高层建筑在设备和电气方面的调研.doc

高层建筑在设备和电气方面的调研 课程设计（学年论文） 说明书 课题名称： 高层建筑在设备和电气方面的调研 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课题工作时间： 至 10 建筑给排水系统 1. 建筑给水系统。通常分为生产、生活和消防三类。 l 生产给水系统。通常用于生产设备的冷却、原料和产品的洗涤、锅炉用水及某些工业的原料用水等，生产用水对水质、水量、水压以及安全等方面的要求随工艺不同有很大区别。 l 生活给水系统。主要是供民用、公共建筑和工业企业建筑内的饮用、烹调、洗涤等生活用水，要求水质必须完全符合国家规定的饮用水标准 l 消防给水系统。是供层数比较高的民用建筑、大型公共建筑及某些车间的消防系统的消防设备用水。 2. 建筑排水系统。是指用来排污生活污水和屋面雨、雪水的设备。通常室内排水管道分为三类： l 生活污水系统。排除人们日常生活中的洗浴、洗涤生活污水和粪便污水。 l 工业污、废水系统。排除工矿、企业生产过程中所生产的污废水。 l 室内雨水系统。接纳、排除屋面的雨雪水。 3. 热水供应系统。热水供应系统一般由加热设备、储存设备（主要指热水箱）和管道组成。 暖通空调系统 1. 供热系统：包括热水供暖和蒸汽供暖两种。供热系统一般由下列三部分组成： l 热源部分。热源部分是热量发生器，如锅炉。 l 输热部分。输热部分是热量输送管网，如室内外供暖管道。 l 散热部分。散热部分是热量散发的设备，如散热器、暖风机、辐射板等。 2. 通风设备：通常指房屋内部的通风设备，包括通风机、风道、排气口及一些净化除尘设备等。 3. 空调系统：大型商业大厦、办公写字楼用中央空调系统，小型商店或居住公寓楼通常采用柜式或分体式空调机。 4. 燃气供应系统：如燃气灶、燃气热水器等。 建筑电气系统 1. 建筑供配电系统：由变配电室或配电箱、供电线路、用电设备三部分组成。 2. 电气照明系统：由电气系统、照明灯具等组成。 3. 弱电设备：指给房屋提供某种特定功能的弱电设备及装置。主要有：通信设备、广播设备、闭路电视系统、自动监控、报警系统以及电脑设备等。 4. 电梯：按照用途可分为客梯、货梯、客货梯、消防梯及各种专用电梯。 5. 电气安全与建筑防雷 建筑设备在建筑中起的重要作用可以用一个形象比喻来说明。如果我们把建筑比作一个人，那么建筑结构及好比这个人的骨架，而建筑设备则是这个人的神经、血管和内脏。它们源源不断地给这个建筑提供所需的物质和能量，使之具有生命力，同时又在接受各种信息并不断发出指令，是这个建筑具有一定智力。 建筑设备的作用可以概括为以下几点： 1） 为建筑创造适当的室内环境，如创造温、湿度环境的暖通空调设备、创造声、光环境的电气设备等； 2） 为建筑的使用者提供工作和生活的方便条件，如电梯、给排水系统、通信系统、广播系统等。 3） 能增强建筑自身以及人员、设备的安全性，如防排烟系统、消防系统、保护接地和防雷系统、报警监控系统、事故照明等。 4） 能提高建筑的综合控制性能，如自动空调系统、消防栓消防泵自动灭火系统等。 何谓高层建筑呢？高层建筑是指超过一定高度和层数的多层建筑。高层建筑的起点高度或层数，各国规定不一，且多无绝对、严格的标准。在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于24.3m的建筑视为高层建筑； 在中国，自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其它民用建筑为高层建筑。在中国《民用建筑设计通则》（GB 50352—2005）将住宅建筑依层数划分为：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅。