分析高层建筑电气设计的特点

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摘要：高层建筑是为了满足人们日益增长的建筑需求形成的产物，在我国的建筑发展过程中，发挥了重要的作用。在高层建筑的设计过程中，电气设计也应该适应高层建筑的使用需求。

关键词：高层建筑 电气设计 原则特点 设计要点

中图分类号：TU208 文献标识码： A

前言：高层建筑中电气设计的目标，主要是为了能将建筑物内的风险隐患降到最低，能及时依靠建筑物内设置的固定防护设施来消除安全隐患，并保证建筑结构具有较高的抗风险能力，同时也能在可行的范围之内，进一步提高建筑物的功能效益与经济效益。

一、电气设计在高层建筑中的重要性

现代科技决定着现代建筑空间及形态，也促使了现代高层建筑的发展。在高层建筑中电气设计的重要地位不断凸显。电气设计的好坏直接关系到住户对高层建筑的满意度高低及整个建筑物设备能否安全运行，同时对投资商的投资有重要影响。所以探讨如何在高层建筑中合理进行电气设计以确保高层建筑的质量和满足住户对高层建筑必备设施的需要是十分重要的。

二、高层建筑电气设计的原则与特点

2.1高层建筑电气设计应本着稳定、安全、经济的目标。虽然稳定、安全、经济三者达到最佳平衡存在矛盾，但是建筑电气设计应把稳定、安全放在首位，在保证系统的稳定、安全运行的同时也要兼顾经济的因素。虽然三者同时达到最佳结合困难很大，但设计者在设计过程应尽量使设计稳定、安全的条件下尽量经济，这也是每一位优秀电气设计师的职责和目标。高层建筑电气设计应遵守以下的原则。

（1）经济性。高层建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。（2）可靠性。根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性，力求可靠供电。（3）灵活性。主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备；投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样可以避免误操作，能提高运行的可靠性，处理事故也能简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。（4）安全性。保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全以及能在安全条件下进行维护检修工作。

2.2高层建筑电气设计严格依据国家规范和有关政策和法令。规范包括国家规范和地区规范，是国家或某地区为确保设计质量，根据当地情况而制定的标准。建筑电气负荷计算前要做大量的调查工作，选择合适的计算参数，用电负荷是电气设备选择的依据，建筑电气设计应与其他设计做好协调。设计过程中要与有关建筑、结构、给排水、嗳通、动力和工艺等工种密切协调配合。

三、高层建筑电气设计的要点

3.1选择供电电源和电压

在建筑供电的过程中，为保证其供电的稳定性和可靠性，通常都是要设置两个独立的电源，这样即使某一个电源出现问题，建筑物也能够正常运行。而在确定电源的数量时，通常应是在充分地考虑到实际电网的条件和负荷的实际情况后才能确定，两个独立的电源应是互为备用，并且它们在运行方式上应选择同时供电，另外，还应准备柴油发电机，即使是发生了供电问题，其也能保证在最短的时间内自动恢复供电，充分的保证供电的可靠性。

3.2配电系统设计要点

遵循我国现行超高层建筑电气设计规范中的相关要求，配电系统多采取单母线分段方式。电气设计过程当中需要根据整个系统所对应的电源进线回路数量决定配电系统的母线分段数量。若配电系统当中同时具有≥2台变压器处于运行状态下，则需要通过母线线路多分段的方式，完成对在运行变压器的自动投切工作。与此同时，对于超高层建筑10.0kV电压等级外接线线路而言，接线方式推荐选取环形模式，电缆进线直接设置为配电系统电源进线，在此基础之上划分独立的主/备供电电源。

在超高层建筑配电系统设计过程当中同时需要注意的是：针对超高层建筑消防设备而言，电气设计过程当中应当落实相关的质量控制措施。其一，消防设备所对应的供电干线线路及其所属分支电缆应当以矿物绝缘材料为首选方案；其二，在电缆线路配置过程当中，需要尽量控制电缆铺设长度，降低电缆敷设期间的偏移水平；其三，电缆布置期间需要对线路端部进行防水处理，避免因芯线溅水问题而对线路运行安全性水平产生不良影响；其四，与消防设备矿物绝缘电缆线路相连接的配电箱以及相关接线盒防护等级需要控制在IP55标准以上。

