高層建筑中電氣設計的要點分析

沈曉萍

摘要：高層建筑業的迅速崛起，對建筑業朝著更高、更強的現代化目標發展，有著十分重要的意義。根據高層建筑電氣設計的特點，保證電氣設計的質量和效果，才能發揮電氣設計在高層建筑中的重要作用，促進高層建筑的發展。本文根據高層建筑電氣設計的特點，結合高層建筑電氣技術的發展趨勢，對高層建筑中電氣設計的要點進行分析，希望在交流中不斷提高高層建筑電氣的設計水平，促進高層建筑電氣設計行業的持續、健康發展。

關鍵詞：高層建筑；電氣設計；要點

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

引言

高層建筑隨著經濟發展越來越多，電氣設備與生活、安全問題息息相關，不可馬虎大意，高層建筑的電氣系統對質量要求日漸增高，人們在電氣設備設計的各個環節應該做好質量監督工作，確保高層建筑的電氣安裝質量。雖然高層建筑電氣設計在工程設計中會面臨許多新情況、新問題，但通過大家的共同努力，及時地解決，一定會達到電氣系統的功用性、安全性和經濟性的最好效果。

1、高層建筑電氣設計的特點

1.1種類繁多

高層建筑中用電設備種類繁多，例如電器照明設備、排水設備、制冷設備、電梯設備、鍋爐房設備等都是依靠電氣運轉的。因此，合理的電氣設計能夠保障整個高層建筑里所有電器設備的有序運行。

1.2用電量大 在整個工程建筑中，用電設備種類繁多，所有用電設備的運轉會帶來巨大的電力消耗。雖然不同的建筑有著不同的結構和用電設備，在用電量方面會有一些差別，但從總體上來說，高層建筑的用電量還是非常大的，這會給電路帶來很大的壓力。因此在高層建筑建設中，必須保證其有一個科學、合理的電氣設計方案，以滿足整個高層建筑的用電需求。

2 、高層建筑電氣技術的發展趨勢

新世紀以來，隨著我國城市化進程的不斷加快，建筑業的迅猛發展，對建筑電氣設計技術提出更高的標準和要求。城市規模的不斷擴大，建筑群展現出更加明顯的功能特性，在城市中相繼出現了休閑商務區、中央商務區、經濟開發區、高層小區、行政中心區以及工業園區等區域。而在對現代城市進行管理工作時，必須借助于先進的信息化手段，對建筑群以及建筑設備進行綜合管理，這也對現代城市建筑電氣技術提出的最主要要求?，F階段，廣大城市居民更加重視反恐安全和減災、防災問題了，所以，建筑物中的應急供電設備以及安防、消防和防災設備也都是必不可少的，這些設備都是全天候工作的，要想保證其可靠并且穩定的運行，就必須依靠智能化的應用系統。另外，在現階段大力推行可持續發展和綠色建筑理念的過程中，在選擇材料和電氣設備時，要考慮的因素也更多，這也就加大了電氣工程設計工作的復雜程度，進行電氣設計時應保證其是能滿足建筑物對能源流和信息流的控制及分配的，同時為實現優化管理和節能控制，還應多應用數字化和智能化的技術，從而對整個區域的建筑群進行動態、有效的管理，可見，當今建筑電氣技術的發展趨勢應為數字化、智能化和綠色化。

3、高層建筑電氣設備設計要點

3.1、供電電源以及電壓的選擇

在對高層建筑進行供電的時候，為了更好的保證其可靠性，一般都要設置兩個相對獨立的電源，這樣即使出現問題也不會對建筑物的正常運行產生影響。在電源數量方面可以根據負荷大小以及實際電網的條件來進行確定。兩個獨立的電源在運行方式上可以選擇同時供電，這樣兩個電源就可以互為備用。為了更好的保證供電的可靠性，可以準備柴油發電機，這樣在短時間內就能完成自動恢復供電，保證一些電氣設備得到使用。為保障高層建筑電氣設備能夠正常運行，必須選擇正確的供電電壓。一般來說，會設置兩個相對比較獨立的電源，但是電源的具體數量可以根據實際的負荷程度和當地電網的條件來確定。雖然表面看來兩個電源是相互獨立的，但是實際上它們是同時供電的。同時還需要準備應急發電機，以保障在特殊情況下，能夠在15 s內恢復正常供電，保障其他用電設備的正常運行。目前我國的高層建筑一般都采用10 kV的標準電壓。

3.2、負荷的計算

高層建筑電氣設計中有一個非常重要的部分——電力負荷，對電力負荷計算的精準程度，是合理選擇用電設備，保障其安全、可靠和正常運行的基礎，且在一定程度上決定了電力設計的合理性和電力運行的安全可靠性。在電力核算計算方式的選擇上，有兩種核算方式可供選擇，分別是負荷密度法和需要系數法，這兩種方法都是進行電量負荷運算的重要方法。

