高层建筑电气设计问题探讨

文/ 王旭 河北拓朴建筑设计有限公司 河北石家庄 050000

高层建筑电气设计问题探讨

文/ 王旭 河北拓朴建筑设计有限公司 河北石家庄 050000

电气专业可以比喻成整个高层建筑的神经，电气设计质量的高低，在很大程度上影响着整个建筑的安全运行，所以，高层建筑电气设计阶段应严格把关，保证各个环节的设计安全可靠及合理节能。

高层建筑；电气设计要点

一、高层建筑电气设计的组成及内容分析

1.0.4 /0.23kV配电系统(包括电力.照明系统)

为了保证高层建筑的供电可靠性，对于高层建筑中一二级负荷等重要负荷应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。这两路电源可以是双市电、市电+发电机、市电+EPS，两路电源互为备用，当一路电源发生故障时，备用电源能在规定时间内转换对重要负荷供电，保证重要电气设备的正常使用，保证建筑内人身财产安全。

2.建筑物防雷及接地系统

高层建筑接地设计中，由于高层建筑基础一般都采用钢筋砼剪力墙技术，接地设计利用基础钢筋（两根不小于D16）及混凝土垫层内的镀锌扁钢作联合接地体,很多高层建筑都将防雷接地、工作接地和电气设备保护接地三者合一，从而能够形成一个联合接地体系统，当测量接地电阻不满足规范要求时，通常还要补打人工接地体，如此方可更好的使建筑物的安全性得到提高。

3.电话及宽带网络布线、有线电视、可视对讲及家庭安全防范报警系统

电话及宽带网络布线、有线电视、可视对讲及家庭安全防范报警系统统称为弱电系统，一般在做电气设计时都需要专业厂家配合完成，这里就不过多论述了。

4.火灾自动报警及联动控制系统

高层建筑层数多，垂直距离长，疏散到地面或者其它房间的时间长，并且，高层建筑人员相对集中，且一般室内可燃物较多，一旦发生起火，燃烧猛烈、蔓延迅速，人员疏散相当困难，为此，提前发现火情，尽快控制火情就显得尤为重要，这就要求，高层建筑必须设置火灾自动报警系统。

按照目前来看，消防自动报警灭火机制主要包括：火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾声光警报器、消防应急广播、消防专用电话、消防控制室图形显示装置、火灾报警控制器、消防联动控制器等。由火灾探测器负责对火灾信号进行探测，并自动转化成电信号，通过总线传递到火灾报警控制器，由火灾报警控制器完成整个消防报警、联动、监控任务。火灾报警控制器分为区域报警控制器、集中报警控制器和控制中心报警控制器，设计人员应根据工程性质及规模根据规范要求合理选择报警系统。

二、设计要达到的目标

高层建筑电气设计的设备选型应能满足建筑使用期内（一般按30～50年考虑）用电量增加的要求，使电气安装一次达到要求，不搞重复建设，以建筑用电达到中等电气化水平位为目标。

具有合格的电能质量，各种电气能正常工作，即要满足工程要求，又得考虑接能及节省投资。

三、高层建筑电气设计节能

作为一个能源消费大国，我国能源相对短缺，能源浪费也比较严重。节能问题一直是我国发展国民经济的一项长远战略方针，如何实现建筑电气节能，如何从设计源头将电气节能体现在整个项目的建设和使用过程中，如何节约电能，降低项目投资成本和运行成本问题显得尤为突出。依据多年工作经验，我认为我们应在电气设计中采取以下几点措施。

1.合理选择变压器台数及容量，减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗计算公式如下：ΔP=P0+β2Pk 式中ΔP：变压器的有功损耗（KW） P0：变压器的空载损耗 Pk：变压器的额定负载损耗（KW）β:平均负载系数（1）P0作为变压器的空载损耗又称铁损，空载损耗是一个常数，它不随变压器的负荷变化而变化。它是变压器主磁通在铁芯中产生的有功功率损耗，因为主磁通只与外加电压和频率有关，当外加电压和频率恒定时，铁损一定。所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如S11，S10型等或非晶合金材料的干式变压器。采用非晶合金材料的干式变压器空载损耗可以降低75%，达到节能环保的效果。据统计，1600KVA普通变压器一年空载损耗费用要比非晶合金变压器一年空载损耗费用贵8000元左右。（2）Pk是变压器的额定负载损耗，它与负荷电流的平方成正比。所以在选择变压器绕组时要选用阻值较小的。（3）在确定变压器容量和台数时，应依据用电负荷负荷情况，综合考虑投资和运行费用，合理分配负荷，选取容量相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。

2.供配电系统功率因数的提高可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能的目的。输电线路损耗中即有传输有功功率引起的损耗、也有传输无功功率引起的损耗。传输有功功率在供电系统中是必需的、不变的。而在供配电系统中存在大量的电感性电气设备，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中增加了线路的功率损耗。为了降低这部分损耗，首先应尽量减少用电设备的无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计时尽可能采用高功率因数的用电设备；还可以用电容器进行无功补偿，电容器可以产生超前的无功电流来抵消用电设备的滞后无功电流，从而达到提高功率因数的目的。在三相不平衡的系统中，可以采用三相补偿和单相补偿相结合的补偿方式，提高补偿效率。

3.由于配电线路有电阻，所有减少线路损耗，在一定程度上能实现建筑节能问题。有电流通过时就会产生功率损耗，线路电阻在通过电流不变时，线路长度越长则电阻值越大。一个工程使用的电缆数量不下上千米，造成的电能损耗是相当可观的。

为了减少线路损耗，必须选择电阻率较低的导线，所以铜线比铝线损耗小；尽可能减少线路长度，合理布线，不走回头路，减少供电半径；增大导线截面积，按经济运行来选择导线截面积，虽然初期投资较大，但是整个运行周期内的成本是最小的。

总结：

随着我过经济的飞速发展与科学技术水平的提高，我国的高层建筑也越来越多，各大城市的高层建筑质量问题也渐渐显现出来，以史为鉴，我们在电气设计过程中应当采取进一步的优化和革新。同时与全球其他国家进行交流，积极学习国外先进的技术和经验，填补自身方面的不足之处，如此方可是我国的建筑行业发展的更快，才能让我们的正常生活和工作得以保障。

[1]赵丹丹.高层楼宇建筑电气节能技术研究[J].中国房地产业.2015.10

[2]王湘红.覃德金.高层建筑电气设计与节能[J].中国房地产业.2015.9

王旭（1988.01-）性别：男籍贯：河北石家庄学历：本科职称：助理工程师研究方向：建筑电气工程设计。