简析高层建筑电气设计的主要内容及其节能原则

施丽娜

（东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司）

摘 要：在城市化进程加快的过程中，城市用地紧张问题日益突出，土地利用率的提升成为城市发展中急需解决的问题之一，因此高层建筑随之不断涌现，这在一定程度上使土地的综合利用率整体上升。而高层电气设计在建筑物的使用过程中占有重要地位，而在不断的创新及优化下，电气设计也逐渐趋于成熟化，但是相关问题却也伴随而来，其中最为明显的就是能源的大量消耗问题，这与我国可持续发展目标的实现相背离。

关键词：高层建筑电气设计；重要内容；节能原则

一、建筑电气设计的原理

1.设计理念

高层建筑的电气设计实际上就是将设计理念及想法付诸于实际的过程，而这一流程并不是直接形成及实践的，需要通过实际考察及试验比对，不断进行优化及调整，并采取适当的方式进行设计表达。通常来讲设计是实现思维运转的现实过程，而面对设计的各个环节思维方式的运转很可能存在较大差别，这就需要通过特定的手段进行配合完成，只有这样才能促进设计内容的完善化及科学化。

2.服务针对范围

设计人员在进行设计时首先需要严格按照国家相关法律法规进行自身行为约束，其次需要按照委托方的设计要求进行内容的创设，从而使得委托者的意愿及想法能够通过设计内容进行形象立体的体现，而后就能够达到对施工现场进行质量及技术控制的目的，使施工保准能够符合相关要求。设计人员可以直接对委托人提供设计服务，这就说明设计人员是间接的对施工环节进行设计，这就对设计人员设计内容的合理性提出了更高的要求，因为设计内容既要满足委托人的理念需求，同时也要满足施工现场的实际运行标准，因此设计人员不仅需要具备较强的专业技能，更要对工作保持高度的耐心及责任感，这是因为设计内容一旦偏离现实，现场施工将会受到直接影响，施工效率同样难以保证。设计人员只有将委托者与施工现场需求进行有机调和，在发生问题时及时做好沟通工作，只有这样才能保证设计内容的时效性。

二、高层建筑电气设计的内容研究

1.关于负荷的运算

电力负荷的计算为整个电气设计提供数据支持，是整个电气设计得以顺利进行的基础。对于整个高层建筑的电气设计的整体效果如何起决定性的作用。负荷密度法和需要系数法是高层建筑电力负荷计算常见的两种方法。

2.对电压及电源的选择

一般来说，现代化的高层建筑大多采用两个独立的电源，这样其中一个出现问题的时候，仍然能够保证建筑的正常供电，从而保证建筑供电的可靠性。电源的规格和相关的参数应该从建筑的实际情况出发，选择合适的。为了进一步确保建筑在长时间停电状态下的正常的运作，应该安装备用柴油发电机组，以便应付紧急情况。一旦出现断电，发电机组能够在短时间内投入运行，从而确保建筑的紧急照明、消防设备以及电梯在紧急情况下的供电。

3.配电系统的设计

高压配电系统：当前我国的高层建筑的供电电压一般为10千伏，分为两路独立进行供电，从而保证供电的可靠性，两路供电在其中一个发生故障的时候能够自动进行切換，提高可靠性。计费方式，采用高供高计。对于民用的低压用电应该和工业用电进行区分，单独安装电表。可以选择大容量的变压器，从而可以减少变压器的数量，节省空间，在变压器中间安装联络开关，防止低压侧的短路。我国的高层建筑中，放射式系统是高压系统和低压干线的主要的配电的形式，采用混合配系统对楼层进行配电，插接式母线槽多用于竖井之中。

4.关于设备的选择

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。应根高层建筑地下室的标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。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。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。

5.对电气照明的设计

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。

6.防雷设计

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。

7.电梯设计

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。

三、高层建筑电气设计中的节能原则

由于生活水平的不断提高，城市居民数量呈现不断上升趋势，而能源的消耗问题却逐渐凸显出来，因此将节能措施落实到生活实际中是社会发展的必然选择。所以目前我国的全国大范围都在进行规模不一的节能工作，而首先最应解决的就是电能的过度消耗，这也逐渐成为建筑电气设计的重要内容。高层建筑中电气节能设计的原则包括以下几个方面：

1.使建筑物的整体功能得以充分发挥

建筑物的功能发挥首先包括对照明的强度保障、色温及显色指数；其次是保证居民居住环境的舒适性及稳定性，也就是建筑物要保持卫生整洁的状态；三是保证建筑物运行功效的正常发挥，也就是需要保证运输通道的畅通性，在发生堵塞问题时需要及时疏通；最后是保证电力的持续供应，使其能够符合建筑物用电工艺的特殊需求，包括临时照明孔工艺用电等等。

2.与实际经济利益相符

节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

3.节省不必要的能源消耗

高层建筑需要消耗大量的能源来确保其日常的正常的运转，但是在这个过程当中很多能源的消耗都是没有必要的。为了避免这种情况的发生，应该对建筑物的能耗情况进行详细的调查，对每个细节的能源消耗进行详细的掌握，然后消除不必要的能源消耗，采用先进的节能设备来减少能源的消耗，在不影响建筑功能正常发挥的前提之下，尽可能的降低能源的消耗。

参考文献：

[1] 杨帆.高层建筑电气设计的主要内容及节能原则[J].城市地理，2015（08）.

[2] 段红海.高层建筑电气设计的主要内容及节能原则[J].工程技术，2013（10）.