高层建筑电气设计的内容探究

宁喜阳

摘要：随着城市用地越来越紧张，城市中高层建筑的数量也在不断的增加，并且得到人们的广泛认可。电气设计对于高层建筑功能的发挥具有十分重要的作用，随着我国高层建筑的发展，高层建筑电气设计也取得了很大的成就，但是仍然存在很多的问题和不足的地方，文章对我国高层建筑电气设计的内容进行了探讨，总结了高层电气设计的相关问题。

1、引言：

高层建筑因其在空间利用上的优越性出现频率与数量是越来越多 ，在各大中型城市呈现出快速增加的态势。高层建筑在发挥它巨大空间利优越性的同时 ，也带来让人们不可忽视的问题 ，人口多、面积大、层数多、功能复杂并且对信息化的要求较高 ，因此高层建筑对电气的依赖性也在不断增强。电气设计成功合理与否 ，在很大程度上决定着高层建筑的安全性与可靠性。因此，高层建筑的电气设计问题不可小视。

2、高层建筑电气设计的特点

与高层建筑电气关联的用电设备品种繁多。室内、楼梯过道、安全照明等电器照明设备； 货梯、客梯等电梯设备； 生活水泵和消防泵等给排水设备； 冷却塔风机以及水机组等制冷设备； 引风机和鼓风机等锅炉房设备； 排风机、电冰箱等厨房设备； 包括送风机、回风机、风机管盘在内的空调系统送电设备； 包括正压风机、排烟风机等在内的消防设备； 另外，不同用处的高层建筑在用电量上也存在差别，不过总的来说耗电量比较大。再加上高层建筑的消防用电、客梯电力、应急照明等还要有分别独立的电源。

3、高层建筑电气设计的主要内容

3.1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。

3.2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，要求在巧，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。

3.3高低压配电系统的设计

现代高层建筑均是采用两路独立的电源同时供电。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结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。有些地方供电部门又把空调设备的用电，全部划入照明计价系统，一般做法是安装总表及动力表，由总表减去动力表以后，全部为照明电费。采用放射式系统配电方式对高压系统及压干线进行配电。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。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。每层楼竖井设层问配电小间。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。

3.4 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，眩光控制和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。选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。

3.5 防雷与接地

现代高层建筑的防雷设计， 除采用避雷针和避雷带的传统做法外近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用， 但在理论上一直是有争议的。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而定，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。

3.6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。

3.7 消防自动报警和自动灭火系统

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。

4、高层电气设计存在的问题

4.1 消防设备供电系统没有合理的未采用专用回路供电

高层建筑施工过程中 ，存在设计施工人员将容量负荷较小的消防设备及其使用电源直接接引在非消防供电回路的情况 ，一旦发生火灾 ，在消防人员会切断与消防设备无关电源的情况下 ，消防设备电源也会被切断 ，这就导致消防设备无发发挥作用 ，将会给人民群众生命、财产安全造成无可挽回的严重损失。

4.2 公共建筑非消防电源切断区域设置不合理

在现代高层建筑具体的设计施工过程中 ，设计施工人员往往对“有关部位”概念理解不深入、不全面 ，导致直接将切断非消防电源的消防控制模块设在民用、常用的低压配电室楼层照明干线回路上。这种情况的出现势必会在突发性灾难发生时造成消防时断电范围过大 ，给高层建筑中的各楼层住户造成不必要的恐慌。

4.3 高层建筑住宅配电箱进线开关选择不合理

现代高层建筑中建筑住宅的本配电箱问题主要表现为进线开关选择不合理 ，通常设计施工人员会选择具有短路和过载功能的断路器 ，这会在一定程度上增加配电级数。

4、结束语

本文主要介绍了高层结构电气设计的内容，总结出一些设计上存在的问题，本文还存在不足之处，希望设计人员遵从国家相关规范，从技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的设计原则出发，使建筑电气设计更加合理，满足功能完备、适用安全的目的。

参考文献

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[2]尹明.浅析高层建筑电气设计[J].科技创新导报

[3]建筑电气设计技术规程.建筑电气设计技术规程[M]，中国建筑工业出版社