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摘要：本文介绍了高层建筑的特点，阐述了高层建筑电气设计的原则要求，提出了对高层建筑电气设计的几点思考。
关键词：高层建筑；电气设计；探讨
中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：
高层建筑电气设计时应精心考虑，采用各种措施节约电能，同时应满足科学性、经济性的要求。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。
1 高层建筑的特点
1.1 整体特点：首先，建筑面积大。从国内外建成的高层建筑来看，一座大楼的建筑面积由几万至几十万平方米。其次，建筑高度高。由于建筑面积大，为了减少占地面积，大型建筑物必须向空中发展。高层建筑除地上层外，由于基础和结构上的原因，还有若干地下层。
1.2 电气专业特点
首先，用电设备种类多。电气照明设备：室内、楼梯走道、安全和疏散诱导照明等；电梯设备：客梯、货梯等；给排水设备：生活水泵、消防泵等；制冷设备：包括冷水机组、冷却塔风机等；鍋炉房用设备：包括鼓风机、引风机等；厨房用电设备：冰箱、排风机和各种炊事机械等；空调系统用电设备：包括送、回风机、风机盘管等；消防设备：排烟风机、正压风机等。其次，耗电量大。高层建筑的用途不同，其用电量也有差别，但总的来说耗电量非常巨大。最后，供电可靠性大。高层建筑的消防用电、应急照明、客梯电力、变频调速（恒压供水）生活水泵、排污泵等一级负荷，由两个独立电源供电。
2 高层建筑电气设计的原则要求
2.1 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，节能必须考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。
2.2 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，并满足建筑物的功能，即满足照明的亮度、色温、显色指数；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。
2.3 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。
2.4 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。在高层建筑电气设计的过程中，必须综合考虑上述的四个方面，才能真正起到改善高层建筑电气设计质量的目的。在具体的操作中，一定要综合考虑，力争做到设计的最优化。
3 对高层建筑电气设计的几点思考
3.1 供配电系统的节能设计
根据工程供电容量及负荷的具体使用情况，合理设计供配电系统，做到尽量简单可靠，这对于有效地实现电气节能可以起到很好的作用。首先，变配电所或箱式变电站位置的设置。现代高层建筑的用电量相当大，在确定变配电所或箱式变电站位置时，应尽量靠近负荷中心，这样可以减小配电半径，有利于减少线路损耗。其次，合理选择变压器容量及台数。在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内，从而实现变压器的投入台数可以随季节性负荷的变化灵活投切，减少部分变压器轻载而引起的不必要的电能浪费。最后，优化变压器的经济运行方式。同一变电站的变压器应尽量并列运行，并联后其负荷可以合理地分配，总损耗可以降至最低限度，同时根据负荷的变化调整并联运行的变压器台数，也是降低变压器损耗的有效措施。
3.2 电动机节能设计
减少电动机能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中，应选用高效率的电动机。但是在具体工程中，电动机通常都是水暖及建筑等专业设备所配套，由设备制造商统一供应的，因此节能措施只能贯彻在运行过程中。除了就地电容器补偿以减少线路损耗外，主要是减少电动机轻载和空载运行，因为在轻载运行下电动机效率是极低的。切实可行的办法是采用变频调速控制电动机，使其在负载率变化时自动调节转速，使得与负载变化相适应，以提高电动机轻载时的效率，从而达到节约电能的目的。
3.3 照明节能设计
我国照明用电量约占总发电量的10%左右，而建筑照明用电占建筑耗电的20%～30%，且现有照明装置以低效照明为主，节电潜力巨大。实施照明节能，一是选择高效光源。光源的效率与电力消耗最为密切，常用各类光源中高压钠灯的光效为最高。按不同的工作场所，选择相适应的高效光源，可以降低电能消耗，节约能源。在设计中，应严格控制使用白炽灯，尽量减少高压汞灯的使用量，推广使用细管径荧光灯和紧凑型荧光灯，大力推广高效、寿命长的高压钠灯和金属卤化物灯。二是充分利用天然光源建筑物尽量利用自然采光，靠近室外部分的建筑面积，应将门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗，以达到充分利用自然光的目的。三是充分利用间接光源。采用提高室内反射面的反射光量来提高照度，可以利用墙面、顶棚、地面的反射来增加照度。四是采用合理的控制方式。对于手动控制，可适当增加照明开关点，以达到分区控制灯光的目的，同时可采用各种类型的节电开关，如调光开关、定时开关、节电控制器等。自动控制包括红外遥控开关、光电照明控制、中央控制系统及智能照明控制系统等方式，可结合具体的工程实际，选用以节约用电。
