摘要：随着经济的发展和城市人口的增长，我国高层建筑的数量也显著增加。而巨大的建筑面积使高层建筑的电气设计相对比较复杂，因此其设计问题也受到越来越多的关注。在实际的电气设计中，要设计出合理的电气设计方案，控制容易出现的问题，采取有效措施加强电气设计管理，才能真正的提高和改善高层建筑电气设计的整体水平。
关键词：高层建筑 电气设计 节能化 智能化
高层建筑指的是十层或十层以上的住宅建筑以及高度超过24米的民用建筑。而在高层建筑中，电气设备的使用量通常较多，同时对其要求也较高，因此电气设计是高层建筑设计中最为重要的环节之一。但是目前高层建筑的电气设计仍存在着一些不足，如何避免这些不足，提升高层建筑电气设计的水平，需要设计师们通过研究和实践来找到更多新的高层建筑设计方法和理念。
1.高层建筑电气设计的特点及要求
1.1 高层建筑电气设计特点
现代的高层建筑由于其建筑面积大、用电设备多、智能化程度高等特点，导致其电气设计十分复杂。又由于高层建筑照明设施、电梯等运输设施以及给排水设施较多且负荷量大，所以用电量特别大，这也直接导致了供电的可靠性要求增高。同时，由于高层建筑高度高、体积大、设备多、人员相对密集，火灾隐患较多，所以消防要求较高。在电气设计中，确保电气装置设计正确；在必要的位置安装防雷防爆设施；在易腐蚀部位采用相应的防腐设备 ；计算线路载流量，避免超负荷运行导致设备过热等均是防止火灾发生的必要手段。
1.2 高层建筑电气设计要求
高层建筑电气设计要符合经济性、可靠性、灵活性和安全性四方面的要求。经济性指的是建筑中电气设备的初期投资以及之后的运行费用要在合理范围内，避免因设计不合理而引起的过度消耗。可靠性指的是计算电气系统各部分的用电负荷，保证供电设施在各种运行方式下均能达到稳定供电。灵活性是指减少主结线上多余的电气设备，保证主结线的简单、明显。力求加入或去除某些设备或线路的操作简便，既能提高运行的可靠性，又能在事故出现时迅速处理。安全性指的是在进行一切操作时均可保证设备和工作人员的安全，并能让工作人员在安全的条件下对设备进行维修及检修工作。在电气设计过程中，必须严格遵守上述四个方面，高层建筑的电气设计质量才能得到真正的改善。
2.高层建筑电气设计水平提高方法
2.1 高层建筑配电系统优化设计
对高层建筑的配电系统的优化应该分别从两方面进行，一方面是对高层建筑的高压配电系统进行合理设计，另一方面是合理优化对低压配电系统。首先，现代的高层建筑的高压配电系统大多采用独立的两个10kV电源同时进行供电。一般情况下为单母线分段，两个电源互为备用，能够自动切换。这种情况，其母线分段的数目与其电源进线的回路数相一致。然而，在两个电源分别为一主电源和一备用电源时，则会采用不分段的单母线结构。由于高压配电系统是电气工程配电的一个源头，如果这一部分出现问题，就会造成整个工程的断电。因此，这一部分在设计和施工过程中要确保整体不出现故障，选用质量合格的产品。
低压配电系统是高层建筑配电设计的核心部分，主要由放射式配电与树干式配电结构相互结合共同组成。而一栋建筑中，不同的配电设计系统，会产生十分不同的工程造价。因此在实际情况中低压配电系统的设计既要考虑系统的安全合理性，又要保证整个设计的经济可行性。在实际的工程设计中，首先要确定负荷的种类和位置，然后由低压母线馈出一个回路为同一个区域内相同性质的负荷供电。在实践中，为了减少低压柜的出线回路，可以将不同的楼层相同轴线的位置归为同一区域，这样不仅可以减少低压柜的出线回路，同时减少了低压柜的台数，从而降低了设备成本。虽然这种配电设计会在进行馈电回路检修时会造成大范围的断电，但考虑到这种情况的发生频率很低，这是比较经济合理的低压配电系统设计。
