高层建筑电气设计方案的优化

高层建筑电气设计方案的优化

赵青莲

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摘要：高层建筑是城市化、工业化的必然结果，具有人员密集、环境优雅、舒适、配套齐全的特征。随着人们生活水平的提高，各类家电产品如雨后春笋般涌进了人们的生活，与此同时，居民对建筑电力的需求量和对电力品质的要求也随之提高。安全、经济、实用、节能、环保的电力供应与分配体系已成为提高人民生活品质的重要保障。在高层住宅楼的设计中，也在不断地采用智能化的设计思想，改善建筑的功能品质。智能化的高层建筑为人们的日常生活提供了方便，但也存在着对生命和财产的威胁。目前，大部分高层建筑具有电气设备种类繁多、敷设线路复杂的特点，因此高层建筑容易引发火灾。在发生火灾时，因其结构复杂、纵向距离较大，导致人员难以撤离。综合以上因素，对某高层建筑展开电气设计的优化。本文主要分析高层建筑电气设计方案的优化。

关键词：高层；电气；优化；方案；设计；建筑

引言

所谓的建筑电气节能设计，其实是在符合建筑物的基础功能的前提条件下，采用适当的优化设计方式来降低电气工程中照明以及变压器等相关设备能耗，大大提高建筑用电的使用效率，减少其使用费用。目前，因为建筑设备的功能日益完善，设备的耗能也日益增加，实现电气节能在建筑设计中的应用，将成为建筑行业发展的必然趋势。

1、建筑电气节能设计原则

1.1降低能源损耗

把节约的概念引入建筑的设计中，可以更好地利用能源，寻找造成能耗损失的根源，并根据这些因素进行有针对性的节能设计。例如，合理地进行配电线路的相关设计，从而降低功率的相关损耗；使用节能型灯具；将用电量相对平均地分配在三相电源上等节能措施。

1.2满足基本要求

设计电气系统的时候，应优先考虑建筑物本身功能的相关要求，保证其能够正常运行。例如，在对通道走廊进行设计的时候，必须首先保证行人在通道中的安全与通畅，同时利用感知技术，有效改善长廊的舒适性，以满足更高的要求。在进行室内设计时，采用能源监控以及楼控系统，既能有效地满足用户对于供电方面的相关要求，又能确保用电的相关安全性。针对特定的建筑物，要根据具体条件，调整配电网结构，以达到建筑自身的特定要求。在节能设计上，既要符合实际的要求，又要重视新技术、新设备的应用，以达到节能减排的目的。

2、高层建筑电气设计方案优化设计

2.1高层建筑变配电优化

对高层建筑电气中的变配电进行优化设计，首先，确定电源的接线形式。本文提供两种电源接线方式。其中，电源接线方式一是将变压设备的出线母线与发电机出线母线都以独立形式运行，不设置额外的联络开关。电源接线方式二是在上述两种母线上设置联络开关，且消防负荷与非消防负荷共母线出线。在实际应用中，为避免可靠性差、不符合消防符合要求等问题产生，在各自接线方式的基础上，还需要在高压侧设置联络，以此使每台变压设备都能够确保有两路10kv电源为其提供运行条件。在确定电源的接线方式后，对发电机的类型进行选择。选择的过程中需要重点考虑发电机的容量。

2.2电气管线敷设

针对装配式住宅建筑，敷设于现浇钢筋砼楼面的导线导管，其最大外径不得超过板厚的三分之一，通常为100mm，而电线穿管管径通常为20～32mm，所以在铺设时要尽可能避免交叉，并要提前做好清理工作。当管线直径不大于地板1/3的时候，最大直径可以选择32规格[。管径大于32规格的情况下，应使用金属桥架。在传统建筑中，埋设于墙内的管线可以沿墙横向布置，其原理是以最短的间距为原则，具有很大的弹性；电气管线的敷设也是按就近的原则进行。例如，插座的埋入应优先，从一个插口到另一个插口，通过点对点的方式进行管线预埋。而在装配式住宅建筑中，由于采用了预制陶粒空心板，板内为纵向中空间距，并在壁面上进行拼缝，如果沿水平方向开挖会造成墙体开裂或拼缝变形。从而可以采用陶粒中空板内孔的形式进行穿线，以减小裂缝和墙体损坏，同时也能满足管线的暗敷层要求。

