淺談對高層建筑電氣設計主要內容的研究

【摘 要】隨著科學技術的高速發展，人們的生活生產水平顯著提高，也促使了建筑行業的蓬勃發展。建筑作為城市的基本元素，與人們的生活生產息息相關，因此在建筑的過程中必須科學合理的對建筑進行相應的設計。隨著城市化建設進程不斷加快，城市中各種高樓拔地而起，而進行高層建筑建設的首要工序就是對建筑進行科學合理的設計。而高層建筑電氣設計作為高層建筑設計的重要環節，在高層建筑設計中更顯得尤為重要。本文通過對高層電氣設計的深入研究，主要列出了高層建筑設計中容易出現的問題，以供同行探討。

【關鍵詞】高層建筑；電氣設計；節能

引言

隨著城市化建設進程不斷加快，城市人口急劇增多，為了緩解城市空間壓力，因此城市的建筑越來越高。在現代城市中，拔地而起的高樓大廈已經成了城市中一道道亮麗的風景，目前城市的高層建筑幾乎已經成了城市發展的象征。隨著城市中的高層建筑的多方面優異表現，漸漸被城市居民所認可，但是由于高層建筑的建設過程中電氣設計是一項相當復雜的工序，并且高層建筑的耗能問題也日益嚴峻，因此一定程度上制約了高層建筑的發展。因此在目前的高層建筑建設過程中，設計師必須充分了解高層建筑電氣設計規范，并在在相關規范的基礎上綜合電氣節能及電氣安全進行相應的設計。

一、高層建筑電氣設計的主要內容

1.1 負荷的計算

在高層建筑的電氣設計過程中，電力負荷設備的選擇和設備的安全經濟運行產生了重要的影響。因此，必須對電力負荷參數進行精確的計算，然后才能應用到高層建筑的電氣設計中。

1.2 供電電源及電壓的選擇

在進行高層建筑的電氣設計時，為了保證供電的可持續和穩定性，通常情況下至少應該設計兩個獨立電源，而且針對建筑所處地區電網條件的不同和建筑的實際需求不同，還應該科學客觀的對建筑的供電電源進行設計。對高層建筑設計多供電電源的目的是，使兩個電源互為備用電源，從而保證高層建筑的供電可靠性。除此之外，高層建筑還應該配備相應的應急發電機組，從而在電網大范圍斷電情況下，能夠在極端時間內回復建筑的供電。

1.3高低壓配電系統的設計

（1）高壓配電系統：現代高層建筑均是采用兩路獨立的10kV電源同時供電。一般高壓采用單母線分段，自動切換，互為備用。（2）計費方式，采用高供高計。但在低壓側，仍裝設計費電度表，采用將照明與動力分開的兩部電價法。（3）為減少變壓器臺數，單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側的短路電流，正常時變壓器解列運行，中間設聯絡開關。（4）高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線。現代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難，多采用全塑電纜與豎井母干線聯接等等。

1.4主要設備的選型

（1）高壓開關柜。現代高層建筑的變配電室設在主樓地下層，按規定不宜采用油開關。應根高層建筑地下室的標準，選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。（2）電力變壓器。根據防火要求，主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器的。（3）低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構，幾乎都做成抽屜式，特別是大容量的出線，則做成手車式。（4）應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快，故障率低等優點。

1.5變電所位置的確定

現代高層建筑的用電量相當大，在確定變電所位置時，應盡可能使高壓深入負荷中心。這對節約電能，提高供電質量都有重要意義。

1.6電氣照明設計

電氣照明設計，包括光源選擇、照度計算、燈具造型，燈具布置，眩光控制和調光控制和照明配電線路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著非常密切的關系，應該相互配合，在使用功能及藝術意境方面求得統一。選用高光效電光源，可以取得節能的明顯效果。

1.7防雷與接地

現代高層建筑的防雷設計，除采用避雷針和避雷帶的傳統做法外，近年還出現有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術雖然在工程上得到不少實際應用，但在理論上一直是有爭議的。現代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的。關鍵是做好金屬管線的接地。

1.8電梯 電梯按使用功能分，有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種；按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按電流分則有交流和直流兩大類。設計人員的任務是要確定電梯臺數和決定電梯功能。電梯的配置和造型，不是電氣設計人員單方面所能決定的，必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。

二、建筑電氣設計中的節能原則

由于社會的不斷向前發展，人們的生活生產水平顯著提高，而在生活生產過程中對能源的消耗量也越來越大，因此，能源危機已經成為了這個時代面臨最為嚴峻的問題。在這一時代背景下，科學合理的進行能源資源節約已經成為了環節能源緊張的有效方法。目前，隨著可持續發展的深入人心，人們的節能意識也不斷提高，在各個行業中也相應提出了節能要求。在現代的高層建筑中，如何能夠有效的對電能進行節約，是目前進行高層建筑設計時亟待解決的問題。作者通過對高層建筑電氣設計的充分理解，針對高層建筑電氣設計節能問題擬出了以下三個應該堅持的原則：

1滿足建筑物的功能 即滿足照明的照度、色溫、顯色指數；滿足舒適性空調的溫度及新風量，也就是舒適衛生；滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂場所的一些電氣設施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。

2考慮實際經濟效益 節能應按國情考慮實際經濟效益，不能因為節能而過高地消耗投資，增加運行費用。而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。

3節省無謂消耗的能量 節能的著眼點，應是節省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的，再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進技術使其能耗降低。

三、結束語

在科學技術高速發展的新時代，城市中各種高樓隨處可見，這不僅體現了城市的經濟發展，還凝聚了建筑設計師的智慧和汗水。在現代的工業發展中，由于人們對能源的需求量越來越大，因此能源問題已經迫在眉睫，為了有效的緩解能源的供需矛盾，各行各業都采取了相應的節能措施。而建筑行業作為能源消耗最大的行業，更需要在進行建筑建設之前對建筑進行科學合理的設計。本文針對高層建筑中的電氣設計進行了詳細的探究，針對電氣設計中應該考慮的問題進行了詳細的分析，并闡述了高層建筑中電氣設計應該遵循的原則。在所有行業中，以建筑行業的節能潛力最大，所以在進行建筑設計時必須充分考慮到建筑的節能問題。在選擇節能設備問題上，應該對設備進行各方面的比較之后再進行選擇，從而達到更好的節能效果。