浅谈高层建筑电气设计要点分析

【摘  要】高层建筑电气设计是非常重要的一项内容，因此，在高层建筑电气设计过程，必须要了解高层建筑电气专业的特点，并且掌握电气设计的要点内容，从而保证高层电气设计的水平得到提升。

【关键词】高层建筑;电气设计;要点

引言

随着我国现代化发展的持续进行，城市化进程逐渐加速，很多城市都在加强高层建筑的建设施工，其数量也在逐渐的增多。随着现代化的高层建筑逐渐增多，其建筑电气设计中所暴露的问题也在逐步的增多。因为我国的高层建筑有着面积大、层数多、功能复杂等特点，所以在进行电气设计中有着更高的要求。下面将重点分析我国高层建筑电气设计的基本情况，同时也提出了电气节能技术的具体实施办法。

一、高层建筑电气专业的特点

高层建筑要想实现正常运行和功能的使用，需要安装比较多的用电与消防设备，这就导致了其耗电量比较大，并且各个电气设备的功能存在着明显的区别，在用电量方面也有着很大的区别，而用电量巨大导致了其系统运行的可靠性无法保证。有些设备在运行中就存在很大的危险性，所以为了保证其能够安全运行，设计了两个独立的电源进行设备供电，比如消防用电、应急照明、客梯电力等等方面。

二、高层建筑电气设计的主要内容

1、供配电设计

（1）负荷等级

超层建筑的层数比较高、高度较高，一旦发生火灾问题，就会导致人员疏散比较困难且火灾扑救不及时等问题出现，超高层建筑中消防用电设备主要包含消防水泵、消防电梯、排烟设备、应急照明与疏散系统、电子设备机房用电等这些都要按照一级负荷中特别重要来进行供电;普通电梯、生活水泵、排污水泵等都是按照一级负荷来进行供电，其他的普通照明、空调、动力等进行三级负荷供电。

（2）供电电源电压及主接线。

高层建筑的层数多、用电负荷大，要想保证其正常运行，就需要采用高压供电的方式，供电采用10kV。当前我国的很多高层建筑与工况企业都会使用母线制为供电线路的主接线，这种结构形式比较简单，且成本比较低，经济效果非常好。高层建筑电力负荷主要可以分为一级负荷与二级负荷两种，一级负荷是由两个独立电源来进行系统的供电，而二级负荷则主要是通过双回路来进行供电，也可以使用一回路专线供电的方式来进行。在高层的电气设计中进行供电方式的优化，可以保证系统运行的安全性与可靠性。因此，在线路设计的过程中，通常会使用内桥法来设计高压双回路与三回路的线路，并且在低压上采用单母线分段的方式来进行供电，此时可以安装母线开关结构，各个供电线路段中实施负荷的分配，对于重要设备的负荷分配，应该使用备用柴油机来完成系统的供电。高压双回路或者三回路的供电是通过不同的电源来进行的，这样就可以更好的保证供电接线的运行稳定性。但是这种设计方案，需要在供电线路中安装比较多的断路器装置，并且变压器的容量也需要适当的增加，要从工程整体的经济性方面来考虑。供配电的装置设计中，因为有些设备为充油设备，所以在使用中极易造成火灾事故的发生，所以需要进行合理化设计。

（3）低压配电系统

低压配电系统中主要包含了三级配电方式，即总配电、区域配电、终端配电。三级配电系统中的各级保护开关具备一定的选择性。低压系统中通常需要使用单母线分段另设一段应急母线的结构形式，级二路市电为母线供电，线路中间位置上安装联络开关，另设一段应急母线，从而可以给重要消防设施供电。消防水泵、消防电梯、排烟装置都都要设置两个供电回路，并且需要在最末一级中的配电箱进行自动切换。普通照明与动力配电照明可以采用树干式的配电方式，对于容量比较大的用电设备可以应用变电所的放射供电方式来进行。

