高层建筑电气设计要点分析

杨相轩 杨默含

摘要：本文从建筑电气设计的特点出发，分析了建筑电气设计基本原则，针对高层建筑电气设计的要点进行详细探究。

关键词：高层建筑；电气设计；要点探究

中图分类号：TU208文献标识码： A

引言

随着社会的发展，人民生活水平的提高，城市的扩建，直接推进了我国建筑行业的发展，而电气设备在建筑设计中起着不可忽视的重要的作用。只有保证合理的建筑电气设计，才能促进经济的整体发展和整个市场运营的正常运行。要想确保建筑事业能够良好的发展，电力设备的有效改进和管理是十分有必要的，进而确保电力设备的稳定，促进经济结构转型和人们生活水平的提高。

一、建筑电气设计的特点

1、建筑的特点

首先，建筑面积大，纵观国内外的建筑物，可以发现大多数都是几十万平方米，而且大都高达四百多米。因为受制于地表面积，建筑物的发展面向天空和地下方向。因此，建筑楼房的高度通常情况下都很高，且地下层数也在逐渐增多。

2、电气专业的特征

电气设备种类繁多，占据整个工程设计的主要地位。其中有电气照明设备，诸如楼道走道的照明设计、市内、楼道走道、安全和疏散诱导照明等等；电梯设备：客梯和货梯等等；给排水设备：生活水泵及消防泵；制冷设备：冷水机组等；锅炉房用设备：鼓风机和引凤机等；消防设备：排烟风机、正压风机等等。另外，耗电量大，但由很强的稳定性。在设计方案中，电气的用电量特别高，特别是在消防及日常生活方面，电量负荷极大，因此在建筑的时候，要采用两个独立的电源对其进行供电[1]。

二、建筑电气设计基本原则

首先，经济性。在资金运营管理上，必须控制建筑电气初期的投资及实际操作中的成本费用，尽量做到经济合理。其次，安全性。无论什么，安全永远应该放在首位。建筑电气设计也是如此，在设计的时候应该将安全因素充分考虑在内。只有在安全的前提下，才能保证工作的顺利开展。在施工时候，要保证工作人员和负债人的安全和设备的安全，最大可能的减少运行中可能出现的故障，预防潜在危险的发生。此外，在平时工作中，做好安全检查工作，为安全稳定工作提供可靠保障。然后，可靠性；由于建筑电气设备一般在高电量下工作，因此必须提高电气设备的连续性和稳定性，进而保证电气设备正常运营。最后，灵活性。在进行建筑电气设计使，尽量使电气设备的操作简单化，方便工作人员的操作[2]。

三、高层建筑电气设计的要点探究

1、负荷的计算

在高层建筑供电设计过程中，需要以电力负荷来作为其各项设计参数的重要依据，这就需要确保负荷计算的准确性，这样才能确保选择的设备的合理性、安全性和可靠性，确保设备能够经济运行。通常情况下高层建筑电力负荷计算都是采用负荷密度法和需要系数法来进行。

2、供电电源及电压的选择

在现代高层建筑中，通常都需要设置至少两个独立电源，而具体数量也需要根据实际情况来定，从而确保供电的可靠性。这两路电源需要同时进行供电，而且互为备用。目前我国高层建筑规定的标准电压都为10kV，而且需要装设柴油发电机组，在停电15秒内即需要自动恢复供电，确保事故照明及一些应急设备的正常用电。

3、供配电系统的设计

3.1 高层建筑的电力负荷主要有消防设施、照明装置、动力负荷以及空调制冷设备和其他电气设备。高层建筑用电负荷较大，而且负荷中动力和照明用电基本上占到了百分之三十，其他的占到百分之四十左右，而在这些负荷当中，最为重要的则是消防用电。因为高层人员容积率较大，人员密集，内部装饰材料较多，易燃材料多，极易发生火灾，而一旦发生火灾，由于内部结构复杂且层数较多，所以人员疏散较为困难，其所带来的伤亡及经济损失较大。所以通常情况下，高层建筑的消防用电都会排在第一位，属于一级负荷。

3.2 供电电源电压及主接线。由于高层建筑用电负荷较大，所以需要采用高压进行供电，供电电压等级为10kV。目前很多高层建筑和工矿企业都会采用单母线制为其供电系统的主结线，这种主结线不仅结构较为简单，而且不需要较多的设备和投资，具有非常好的经济性。高层建筑电力负荷分为一级负荷和二级负荷两种情况，一级负荷由两个独立电源进行供电，而要求二级负荷需要由双回路线进行供电，而取得双回路线困难时，则也可以由一回路专线供电。通过对供电方式的优化设计，确保了高层供电的可靠性和连续性。因此在实际线路设计时，通常采用内桥接法来进行高压双回路和三回路进线，而且低压上则采用单母线分段的方式进行，通过设置母线开关，从而在各段母线上进行负荷的分配，对于特别重要的负荷，由需要由备用的柴油机来进行供电。而且这些高压双回路或三回路进线则来自于不同的独立电源，这样就有效的确保了供电接线的可靠性。但在这样的设计中，需要使用较多数量的断路器，而且变压器备用容量也较大，这就需要对其经济性值进行重要计算。同时在供配电装置中，由于有部分设备属于充油设备，所以会隐藏着火灾隐患，而且也不利于变电所的布置。

3.3 变压器的选择。目前高层建筑在选择变压器时，很大部分会选择大容量的变压器，这在很大程度上确保了效率的提升，但由于其涉及较多的负荷面问题，所以需要根据实际的具体情况，综合各种因素来适当的选择变压器的台数及容量。专用变压器则需要根据空调设备的分组来进行设置，这样可以随着空调机组的投切来投切相应的变压器，确保了能够取得良好的经济效益[3]。

4、照明设计

4.1 光源。地下室、住宅客厅以荧光为主，设备用房、楼梯、走道和住宅(除客厅外)以白炽灯为主}商场照明仅设置总电源箱，具体灯具布置由二次装修设计。

4.2 事故照明。地下室、商场、楼梯间的照明系统有两个电源(备用电源由发电机供给)，另外在电梯前室、楼梯间、配电室、发电机房、水泵房及消防中心等重要场所设应急照明。电梯前室、楼梯间及走道等人员密集通道设诱导灯。

4.3 导线选择及线路敷设。住宅、商场及地下室照明线路，采用ZRBVV阻燃型塑料铜心导线。所有由照明配电箱配出的线路均采用金属线槽明敷。

5、防雷与接地

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。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。

6、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，必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。

7、防火和报警系统

由于高层建筑面积大、人员复杂，引起火灾的可能性很大，加之竖向孔洞多、现代化的塑料贴面材料、全部窗户密封、设备庞杂、人员和物质等都很集中，发生火灾时火势容易蔓延，疏散人员和扑灭火灾也很困难，所以现代化的高层建筑除了在建筑设计方面采取很多措施外，还应设置完善的自动消防系统和防火报警系统。

结束语

综上所述，随着高层建筑技术的不断提升，对高层建筑电气设计的要求不断提高，在设计过程中，不仅需要与国家相关规范相符合，而且还要满足建设方的要求，所以需要设计人员对电气设计的基本设计要点进行掌握，重点注意设计过程中的一些重要环节，确保高层建筑电气的可靠性和安全性。

参考文献：

[1]王蕾.现代城市高层建筑电气设计的要点[J].中华民居(下旬刊),2013（01）:255-256.

[2]吴红升.浅析高层建筑电气设计与节能[J].中华民居(下旬刊),2013（02）:20-21.

[3]谢冰.高层建筑电气设计特点及发展研究[J].中华民居(下旬刊),2013（04）:277-278.