高层建筑电气设计的研究与应用

高层建筑电气设计的研究与应用

唐建祥

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摘要：高层建筑电气设计工作的开展是进行电气工程施工的前提条件，随着智能建筑产业发展，高层建筑电气设备、线路都更加复杂，对此做好电气设计工作尤为重要。文章对高层建筑电气设计原则进行分析，探讨电气设计问题和设计策略。

关键词：高层建筑；建筑电气；电气设计；建筑设计

引言

随着信息技术的不断成熟，智能化成为各行各业发展改革的重要趋势，智能建筑是一种涉及多学科、多技术的新型建筑，融合了现代建筑、智能通信、自动化控制、多媒体等多个领域，在楼宇管理、实时通信、公共安全、环境营造等方面效果突出，体现出高效性、舒适性、便捷性、灵活性等特点，而电气设计是智能建筑实现诸多功能的基础，需要将电气技术与信息技术有效结合，才能提高建筑的智能化水平。

1建筑电气设计原则

在进行建筑电气设计时，需要遵循合理性、安全性、经济性等多项原则。第一，合理性原则。在进行建筑电气设计的时候，需要设计人员根据现场施工条件以及建设要求，科学选择照明设备和电源管线等设备，以保证建筑空间照度合理，布局简洁舒适，并可以降低电气设备的能耗。第二，安全性原则。在进行电气照明设计时，除了应该符合规范外，需要工作人员对建筑结构和施工位置进行分析，同时对建筑内电气设备进行防雷和防触电处理，使施工安全得到保障。第三，经济性原则。电气设计应该经济合理，要合理选择电气设备和电气线路的容量，避免浪费和不必要的投资。总的来说，以上这些原则都是在建筑电气设计过程中需要考虑到的，遵循这些原则可以确保电气系统的安全性和功能性，同时还能提高整个建筑的使用价值。

2高层建筑电气设计问题

2.1消防配电设计存在的问题

建筑电气设计中的消防配电设计，存在电源监控设备的缺失问题，电源监控设备能够实时监控电源的状态，确保电源的正常运行，然而忽略这一点，无法及时发现电源故障或异常情况，对消防设备的正常运行将会造成直接影响。消防设备电源箱的监管不足，消防设备电源箱负责为消防设备提供电力，实际使用中，缺乏对电源箱的有效监管，无法及时发现电源箱的故障或异常情况，影响消防设备的正常、高效率运行。此类问题会带来严重的安全隐患，因为消防设备在火灾等紧急情况下需要正常运行，以保障人们的生命财产安全，因此要在建筑电气设计中重视这些问题，并采取相应的措施，确保系统的正常运行。

2.2电气节能问题

首先，随着电器设备的不断增多和功能的不断升级，住宅电气系统的负荷呈现出日益复杂和庞大的趋势，导致电能的浪费和不合理利用。其次，传统住宅电气系统通常缺乏智能化管理和控制手段，无法根据不同时间段和家庭成员的需求进行精细化的能源调度，导致了电能的不经济使用。同时，老旧住宅电气设施的存在也使得能效较低、能源浪费较为严重。此外，由于缺乏对电气系统的科学规划和设计，部分住宅电气线路配置不合理，存在过度冗余和过剩的情况，增加了电能传输的损耗。因此，需要通过深入研究和采用创新的设计理念，解决住宅电气系统在能源利用效率、智能化程度和系统可靠性等方面存在的问题，实现住宅电气系统的可持续发展。

2.3变压器设计

作为供配电网与供配电系统进行电能转换的媒介，变压器是重要的电能分配设备，智能建筑用电负荷大，大部分的变压器需要常年接入电网运行，有些变压器选型不合理、设计容量不合适，随着使用年限的增长，变压器的损耗逐渐增大，而且出现老化现象，不能满足用电设备运行需求。系统电能总损耗量越来越多，容易出现一些安全性、稳定性、经济性问题。所以，要做好智能建筑变压器选型设计，充分考虑环境温度、运行方式、技术条件、经济效益、高效节能等综合因素，发挥变压器的最佳功效。