3.3、高層建筑的防雷和接地系統設計

在高層建筑接地設計中，因為高層建筑在地基施工方面通常都會選擇使用鋼筋混凝土剪力墻技術進行施工，這樣能在施工過程中和樓板之間有更加可靠的連接，因此，在進行接地設計的時候要對金屬管線的工作進行保障。很多的高層建筑施工中都將防雷接地、電氣設備保護接地和工作接地都合在一起，這樣就形成了混合接地系統。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎能夠作為接地板，有時還需要人工接地來進行處理，這樣能夠更好的提高建筑物的安全性。

3.4、高低壓電配電系統

高層建筑的高壓配電系統中，每層樓豎井應設層間配電小間，插接了自動空氣開關的層間配電箱，從豎井母干線取得電源。正常時，變壓器解列運行，在中間設聯絡開關，可以限制低壓側的短路電流。

高層建筑的低壓配電系統。對于高層建筑，為了保證一級負荷用電的可靠性、安全性和經濟性，通常采用市電和自備柴油發電機組雙電源。當電力系統只能提供一路電源時，此時需要自己配備一套柴油發電機組，組成雙電源供電網絡。這兩個供電系統不同時運行，是相互獨立分離的，柴油發電機斷路器必須處于斷開狀態時，才能使市電合閘時。

3.5、主要設備選型

在高層建筑中，變配電室通常情況下都是在主樓的地下層，因此，在這種情況下不適合采用裝有變壓器油，開關的觸頭浸在油中以防止氧化，并使觸頭得到散熱，以及保證高壓觸頭間和對地絕緣可靠的油開關（油開關的油必須經常調換，因為電弧的高溫，會使油發生分解生成游離碳，導致油的絕緣性能降低，油色混濁和變黑。油也不宜過裝，因為在電弧高溫下油會迅速氣化，促使油面急劇上升，并容易引起油液飛濺和爆炸），而高壓開關柜在應用方面卻有著非常好的優勢。高壓開關柜是一種真空開關，在進行操作的時候更加安全和方便。根據相關的防火要求，在主樓內是不允許安裝大容量的電力變壓器，因此，在電力變壓器的容量方面要進行充分的考慮。為了更好的保證高層建筑的供電可靠性，通常都是要準備應急發電機組的，以前都是準備柴油發電機組的，但是，現在，很多的高層建筑使用了汽輪發電機，即用汽輪機驅動的發電機。由鍋爐產生的過熱蒸汽進入汽輪機內膨脹做功，使葉片轉動而帶動發電機發電，做功后的廢汽經凝汽器、循環水泵、凝結水泵、給水加熱裝置等送回鍋爐循環使用。 這種發電機在體積和重量方面都是非常輕的，而且，在反映速度方面也是非常好的。

3.6、電氣照明設計

高層建筑的電氣照明設計，主要包括燈具的造型設計、燈具的布置、照明度的計算、光源類型選擇等。電氣的照明設計實際上與建筑的裝飾密切相關，因此二者之間應相互照應、相互配合，應確保藝術意境與使用功能的統一。在現代高層建筑中，普遍采取傳感器、定時器或者光敏元件來實現照明的自動控制作用，并通過各種建筑物的自動化系統來實現照明電路與接觸器。另外，采取高光效的電光源，也是節能照明的重要手段。

3.7、消防自動滅火與報警機制設計

在高層建筑中，由于高層建筑的人流量多。各種易燃設施多，火災隱患存在相對密集，因此報警機制尤為重要，高層建筑的火災自動報警滅火機制由以下部分組成：①火災探測器；②分區消防報警控制器；③中心消防；④自動噴淋系統⑤氣溶膠滅火系統

3.8、電梯用電設計

電梯機房一般在井道的上方。普通電梯的梯井能夠連通或者設置開口相連通。電梯根據使用功能多分為客用電梯與貨用電梯等而按照速度劃分可分為超高速、高速、快速與低速電梯按電流可分為直流和交流兩種。在現代高層建筑中使用的電梯，為了縮短等待的時間并提高運輸能力，多采用超高速或者高速的電梯，分組采取控制。為了提高運行的舒適性與穩定度，客用電梯多采取直流電動機作為驅動。另外，在進行電梯的電氣設計時，需要做好各項配電設計、電氣照明、選擇主開關、設置插座、裝置通風及控制等相關問題。

結束語

隨著我國社會經濟的不斷發展，人們對建筑的需求也越來越多。為了滿足日益增長的建筑需求，城市中高層建筑的數量逐漸增多。在科學技術的進步下，建筑電器的數量和種類都逐漸增加，建筑的用電量和線路數量也越來越多。根據高層建筑的電氣設計的特點，做好電氣設計工作，才能促進高程建筑的發展。

參考文獻

[1]李書賓，陳甜甜.高層民用建筑中電氣設計要點探討[J].中國新技術新產品，2010，06:174.

[2]段紅海.現代高層建筑電氣設計內容分析[J].門窗，2014，01:196.

[3]趙亦忻.高層建筑電氣設計要點分析[J].科技創新與應用，2014，09:244.

[4]劉華潤.淺談高層建筑電氣設計特點及發展[J].中華民居(下旬刊)，2014，05:51.