浅谈城市高层建筑电气设计要点

浅谈城市高层建筑电气设计要点
一、现代城市高层建筑电气设计的概述
（一）安全性
高层建筑中的安全性是最需要注意的环节，特别是在供电系统中，不仅需要保证高层建筑供电的安全性，还要保证供电的稳定性。

在设计配电系统时，需要着重考虑多条回电线路的供电线路及供电设备（发电机组）的配置。

由于建筑物属于高层建筑，变配电室应该安装在建筑物的负荷中心，并且在高层建筑的地库里通常都会配置相应的柴油发电机，以保证突然断电时供电能够满足一二级负荷的供电要求。

高层建筑的配电系统在施工过程中需要按照规定的标准对供电的距离、电缆长度、电缆大小进行设置，由于高层建筑在强风下容易产生晃动，这种晃动人们很难自我感知或肉眼发现，在楼梯晃动时，电缆会有不同程度上的拉扯，在设计中将电缆与铜母线槽进行连接，避免遇强风时楼梯晃动而影响用电。

同时，高层建筑的楼层、用户较多，与普通建筑相比，需要增加更多的机电设备，而业主则希望自身空间更大，这是高层建筑所需要注意的问题。

（二）节能性
目前我国大部分建筑已经开始注重节能性，而针对电气设计中的节能问题，在设计中减少电压是节能的表现，但是在实际用电过程中，降低用电损耗才是真正的节能表现。

因此，在电气设计中，合理的采用高效能的节能灯管，例如T5节能荧光管，这种节能灯管可以将电能转化成光能，相比其他型号的荧光管，T5荧光管的节能效果更强。

另一方面的节能表现在所使用的空调中，目前我国大部分空调风机马达部分的设计均采用變频控制，之前的普通马达，在长时间连续工作中会浪费电量，而这种变频控制能够根据实际所用电量来调节空调的用电量，在此方面也保证了空调方面的节能性。

（三）抗震性
高层建筑的防震系统应该重点关注，在遇到地震时，建筑物可能会由于楼层过高而产生的不稳定性使楼梯倾斜、摇晃甚至坍塌，这种重大灾难会给人类带来相当巨大的财产、人身安全方面的损失。

在保证楼体具有一定的抗震性时，也需要考虑地震是否会对建筑物的供电系统带来影响，如地震发生时，供电系统受到破坏而产生的爆炸、火灾、电击等情况[1]。

在这种人类无法抗衡的自然灾害面前，
人们所能做的便是将灾害程度降到最低。

高层建筑的抗震规范可根据场地、图层的等效剪切波速和覆盖层厚度将建筑物体分成不同类别，详见表1。

在发生地震时，楼体会随着地表的晃动而晃动，所以楼体内的电缆也会随之晃动，这是高层建筑的高度和宽度所受到的影响。

在这种情况下，需要将电缆的长度按照安全范围内设置，并且给予相应的固定，保证电缆系统足够的富余量，也就是说，在电缆受到损坏时，电缆系统中的富余会继续供电，短时间内不会影响到电量使用。

在抗震过程中，电缆的固定最为主要，如桥架方面，可以选用弹簧进行支架，遇到低级地震可以给予电缆缓冲的过程，不会因为地震而使电缆直接下坠。

（四）自动性
1.中央控制系统
在配电过程中，需要完成变压器对供电回路供电，这种操作需要在中央控制中心进行。

在高层建筑中，中央控制室需要配备专用的配电系统，并且保证用电负荷水平在高层建筑之上。

通常系统中的供电电源电压的浮动情况不会超过10%，频率变化也在1Hz之内。

高层建筑的中央控制室需要与控制负荷中心相连，并靠近变电所、电梯控制室、水泵室等[2]。

2.运行监控系统
电气的运行监控主要包括以下几点：配电系统的测量过程中需要保证设备的正常使用；将运行参数输入到监控系统中，将预设值与之对比，以此来掌握系统运行的状况。

二、现代城市高层建筑电气设计要点分析
（一）供电系统分析
针对供电系统中的负荷内容进行以下分析，包括负荷分级、负荷计算、防雷设计、报警设计。

1. 负荷分级
高层建筑中如果出现断电，为用户带来的各种损失，按照损失程度划分，再对供电可靠性的需求程度进行分级[3]。

2. 负荷计算
在建筑过程中，安装电气设计前，需要对建筑中的能源结构、经济结构以及周围居民的生活习惯等需要进行详细的调查，从而确定电量的使用量。

另外，再调查中，需要根据使用的电器、电缆的选择为供电量的确定提供依据。

3. 防雷设计
高层建筑中，地基与金属管线的接地设计是工作重点，高层建筑通常会采用避雷针这种传统的方式，但随着科学技术的不断发展，现代高层建筑中多数采用避雷针和接闪带相结合进行防雷设计[4]。

4. 火灾自动报警系统设计
高层建筑中，应该考虑人流量大、人口居多、人群集中等特点，也因此需要注意火灾的发生。

高层建筑中的火灾报警设计可包括以下几点：①火灾监测；②消防报警；③消防控制中心；④自动洒水灭火器；⑤气体自动喷射设备等。

（二）照明系统分析
照明系统包括：灯具的造型、布置、用电量的计算、光源类型的选择等。

照明系统与建筑中的装饰工作密不可分，而在电气的设计中，需要利用传感器、定时器或光敏元等做到能够自动控制灯具照明，并且通过建筑物中的自动化系统来实现电路的接触器。

（三）电梯系统分析
电梯系统中，机房通常在电梯井道之上，而电梯会根据使用的功能分为客梯和货梯，并按照速度设计出超高速、高速与低速。

在电气设计中，可以将电流分为两种，直流和交流，这样在保证高效运输能力的同时，也能够对电梯的速度进行控制[5]。

通常情况下客梯的电流采用直流，货梯采用交流电流。

在做好电梯的电气设计工作时，需要与各项配电设计相结合，比如照明设计、开关设计、插座设计、通风设计、报警设计等。

结束语
现代城市建设离不开高层建筑，高层建筑具有人流量大、人口居多、人群集中等特点，因此，对供电设备的要求也相对较高。

电气设计的要求需要注意其安全性、节能性、抗震性以及自动性，而在设计的要点上需要针对供电的负荷进行分级、计算，注意防雷与火灾报警的设计，在电气设备的设计及安装过程中保证质量，让高层建筑的电气系统更好的为人们服务。

参考文献
[1]尹江平.庭园式自然空间的引入对现代城市高层建筑设计的影响探析[J].中外建筑，2010，03（04）：94-95.
[2]王亮.基于建设方的商业地产建筑电气设计与管理研究[D].北京建筑工程学院，2012.。