2.3高层建筑接地防雷优化

目前人类社会正在朝着智能化、网络化的方向发展，万物互联已经成为了必然的趋势，而在高层建筑中，更是有着大量的智能化设备和电子设备，这些设备能否正常地运转直接影响着整个建筑的运转。按其接地目的，可以将其划分为工作接地和保护接地。工作接地是指为电网提供一种与地面的基准电压，它保证了可接触的导体总是处在一个相对安全的电压范围之内，即使接地故障也不会对人造成伤害。由于建筑物的不同接地系统难以完全分离，所以通常都是使用公用的接地设备。

3、建筑电气的设计要点

3.1建筑设备监控系统

利用现代计算机技术，系统能够对建筑内设备实行有效的控制和管理，保证设备安全、可靠、节能、高效地运行。建筑设备监控系统主要针对建筑物内的空调系统、给排水系统、供配电系统以及照明系统等设备进行统一的管理与控制，通过对其进行监测、控制和集中管理，采用适合的运行策略，以实现节能降耗的目的。良好的空气质量能够让人身心愉悦，为提升空气质量，可对地下车库的CO、高大空间及人员密集场所的CO

2、公共活动区域的PM2.5以及特殊场所的有害气体进行监测，同时设备监控系统联动控制通风设备，从而保证建筑物内健康的环境。

3.2新型设备选择

采用新型电气设备能够提升电能的利用率，节约能源，提高系统运行的经济性。搭建带有智能模块的智能配电系统，利于运维，提升运行效率；选用模块化控制保护开关CPS，节约空间，便于维护；采用强弱电一体化设计，实现结构布线模块化，施工便捷，维护管理方便；在条件允许的情况下，电力线路可采用铜铝复合型线缆。

3.3照明设计节能

建筑照明设计首先必须满足建筑最基本的照明需要。建筑照明数量和质量指标应符合国家标准规定，根据不同类型建筑物的使用特点，确定相应的照度要求。在保证安全的前提下，尽量降低能耗，提高能源利用率。按照国家有关规范选择合适的照明灯具，合理布置空间位置。各功能房间均应配置高效节能光源或高效灯具（包括指示标志灯等），并与常亮型灯具配套使用；LED光源可单独使用；楼梯间、走廊照明宜采用声光控制或开关控制灯具；节能型灯具应与节能电子整流器配套使用；应使室内照度达到3～5lx/（m2·h）以上；不得使用白炽灯泡等高能耗灯具。为防止光污染，应尽量选择绿色光源。金属卤化物灯用电感镇流器及就地补偿装置的功率因数均在0.9以上；在符合眩光限制及配光要求的前提下，应选择具有较高灯效或功效的灯具。照明光源多选择LED光源，有的选择与电子镇流器配套使用的细径直管型T5型三基色荧光灯；在保证安全和满足舒适性条件下，尽量选择大口径管。对不同类型建筑，应根据其实际使用情况进行合理设计与安装。镇流器选择一拖一式的低谐波，灯具的功率因数需大于0.9。一层厅每间灯均为就地分组，其他楼层的公共区域，走廊和楼梯间均为自动切换的声光延时控制灯具。

结束语

大力推进绿色建筑的建设，有助于国家“双碳”目标的实现。随着时代的发展，新技术、新设备将不断地涌现。现代建筑电气人应紧跟电气技术发展的前沿，加大对绿色建筑电气设计的研究，推动其创新和进步；当更多的新技术应用在绿色建筑中时，将极大地减少建筑能耗，且使得建筑更智能、更健康，利国利民，意义重大。

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