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2.2 高层建筑节能化设计
高层建筑的节能化设计必须在保证其使用功能的前提下进行，不能降低建筑安全性和功能需求。建筑的日常照明、通风量、室内温度以及建筑内部通道的畅通和设施的用电要保持在规定的范围内。同时，考虑经济因素，提高建筑运行的整体效益，实现电气节能与电力运行的协调发展。
2.2.1配电系统电路优化
根据建筑的供电距离、负荷容量、用电设备及具体位置等因素，对高层建筑的供电电压和供配电系统进行合理的设计。变配电所需靠近负荷中心，布线避免走弯路和回头路，最大限度的减少导线长度，以节省线材，减少无功电流导致的电能损耗。达到有用功率和无用功率同时的合理分配。同时，重视线路导线的材质，选用电阻率较小的铜芯导线或者铝线作为线路导线，减少电路的损耗。此外，尽量增大导线截面，在确保较长电线满足载流量、热稳定及电压要求的同时减少线路损耗，降低火灾系数。
2.2.2变压器选用优化
选择节能型低耗变压器，并合理制定变压器的台数和容量，适应季节变化和突发情况，保证变压器的灵活投切，最大限低度的降低电能损耗。例如，选用线阻阻值小。空载损耗低的变压器，能够在很大程度上降低变压器以及输出电路上的电能损耗，既节约了能源，又减少了变压器的运营成本。
2.2.3 照明系统优化
在高层建筑中，照明设施必不可少且应用量大，所以照明设计是高层建筑节能设计中的一个重要的环节。照明灯具应尽量选用节能、高效灯具，合理布置，避免重复重复照明现象的发生。与此同时，在设计中通过采光窗、采光井和光导纤维等集光、采光设备实现对自然光的充分利用，减少照明设施的使用率。
2.2.4 能源利用优化
根据建筑物独特的地理位置和自身特点，对高层建筑进行合理的设计，加入太阳能、风能等设备，充分利用这些可再生能源，在节能的同时优化我国的能源结构，起到保护环境的作用。
2.3 高层建筑智能化设计
随着经济的发展，人民生活水平的提高，人们对居住质量的要求日益增加，传统的电气系统已经不再能满足现代高层建筑在建筑功能上的多样化、个性化需求。而智能化科技的出现，为解决这一问题提供了可能。随着科技的发展，智能化技术也在不断进步和完善。目前，智能化技术已经能够应用于高层建筑电气工程的线路系统、设备优化、照明系统以及自动化控制系统中，来满足用户对便利的服务设施、舒适的生活环境以及安全的信息沟通的要求。将智能化科技应用于高层建筑电气工程中，为客户提供一套集电工、电子、信息和控制技术于一体的综合性系统，已经成为电气工程的发展趋势。
3.结语
由于我国经济的不断发展，城市化进程的不断加快，高层建筑在城市建设中的地位不断提高，而电气设计优势高层建筑中的一个重要环节。所以设计人员要根据高层建筑建筑面积大、层数多、功能复杂等特点，结合实际情况，完善电气设计方案，保障其安全性、可靠性和经济性，才能实现建筑电气设计整体的优化和节能。
参考文献
[1] 谢冰.高层建筑电气设计特点及发展研究[J].中华民居旬刊, 2013(12).
[2] 俞力.高层建筑电气设计的主要内容及有关问题[J].中华民居旬刊, 2014(27).
[3] 张扬.高层建筑电气设计的主要内容和有关问题[J]. 工业, 2016(11):00149-00149.
论文作者:覃志
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/12
标签：高层建筑论文; 电气设计论文; 系统论文; 建筑论文; 设备论文; 设施论文; 变压器论文; 《基层建设》2017年第18期论文;