除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑（不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑）；建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。 全球最高的10幢高层建筑排名如下： 第一名：台北101大楼（建筑高度为508米） 第二名：上海环球金融中心（建筑高度为492米） 第三名：吉隆坡国家石油公司双塔大楼（建筑高度为451.9米） 第四名：美国芝加哥西尔斯大厦（建筑高度为443米） 第五名：上海金茂大厦（建筑高度为420.5米） 第六名：香港国际金融中心大厦（建筑高度为420米） 第七名：广州天河中信广场大厦（建筑高度为391米） 第八名：深圳信兴广场大厦（建筑高度为384米） 第九名：纽约帝国大厦（建筑高度为381米） 第十名：香港中环广场大厦（建筑高度为374米） 但是当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时，它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。与多层建筑相比，在设计上、技术上都有许多新的问题需要加以考虑和解决。 高层建筑在给排水方面的问题及解决措施 对于高层建筑给水系统，在技术要求上，整幢高层建筑若采用同一给水系统供水，则垂直方向管线过长，下层管道中的静水压力很大，必然带来以下弊病：需要采用耐高压的管材、附加和配水器材，费用高；启闭龙头、阀门易产生水锤，不但会引起噪声，还可能损失管道、附件、造成漏水；开启龙头水流喷溅，既浪费水量，又影响使用，同时由于配水龙头前压力过大，水流速度加快，出流量增大，水头损失增加，使设计工况与实际工况不符，不但会产生水流噪声，还将直接影响高层供水的安全可靠性。因此，高层建筑给水系统必须解决低层管道中静水压过大的问题 为克服高层建筑同一给水系统供水时低层管道中静水压力过大的问题，高层建筑给水系统应采取竖向分区供水，即在建筑的垂直方向按层分段，各段为一区，分别组成各自的给水系统。每区的高度应根据每区最低层处用水设备允许的静水压而定，一般住宅、旅馆、医院为0.30～0.35MPa。办公楼因卫生器具较以上建筑少，且使用不频繁，故卫生器具配水装置处的静水压力可略高些，宜为0.35～0.45 MPa。高层建筑给水系统竖向分区的基本形式有串联式、减压式、并列式几种。 多层建筑与高层建筑的供水是不同的两种系统，虽然目的是一样的。在多层给水中，市政管网的压力已经满足要求，追求的是稳定性，而高层不同，高层给水则是为了能够将水送到用户用水处，其次才是稳定性。所以设备材料的选择也有很大差别。多层一般采用低扬程的小型泵，管材为低压力管材。高层则相反。分开来讲，多层系统的几种方式中：直接供水仍然广泛用于规模较小的乡村城镇管网系统，经济上也节省。二次加压系统则在新建的小区住宅中广泛应用。高层建筑给水系统中分区减压的方式应用较多，而对于150 米以上的超高层建筑，水泵串联的给水系统则相对适宜。目前，建筑业正处于一个飞速发展的时期，所以高层与多层的建筑数量也大幅度增加。高层主要以商用写字楼为主，多层主要以小区集群的形式发展。并且出现了直饮水系统，对给水系统的发展提出了新的要求，尤其是管网系统。个人认为多层在一般情况下尽可能选择二次加压系统，高层宜采用分区减压供水系统，超高层宜采用水泵串联供水———能源的节约是十分可观的。 对于建筑排水系统，建筑排水系统的任务是将建筑内部人们在日常生活和工业生产中使用过的水收集起来及时排到室外。对于层数较多的建筑或高层建筑，因卫生器具较多，排水量大，空气流动过程易受排水过程干扰，须将排水管和通气管（通气管的作用是：使污水在室内排水管道中产生的臭气和有毒气体能排到大气中去；使管道内在排污水时的压力变化较小并接近大气压，因而可避免卫生器具存水弯的水封破坏）分开，设专用通气管道。 