现代城市高层建筑电气设计的要点分析

曹东亮

摘 要：作为现代城市高层建筑工程中不可或缺的一个部分，电气设计对其产生的作用是非常重要的。对整个高层建筑的质量，电气设计都有着极为重大的意义。想要完成高质量的电气设计，就必须要对所在高层建筑的综合质量有明确的认识。本文将通过对现代城市高层建筑电气设计的要点分析，将电气设计中出现的几个主要问题加以研究和探讨。

关键词：高层建筑；电气设计

引言：越来越多的高层建筑拔地而起，这就为设计带来了新的要求，而高层建筑的电气设计是个复杂问题，要保证电气设计的质量，就要从战略的高度出发，找到适合高层建筑的电气设计方法。好的电气设计都是建立在对高层建筑各方面的详细分析之上的，也只有这样才能保证电气设计方案与高层建筑的实际情况相吻合，在电气工程施工中起到积极的指导作用。

一、高层电气设计的特点

高层建筑的电气设计质量问题已成为社会普遍关注的话题，再加上由于高层建筑的能耗浪费现象较严重，有效提高高层建筑电气设计水平，对高层建筑的合理应用具有重要意义。建筑面积大是现代城市高层建筑的一个显著特点，一些新技术、新设备在高层建筑工程中起到了很多作用，所以伴随大空间、大面积出现的就是电气设备众多。为了能够发挥出高层建筑各部分的功能，大量的电气设备被使用在高层建筑工程当中。

二、高层建筑电气设计的主要内容

1.电量负荷的计算

作为高层建筑在供电设计上的一个重要参数，电力负荷对电气设计的影响是非常关键的。电力负荷计算的准确度直接影响着电力设备的选择和电力安全两个重要方面，而且还对整个设计的节能效果起到一定的作用。一般情况下的电力负荷计算方式采用都是负荷密度法和需要系数法。

2.高低压电的配电系统

在高层建筑的高压配电系统都是由两路10kV的电源组成的，而且两路电源都是同时供电。高压配电的形式采用的一般都是单母线分段，起到的作用就是在自动切换电源的同时也起到相互备用的目的。想要在电气设计中减少变压器的数量，就需要使用单台容量大于1000kV·A的变压器，正常状态下的变压器能够解列运行，中间设置联络开关，来控制低压时短路电流的情况。另外，在配电的计费方法上，大多采用的是高供高计的方式，所以依然需要对电路安装计费电度表，同时把照明和动力两种用电分开计价。

3.供电电源以及电压的选择

在现代高层建筑的电气设计中，对供电的可靠性要求非常高，所以必须要具备两个独立的电源，而具体的电源数量则取决于负荷的大小以及实际的电网条件。虽然设置的是两个电源独立运作，但采取的仍然是同时供电的方式，目的就死要形成彼此的互相备用。另外，为了应对突发状况，还需要准备柴油发电机以备急用，确保不出现长时间断电的情况、为了保证应急设备在突发情况下的使用正常，在高层建筑中的供电电压都是选择标准的10kV电压。

4.接地和防雷设计

现代高层建筑多为钢筋混凝土剪力墙，与楼板之间的连接比较可靠，因此在接地设计中需要考虑的重点就是金属管线的工作保障。在高层建筑的避雷措施上，多以避雷针和避雷带同时使用的方式，而在新技术的支持下，也已经出現了 放射性避雷针与消雷器等设备。虽然这两种技术已经在很多工程中得以应用，但却在理论上始终存在争议，仍需要更多实践的支持。

5.电气的照明设计

高层建筑在电气照明的设计上所包含的主要是登记造型、灯具布置、照明度和光源类型等内容。其设计是与建筑装修紧密相连的，这两者之间的操作上就需要相互照应，互相配合，达到设计的美感要求和实用要求。目前，传感器、定时器和光敏原件设备在高层建筑中使用较多，其好处就是能够实现照明系统的自动控制， 并通过各种建筑物的自动化系统来实现照明电路与接触器。另外，采取高光效的电光源，也是节能照明的重要手段。

6.消防自动灭火与报警机制的设计

在新技术、新设备的支持下，高层建筑的火灾自动报警与灭火机制都取得了很大的进步，也实现了灭火与报警机制的统一。这个机制主要是由火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心、自动洒水灭火器和气体自动喷射这五个部分组成的，确保了灭火报警系统自动化的运行。在这个过程中，由探测器探测火灾信号，并自动转为电信号，电信号进入分区报警器以及消防中心，转为声光报警信号。而整个消防指挥与监控由消防中心完成。由于高层建筑消防用电设计跨多学科，规模、功能和控制范围都日趋复杂，因此设计的复杂程度也越来越高。

7.电梯的用电设计

在高层建筑中，电梯的机房一般都被安排在井道的上方。电梯之间的梯井也是相互连通的。当前的使用情况下，电梯大体分为客梯和货梯两种；如果以速度来划分，则有超高速、高速、快速与低速的区别；按电流可分为直流和交流两种。

为了提升高层建筑电梯的运载能力，目前多采用的是超高速和高速电梯，控制方式上一般采用分组控制。而为了保证电梯乘坐的舒适性与稳定性上，客梯多用直流电机作为动力驱动。另外，在进行电梯的电气设计时，需要做好各项配电设计、电气照明、选择主开关、设置插座、装置通风及控制等相关问题。

四、高层建筑电气的节能设计

人们现在对高层建筑除了追求美观、使用外，也逐渐有了较强的节能环保意识。因此在高层建筑的电气设计中也应该把节能环保作为一项重点工作来重视。

1.满足建筑物的使用功能

在现代高层建筑的电气设计中对节能设计的要求涉及到很多方面。在满足了建筑内使用功能的前提下，应该尽可能的达到节能环保的程度。在一些往往不太引起人们的注意的地方，尤其要做好节能管理。不但要满足建筑在色温、照度、显色指数这几方面的要求，也要考虑到空调温度和风量，保证建筑使用的舒适度和环境卫生。而在建筑中间的通道上也应该严格管理，避免出现通道被杂物堵塞的情况。一些特殊技术方面使用的要求要满足，如在娱乐场的用电、展厅的工艺照明以及电力用电等。

2.经济效益需要充分考虑

在节能的同时，必须要考虑的还有电气设计过程中的经济因素。所有的设计工作都应该以降低成本、减少能耗为宗旨，一定要避免出现为了追求节能效果而过度增加设计成本投入的问题，这是本末倒置。而且节能的重点也应该在电气设计中有所体现，要求能在短时间内以节能的方式获得收益。

3.以减少无谓耗能为主

高层建筑的节能管理中，最需要注意和日常需要维护的就是减少不必要的能源消耗。要对建筑内的各类电气设施按照使用频率和重要程度进行划分，减少一些与建筑日常运转不相关的电气消耗。遵循“经济合理、价值实用、技术先进”等原则。

高层建筑存在用电量大的现实问题，但这也说明其在节能管理上的提升空间也很大，这个问题应该在电气设计时就考虑在内，在选择电气节能的设备时，应对其性能、原理、效果等多方面因素给予考虑，无论是从技术上还是经济上，都要反复比较，在最后定选节能设备，以实现真正的节能功效。

参考文献：

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