3高层建筑电气设计优化策略

3.1设计配电线路，增强线缆防火性能

设计配电线路时，应考虑选择合适的线路材料，包括具有阻燃或耐火性能的线缆材料，以确保在火灾发生时，线路不会加速火势的蔓延，此外，还应选择具有质量保障的线缆材料，以强化线路的耐用性和稳定性。在线路敷设过程中采取防火措施，有效地提高线路的抗火能力，保障电力系统的安全运行，选择合适的防火涂料，根据线缆的材质和用途，发挥出线缆耐高温、抗火性能良好的优势。在线缆的表面均匀涂覆防火涂料，确保覆盖面积充足，增强线缆的防火性能，定期检查涂覆的防火涂料是否存在脱落、老化等情况，及时进行补涂和维护，保证防火涂料的有效性。选择合适的敷设方式和位置，避开易燃物质，尤其是可燃气体、液体等，以减少火灾发生的可能性，考虑通风情况，避免线路被封闭在密闭空间内，以防止热量积聚引发火灾，避免将线路敷设在高温区域，以防止线路受到高温影响而降低防火性能。在易燃区域设置防火隔离带，以防止火势扩散到线路所在区域，选择耐火性能好的隔离带材料，定期检查和维护防火隔离带的完整性，确保其防火效果。确保配电线路的安全、稳定，还应定期对线路进行检查和维护，如果发现线路故障或异常情况，应及时进行处理和修复，以保证线路的正常运行，强化线缆防火性能。

3.2系统节能优化

供电系统是建筑物中电力供应的核心部分，从供电系统入手进行节能设计，是保证建筑电气设备节能性的关键，通过优化供电系统的设计和运行，可以实现节能效果。所以，为了提高供电系统的节能性，需要工作人员综合考虑多方面的内容。在选择电气设备的时候，需要选用能效等级高的变压器、开关设备和电缆等电气设备，减少能源的消耗。然后，可以在供电系统中加入可再生能源，如太阳能、风能等，减少对传统能源的依赖，降低能源消耗。同时，还要求设计人员合理设计供电系统的容量。此时，设计人员需要根据建筑物的实际用电需求，合理设计供电系统的容量，避免过大的容量造成能源浪费。然后通过合理调整供电系统的运行方式，如合理设置电气设备的运行时间、电压等参数，减少能源的浪费。此外，工作人员可以在建筑电气系统内部安装能源管理系统，实时监测和管理供电系统的能耗情况，及时发现和解决能耗过高的问题。由此可见，通过优化供电系统的设计和运行，可以有效提高供电系统的稳定性和可靠性，减少能源的浪费和损耗，实现建筑物的节能目标。

3.3优化变压器设计

变压器在不同环境下有着不同的性能参数，所以，在设计时，要根据建筑实际需求，选择合适参数的变压器，在电量传输效果不受影响的基础上，优化变压器运行模式，最大程度发挥变压器性能。建筑用电负荷是不断波动的，在计算变压器装机容量时，不能直接选取最佳负荷率，而应该采用稍高于最佳负荷率的负荷率，同时，要考虑到多台变压器同时使用时的相互作用系数，能够满足不同建筑组团用电调节需求。在高温条件下，变压器会逐渐出现绝缘老化的问题，运行效率越来越低，所以，需要将变压器室设计在阳光照射较弱的位置，并且具备良好的通风散热条件。在变压器类型的选择上，尽可能选用新型节能变压器，提高变压器运行效率水平，减少能源损耗，比如，非晶合金铁芯变压器具有明显的节能效果，空载损耗和负载损耗较低，这些都是在变压器设计时需要重点优化的方面。

结语

综上所述，在未来的智能建筑设计中，建筑电气智能化设计将成为越来越不可或缺的一部分，其中会面临各种挑战和问题。因此，在建筑电气设计下还要注重问题分析，强化各方面工作的开展，切实提高建筑电气设计水平，推动项目建设顺利发展。

参考文献

[1]白爱丽.建筑电气智能化设计对智能建筑发展的影响分析[J].电子乐园，2022(2):1-3.

[2]李佼洁.关于智能化建筑电气节能优化设计的策略研究[J].河南建材，2022(11):83-85.

[3]屈晓龙.浅析建筑工程中智能化电气工程技术[J].智能建筑与智慧城市，2018(10):48-49.