高層建筑電氣設計

宗煒韜　趙曉峰

摘 要：隨著經濟和建筑業的發展高層建筑的數量在建筑物總體數量中所占的比例越來越高，高層建筑的出現和不斷增加也為電氣系統的設計提出了更高的要求，因為與高層建筑配套的電力系統更加的復雜，在設計時需要電力設計人員具有更強的專業技能。本文將分析高層建筑電氣設計的主要內容。

關鍵詞：高層建筑；電氣設計；節能設計

高層建筑電氣設計包括了很多方面的內容，如高層建筑電氣系統的總負荷量的計算，高層建筑電氣系統供電方式的選擇，高層建筑電氣系統供電設備的選擇，高層建筑電氣系統中的防雷設計以及高低壓系統的設計等都是高層建筑電氣設計的內容，針對人們的需求和設計潮流，高層建筑電氣系統設計也越來越注重節約的理念。

一、高層建筑電氣設計的主要內容

（一）高層建筑電氣系統供電方式的設計

高層建筑的供電電源在保證基本的電力負荷的基礎上，必須充分考慮到配電系統的安全性和可靠性。高層民用建筑分為一類高層民用建筑和二類高層民用建筑，一類高層民用建筑負荷等級為一級，二類高層民用建筑負荷等級為二級。一級負荷應由兩個電源供電，當一個電源發生故障時，另一個電源不應同時受到損壞。二級負荷的供電系統，宜由兩回線路供電。通常一、二級負荷供電采用一路市電，一路柴油發電機組，柴油發電機的啟動應當滿足當市電中斷供電時，機組能夠自動啟動，并在30秒內實現供電。與此同時，為了保障消防用電的穩定性，在發生火災時應當能夠自動切斷非消防用電的負荷，將電力集中到消防供電系統中。在進行供電線路的敷設時，需要根據建筑的內部結構、功能、用電設備的分布等進行合理的設計，應盡量減少外部熱源、灰塵、障礙物等對供電線路的正常運行造成影響。消防用電設備應當采用專門的供電回路，向其供電的兩路電源電纜不宜敷設在同一層橋架上，當條件受限時，應用隔板隔開。

（二）高層建筑電氣系統的總負荷設計

高層建筑的層數多，電力使用者也多，因此高層建筑的電力系統需要非常強大的電力系統支持整個高層建筑的運作，在進行高層建筑電氣設計時必須合理地考慮高層建筑物的實際耗電量，按照實際需求的電量計算高層建筑電力系統的總負荷，目前計算高層建筑電力系統負荷的方法主要有需要系數法和負荷密度法這兩種，借助軟件和計算機技術是高層建筑電氣設計人員計算總負荷經常采用的方法，能夠提高計算高層建筑電力系統總負荷的速度和精度。

（三）高層建筑電氣系統配電設備的設計

配電系統是保證高層建筑電力系統正常工作的又一個重要因素，高層建筑內供電系統的配電設備主要有變壓設備，高低壓供電設備和應急供電設備等，在高層建筑電氣設計時供電系統的每一個配電設備都不能缺少，其中高層建筑的低壓供電系統的配電屏一般分為抽屜式配電屏和固定式配電屏，而高壓供電系統的開關柜一般都是采用真空開關手車式開關柜，上述提到的柴油機組則是高層建筑配電系統中的應急供電設備，如此的電氣設計會增加高層建筑電氣系統的安全性。

（四）高層建筑照明系統的設計

高層建筑照明系統的設計是高層建筑電氣設計中非常重要的內容，直接決定著建筑的照明情況和耗電情況，在進行高層建筑照明系統的設計時，不僅應該選擇燈具的種類，還應該從專業的角度計算出高層建筑物內不同區域的照射強度，并設計出滿足照射強度要求的照明方案。對于高層建筑物來說，由于整個建筑物的耗電量很大，除了滿足人們對于燈具的外觀和功效的要求之外，節能的照明設備受到人們的格外的喜愛，因此在設計高層建筑照明系統時在滿足照明要求的前提下多增加節能照明設備的應用，使電氣系統更好地工作。

（五）高層建筑高低壓配電系統的設計

目前我國配電計費主要采用高供高計法，電量計費設備的設計和安裝對于建筑的電力系統也是非常重要的，合理的安裝和設計電量計費裝置能夠提高電氣系統的性能，并在一定程度上也使電量查詢工作更加方便。常用的做法是在電壓輸出端安裝電量計費裝置。在高層建筑高低壓配電系統的設計方面，針對高層建筑耗電量大的特點，在進行高層建筑高低壓配電系統的設計時，主要選擇大容量的變壓器，大容量變壓器使用既在功能上保證了高層建筑電氣系統的穩定性，又可以節約空間，提高高層建筑電氣系統內部結構的合理性。此外，在選擇高低壓線路的電纜時應該充分考慮線路的總負荷，在設計高低壓線纜鋪設方式時，應該充分考慮不同電壓線之間的敷設距離。

（六）高層建筑電氣系統的防雷與接地設計

防雷與接地設計是保證建筑物在雷雨天氣安全的重要工作，尤其是對于高層建筑來說，防雷和接地設施更加必要。一般情況下高層建筑電氣設計人員會利用接閃帶的方法來進行防雷，隨著電力技術的不斷發展，放射性避雷針和消雷器的出現給高層建筑的防雷設計工作帶來了新的選擇，雖然這些方法都具有防雷的功效，但是在具體利用時還是應該結合考慮高層建筑物的構造和特點。我國目前大多數高層建筑的墻體都是鋼筋混凈土剪力墻，鋼筋混凈土剪力墻與樓板的連接非常牢固，因此在設計高層建筑的防雷和接地系統時，最關鍵的是要做好金屬管線的接地工作，高層建筑的聯合接地系統的電阻應該控制在一歐姆以下。

（七）高層建筑的電梯設計

高層建筑中供人們出行的主要設備就是電梯，這也是高層建筑與普通建筑之間較大的不同，在進行高層建筑電氣設計時必須重視電梯的設計，電梯設計的合理與否直接決定著高層建筑的便利性和實用性。目前我國的電梯種類有很多，無論是在電梯的功能，速度方面，還是在電梯的電源方面都有多種選擇供高層建筑電氣設計人員挑選。在選擇電梯時高層建筑電氣設計人員并沒有單方面確定電梯類型的權力，高層建筑電氣設計人員只能根據建筑物中電力系統的設計情況確定出電梯的使用數量和功能方面應該滿足的要求，與高層建筑的主要負責人，總建筑師或者是專業的交通設計人員商議之后才能確定選擇哪種類型和功能的電梯。在確定電梯的使用數量和功能時高層建筑電氣設計人員應該對用戶的需求以及高層建筑的整體情況進行充足的調查和了解。

二、結語

在進行高層建筑電氣設計時，除了按照國家或者行業對于高層建筑電氣設計工作出臺的一些規范和標準之外，高層建筑電氣設計應該保證電氣系統的每一個環節和每一個細節都能得到重視，提高高層建筑電氣系統的質量，此外，無論是設計高層建筑電氣系統的器材選擇還是電路設計都應該進行節能的考慮。

參考文獻：

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