高层建筑电气设计

宗炜韬　赵晓峰

摘 要：随着经济和建筑业的发展高层建筑的数量在建筑物总体数量中所占的比例越来越高，高层建筑的出现和不断增加也为电气系统的设计提出了更高的要求，因为与高层建筑配套的电力系统更加的复杂，在设计时需要电力设计人员具有更强的专业技能。本文将分析高层建筑电气设计的主要内容。

关键词：高层建筑；电气设计；节能设计

高层建筑电气设计包括了很多方面的内容，如高层建筑电气系统的总负荷量的计算，高层建筑电气系统供电方式的选择，高层建筑电气系统供电设备的选择，高层建筑电气系统中的防雷设计以及高低压系统的设计等都是高层建筑电气设计的内容，针对人们的需求和设计潮流，高层建筑电气系统设计也越来越注重节约的理念。

一、高层建筑电气设计的主要内容

（一）高层建筑电气系统供电方式的设计

高层建筑的供电电源在保证基本的电力负荷的基础上，必须充分考虑到配电系统的安全性和可靠性。高层民用建筑分为一类高层民用建筑和二类高层民用建筑，一类高层民用建筑负荷等级为一级，二类高层民用建筑负荷等级为二级。一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。通常一、二级负荷供电采用一路市电，一路柴油发电机组，柴油发电机的启动应当满足当市电中断供电时，机组能够自动启动，并在30秒内实现供电。与此同时，为了保障消防用电的稳定性，在发生火灾时应当能够自动切断非消防用电的负荷，将电力集中到消防供电系统中。在进行供电线路的敷设时，需要根据建筑的内部结构、功能、用电设备的分布等进行合理的设计，应尽量减少外部热源、灰尘、障碍物等对供电线路的正常运行造成影响。消防用电设备应当采用专门的供电回路，向其供电的两路电源电缆不宜敷设在同一层桥架上，当条件受限时，应用隔板隔开。

（二）高层建筑电气系统的总负荷设计

高层建筑的层数多，电力使用者也多，因此高层建筑的电力系统需要非常强大的电力系统支持整个高层建筑的运作，在进行高层建筑电气设计时必须合理地考虑高层建筑物的实际耗电量，按照实际需求的电量计算高层建筑电力系统的总负荷，目前计算高层建筑电力系统负荷的方法主要有需要系数法和负荷密度法这两种，借助软件和计算机技术是高层建筑电气设计人员计算总负荷经常采用的方法，能够提高计算高层建筑电力系统总负荷的速度和精度。

（三）高层建筑电气系统配电设备的设计

配电系统是保证高层建筑电力系统正常工作的又一个重要因素，高层建筑内供电系统的配电设备主要有变压设备，高低压供电设备和应急供电设备等，在高层建筑电气设计时供电系统的每一个配电设备都不能缺少，其中高层建筑的低压供电系统的配电屏一般分为抽屉式配电屏和固定式配电屏，而高压供电系统的开关柜一般都是采用真空开关手车式开关柜，上述提到的柴油机组则是高层建筑配电系统中的应急供电设备，如此的电气设计会增加高层建筑电气系统的安全性。

（四）高层建筑照明系统的设计

高层建筑照明系统的设计是高层建筑电气设计中非常重要的内容，直接决定着建筑的照明情况和耗电情况，在进行高层建筑照明系统的设计时，不仅应该选择灯具的种类，还应该从专业的角度计算出高层建筑物内不同区域的照射强度，并设计出满足照射强度要求的照明方案。对于高层建筑物来说，由于整个建筑物的耗电量很大，除了满足人们对于灯具的外观和功效的要求之外，节能的照明设备受到人们的格外的喜爱，因此在设计高层建筑照明系统时在满足照明要求的前提下多增加节能照明设备的应用，使电气系统更好地工作。

（五）高层建筑高低压配电系统的设计

目前我国配电计费主要采用高供高计法，电量计费设备的设计和安装对于建筑的电力系统也是非常重要的，合理的安装和设计电量计费装置能够提高电气系统的性能，并在一定程度上也使电量查询工作更加方便。常用的做法是在电压输出端安装电量计费装置。在高层建筑高低压配电系统的设计方面，针对高层建筑耗电量大的特点，在进行高层建筑高低压配电系统的设计时，主要选择大容量的变压器，大容量变压器使用既在功能上保证了高层建筑电气系统的稳定性，又可以节约空间，提高高层建筑电气系统内部结构的合理性。此外，在选择高低压线路的电缆时应该充分考虑线路的总负荷，在设计高低压线缆铺设方式时，应该充分考虑不同电压线之间的敷设距离。

（六）高层建筑电气系统的防雷与接地设计

防雷与接地设计是保证建筑物在雷雨天气安全的重要工作，尤其是对于高层建筑来说，防雷和接地设施更加必要。一般情况下高层建筑电气设计人员会利用接闪带的方法来进行防雷，随着电力技术的不断发展，放射性避雷针和消雷器的出现给高层建筑的防雷设计工作带来了新的选择，虽然这些方法都具有防雷的功效，但是在具体利用时还是应该结合考虑高层建筑物的构造和特点。我国目前大多数高层建筑的墙体都是钢筋混净土剪力墙，钢筋混净土剪力墙与楼板的连接非常牢固，因此在设计高层建筑的防雷和接地系统时，最关键的是要做好金属管线的接地工作，高层建筑的联合接地系统的电阻应该控制在一欧姆以下。

（七）高层建筑的电梯设计

高层建筑中供人们出行的主要设备就是电梯，这也是高层建筑与普通建筑之间较大的不同，在进行高层建筑电气设计时必须重视电梯的设计，电梯设计的合理与否直接决定着高层建筑的便利性和实用性。目前我国的电梯种类有很多，无论是在电梯的功能，速度方面，还是在电梯的电源方面都有多种选择供高层建筑电气设计人员挑选。在选择电梯时高层建筑电气设计人员并没有单方面确定电梯类型的权力，高层建筑电气设计人员只能根据建筑物中电力系统的设计情况确定出电梯的使用数量和功能方面应该满足的要求，与高层建筑的主要负责人，总建筑师或者是专业的交通设计人员商议之后才能确定选择哪种类型和功能的电梯。在确定电梯的使用数量和功能时高层建筑电气设计人员应该对用户的需求以及高层建筑的整体情况进行充足的调查和了解。

二、结语

在进行高层建筑电气设计时，除了按照国家或者行业对于高层建筑电气设计工作出台的一些规范和标准之外，高层建筑电气设计应该保证电气系统的每一个环节和每一个细节都能得到重视，提高高层建筑电气系统的质量，此外，无论是设计高层建筑电气系统的器材选择还是电路设计都应该进行节能的考虑。

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