现代高层建筑电气设计探析

刘雪华

摘 要：近年来，高层建筑已成为我国城市建筑的最主要形势。随着高层建筑在各大城市建设数量的增加，高层建筑电气设计问题越来越受到大家的关注。当前人们对高层建筑电气设计直接到建筑工程使用过程中的用电安全，所以在具体设计过程中需要遵循高层建筑电气设计的原则，同时采用切实可行的高层建筑电气设计方法，确保高层建筑电气设计的质量能够得到有效地保障。

关键词：高层建筑；电气设计；原则；方法

前言

随着城市化建设进程的加快，城市加快了改扩建的步伐，这对城市建筑工程的开展起到了积极的推动作用。建筑电气系统作为建筑工程的重要组成部分，直接关系到建筑电气设计功能的实现。在建筑电气设计过程中，设计文件作为电气施工的指导性文件，是安装施工过程中的重要依据。在当前高层建筑电气设计过程，由于设计原因而导致的质量问题也较为常见，所以需要对期加以分析和解决，确保电气设计的质量。

1 高层建筑电气设计的原则

当前我国大力提倡构建节约型社会，建筑能耗一直占社会总能耗的较大比例，所以需要在现代建筑电气设计工作中加强节能设计，根据电气工程的实际需求和现状来进行电气设计，有效的提高建筑工程的质量，确保建筑工程使用功能的正常发挥。

1.1 经济性

在建筑电气设计时需要遵循经济性的原则，确保初期投资和运行费用的经济性和合理性，在节能设计过程中，需要对实际经济效益进行有效的考虑，避免为了节能而过多的对投资进行消耗，从而导致运行费用增加的情况发生。

1.2 可靠性

在建筑电气设计时，需要确保在各种运行方式下供电的可靠性和连续性，需要根据实际的用电负荷等级确保电气设计能够提供可靠的供电，更好的满足建筑物照明、舒适性及运输通道的要求。

1.3 灵活性

在建筑电气设计过程中，需要确保主结线的简单性和明显性，尽量的做到不会有多余的电气设备存在。在对线路上的设备或是线路进行投入或是切除操作时具有较好的便利性。这样可以有效的避免误操作的发生，有利于电气系统运行安全性和可靠性的提升，能够迅速实现对事故的处理。

1.4 安全性

高层建筑电气设计时还需要确保做到安全性，有效的确保在对设备和系统进行操作时设备和人员的安全，需要在安全的环境下进行维护和检修工作。

2 高层建筑电气设计的方法

2.1 负荷的计算

在供电设计时，需要以电力负荷作为设计参数的重要依据。所以需要准确对负荷进行计算，选择适宜的设备，确保电气系统能够安全、经济的运行。通常情况下需要采用负荷密度法和需要系数法来对高层建筑的电力负荷进行计算。

2.2 供电电源及电压的选择

在当前高层建筑供电电源设计时，至少需要两个独立的电源，这样才能有效的确保供电的可靠性。具体电源数量的确定需要根据实际负荷大小和当地电网条件来进行综合性考虑。当确定为两个独立的电源进行运行时，需要确保两路独立的电源运行方式能够做到互为备用。同时还要装备柴油发电机组作为备用电源，一旦停电事故发生，则需要在15秒钟内即可自动恢复供电，确保事故照明、消防设备、电梯设备等事故用电需求。

2.3 高低压配电系统的设计

2.3.1 高压配电系统。在当前高层建筑电气设计中，通常都会选择两路独立的10KV电源进行同时供电。在高压配电系统中，采用的单母线分段，自动进行切换并互为备用。同时母线分段数目还需要与电源进线回路数具有较好的适应性。当供电电源有主、备之分时，则结线方式宜则采用单母线不分段。全部采用电缆作为电源的进线。

2.3.2 高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。当楼层采用混合式系统进行配电时，由于干线作为配电设备中的主要部分，再加之水平干线存在着走线难的问题，所以在这种情况下多以电缆与竖井母干线联接为主。在每层楼都需要在竖井内设置层间配电箱，层间配电箱会从竖井母干线上来获取电源。对于高层建筑层数较多而且负荷较大的情况，则通常情况下需要按层数来进行分区供电，也可以在地下层、中间层及最顶层等处分别进行变压器的设置。

2.3.3 功率因数。功率因数按规定应补偿到0.9～0.95，无功补偿都采用集中补偿方式。为降低变压器容量，多集中装设在低压侧与配电屏放在一起，但必须采用干式电容器。

2.4 主要设备的选型

2.4.1 高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。国外用于高层建筑的开关有三种类型可供选用：高压空气断路器，SF6开关和真空断路器。

2.4.2 电力变压器。根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。目前主要是干式变压器应用广泛。

2.4.3 低压配电屏。国外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式，特别是大容量的出线，则做成手车式。

2.4.4 应急备用发电机组。长期以来我国应急备用电源多以柴油发电机组为主，近年来，燃汽轮发电机由于期体积小、重量轻、反应快及故障率低等诸多优点开始在高层建筑中作为备用发电机组进行应用。在选择应急备用发电机组时，需要具有快速自起动的性能，而且需要在15s内恢复供电，所以为了提高其可靠性宜选用两台。

2.5 变电所位置的确定

由于当前高层建筑结构较为复杂，层数较多，这就使其用电量较大，所以了为确保供电质量和电能的节约，在对变压器位置进行确定时宜使其深入到负荷的中心位置。

2.6 电气照明设计

在电气照明设计上，由于其包括的内容较多，而且还与建筑装饰息息相关，所以需要确保两者之间能够有效的配合，确保使用功能能够与艺术意境达到良好的统一，在光源选择时宜选择高光效电光源，确保实现电能的节约。

2.7 防雷与接地

高层建筑防雷设计是必不可少的关键环节，避雷针和避雷带是高层建筑防雷的重要措施，具有较好的可靠性和经济性。但在现代高层建筑防雷设计中，需要确保各层楼面钢筋、金属管道与该层用引下线的柱筋能够可靠的连接，从而形成等电位层。在现代高层建筑中防雷设计时，金属管线的接地需要重点关注。在当前高层建筑中，由于防雷接地、电气设备保护接地和工作接地是合为一体的，称为混合接地系统。接地电阻需要在1欧以下。接地板可以利用建筑物的钢筋混凝土基础，同时需要在基础钢筋上装设水平的人工接地体，从而将建筑基础连接成地网，确保在雷击作用下建筑整体的安全性。

2.8 电梯

高层建筑中电梯具有较多种类，但无论是哪种电梯，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，电气设计人员必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。

2.9 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，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。

3 结束语

近年来，高层建筑数量越来越多，而且集中多种功能和必需设施于一体，高层建筑越来越成为当前建筑的主要发展趋势。所以需要做好高层建筑的电气设备工作，针对现代高层建筑用电的特点来进行电气内容的设计，确保电气设计的质量。

参考文献

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