高层建筑电气设计现代化特点

摘要：本文通过现代化高层建筑的特点；对建筑电气设计的主要内容及设计中应注意的相关问题进行了论述。
关键词：建筑电气 电气设计
引言：高层建筑越来越多，也逐渐为人们所认可，但是高层建筑电气设计质量保证是比较复杂的一个课题，同时，高层建筑耗能浪费的现象也是一个迫在眉睫的问题。在高层建筑中，其电气设计要求也逐渐增高，也必须得符合国家规范，还得提高其居住的适用性等。建筑电气设计的建设逐渐走向自动化、节能化、信息化和智能化，必然对建筑电气设计有许多新的要求，这就要求广大设计人员在设计中，既要保证工程的顺利进行，又要保证所有的图纸审查按时通过，就必须认真把握好工程电气设计的基本要点，提高设备使用效率，从而满足建筑物功能的需要。
1建筑电气设计的主要内容
1.1负荷的计算 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。
1.2供电电源及电压的选择 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。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压，都采用10kV标准电压等级。

1.3高低压配电系统的设计

1.

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3.1高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。
1.3.2计费方式，采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。
1.3.3为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。
1.3.4高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接等等。

1.4主要设备的选型

1.4.1高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。应根高层建筑地下室的标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。

1.4.2电力变压器。根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。

1.4.3低压配电屏。国外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式，特别是大容量的出线，则做成手车式。
1.4.4应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快，故障率低等优点。
1.5电气照明设计 电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型,灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。
1.6防雷与接地 现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。
1.7电梯 电梯按使用功能分，有高级客梯、普通客梯、观景梯、怎么写作梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种；按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按电流分则有交流和直流两大类。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型，不是电气设计人员单方面所能决定的，必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。
2设计中应注意的相关问题

2.1配电回路问题。

每户住宅室内配电回路不能过少,由于配电回路少,每回路所带的负荷就增大,实际等于减少了导线截面。从配电箱出来的分支回路主要有空调电源插座、电源插座、照明、厨房电源插座、卫生间电源插座等。而目前在住宅中，起居室、卧室都会有空调，根据空调器负荷大小，空调回路应有2 个，回路数量一般不少于5 个，分支回路导线截面不应小于2.5m㎡ 铜芯绝缘导线，导线基本上都采用铜芯绝缘线穿管或电缆暗敷设方式，穿线管采用符合阻燃性能要求的PVC 管，严禁导线直埋墙敷设。

2.2电气线路导线问题。

2.2.1住宅室内配线要用铜芯塑料线。而在日常工作中,有的为了节省投资,导线选用铝芯塑料线, 这样一来就为日后用电安全埋下隐患。我们知道铜导线比铝导线机械强度高, 导电性能强,同样截面的铜导线使用寿命比铝线长。由于铝线熔点低, 表面极易氧化,一旦线路过负荷, 铝导线较铜导线易于起火,发生火灾事故。
2.2.2住宅室内导线截面应选择大一些,如进户线至少应选用10 mm²铜芯塑料线,最好选用16 mm²铜芯塑料线,空调回路应不小于4mm²铜芯塑料线, 普通插座及照明回路导线选用2.5 mm铜芯塑料线。因为家用电器( 如微波炉、气体放电灯和镇流器等) 产生的非线性负荷日益增多,使线路产生谐波，而住宅导线的选择通常是按机械强度、发热条件、经济电流密度和电压损失等因素考虑, 往往忽略电压质量和这些谐波的影响, 另外我国迄今没有载流量标准,设计手册等资料所提供的载流量都是制造商(生产厂家)提供的,较国际电工委员会标准(IEC)的载流量约大20% ,而设计中又多未考虑多回路并列暗敷设时相互发热而导致载流量的下降。导线截面过小,将引起回路阻抗增大,电压质量受到一定的影响, 这一点在高层建筑中尤为突出。另外导线截面过小还会使导线发热加剧,绝缘老化加速,易使导线发生线间短路和接地故障,引起电气火灾和人身电击事故。

2.3电缆线路的合理设计。

在一个工程中，线路左右上下纵横交错，小工程线路全长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起设计重视。在建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着于线倒送的现象，亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。另外，还可利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。

2.4低压配电系统中导线{电缆)载流量与断路器整定电流不匹配问题。

电线(电缆)的载流量需与低压短路器的整定电流配合选择，供线路受到短路器的保护，是每个工程都要遇到的问题，是设计人员必须掌握的基本功，看起来很简单，但实际的施工图中问题很多，这类问题主要表现在导线允许持续载流量小于保护该导线的断路器脱扣器的整定电流。正确的做法应是先按负荷的计算电流确定保护短路器的整定电流，再按其选择导线，使导线受到短路器的有效保护。总之，应严格按照《低压配电设计规范》进行设计，全面考虑各种因素，以确保供电安全可靠。
3结语
电气设计是建筑工程重要的内容之一，然而目前，有关建筑电气设计的标准，没有引起专业人员的足够重视，家庭住宅的电气安装比较混乱，电气设计不够规范，许多住宅的电气安装没有考虑家用电器普及和快速发展的态势，埋下了安全隐患。相关工作人员应从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合分析，不断的研究探讨、总结经验，为建筑电气设计的安全与进步做出贡献。
参考文献：
1中国计划出版社. 《民用建筑电气设计规范》. JGJ/T16-1992
2李海安,黎文安.实用建筑电气技术[M].北京:水力水电出版社,1996.