张希鹏
华北城（天津）投资有限公司 天津 301700
摘要：近些年来,随着科学技术的不断发展,建筑电气设备已逐渐向自动化、节能、信息和智能化方向发展,以便满足更多的需求。电气配电系统设计使建筑电气配电系统设计的范围扩大,技术要求越来越高。合理设计建筑电气的各个系统和运用先进的电气设备对满足建筑功能要求及节约基建投资是极为重要的，在实际设计中，由于设计周期短、时间紧、任务重，往往忽视了设计的经济性、可靠性和节能性，导致投资浪费在电气设备的建设上，尤其是高层建筑。
关键词：高层建筑；电气设计；内容；节能原则；
随着城市规模的不断发展，高层建筑越来越多，因此，高层建筑电气设计就成为设计者不得不面对的问题，同时在能源紧张的今天，更要注重节能的设计。为此，结合多项大中型住宅小区的电气设计工作的经验，详细阐述了现代高层建筑电气设计的主要内容，并提出了设计中应注意的有关问题，简要讨论了建筑电气设计中应注意的几个问题。
一、我国高层建筑电气设计的原则
在高层建筑电气设计的过程中，必须综合考虑以下几个方面：（1）经济性：建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。（2）可靠性：根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性，力求可靠供电。（3）灵活性：主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备，投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样就可以避免误操作，又能提高运行的可靠性，处理事故也能简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。（4）安全性：保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全，以及能在安全条件下进行维护检修工作。（5）科学性：建筑电气设计必须严格依据国家规范，必须贯彻执行国家有关政策和法令，设计文件的编制符合国家现行的标准、设计规范和制图标准，遵守设计工作程序。
二、我国高层建筑电气设计的主要内容
1.供电电源及电压的选择。高层建筑的供电是十分重要的，它不仅影响着建筑中所有人的办公和生活，还对人们的生命安全带来着不同的隐患。所以，保障建筑物的供电系统和供电能力是势在必行的。因此，在考虑到这些因素的前提下，现在的高层建筑都会安装两个及以上的独立电源，而且它们都是同时启动，相互备用。而且，除了独立电力外，还应安装紧急备用的柴油发电机，主要用于在遇到突发情况时，用于应急，减少各种事故的发生率。
2.变电所位置的确定。变电所就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。按用途可分为电力变电所和牵引变电所，而电力变电所则用于工程建筑，它不仅保证供电能的质量和设备的安全，同时还减少了电能的损耗，达到了节能的目的。变压所的位置有多重选择，但是无论是放在哪里，都需考虑是否安全、便利、经济。
3.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、调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计应与建筑内部的装饰和环镜相互配合，这样不仅可以使建筑内部看上去美观富有艺术美感，还可让人在这种环境下做出应有的成绩。建筑工程中的照明系统由正常供电系统和应急供电系统组成，通常以高光效电光源为正常供电系统，这种光源在完成照明的同时，还具有节能的特性。
4.微电脑在变电所中的应用。现代高层建筑规模很大，所以其变电所的规模也较大。
如某大厦的初步设计时，中心变电所设在地下三层，内设手车式高压开关柜14台，抽屉式低压配电柜近40台，电容补偿柜12台，40Ah镐镍电池柜一套及中央信号屏，1600kVA变压器二台，1250kVA变压器二台，其建筑面积150+400m2左右；在第26层（主楼）设有变电所一个。在地下一层，设600kW自起动柴油发电机组二台。整个供电系统很复杂，对这样一个供电系统，要求供电可靠，各种供电参数及开关状态、变压器运行状态和各机房运行状态，若用人工值班，通过电话联系或人工巡视，工作量大，速度也很慢。设计人员在预留的控制室内使用微电脑进行监测、管理，能迅速发现故障，使设备做出最佳工况运行，实现遥控遥测，达到节约能源，减少人力，安全、合理运行。
5.防雷与接地。由于现代高层建筑的出现，防雷设计已成为高层建筑中不可忽视的设计之一，我国在高层建筑设计中一般采用的是避雷针和避雷带作为防雷设施，虽然这种简单可靠、经济实惠的方法减少了雷击事件的发生，但是由于避雷针、避雷带其中存在的缺点也给我们带来不小的损失和麻烦，比如：雷击时它把雷电流引入大地的过程中，要产生强大的感应电流，对电子设备的破坏性尤为巨大；而且避雷针的保护是具有选择性，雷电不能顺利的带到地面进行释放，而存在于建筑内部，这存在这很大的安全隐患。因此，消雷器成为了现代高层建筑的最好选择。它不仅安全可靠，而且没有像避雷针那样有着苛刻的安装条件，并且基本不需要维护,现在已经广泛的运用在建筑行业当中。
6.电梯。电梯按使用功能分，有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、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，必须与总建筑师共同研究才能确定。
7.消防。现代高层建筑的火灾自动报警灭火系统，包括：火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。探测器探测到火灾信号后转换成电信号，进入分区报警器和消防中心，发出声光报警信号。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。关于高层建筑中消防用电的设计问题，涉及到其他许多学科，而且规模越大，功能越多，控制内容越广泛，设计内容也就越复杂。
三、高层建筑电气设计中应注意的问题
由于高层建筑自身的复杂，在电气设计中的许多环节需要结合建筑的整体需要或特殊要求，这无形中提高了高层建筑电气设计的难度。（1）供电的可靠性难以保证。高层建筑自身的供电负荷比较大，各种电气设备特别多，需要电力支撑的功能不仅多而且复杂，这些情况在很大程度上制约了高层建筑电气设计中供电的稳定性和可靠性。（2）动力与生活照明用电供电独立。高层建筑的照明用电一般用母线槽配电，而动力用电常常用的是放射式供电方式，与照明用电分开，双方不共同使用同一个干线。（3）高层建筑地面的管道数量多。由于高层建筑结构上为了形成大空间，各种设备多安装在墙面上，使得地面上的管道数量非常之多。（4）高层建筑的各种防震措施。目前我国高层建筑的施工都十分重视采取稳妥的防震措施，包括建筑伸缩缝等在建筑建构上的防震处理和各种电气设备的防震。（5）高层建筑对消防的要求高。高层建筑由于建筑高、面积和体积大、人员多等等因素造成消防安全的隐患特别多，而且高层建筑一旦发生火灾事故，后果也特别恶劣，这些原因促使高层建筑对消防安全的要求特别高。（6）其他方面。建筑施工过程中由于可以采用一些方法来缩短施工周期，而且建筑顶棚多采用吊顶的方式，给电气设计的具体实施工作带来了困难；另外整个高层建筑的电气管线也需要做好防火防漏电处理。
总之，目前建筑电气的建设逐渐向自动化、节能化、信息化和智能化方向发展，这些方面必然对电气设计有许多新的要求，使建筑电气的设计业务范围不断扩大，技术要求越来越高。只有经过仔细的设计，并根据实际情况予以实施，才有可能设计出合理的电气方案。
参考文献：
[1]刘恒.现代高层建筑电气应用分析.2018.
[2]赵航超.浅谈对高层建筑电气设计主要内容的研究.2019.