摘要：基于电气设计本身即为建筑工程的重要部分及高层建筑不同于普通建筑的特殊性需求，又由于随着人民生活水平的提高，人们对各种高耗能的电器的需求不断提高，使得电气设计在高层建筑设计中的重要地位不断凸显。所以在设计过程中做到合理设计，节俭设计且使住户满意是十分重要的。本文主要介紹了高层建筑电气设计应注意的有关问题,还阐述了建筑电气设计的内容和节能要求。
关键词:高层建筑；电气设计；节能原则；问题分析
随着现代经济不断发展，各地区逐渐增添了许多商务区、经济区、高层小区、工业园等各种建筑。建筑电气技术作为一种全新的建筑核心技术，需面对各种不同的挑战和机遇。使用信息化的方式对现代城市进行安全有序、简单便捷的管理，是对建筑群和建筑设备实行综合管理的体现。比如建筑物中的消防、防灾及安防等电子技术设备和应急供电设备，若不使用智能化的电气系统，则不能全天自动工作，这样就无法保证建筑居住和办公安全可靠的运行。因此，数字化和智能化的建筑电气技术只要采用，便可以实现各种节能控制和优化管理，它能使建筑群范围日常事务的管理更安全、便捷。所以，现阶段，建筑电气技术已慢慢走入人们的视线，并成为关注的焦点，电气节能设计所能发挥的作用变得优为重要。
1电气设计在高层建筑工程中的重要性
电气设计对于高层建筑重要性就好比中央处理器对于计算机的
重要意义。电气设计的好坏，直接关系到住户对高层建筑的满意度高低及整个建筑物设备能否安全运行，同时对投资商的基建投资有重要影响。所以探讨如何在高层建筑中合理进行电气设计以确保高层建筑的质量和满足住户对高层建筑必备设施的需要是十分必要也是十分重要的
2高层建筑电气设计过程中应注意的问题
2.1高层建筑由于照明及空调负荷多,电梯等运输设备多,给排水设备多,所以用电量特别大,且供电的可靠性要求很高。因此, 电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否,对合理选择设备,安全可靠与经济运行,均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算,基本上采用负荷密度法和需要系数法。
2.2在高层建筑中,照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电,照明负荷则多采用母线槽配电,与动力分开。为了保证供电可靠性,现代高层建筑至少应有两个独立电源,具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式,原则上是两路同时供电,互为备用。
2.3由于在结构上多数采用大柱距,形成大空间,使墙面安装的设备增多,必然使地面管道增多。
2.4由于建筑构件的预制装配化及干法施工;缩短了施工周期,而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。
2.5电气设备的管线应采取防火措施。
2.6空调设备等主要用电设备分散,多数要求集中管理,即要求采用电脑管理和监控系统。
2.7采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震;管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
2.8消防要求高。因为高层建筑高度高,体量大,人员密集,设备多,装饰豪华,建筑本身火灾隐患多,故对消防要求很高。
2.9在高层建筑的电气设计中,要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。
3照明要求
3.1混合照明
它是由一般照明和局部照明共同组成的照明方式。混合照明中一般照明的照度应不低于混合照明总照度的5—10%,并且其最低照度不低于201x。否则,过低的一般照明和过高的局部照明所形成的照度对比度过大,亮度分布不适当而产生不应有的眩光。
3.2事故照明
当工作照明因故障全部熄灭后,供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为事故照明。
3.2.1应设置事故照明场所
a 在正常工作照明熄灭后,由于工作中断或误操作,将引起爆炸、火灾等严重危险的厂房或场所;
b 在无照明的情况下,由于设备继续运转或人员的通行,将造成设备、人身事故的场所;
c 高层建筑中的疏散楼梯间(包括防烟楼梯前室)、疏散走道、消防电梯室、消防控制中心、消防水泵间;公共建筑中的旅馆、礼堂、影剧院、展览厅、百货商店、体育馆等人员出入的走廊、楼梯、太平门等处。
3.2.2事故照明应采用能瞬时点燃的照明光源,一般采用白炽灯或卤钨灯,当事故照明作为工作照明的一部分而经常点燃时,又在发生故障不得切换电源的条件下,也可采用其它照明光源。
3.2.3事故照明的灯具应布置在可能引起事故的设备、材料周围和主要通道、危险地段、出入口等处,还应在事故照明灯具上明显位置涂以红色标记,以资区别。
3.2.4事故照明的照度要求
用于暂时继续工作的事故照明其工作面上的照度不应低于工作照明总照度的10%。但标准较高的宾馆等建筑,其事故照明所占工作照明的比例应当为:出口指示灯为100%;楼梯照明为50%;公共场所照明为20%;客房走道照明为50%;一般走道照明为20%;总服务台、收款出纳、外币兑换等照明为100%,用于人员疏散的事故照明,其照度不应低于0.51x。
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3.3警卫值班照明
值班照明宜利用工作照明中能单独控制的一部分,或者利用事故照明中的一部分或全部。 警卫照明是用于警卫地区周界附近的照明。是否设置警卫照明,应根据单位的重要性和当地保卫部门的要求来决定。警卫照明应尽量与室内或厂区的照明结合。
3.4障碍照明
障碍照明应按民航和交通部门有关规定装设。障碍照明应采用能透雾的红光灯具。装设障碍灯时,应符合下列要求:一般高层建筑物只在顶端装设。水平面较大的高层建筑物或群集高层建筑物,除在其最高顶端装设障碍灯外,还应在其外侧转角的顶端装设障碍灯。烟囱的高度在lOOm以上者,除在顶端装设障碍灯外还应在其三分之一和二分之一的高度处装设障碍灯。为了减少烟囱顶端的障碍灯污染程度,可在低于烟囱口4～5m处装设。为了保证障碍灯有一盏损坏时仍能从前进方向看到灯光,应装设排成等边三角形的三盏障碍灯。