高层建筑在暖通空调方面的问题及解决措施 在建筑设备中，暖通空调设备的能耗最大，它涉及到建筑环境、室内空气品质及热湿环境的控制、大气保护、建筑节能等与人民生活密切相关、与城市建设和经济发展密不可分，同时创造和维持建筑热、湿、空气质量环境的技术。其最大的特点就是工程性强、适用面广。高层建筑的迅速发展，随之就产生了各种高层建筑供暖系统。由于高层供暖本身的特点，也随之出现一系列新问题。 高层建筑供暖中应特殊考虑的问题，首先是围护结构的传热系数，室外风速从地面大高空逐渐增大，使得其外表面的对流换热系数也大。此外，由于高层部分四周无其他建筑物遮挡，使高层建筑在夜间不断向天空辐射热量，而其他建筑对高层建筑的辐射量很小，也增大了辐射热损失，从而使得高层部分的传热系数增大。 其次是室外空气侵入的问题，由于高层室外风速达，使作用于迎风面上的风压也相应增大，这样就增加了冷风侵入量，也就加大了高层部分的热负荷。此外，由于高层建筑高度较高，由于热压作用，使得室外冷空气从下部进入后又通过上部排出的空气量也增大，这样就增加了下层部分的热负荷。 最后是水压问题，由于下层只能承受一定的静压力，而高层建筑中，如果要把水压到高层，就需要有较大的水静压力，从而限制了供暖系统的高度。 针对以上的供暖系统存在的问题，我们在建筑和供暖方面应采取的措施有： 1）减少有风压造成的室外渗入量，应尽量减少窗缝的长度，增设密闭性。如可在窗缝间加装橡胶密封衬垫等。底层大门应设双层门，在门外加一深度适当的门斗或设空气幕，在楼梯间通走廊处设弹簧门等闭门。 2）如采用热水供暖系统，则应沿垂直方向分区。在低层部分，供暖系统可与热力管网直接连接。高层部分则通过水-水加热器与热力管网连接。用这种方法将上、下两个系统分开，水-水加热器和水泵均设在辅助间内。 通常将供暖设备，空调设备，给水设备和电气设备等设备放在同一层内，这一层叫设备层。设备层比标准层高，约为标准层的1.6倍，一般每10～20层设一个设备层。 高层建筑中一般不采用蒸汽供暖设备，这是因为除散热器表面温度过高，不符合卫生要求外，还因为用间歇供暖造成室温波动过大。 高层建筑数量越来越多，且建造的高度也越来越高，因此对消防系统的设计业提出了更新、更高的要求，防排烟是建筑消防系统中的一个重要组成部分。高层建筑内部功能复杂，且均有大量的着火源和可燃物，若使用或管理不当很容易引起火灾。为保证火灾初期建筑物内人员的疏散和消防人员的补救，在高层建筑设计中，不仅需要设计完整的消防系统，而且必须慎重研究和处理防、排烟问题。 防排烟方式有自然排烟、机械防烟和机械排烟，根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，在下列部位应设置独立的机械加压送风的防烟设施：“不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯前室或合用前室；采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室；封闭的避难层（间）。” 高层建筑电气遇到的问题及解决方案 近年来，随着建筑物功能复杂化和智能化的发展。各电气系统在功能和使用领域上都在飞快的扩展，建筑电气对整栋建筑物乃至区域建筑群的建筑功能的发挥、建筑环境的改善、建筑艺术的体现和建筑管理的智能化都有着重要的影响。绿色建筑、智能建筑的兴起，使得现代计算机技术、现代控制技术和现代通信技术在建筑电气领域广泛应用。传统的建筑电气系统越来越多的通过建筑物智能化实现自动化管理，而电能作为信息传递的主要能源，必定要求建筑物的智能化依靠安全、可靠的电力供应作保证。 对于高层建筑在电气方面，还应考虑由于增加了电梯、水箱供水和消防动力用电，对电气设计的区域配电和干线、支线布置提出的要求。如高层建筑地下层变配电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所；变配电所位于高层建筑（或其他地下建筑）的地下室时，不宜设在最底层。当地下仅有一层时，应