3.4 防火和报警系统
自动消防和防火报警系统一般由检测、报警、确认判断和初期灭火设备、疏散指示系统、排烟灭火系统组成。由于高层建筑面积大、人员复杂，引起火灾的可能性很大，加之竖向孔洞多、现代化的塑料贴面材料、全部窗户密封、设备庞杂、人员和物质等都很集中，发生火灾时火势容易蔓延，所以现代化的高层建筑除了在建筑设计方面采取很多措施外，还应设置完善的自动消防系统和防火报警系统。高层综合建筑的多功能化和技术方面的复杂性，给做好电气设计工作带来了一定的难度。因此，电气设计工作者只有不断总结经验、深入研究，才能不断提高电气设计的技术水平。
3.5 提高设计人员的专业素质
努力提高设计人员的经济意识和业务素质，将技术与经济有机的结合起来。近几年来，电气产品不断更新换代，部分低效高能耗产品已逐渐被淘汰。电气设计人员应加强学习，更新知识，了解国际电气发展科技动态和科技成就，及时掌握新产品的性能、价格，以免造成设备选项错误影响电气设计的经济性。此外，设计人员在设计各阶段与工程造价人员密切联系，避免设计人员只管画图，造价人员只管算钱，投资多少与设计人员无关的现象。在初步设计阶段重视方案选择，施工图预算严格控制在批准的概算以内。
3.6 做好电气设计的技术管理工作
做好工程方案评审工作，制定合理的供配电方案，通过优化设计、精心设计，使技术与经济紧密结合，使设计做到安全、可靠、经济、实用，并经过综合性的评估，取得综合性最优的电气设计方案，切实解决电气设计的经济性问题。同时制定各专业设计经济性相应的管理制度和有关规定，将设计阶段的投资控制纳入工程造价的管理体系。
4 结束语
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。在实际的设计中，往往由于设计的周期短、时间紧、任务重，而忽视了设计的经济性、可靠性、节能性，致使建筑电气设备投资的浪费，对高层建筑而言尤其如此，本文就此进行了探讨。
参考文献：
[1] 刘雅洲， 建筑电气设计原则与设计中常见问题[J]. 建筑技术. 2009，（11）.
[2] 章楷盛，李洪伟，现代高层建筑电气设计内容分析[J].中国科技财富，2010，（9）.
关键词：高层建筑；电气设计；探讨
中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：
高层建筑电气设计时应精心考虑，采用各种措施节约电能，同时应满足科学性、经济性的要求。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。
1 高层建筑的特点
1.1 整体特点：首先，建筑面积大。从国内外建成的高层建筑来看，一座大楼的建筑面积由几万至几十万平方米。其次，建筑高度高。由于建筑面积大，为了减少占地面积，大型建筑物必须向空中发展。高层建筑除地上层外，由于基础和结构上的原因，还有若干地下层。
1.2 电气专业特点
首先，用电设备种类多。电气照明设备：室内、楼梯走道、安全和疏散诱导照明等；电梯设备：客梯、货梯等；给排水设备：生活水泵、消防泵等；制冷设备：包括冷水机组、冷却塔风机等；鍋炉房用设备：包括鼓风机、引风机等；厨房用电设备：冰箱、排风机和各种炊事机械等；空调系统用电设备：包括送、回风机、风机盘管等；消防设备：排烟风机、正压风机等。其次，耗电量大。高层建筑的用途不同，其用电量也有差别，但总的来说耗电量非常巨大。最后，供电可靠性大。高层建筑的消防用电、应急照明、客梯电力、变频调速（恒压供水）生活水泵、排污泵等一级负荷，由两个独立电源供电。
2 高层建筑电气设计的原则要求
2.1 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，节能必须考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。
2.2 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，并满足建筑物的功能，即满足照明的亮度、色温、显色指数；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。
2.3 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。
2.4 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。在高层建筑电气设计的过程中，必须综合考虑上述的四个方面，才能真正起到改善高层建筑电气设计质量的目的。在具体的操作中，一定要综合考虑，力争做到设计的最优化。
