高层建筑电气设计的主要内容及有关问题

俞力

摘 要：伴随着我国经济的不断发展，高层建筑更多地出现在城市之中，成为城市的主要亮点。在高层建筑的建造设计中，应该把电气设计作为重点，提高电气系统的安全性，不断的完善高层建筑的使用功能。同时，在倡导环保节能的现代社会，高层建筑的电气设计也应该遵循节能与环保的原则。本文将对高层建筑电气设计的主要内容进行分析，并且探讨高层建筑电气设计有关问题，为高层建筑电气设计提供一些参考。

关键词：高层建筑；电气设计；主要内容；有关问题

引 言

随着经济与社会的不断发展，高层建筑日益满足了人们的需求和城市的发展需要，目前，我国的高层建筑正在不断发展，施工技术也处于不断进步之中，但是高层建筑的施工设计还是存在着不足。尤其是在高层建筑的电气设计上，存在着能源浪费的问题，这严重违背了现今社会的发展理念。所以在高层建筑的电气设计施工时，应该提高电气系统的安全性，认真贯彻节能环保的理念，设计出既安全又节能的高层建筑电气系统。

1 高层建筑电气设计的内容

对于高层建筑而言，其电气设备种类繁多，设计复杂，主要包括：电梯设备、照明设备、厨房设备、制冷设备、排水设备、锅炉设备、消防设备、空调系统的送电设备。因此，高层建筑的用电设备繁多复杂，而且用电量极大。有的设备用电必须设计电源，比如电梯设备、消防设备和应急照明设备等，这就更加给高层建筑的电气设计带来极大的挑战。

1.1 高层建筑电气设备的总负荷计算

一般而言，高层建筑整个电力系统的用电量都是非常庞大的，要想对高层建筑的电气设备进行全面的分析，就必须要认真地对其进行设计，完善电气系统，必须做好电气设备总负荷的计算。目前高层建筑电气设计中计算负荷的方法有两种，一种是负荷密度法，另一种是需要系数法。

1.2 高层建筑电气设备的供电的选择

因为高层建筑具有巨大的用电，因此，一般情况下，高层建筑都会采用两个电源，并且这两个电源是相互独立的，这两个电源一般同时供电，直到其中一个电源停止供电，那么另一个电源就会充当备用电源。如果两个电源同时断电，那么高层建筑中安装的柴油机组就开始工作，柴油机组在停电后的十五秒内恢复供电，保证高层建筑内的电梯、照明和消防设备等一级负荷用电。这样的设计不仅保证了高层建筑供电可靠性，也保证了供电居民的安全性。一般我国的高层建筑用电负荷和参数都是依据建筑的实际功能用电来设计的。

1.3 高层建筑供电配电设备的选择

对于高层建筑而言，其供电配电的设备非常多，其中主要包括了变压设备、低压供电设备、高压供电设备和应急供电设备等。高压供电设备的开关柜选用真空开关手车式柜，低压供电设备的配电屏可设计为抽屉式的或固定式的，变压设备不能用油浸变压器，以避免火灾的发生。高层建筑的应急设备采用以燃油为动力的发电机，总的来说电气设备的设计要注重安全。

1.4 高层建筑的照明设备的设计

照明系统对于任何一个建筑来说，都是非常重要的。照明设备的设计主要包括以下几点：灯具的选择、光源的选择和照度的计算与控制等等。一般情况下，灯具的布置与选择不仅要节能环保、安全合理，还有外表上的要求，大多数情况下要选择较为简单大方的灯具。选择光源要依据不同的建筑需求而确定。在照明設备设计中，最为重要的是照度控制的环节，照度的控制应该最大程度做到节能与环保，节约电力。

1.5 高层建筑的高低压配电系统的设计

在我国，高层建筑的配电计费方式多种多样，一般情况下，采用高供高计法比较多。在电压输出端一般都装有电度计费表，一般采用电价法计费。在高层建筑中一般采用大容量的变压器，这样可以减少变压器的数量，大大节省占地面积，为了保证供电可靠性，一般在低压母线之间装有联络装置。在高层建筑的配电线路选择上应该根据负荷情况合理选择电缆线路，还应注意不同电压线路敷设间距的考虑，在高层建筑的线缆选择上注意应根据负荷等级来选择。

1.6 防雷与接地

对于现代高层建筑而言，防雷设计也是相当有必要的。目前，我国的高层建筑防雷设计，除了采取传统的针和接闪带的做法之外，近些年还出现了放射性避雷针和消雷器。虽然这两种防雷技术在工程中得到了较多的实际运用，但是关于这两者的理论还是存在争议的。现代高层建筑大多是钢筋混凝土剪力墙，和楼板之间的连接非常可靠，因此关键是要做好金属管线的接地。对于现代高层建筑而言，其电气设备的保护接地与工作接地、防雷接地这些工作都是合在一起的，它们组合成了联合接地系统。其接地电阻通常按照最小要求设计，一般都是1Ω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，为更好达到接地电阻要求，还可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。图1为高层建筑接地与保护装置系统图。

1.7 电 梯

电梯对于高层建筑而言，是必不可少的关键性的电气设备。通常情况下，电梯按照使用功能划分，可以分为：普通电梯、消防电梯、服务梯、观景梯、货梯和自动扶梯等等；按照速度划分，可以分为：超高速电梯、高速电梯、快速电梯和低速电梯；按照电流划分则可以分为交流电梯和直流电梯。对于高层建筑电气设备中的电梯而言，设计人员的主要任务就是确定电梯的功能与具体的台数。至于电梯的造型与配置，并不是由电气设计人员单方面就能决定的，必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。

2 高层建筑的电气节能设计

我国是资源紧张的国家，人口数量巨大，人均资源量非常少。目前，我国大力提倡节能减排，对于高层建筑电气设备的设计而言，同样应该遵循节能的原则。在供配电器材上、供配电线路上和建筑照明上应该做到减少器材投入，节省能耗，最大化的做到节能。

2.1 高层建筑在供配电器材方面的节能设计

高层建筑要实现其节能目标，应该合理地设计变压器的容量与数量，使得变压器能够灵活地切换，最大程度地节省耗能。高层建筑应该采用就地补偿的无功补偿装置，采用集中补偿，避免无功消耗。还应该提高供配电系统的功率因数，提高设备利用率，节省能耗。

2.2 高层建筑在供电线路方面的节能设计

在高层建筑供电线路节能方面，其配电系统要尽量缩短供电距离，达到减少电能消耗和节省线材的目的。设计人员应该选用电阻率较小的电线来进行供电。在进行大功率用电设备供电时，应该选用截面较大的导线。同时还应注重导线的质量和选型，既要减少能耗，又要降低火灾系数。

2.3 高层建筑在建筑照明方面的节能设计

高层建筑的照明设计方面，要尽可能使用节能灯具，另外，还应该对高层建筑的照明灯具进行合理的布置，尽量减少重复照明的现象，否则会造成电能的浪费。在建筑设计上多借助自然光来进行照明。要尽量采用节能开关。在灯光控制上尽量采用节能控制，比如分组控制、声控和光控。

3 结 语

城市用地面积正在随着经济的发展而不断变小，特别是城市人口的不断增多，使得高层建筑在城市建设中发挥日益重要的作用。而电气设计在高层建筑中起着举足轻重的作用。要想完善高层建筑的电气系统，必须做好高层建筑的电气设计。设计人员必须保证电气系统的安全性、节能性和经济性。

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