现代城市高层建筑电气设计的要点探究

高敬杰

摘要：現代城市高层建筑电气设备种类和功能越来越丰富，电气系统更为复杂，电气设计任务量大，对电气设计提出了更高的要求。本文简要阐述了现代城市高层建筑电气设计的特点，分析了现代城市高层建筑电气设计的基本原则，分别从不同的几个方面指出了现代城市高层建筑电气设计的要点，以此来提高高层建筑电气设计的合理性与科学性，同时还能够为相关领域的研究提供参考。

关键词：城市高层;高层建筑;电气设计;设计要点

一、现代城市高层建筑电气设计的特点

伴随城市现代化发展，高层建筑的数量越来越多。与常规建筑相比，高层建筑的人口密度更高，功能需求更为复杂，建筑中应用设备种类丰富，能源的消耗比较大，危险系数较高。受这些因素的影响，城市高层建筑的电气设计更为复杂，对供电可靠性提出了更高的要求。

设计工作者在平时的电气设计工作中，必须要保证整体设计的安全性，杜绝安全事故的出现，应当结合具体情况，保证供电系统的平稳运行，在此基础上，尽量简化设计，降低安全隐患。在现代城市高层建筑电气设计中，涉及到多种用电设备，怎样满足各类用电设备的使用需求是电气设计的重点。高层建筑的用电主要可以分为电梯用电、应急用电、消防用电等，针对这一情况，必须配备相应的独立电源，以免外部的供电系统出现故障后影响居民的正常生活。

二、现代城市高层建筑电气设计的基本原则

（一）经济性原则

在建筑电气设计工作中，要秉持经济性的原则保证初期投资与运行费用的合理性与经济性，工作人员在节能设计中，应充分考虑经济效益，以免由于节能耗费过多的投资，导致运行费用的增加。

（二）可靠性原则

在建筑电气设计期间，应当保障供电的连续性、平稳性，应结合实际情况维持电气设计的可靠供电，提高建筑物的舒适性，达到照明及运输的需要。

（三）灵活性原则

在高层建筑电气设计期间，要保证主接线的明显、简单，尽量减少不必要的电气设备，为线路的接入和切除提供一定的便利，如此一来能够有效降低不必要的误操作，提高电气系统的可靠性与安全性，及时处理事故问题。

（四）安全性原则

工作人员在对高层建筑进行电气设计时，要保证整体设计的安全性，在设备与系统的操作中保证设备与人员的安全，确保维护与检修工作的安全性。

三、现代城市高层建筑电气设计的要点

（一）防雷与接地设计

现如今，城市高层建筑的接地设计更具现代化的特点，很多高层建筑在剪力墙的建设中把钢筋混凝土当作主体材料，借助此种方法把剪力墙和楼板连接在一起，确保金属管线的正常使用。除此之外，随着时代的不断发展，传统的防雷设施如避雷针、避雷带等得到了创新和发展，出现了放射性避雷针和消雷器等新式的设备，在具体的使用环节中，混合接地系统应用非常广泛，在高层建筑中合理地应用电气系统防雷设计、电力接地以及保护设计等等，实现全方位的防御。虽然防雷和接地设计在许多工程中都得到了应用，但是社会上对两种技术的理论性还留有一定的争议，今后对于这些新型的设备还需要展开大量的实践探索。

（二）高低压配电系统的设计

对于高层建筑来说，能够同时供电的2路10千伏电源是高压配电系统的重要组成部分。通常来说，高压配电主要采用单母线分段的形式，它不仅能够实现自动切换的目标，而且还可以互相备用。在建筑电气设计环节中，变压器的数量越少越好，因此为了确保使用的合理性，要在不影响使用效果的基础上尽量减少变压器的数量。在选择变压器时，容量要超过1000KV/A，这是因为常规状态下变压器可以正常解列运行，为有效防止低压状态下发生短路的问题，可以将联络开关设置在中间，起到控制调节作用。

除此之外，在低压配电计算过程中，可以应用高供高计的形式，但是此种方式依然要使用电度表，之后利用公开的方法，借助动力和照片2个展开评价。

（三）合理选用供电电压和电源

要想提升高层建筑供电系统的稳定性，通常来说，需要设置2个独立电源。在电源设计中，可以按照负荷的大小、范围内电网条件等确定电源的数量。从表面上看，2路电源处在独立运行的状态下，但是在具体的使用中，二者同时供电，而且二者间存在着互相备用的关系。除此之外，为了尽量避免意外因素导致的断电问题，供电单位可以增设柴油发电机组，保证意外因素导致断电之后，能够在15秒的时间内恢复电力系统的正常运行，保证供电的稳定性。在应急用电标准设计时，要结合应急用电设备展开综合考虑，常见的应急用电设备包括应急照明设备、电梯设备和消防设备等等，国内的应急用电电压普遍为10千伏。

（四）火灾报警系统设计

如果电气设计不合理，容易留下很多安全隐患，所以在电气设计中通常会增设防火系统和报警系统，在事故发生后及时发出警报，降低安全风险。随着科学技术的不断发展，高层建筑的火灾自动报警和灭火机制也取得了很大的进步，火灾探测器能够准确识别火灾信号，将信号转变成电信号，电信号经由线路传输至报警器和消防中心。在电信号传导到分区报警器和消防中心以后，会立刻转变成声光报警信号，之后经由消防中心的指挥与监控执行消防行动。

（五）电梯用电设计

一般来说，需要把电梯机房设置在电梯井道的上侧，因而大部分情况下，电梯的梯井都是连通的，或者是通过设置开口的办法实现连通。在当前的市场中，可以将电梯功能划分成三大类，分别是货运电梯、客用电梯和消防电梯。从电梯运行的速度方面，可以将电梯分成4种，分别是低速电梯、快速电梯、高速电梯和超高速电梯。结合电流种类的不同，可以细分为直流电梯和交流电梯。在现阶段的高层建筑电梯设计工作中，重点是提高电梯的运输能力与运行速度，因此多使用高速和超高速电梯，采取分组的方式展开控制。除了要保证电梯的运行速度，还要提升电梯的稳定性与舒适性，客运电梯通常使用直流电动机驱动。不仅如此，在电梯电气设计环节中，还需要综合考虑插座的设置、主开关的选用、电气照明以及各类配电设计等等。

（六）电气设计中的节能设计

结合高层建筑的使用功能合理进行节能设计工作，需要注意的是，在节能的时候不能够忽视经济因素，严禁提高投入成本换取节能效果的情况发生，要想将节能设计与电气设计结合在一起，要重点留意电气设计细节方面的问题，在减少能源消耗的同时节省投入成本。在电气设计的节能设计中，要遵循科学经济的原则，从不同的层次进行考量，结合建筑物的具体情况选用适宜的电气节能设备，真正实现节能的目标。

（七）照明系统的设计

在维持照明系统基本功能的基础上，还应当不断提高照明系统的艺术品味与意境，对于电气照明设备不带电部分和外漏部分需要行接地与绝缘处理，在一些较为重要的场合中，应当为照明设备配备2个电源，照明线路最好做到专线专用，预防其他负荷给电压带来的影响，保证照明的效果，同时还可以延长电气照明设备的寿命。

结束语：

综上所述，随着城市现代化的不断发展，高层建筑数量越来越多，大大提高了电气设计的难度。工作人员在进行高层建筑电气设计工作时，应当严格遵循电气设计的基本原则，从节能、安全性、稳定性等方面入手，优化电气系统的设计，规避安全事故，在满足使用需求的同时，保证高层建筑的建设水平，促进我国建筑事业的良好发展。

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