3.3 主要设备的选型

在高层建筑中，变配电室通常情况下都是在主楼的地下层。因此，在这种情况下不适合采用油开关，而高压开关柜在应用方面却有着非常好的优势。高压开关柜是一种真空开关，在进行操作的时候更加安全和方便。根据相关的防火要求，在主楼内是不允许安装大容量的电力变压器，因此，在电力变压器的容量方面要进行充分的考虑。为了更好的保证高层建筑的供电可靠性，通常都是要准备应急发电机组的，以前都是准备柴油发电机组的，但是，现在，很多的高层建筑使用了汽轮发电机，这种发电机在体积和重量方面都是非常轻的，而且，在反映速度方面也是非常好的。

3.4电气照明设计

高层建筑的电气照明设计，既包括光源选择、照度计算，同时也包括灯具的造型和灯具布置等，还包括眩光控制和调光控制以及照明配电线路等。高层的照明设计与建筑的装饰有着密切的关系，因此两者之间应该相互配合，使他们的使用功能和意境相互统一。

3.5消防系统与电梯的设计

现代高层建筑的消防报警系统包括火灾探测器、消防报警控制器、气体自动喷射灭火以及自动洒水灭火等四个部分，因此才可实现报警和自动化灭火。电梯也是高层建筑中重要的组成部分。高层的电梯可分为高级客梯、普通客梯、服务梯、消防梯、货梯等多种，又分为低速电梯、快速电梯、高速电梯以及超高速电梯等几种。值得注意的是，高层建筑电梯的配置及造型不是由电气设计人员单方面决定的，同时还必须与总体设计人员共同研究之后才能确定下来。

3.6避雷设计

由于自然界中经常发生雷击的现象，而这对于高层建筑电气设计来说是不可避免的。所以对于高层建筑接地系统来说防雷接地是非常关键的组成部分。其的主要意义是雷电一旦击中建筑物对建筑物造成损害时，能够避免瞬时电流脉冲所带来的伤害，对人员、设备与建筑物等形成一定的保护作用，同时安全有效地把雷击电流导入大地。通常雷击瞬间电流就可高达几万至几十万安培，面对这么强大的电流所产生的感应电动势可达几万至几十万伏特。因此对于建筑物设备就要求其具有均压等电势及复层屏蔽避雷结构。而接地引线的建筑钢构必须要有两根或两根以上的钢筋与设备管道电连通，这样在上端引出与避雷闪接器相连，下端与地下基础钢构接地体相连。并且，让主体钢构网尽可能多的相连接，使整个建筑钢构在避雷设计中形成一个整体。人们通常都比较重视直击雷的防护，但是对于侧击雷的关注度也应提高。在建筑物中离地30m以上的建筑部分，每隔6m就要设置避雷带，避雷带就是水平环建筑的。并且避雷带通常要安装在建筑涂抹层内部，各环避雷带应与下引线连接起来。

3.7负荷等级及供电电源

按现行的国家规范要求，消防用电设备均应按一级负荷的要求供电。国家根据现阶段目前城市电网的实际情况，电源的电压等级一般采用10kV。二路10kV分别引自不同区域的变电站或同一变电站的不同母线段。每路电源全都需要承担工程中所有的电梯、消防、重要机房等的全部用电负荷，其中二路电源同时运转供应电能，分开运作。超高层建筑对于供电的要求是非常高的，为了确保消防等重要用电设备的稳定性，在供电项目上人们把柴油发电机用作工程中的后备电源，也就是第三方电源，用以保证消防等重要设备的供电可靠性、稳定性。

3.8信息设施及智能化系统

信息设施系统包括通信接入系统、电话交换系统、信息网络系统、综合布线系统、室内移动通信覆盖系统、卫星通信系统、有线电视及卫星电视接收系统、广播系统、会议系统、信息导引及系统等等。建筑智能化系统设计体现了建筑智能化程度高低，一般由智能化集成系统、信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、机房工程等要素构成。对于各类不同的高层建筑，设计人员可根据《智能建筑设计标准》和建设方的实际需要配置。

结束语：

随着社会经济的快速发展，现代高层建筑的电气设计由于智能化的需要而变得复杂，用电设备越来越多，对供配电系统设计和线路安装提出了许多新的要求，电气设计也更加的复杂化。因此，设计人员应该始终贯穿安全、可靠、经济、节能的原则，选择合适的电气设备，根据建筑的特点进行合理的设计， 不断的研究探讨、总结经验，为建筑电气设计的安全与进步做出贡献。