高层建筑电气设计特点及发展研究黄振超

高层建筑电气设计特点及发展研究黄振超

黄振超

（广州市设计院510620）

摘要：随着我国经济的增长，住房的需求也越来越大，我国高层建筑的数量也明显增多，施工质量也成为人们关注的重要问题。而电气设计及相关的问题在高层建筑的质量中占有重要地位，高层建筑的电气设计的合理性直接决定着工程的安全性，因此要重视高层建筑的电气设计问题，要设计出合理的电气设计方案，设计师要控制容易出现的问题，提高对电气设计的重视，保证社会对高层建筑的需求。本文在分析了现阶段高层建筑电气设计的特点和主要内容的基础上，从高层建筑的节能设计、建筑智能化及BIM技术的应用等方面入手，对高层建筑电气设计的发展趋势做了一些有益的探究，为新形势下高层建筑电气设计提供了一定的参考。

关键词：高层建筑；电气设计；智能化；BIM

0引言

改革开放以来我国国民经济飞速发展，城乡一体化逐步加快，我国的城镇人口越来越多，城市高层建筑数量也成倍增加。伴随着人们的物质条件的提高，建筑中经常出现一些数字电气，而且不断增多，建筑用电量以及线路也与日俱增。高层建筑自身所具备的独特特质，为高层建筑电气设计提出了更高的要求。建筑产业现代化建设的实践在全国各地纷纷展开，随之而来对高层建筑的设计提出了更高的要求，现代化的高层建筑（特别是城市综合体建筑）多是集办公和娱乐于一体的建筑群。同时就对高层建筑电气的设计提出了更多的新课题和研究方向。需要设计师们提出更多更好的高层建筑电气设计方法和设计理念。

1高层建筑电气设计特点和主要内容

高层建筑电气设计工作自身具备一些特质，这些特质是同高层建筑的特点以及建筑内的电气有很紧密的联系。首先，高层建筑中所涉及到的建筑电气相关联的电气设备类别不断增加，使用功能以及要求越来越复杂。其中最常见的包括：室内室外的一些安全照明装置、冷却塔风机等电力制冷设备，货梯、客梯内的电梯电力设备，鼓风机、排风扇、空调、冰箱以及生活用水以及消防泵等给排水设备，吹风机、洗衣机等用电设备。现代化的高层建筑往往具有建筑面积大、用电设备多、结构功能复杂而且智能化程度高等等的特点，高层建筑中，电气相关的设备有照明设备、给排水设备、空调体系、消防设备以及电梯设备等等众多种类，造成了高层建筑电气设计的第一个特点就是复杂。电的出现与发展总伴随着电气火灾的发生，高层建筑用电量大，如果电气装置设计不当，有腐蚀气体的房间未采用相应防腐蚀设备，导致绝缘破坏；防爆场所未安装防爆电器；雷击处没有设置适当的防雷接地措施或者装置失效；负荷计算不当，造成线路载流量超载使设备长期超负荷运行，致使设备过热；再有电气安装的不规范、照明装置不按照规范要求安装等等都有可能引发电气火灾，因此安全性和可靠性是高层建筑电气设计上的必要特点。高层建筑电气设计的主要内容，首先是高层建筑电气系统负荷的计算问题，然后是电气系统中供电电源以及电压的选择问题，高压以及低压配电系统的设计问题，电气系统中主要设备的选型问题，高层建筑中的电气照明设计问题，高层建筑电气系统的防雷和接地设计的问题以及消防自动灭火与自动报警机制的设计问题等。

2高层建筑电气设计的发展趋势探究

2.1节能化设计

高层建筑电气节能化设计首先不能降低高层建筑的安全性以及牺牲建筑功能需求。在保证高层建筑的使用功能的前提下，高层建筑节能设计贯穿于建筑的整个寿命的每一个环节，不仅仅是简单的省电。第一，降低输配电系统线路的损耗，根据建筑的具体位置、供电距离、用电设备以及负荷容量等因素，合理设计高层建筑的供电电压和供配电系统，减少电网中的无功电流导致的线路损耗，并保持最好的电压水平。在合理分配有功功率的基础上，做到无功功率的合理分布；第二，选择节能型低损耗的变压器，例如、选择空载损耗低、绕组阻值小的变压器，可以有效降低变压器甚至是输变电线路上的损耗，不仅节约了能源，而且降低了变压器的运营成本；第三，电动机的节能设计，电动机主要用于高层建筑的中央空调和电梯中，其耗电量占高层建筑所有电气设备总耗电量的65％以上。综合考虑实用性和经济成本等因素，电动机的节能方法有很多，电机节能首先要选择合适的电机容量，选择合适型号的电机。采用变频调速，变频调速是提高电机效率的有效手段。进行无功补偿，电感值较大时一方面不利于提高电机效率，另一方面会对电网产生不利影响，因此，可通过无功补偿的方式实现电动机节能的目的；第四，照明的节能设计，照明设计是高层建筑节能设计的重要环节。选择合适的灯具，合理的照明方式和控制方式，并且在设计中通过光导纤维、光导管、采光窗以及采光井等导光、集光和采光设备充分利用天然光源，降低照明装置的使用时间，以达到节能的效果。第五，可再生能源的利用，尽量在高层建筑可允许的场所，合理的设计太阳能、风能等设备以利用这些可再生资源，这样不仅仅有利于节能设计，而且可以改善我国的能源结构，保护环境。我国经济的高速发展带来了能源的过渡消耗以及环境的污染，而建筑耗能在能源消耗中占了很大一部分比例。高层建筑电气的节能化设计，对建立低碳环保的节约型社会极其重要。随着我国经济的快速发展，政府对节能工作的重视程度越来越高，而且社会的节能意识不断加强，节能技术也在不断的更新进步，节能型的建筑电气设计必将成为我国未来高层建筑电气设计发展的趋势。

