高層建筑電氣設計的主要內容及有關問題

俞力

摘 要：伴隨著我國經濟的不斷發展，高層建筑更多地出現在城市之中，成為城市的主要亮點。在高層建筑的建造設計中，應該把電氣設計作為重點，提高電氣系統的安全性，不斷的完善高層建筑的使用功能。同時，在倡導環保節能的現代社會，高層建筑的電氣設計也應該遵循節能與環保的原則。本文將對高層建筑電氣設計的主要內容進行分析，并且探討高層建筑電氣設計有關問題，為高層建筑電氣設計提供一些參考。

關鍵詞：高層建筑；電氣設計；主要內容；有關問題

引 言

隨著經濟與社會的不斷發展，高層建筑日益滿足了人們的需求和城市的發展需要，目前，我國的高層建筑正在不斷發展，施工技術也處于不斷進步之中，但是高層建筑的施工設計還是存在著不足。尤其是在高層建筑的電氣設計上，存在著能源浪費的問題，這嚴重違背了現今社會的發展理念。所以在高層建筑的電氣設計施工時，應該提高電氣系統的安全性，認真貫徹節能環保的理念，設計出既安全又節能的高層建筑電氣系統。

1 高層建筑電氣設計的內容

對于高層建筑而言，其電氣設備種類繁多，設計復雜，主要包括：電梯設備、照明設備、廚房設備、制冷設備、排水設備、鍋爐設備、消防設備、空調系統的送電設備。因此，高層建筑的用電設備繁多復雜，而且用電量極大。有的設備用電必須設計電源，比如電梯設備、消防設備和應急照明設備等，這就更加給高層建筑的電氣設計帶來極大的挑戰。

1.1 高層建筑電氣設備的總負荷計算

一般而言，高層建筑整個電力系統的用電量都是非常龐大的，要想對高層建筑的電氣設備進行全面的分析，就必須要認真地對其進行設計，完善電氣系統，必須做好電氣設備總負荷的計算。目前高層建筑電氣設計中計算負荷的方法有兩種，一種是負荷密度法，另一種是需要系數法。

1.2 高層建筑電氣設備的供電的選擇

因為高層建筑具有巨大的用電，因此，一般情況下，高層建筑都會采用兩個電源，并且這兩個電源是相互獨立的，這兩個電源一般同時供電，直到其中一個電源停止供電，那么另一個電源就會充當備用電源。如果兩個電源同時斷電，那么高層建筑中安裝的柴油機組就開始工作，柴油機組在停電后的十五秒內恢復供電，保證高層建筑內的電梯、照明和消防設備等一級負荷用電。這樣的設計不僅保證了高層建筑供電可靠性，也保證了供電居民的安全性。一般我國的高層建筑用電負荷和參數都是依據建筑的實際功能用電來設計的。

1.3 高層建筑供電配電設備的選擇

對于高層建筑而言，其供電配電的設備非常多，其中主要包括了變壓設備、低壓供電設備、高壓供電設備和應急供電設備等。高壓供電設備的開關柜選用真空開關手車式柜，低壓供電設備的配電屏可設計為抽屜式的或固定式的，變壓設備不能用油浸變壓器，以避免火災的發生。高層建筑的應急設備采用以燃油為動力的發電機，總的來說電氣設備的設計要注重安全。

1.4 高層建筑的照明設備的設計

照明系統對于任何一個建筑來說，都是非常重要的。照明設備的設計主要包括以下幾點：燈具的選擇、光源的選擇和照度的計算與控制等等。一般情況下，燈具的布置與選擇不僅要節能環保、安全合理，還有外表上的要求，大多數情況下要選擇較為簡單大方的燈具。選擇光源要依據不同的建筑需求而確定。在照明設備設計中，最為重要的是照度控制的環節，照度的控制應該最大程度做到節能與環保，節約電力。

1.5 高層建筑的高低壓配電系統的設計

在我國，高層建筑的配電計費方式多種多樣，一般情況下，采用高供高計法比較多。在電壓輸出端一般都裝有電度計費表，一般采用電價法計費。在高層建筑中一般采用大容量的變壓器，這樣可以減少變壓器的數量，大大節省占地面積，為了保證供電可靠性，一般在低壓母線之間裝有聯絡裝置。在高層建筑的配電線路選擇上應該根據負荷情況合理選擇電纜線路，還應注意不同電壓線路敷設間距的考慮，在高層建筑的線纜選擇上注意應根據負荷等級來選擇。

