耗投资,增加运行费用。按照实际情况保证业主工作、生活的需要,保证人们生活舒适度和建筑物运输通道的畅通无阻,去掉建筑物中对人们生活影响不大的功能,添加智能节能设备。
2、注重经济效益
进行电气节能设计, 是为了实现节约能源,降低运行成本 ,实现一定经济效益为目标。所以设计应该多从更新以前老旧电气设计入手,逐步推进新技术使用,这样可以在较短时间内收回投资节能所花费的资金。
3、节省无谓消耗的能量
这方面要做到对电气设备进行检查维修,保证正常供电,避免出现漏电等现象,在选择材料型号中要选用实用型,购买电气材料时要货比三家,买到经济合理的电气设备材料。
4、电力系统设计
电力系统设计包括各种机泵等动力设备的配电、起动、制动和调速方式及控制等内容。在高层建筑中动力设备供电可靠性要求高,如电梯和各种消防用机泵,动力设备单台容量大,如空调机组和空调用水泵等,所以动力设备配电方式以放射式为主。
四、高层建筑电气节能设计现状
高层建筑电气节能设计,以满足日常生活对电力资源需求为目标, 根据电力传输和使用的一般规律 ,对高层建筑电气布局和电气网络进行设计活动 。高层建筑设计需要严格遵守国家对住宅电气设计相关规范 ,满足业主对建筑功能性的要求,最后还要对施工部门具体施工情况进行有效结合 ,使得电气设计具有合理性和可操作性 ,对电气施工进行有效指导。此外高层建筑电气设计还要考虑到日益增加电气设备对系统的影响, 应具有一定前瞻性。电气节能设计是指通过对传统电气设计优化、新技术、新材料和新能源的使用,降低高层建筑电气消耗和提高电力系统效率,减少损失。我国当前正处于经济快速发展时期 ,城市扩张和城镇化建设等导致每年新增大量的高层建筑面积,产生巨大的电气消耗和浪费。在高层建筑电气设计中推行节能设计,对于实现节约型社会建设 ,促进经济可持续健康发展具有重要的意义。我国当前高层建筑电气设计节能技术发展尚处于初级阶段 ,存在着一些问题需要我们不断去改进和总结经验 ,促进高层建筑电气设计节能的发展。
五、高层建筑电气设计与节能措施
关键词:建筑电气;设计;内容
Abstract: The electrical design of modern high-rise buildings requires many new requirements to the design and circuit installation in the supply and distribution system. Therefore, in the electrical design and circuit installation, it should place the reliability, security, flexibility of the supply and distribution system on the important position, and conduct the design optimization and construction in accordance with the design and operating specifications.
Key words: building electricity; design; content
中图分类号:TU855文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
一、建筑电气概况
建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。
随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高,人们对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、网络等系统的要求越来越高,使得建筑开始走向高品质、多功能领域,并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。
建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下,进行工业与民用建筑建筑电气的设计,并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。
二、设计中应注意的相关问题
(一)配电回路问题
每户住宅室内配电回路不能过少,由于配电回路少,每回路所带的负荷就增大,实际等于减少了导线截面。从配电箱出来的分支回路主要有空调电源插座、电源插座、照明、厨房电源插座、卫生间电源插座等。而目前在住宅中,起居室、卧室都会有空调,根据空调器负荷大小,空调回路应有2 个,回路数量一般不少于5 个,分支回路导线截面不应小于2.5m㎡ 铜芯绝缘导线,导线基本上都采用铜芯绝缘线穿管或电缆暗敷设方式,穿线管采用符合阻燃性能要求的PVC 管,严禁导线直埋墙敷设。
除了从配电箱出来的回路外,还有有线电视、电话线路,至少有七路管线进入居室,其中这七路管线中除照明是在顶板辐射外,其余管线均敷设在地面垫层内,彼此交叉是不可避免的。暗敷线路按最近线路辐射时,由于住宅的垫层比较薄,线路管线交叉不易处理;另外照明线路通常利用顶棚灯的接线盒进行分线,在住户铺设地板时,往往将敷设在地坪内的管线打断,造成电气不安全和使用的不方便。暗敷线路沿板孔、墙缝垂直或平行地面敷设,就可以避免上述问题的发生,因为管线交叉可以在墙缝中解决,而照明线路则在墙的拐弯处利用接线盒进行分线,而非顶棚灯的接线盒,住户可根据配电平面图,了解进入分支回路的具体方向和位置,从而避免在铺设地板时将管线打断。
(二)电气线路导线问题
1.住宅室内配线要用铜芯塑料线。而在日常工作中,有的为了节省投资,导线选用铝芯塑料线, 这样一来就为日后用电安全埋下隐患。我们知道铜导线比铝导线机械强度高, 导电性能强,同样截面的铜导线使用寿命比铝线长。由于铝线熔点低, 表面极易氧化,一旦线路过负荷, 铝导线较铜导线易于起火,发生火灾事故。
2.住宅室内导线截面应选择大一些,如进户线至少应选用10 mm²铜芯塑料线,最好选用16 mm²铜芯塑料线,空调回路应不小于4mm²铜芯塑料线, 普通插座及照明回路导线选用2.5 mm铜芯塑料线。因为家用电器( 如微波炉、气体放电灯和镇流器等) 产生的非线性负荷日益增多,使线路产生谐波,而住宅导线的选择通常是按机械强度、发热条件、经济电流密度和电压损失等因素考虑, 往往忽略电压质量和这些谐波的影响, 另外我国迄今没有载流量标准,设计手册等资料所提供的载流量都是制造商(生产厂家)提供的,较国际电工委员会标准(IEC)的载流量约大20% ,而设计中又多未考虑多回路并列暗敷设时相互发热而导致载流量的下降。导线截面过小,将引起回路阻抗增大,电压质量受到一定的影响, 这一点在高层建筑中尤为突出。另外导线截面过小还会使导线发热加剧,绝缘老化加速,易使导线发生线间短路和接地故障,引起电气火灾和人身电击事故。
(三)电缆线路的合理设计
在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起设计重视。在建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着于线倒送的现象,亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线。另外,还可利用某些季节性负荷的线路,这些用户不用时,可提供给常期用户作供电线路使用,以减少线路和电阻。
(四)低压配电系统中导线{电缆)载流量与断路器整定电流不匹配问题
电线(电缆)的载流量需与低压短路器的整定电流配合选择,供线路受到短路器的保护,是每个工程都要遇到的问题,是设计人员必须掌握的基本功,看起来很简单,但实际的施工图中问题很多,这类问题主要表现在导线允许持续载流量小于保护该导线的断路器脱扣器的整定电流。正确的做法应是先按负荷的计算电流确定保护短路器的整定电流,再按其选择导线,使导线受到短路器的有效保护。总之,应严格按照《低压配电设计规范》进行设计,全面考虑各种因素,以确保供电安全可靠。
(五)关于卫生间局部等电位连结的问题
洗浴时身体皮肤表面潮湿,人体阻抗大大下降,打雷时,金属浴盆产生的感应电压足以使人发生电击伤亡事故, 因此卫生间应作等电位联结。由于卫生间范围小, 实施等电位联结后,可使卫生间处于同一电位,防止出现危险的感应电压, 这样就有效地保证了人身安全。