2.2智能化设计

智能化技术可以应用于高层建筑电气工程的各个领域，可以应用于高层建筑电气工程的供电系统，为用户提供一套集控制技术、电工、电子、信息于一身的综合性应用系统；应用于高层建筑电气工程的线路系统中，对那些需要专门导向的线路温湿度传感器线路、流量计线路、水位开关线路、通信线路等专门设计施工；应用于高层建筑电气设备的优化设计，应用智能化技术的遗传算法和专家系统对高层建筑电气设备进行优化设计；也可以应用于高层建筑电气工程照明系统和高层建筑电气工程自动化控制系统中。传统的电气系统已越来越满足不了现代高层建筑对于建筑功能和条件多样性和个性化的需求，高层建筑电气智能化技术因为可以满足用户安全性的信息沟通、便利的服务设施和舒适的环境等的需求，必将成为高层建筑电气设计行业未来的发展方向。

2.3处理好高层建筑电气设计稳定、

安全、经济三者的关系高层建筑电气设计必须做到安全、稳定、经济这一预期目标，如果稳定、安全与经济之间难以同时兼得，那么优先考虑高层建筑电气设计的安全和稳定，在此基础之上再去追求经济方面的问题。作为一个高水准的高层建筑电气设计方案，必须合理的把握这三方面的度。安全和稳定是前提，在此基础之上做好经济措施，创造更多的经济效益。

2.4BIM的应用

众所周知，BIM技术的主要特点就是可视化、精细化，使用BIM技术，可以使得设计师在设计的各个阶段，对模型的设计更加精准，保障高层建筑的设计效果，例如在方案设计阶段，高层建筑电气设计往往会涉及到系统管线以及构造形式等的问题，传统的设计无法借助三维形式来反映，只能通过电气专业人士基于各个专业平面图纸的想象来进行设计，这种方式在设计不出现变动的时候也时常出现各专业图纸无法对上的问题，当设计出现变动的时候，这种对不上的问题会更多更频繁的出现，传统的设计也无法将建筑内部各部件有效连接。BIM技术的应用有可能带来高层建筑电气工作流程发生变化：BIM技术的使用会使高层建筑电气设计的工作量发生迁移，工作重点会转移到优化和选择上；BIM技术会经常的用于管线的综合设计之中，可以准确确定碰撞位置，优化对比并得出结果，可以使得测量和实际布局更加精准。高层建筑的电气专业产品类型丰富，而且信息量也比较大，如果设计中缺乏信息，那么建筑设计是一个没有灵魂的壳，使用了BIM技术之后，建模深度得到加深，交付标准会更加准确。

3结语

随着城市规模的不断发展，高层建筑越来越多。其中包括大量的动力设备以及完善的消防安全系统，对电气功能要求比较高。提高高层建筑电气设计水平具有十分可观的实际意义，建筑电气设计的特点主要体现在高层建筑中负荷的计算、配电系统的设计、防雷与接地以及消防自动报警和自动灭火系统等方面。国家经济发展的新形势，使得高层建筑电气设计需要新的设计方法和设计理念，高层建筑电气的节能化、智能化和信息化必将成为未来的发展方向。而BIM技术作为我国建筑行业首要的实现目标，可以提高设计的完成度、多专业协同和全面的建筑分析，虽然目前的应用尚有待完善，但是随着经验的总结，技术的进步，必将使得高层建筑电气工程得到一个全新的发展。

参考文献

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[2]刘彬.高层建筑的电气设计特点[J].今日科苑，2007（20）.

[3]陈奇兵，岳辉.高层建筑电气设计的内容与节能探讨[J].门窗，2012（10）