现代高层建筑电气设计的特点及主要内容

于深 于凌燕 尹晓东

摘要：文中从高层建筑电气专业的特点入手，对高层建筑电气设计的主要内容进行了分析，并进一步对高层建筑电气设计需要注意的问题进行了具体的阐述。

关键词：高层建筑；电气设计；特点；主要内容

中图分类号：TU208文献标识码： A

引言

随着城市经济的飞速发展，建筑行业也随之日益勃兴。一方面，建筑产业的技术上有了很大提高，与科学技术之间形成了良性互动。另一方面，越来越多的高层建筑也大大地提高了空间的利用率，对土地资源起到了间接地保护作用。与其他的建筑相比较，高层建筑优势明显。因为高层建筑的垂直高度大，而且内部结构较为复杂，所以内部电气设计具有一定的难度。下面便对高层建筑中的电气设计的特点和主要内容加以介绍。

一、 高层建筑电气专业的特点

高层建筑内需要较多的用电设备和消防设备，对电量消耗量较大，而且由于各电气设备用途存在着一定的差别，所以在用电量上也存有着一定的差别性，但其对电能的消耗是十分巨大，这就对供电的可靠性具有较高的要求，而且部分设备为了确保其供电的可靠性，则需要具有两个独立的电源供电，如消防用电、应急照明、主要通道照明、客梯电力、变频调速生活水泵等。

二、高层建筑电气设计的主要内容

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

（1）高层建筑的电力负荷

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。

（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）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。

4、照明设计

（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。

（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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、电气监控系统的合理设计

电气监控系统设计是电气自动化设计中的重要内容之一，监控系统能够及时发现电气设备运行过程中存在的安全隐患和故障，并将这些信息呈现给工作人员，方便工作人员及时处理这些安全隐患和故障，保证电气设备正常运行，提高电气自动化设计的水平。

10、节能系统设计

建筑电子自动化节能系统设计包含多个方面的内容，如墙体、门窗等等。具体来说，建筑电气自动化设计能够有效的提高墙体的保温性能，发挥墙体的节能作用，继而减少能源消耗，达到节能的目的。门窗节能也是电气自动化节能设计的重点内容之一，门窗是人们与自然接触的桥梁，合理使用节能材料，优化电气自动化设计能够提高门窗的节能效果。同时，良好的电气自动化设计能够净化室内空气，提高人们的生活居住环境。

三、高层建筑电气设计需要注意的问题

首先，高层建筑电气设计必须在正常情况和停电火灾等特殊情况下，保证人员和建筑物安全。其次，电气设计在满足使用要求和规范的前提下，要减化供配电系统的结构，从而减少设备的数量和容量，便于操作和维修。最后，设计时确定合理的负荷等级，缩短停电的时间及次数，减少故障。另外，在高层建筑电气设计过程，还需要做好电气节能设计，在确保建筑物正常照明、舒适、通常的运输通道及一些特殊要求的基础上，确保实现能源消耗的节约。

结束语

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

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