3 对高层建筑电气设计的几点思考
3.1 供配电系统的节能设计
根据工程供电容量及负荷的具体使用情况，合理设计供配电系统，做到尽量简单可靠，这对于有效地实现电气节能可以起到很好的作用。首先，变配电所或箱式变电站位置的设置。现代高层建筑的用电量相当大，在确定变配电所或箱式变电站位置时，应尽量靠近负荷中心，这样可以减小配电半径，有利于减少线路损耗。其次，合理选择变压器容量及台数。在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内，从而实现变压器的投入台数可以随季节性负荷的变化灵活投切，减少部分变压器轻载而引起的不必要的电能浪费。最后，优化变压器的经济运行方式。同一变电站的变压器应尽量并列运行，并联后其负荷可以合理地分配，总损耗可以降至最低限度，同时根据负荷的变化调整并联运行的变压器台数，也是降低变压器损耗的有效措施。
3.2 电动机节能设计
减少电动机能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中，应选用高效率的电动机。但是在具体工程中，电动机通常都是水暖及建筑等专业设备所配套，由设备制造商统一供应的，因此节能措施只能贯彻在运行过程中。除了就地电容器补偿以减少线路损耗外，主要是减少电动机轻载和空载运行，因为在轻载运行下电动机效率是极低的。切实可行的办法是采用变频调速控制电动机，使其在负载率变化时自动调节转速，使得与负载变化相适应，以提高电动机轻载时的效率，从而达到节约电能的目的。
3.3 照明节能设计
我国照明用电量约占总发电量的10%左右，而建筑照明用电占建筑耗电的20%～30%，且现有照明装置以低效照明为主，节电潜力巨大。实施照明节能，一是选择高效光源。光源的效率与电力消耗最为密切，常用各类光源中高压钠灯的光效为最高。按不同的工作场所，选择相适应的高效光源，可以降低电能消耗，节约能源。在设计中，应严格控制使用白炽灯，尽量减少高压汞灯的使用量，推广使用细管径荧光灯和紧凑型荧光灯，大力推广高效、寿命长的高压钠灯和金属卤化物灯。二是充分利用天然光源建筑物尽量利用自然采光，靠近室外部分的建筑面积，应将门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗，以达到充分利用自然光的目的。三是充分利用间接光源。采用提高室内反射面的反射光量来提高照度，可以利用墙面、顶棚、地面的反射来增加照度。四是采用合理的控制方式。对于手动控制，可适当增加照明开关点，以达到分区控制灯光的目的，同时可采用各种类型的节电开关，如调光开关、定时开关、节电控制器等。自动控制包括红外遥控开关、光电照明控制、中央控制系统及智能照明控制系统等方式，可结合具体的工程实际，选用以节约用电。
3.4 防火和报警系统
自动消防和防火报警系统一般由检测、报警、确认判断和初期灭火设备、疏散指示系统、排烟灭火系统组成。由于高层建筑面积大、人员复杂，引起火灾的可能性很大，加之竖向孔洞多、现代化的塑料贴面材料、全部窗户密封、设备庞杂、人员和物质等都很集中，发生火灾时火势容易蔓延，所以现代化的高层建筑除了在建筑设计方面采取很多措施外，还应设置完善的自动消防系统和防火报警系统。高层综合建筑的多功能化和技术方面的复杂性，给做好电气设计工作带来了一定的难度。因此，电气设计工作者只有不断总结经验、深入研究，才能不断提高电气设计的技术水平。
3.5 提高设计人员的专业素质
努力提高设计人员的经济意识和业务素质，将技术与经济有机的结合起来。近几年来，电气产品不断更新换代，部分低效高能耗产品已逐渐被淘汰。电气设计人员应加强学习，更新知识，了解国际电气发展科技动态和科技成就，及时掌握新产品的性能、价格，以免造成设备选项错误影响电气设计的经济性。此外，设计人员在设计各阶段与工程造价人员密切联系，避免设计人员只管画图，造价人员只管算钱，投资多少与设计人员无关的现象。在初步设计阶段重视方案选择，施工图预算严格控制在批准的概算以内。
3.6 做好电气设计的技术管理工作
做好工程方案评审工作，制定合理的供配电方案，通过优化设计、精心设计，使技术与经济紧密结合，使设计做到安全、可靠、经济、实用，并经过综合性的评估，取得综合性最优的电气设计方案，切实解决电气设计的经济性问题。同时制定各专业设计经济性相应的管理制度和有关规定，将设计阶段的投资控制纳入工程造价的管理体系。
4 结束语
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。在实际的设计中，往往由于设计的周期短、时间紧、任务重，而忽视了设计的经济性、可靠性、节能性，致使建筑电气设备投资的浪费，对高层建筑而言尤其如此，本文就此进行了探讨。
参考文献：
[1] 刘雅洲， 建筑电气设计原则与设计中常见问题[J]. 建筑技术. 2009，（11）.
[2] 章楷盛，李洪伟，现代高层建筑电气设计内容分析[J].中国科技财富，2010，（9）.