2、防雷与接地

现代化的高层建筑中主要应用的是钢筋混凝土的剪力墙结构形式，其楼板的连接是非常的稳定可靠的，主要的问题就是需要做好金属接地。现代高层建筑结构中防雷接地、电气设备的保护接地与工作接地都是联系在一起的，形成了混合接地系统。虽然基础钢筋等都是通过自然接地体已经达到了一定的使用需求，但是仍然需要设计人工接地体装置，可以将建筑基础的结构形式建立成为接地网，此时可以形成均衡电位，对于保证系统的安全性有着直接的影响作用。

3、照明设计

超高层建筑中所设计的消防應急照明为消防用电负荷，要按照该建筑的最高负荷来进行供电设计。应急照明持续供电时间必须要达到消防安全运行的需要，其疏散时间供电至少应该满足t≥30min;避难疏散电源可以持续供电t≥60min，消防工作持续工作t≥180min。为了能够达到应急照明转换规范的需要，应急供电电源可以采用蓄电池与发电机组合的形式，在市电中断的情况下，可以利用蓄电池来进行应急照明，发电机开启之后，供电电源会自动的转换成为发电机电源，此时就能够延长其供电的时间。

高层建筑的总高度非常高，通常情况下都需要安装航空障碍等，需要从建筑结构的外侧转角顶端位置上进行设计，水平与垂直的距离都要在45m以下。对于总高度超过100m的建筑来说，需要在间隔30m的位置上就要安装一组中光强红色恒光等。障碍标志灯电源需要根据主体建筑的供电负荷最高的要求来设计。

屋顶中设计的直升机停机坪，为了可以方便飞行员在最短时间内就能够确定停机坪的精确位置，需要在停机坪的周边区域中安装不同色彩的照明与信号等，可以在发生火灾事故之后就会立即寻找出正确的位置降落。此时应该注意，停机坪的照明电源应该按照建筑主体结构的最高负荷要求来进行供电设计。

4、高层建筑的火灾报警系统

科学技术的发展和进步，火灾报警系统的设计也进一步的规范和安全，高层建筑防火系统也在逐渐的完善。在火灾自动报警灭火系统中，设计时应该使用中心报警系统将进行整体系统的设计，并且需要将整个系统都形成自动化的灭火系统，可以在火灾发生之后做出直接的反应。在自动化系统中，首先应该安装探测器可以检测中火灾的信号，然后将其直接转换为电信号，电信号进入到分区报警器与消防中心之后可以直接形成声光报警信号，及时作出必要的反应以保证建筑运行的安全性。

5、高层建筑电气的节能设计

全球能源形势逐渐严峻的现代社会，我国作为人口重点且地区发展严重不均衡的国家，高层建筑在设计中也更多的考虑到节能化的要求，而节能也是我国社会主义发展的重要一项基本要求。现代信息建筑与传统的工业化建筑实现了完美的结合，高层建筑电气设计中的节能化设计也逐渐的推动了我国的高层建筑的快速发展，高层建筑设计的复杂性在逐渐的升高且功能逐步增多，因此，高层建筑设计与管理都有着更高的要求。对于高层建筑中不同类型的设备来说，性能与功能都存在着直接的区别，如果一味的选择使用新型的技术，必须要保证其运行的安全性与可靠性，设计方案也应该从经济合理、操作简单等方面入手，可以满足人们正常使用的需要。

三、结束语

随着现代社会的发展，高层建筑技术水平得到很大的提升，高层建筑电气设计的要求也在逐步的增多，国家已经出台了很多的管理规范与制度，高层建筑电气设计人员需要充分的理解国家的规定，掌握其中的关键环节，切实提升建筑电气运行的安全性与可靠性，充分的保证人们的生命安全。

参考文献：

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[2] 叶希娟.论当代高层建筑电气设计存在的问题及对策[J].居舍.2017（35）

[3] 翟光荣，王琪.高层建筑电气设计[J].电气时代.2002（05）

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[5] 周工.高层建筑电气设计的要点[J].中国新技术新产品.2018（14）

（作者单位：武汉长凯物业发展有限公司）

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