1.6 防雷與接地

對于現代高層建筑而言，防雷設計也是相當有必要的。目前，我國的高層建筑防雷設計，除了采取傳統的針和接閃帶的做法之外，近些年還出現了放射性避雷針和消雷器。雖然這兩種防雷技術在工程中得到了較多的實際運用，但是關于這兩者的理論還是存在爭議的?，F代高層建筑大多是鋼筋混凝土剪力墻，和樓板之間的連接非?？煽?，因此關鍵是要做好金屬管線的接地。對于現代高層建筑而言，其電氣設備的保護接地與工作接地、防雷接地這些工作都是合在一起的，它們組合成了聯合接地系統。其接地電阻通常按照最小要求設計，一般都是1Ω以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎作接地板。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求，為更好達到接地電阻要求，還可裝設水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎連接成接地網，這對均衡電位，提高安全性都有好處。圖1為高層建筑接地與保護裝置系統圖。

1.7 電 梯

電梯對于高層建筑而言，是必不可少的關鍵性的電氣設備。通常情況下，電梯按照使用功能劃分，可以分為：普通電梯、消防電梯、服務梯、觀景梯、貨梯和自動扶梯等等；按照速度劃分，可以分為：超高速電梯、高速電梯、快速電梯和低速電梯；按照電流劃分則可以分為交流電梯和直流電梯。對于高層建筑電氣設備中的電梯而言，設計人員的主要任務就是確定電梯的功能與具體的臺數。至于電梯的造型與配置，并不是由電氣設計人員單方面就能決定的，必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。

2 高層建筑的電氣節能設計

我國是資源緊張的國家，人口數量巨大，人均資源量非常少。目前，我國大力提倡節能減排，對于高層建筑電氣設備的設計而言，同樣應該遵循節能的原則。在供配電器材上、供配電線路上和建筑照明上應該做到減少器材投入，節省能耗，最大化的做到節能。

2.1 高層建筑在供配電器材方面的節能設計

高層建筑要實現其節能目標，應該合理地設計變壓器的容量與數量，使得變壓器能夠靈活地切換，最大程度地節省耗能。高層建筑應該采用就地補償的無功補償裝置，采用集中補償，避免無功消耗。還應該提高供配電系統的功率因數，提高設備利用率，節省能耗。

2.2 高層建筑在供電線路方面的節能設計

在高層建筑供電線路節能方面，其配電系統要盡量縮短供電距離，達到減少電能消耗和節省線材的目的。設計人員應該選用電阻率較小的電線來進行供電。在進行大功率用電設備供電時，應該選用截面較大的導線。同時還應注重導線的質量和選型，既要減少能耗，又要降低火災系數。

2.3 高層建筑在建筑照明方面的節能設計

高層建筑的照明設計方面，要盡可能使用節能燈具，另外，還應該對高層建筑的照明燈具進行合理的布置，盡量減少重復照明的現象，否則會造成電能的浪費。在建筑設計上多借助自然光來進行照明。要盡量采用節能開關。在燈光控制上盡量采用節能控制，比如分組控制、聲控和光控。

3 結 語

城市用地面積正在隨著經濟的發展而不斷變小，特別是城市人口的不斷增多，使得高層建筑在城市建設中發揮日益重要的作用。而電氣設計在高層建筑中起著舉足輕重的作用。要想完善高層建筑的電氣系統，必須做好高層建筑的電氣設計。設計人員必須保證電氣系統的安全性、節能性和經濟性。

參考文獻

[1]隋學成，杜貴君.對建筑消防電氣設計中若干問題的探討[J].黑龍江科技信息，2009（11）.

[2]張左納，趙瑞昆.對高層建筑消防電氣設計中配電線路問題的探討[J].科技資訊，2009（16）.

[3]鮑志勇，崔付玲，劉戰江.高層民用建筑火災自動報警系統的設計淺析[J].平頂山工學院學報，2009（01）.

[4]曾建兵.淺析高層建筑消防設施驗收中出現的常見問題[J].江西化工，2011（02）.