3.5高层住宅室内照明要求
厕所及厨房应采用瓷质灯头或其它防水灯头;有条件时居室灯等可采用节电开关或节电灯头;楼梯间、电梯厅、公用走廊、配电室、消防控制室、消防泵房电梯机房等应设置供继续工作和疏散的事故照明。供电继续时间:作和疏散的事故照明兼作正常照明。事故照明的最低照度不应低0.51x,但配电室、消防控制室和消防泵房必须仍保持正常的照度水平;事故照明及疏散标志一般采用白炽灯,应具有玻璃或金属灯罩,并安装在非燃烧体结构上;大居室宜设置插座两组(其中一组为个单相二极插座及一个单相带地三极插座;另一组为一个单相二极插座)。小居室、大厅宜设置插座一组卜个单相工极插座及一个单相带地三极插座)。厨房、卫生间根据需要设置,个单相带地三极插座;二极插座需采用扁、圆插孔两用型;有条件时宜采用二极加三极的连体式插座;供洗衣机的单相二极带地插座,宜带电源开关;插座的高度一般为距地0.3-0.5m(暗装安全型)或1.4—1.8m(明、暗装普通型);楼梯及公用廊道宜采用自动熄灯开关,但需在火警时能保持长明,每层的电梯前室灯应采用一般开关。
4建筑电气设计中的节能原则
由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。因此,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源——电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则:
4.1满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。
4.2考虑实际经济效益节能应按国情考虑实际经济效益。不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
4.3节省无谓消耗的能量节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。民用建筑的节能潜力很大,应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较后,再选定节能设备,以达到真正节能的目的。
4.4开发利用新能源及绿色能源。随着能源意识的进一步增加，低碳环保理念逐渐深入人心，人们对建筑电气设计要求变得越来越高，这也间接促进了新能源的开发、利用。在新能源开发及利用方面，比较有代表性的例子，如太阳能蓄电板、风能发电站的大规模使用；上海世博会中太阳能光伏发电；日本采用“发电膜”技术，在日本馆外墙安装使用了太阳能电池，这可使外墙自主产生能源。总之，对于新能源的开发和利用，一直是一个极具探索性话题，人们在这个领域正不断深入研究，期望有更大的突破。新能源是今后能源发展的趋势。
5设计建筑电气的节能方案
5.1 合理的供配电系统设计
（1） 供配电过程中节能。为了实际使用的便捷，供电系统的操作需简单，性能需安全可靠，还要尽可能合理设计以及选择适用的供配电系统。另外，要在距离用电中心较近的地方设置变、配变所，以降低在电能传输时线路上的消耗；根据实际情况合理配置和选择变压器的台数以及每台的容量，以方便在不同的用电时节灵活的切换变压器，从而减少轻载导致的电能消耗。
（2）变压器节能的设计。在电力系统运行过程中，变压器是必须的设备之一，选择合适的变压器型号以及运行方式是很重要的，它可以适当降低因变压器造成的电能损失。设计过程中，可选择采用节能型的变压器，如SCB11；尽可能使用电阻值较小的绕组；要重视线路中的负荷情况，尽量使用与电路负荷相当的变压器，适当的对负荷进行分配、规划，使之能降低电能的损耗。
（3）线路上电能损耗的降低。只要有电流通过的线路，都会出现电能损耗的情况，要想减少电能的损耗，有以下几种方法：①采用电阻率较低的导线。在各种线材中，电阻率最低的是银线，其次就是铜线，然而，因为银线的价格较贵，因此铜线就成了线路中常用的线材，当然铝线也是较合适的线材之一；②尽量使用短的导线。在建筑电气设计时，应尽可能避免导线绕弯路的情况，从而减短电路中导线的长度；③导线的横截面要增大。在建筑电气设计过程中尽可能采用横截面较粗的导线。采取这样的方式虽然在早期的安装过程中会造成费用的增加，但是却可以大幅降低线路中的电能损耗，站在长远的角度看，这种方式还是具有较高的经济性的。
（4）功率因数适当提高。要想在供配电系统中起到节能的作用，必须通过提升高功率因数的方式，降低线路中无功功率导致的电能损耗。所以，在供配电系统中通常使用下面几种方式提高功率因数：①提升设备的功率因数。在选择电器设备时，应该保证电器具有较高的功率因数，而对于具有电感性的用电设备，在选用时则需考虑是否具有补偿电容器；②采用静电电容器。静电电容器可产生无功电流，实现无功补偿，这可有效地抵消产生的无功电流，这种运作方式不仅可降低整体的无功电流，而且可以一定程度的提升功率因数。
6总结
目前我国的高层建筑越来越多，高层建筑中的电气灾害也时有发生。随着我国经济的不断发展，电气设计者也应该紧跟时代潮流，促进我国建筑工程的发展。所以做好电气设计不仅体现着一个电气设计者的职业道德更是关乎许许多多人的工作居住环境、甚至关乎着他们的生命健康。为保证高层建筑的质量，电气设计工作者在电气设计过程中应遵循国家相关规定、认真细心的关注每一个细节和电气设计的深度，在设计前进行详细严谨的调查，搜集大量资料，为我国高层建筑的进一步平稳的发展贡献自己的一份力。
参考文献：
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[3]胡龙才 现代建筑电气设计节能方法讨论[J]．广东科技 ，2008（22）
[4]21世纪建筑电气设计手册，朱林根 北京：中国建筑工业出版社，2001：970—985
论文作者:滕彦密
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/27
标签：高层建筑论文; 电气设计论文; 节能论文; 照度论文; 事故论文; 电能论文; 插座论文; 《基层建设》2016年13期论文;