论文部分内容阅读
摘要：随着社会的发展，现代化的建筑住宅设计不断向多功能方向发展，这对于建筑电气设计来说提出了更高的要求，不仅要求形成完整的理论体系，同时结合现代建筑需求进行电气设计，还需要增加电气系统的安全性，针对这些设计要求，本文主要对现代住宅建筑电气设计的几个方面展开谈论，仅供参考。
关键词：建筑电气设计；特点；节能
1 高层建筑电气设计的特点
对于高层建筑来讲，其电气关联的用电设备不仅复杂而且品种繁多。主要是包括了：电器照明方面的所有设备；货梯、客梯等电梯设备；生活水泵和消防泵等给排水设备；冷却塔风机以及水机组等制冷设备；引风机和鼓风机等锅炉房设备；排风机、电冰箱等厨房用电；送风机、回风机、风机管盘在内的空调系统送电设备；以及正压风机、排烟风机等在内的消防设备。另外，不同用处的高层建筑在用电量上也存在差别，不过总的来说耗电量比较大，再加上高层建筑的消防用电、客梯电力、应急照明等还要有分别独立的电源。
2 高层建筑电气设计的主要内容
2.1 电量负荷的计算
电力负荷是多少，是高层建筑供电设计的重要参数依据，其计算的准确程度对选择合理设备并确保电力安全可靠的运行，都能起到重要作用，并发挥节能功效。一般电量负荷的计算方式主要采取负荷密度法与需要系数法。
2.2 低压配电系统
低压配电系统的主接线应满足以下要求：
1）当建筑物变电所高压侧的操作开关不在低压配电装置附近或没有操作开关（如高压采用跌开式熔断器保护）时，变电所的低压侧应设置能带负
荷操作的总开关；
2）当建筑物由邻近变电所的低压侧供电时，在该建筑物进线处宜设置能带负荷操作的总开关，这种开关并有明显可见的断开点。
为了防止电气故障时，引起电气设备或线路的损坏，变压器低压侧配电线路要装设短路保护、过负荷保护用以切断供电电源。
2.3 供电电源以及电压的选择
为保证现代高层建筑的供电可靠性，设置两个相对独立的电源是必须的，而电源的具体数量则可以根据负荷的大小以及实际的电网条件来定量。尽管两路电源独立运行，但它们实际上仍然同时供电，彼此相互备用。此外还要安装柴油发电机组以应急备用，确保能够在15s 之内正常恢复供电。为了保障照明、电脑、电梯、消防等设备的事故用电，我国国内的高层建筑，其供电电压都是用的标准电压，为10kV。
2.4 接地和防雷设计
在现代高层建筑的接地设计中，由于高层建筑多选择钢筋混凝土剪力墙，与楼板之间有较为可靠的连接，重点在于金属管线工作的保障。另外为防止建筑物受雷云静电感应引起的高电位，应将建筑物内较大的金属物加以接地，以便将感应产生的电荷及时引入地中。为防止雷电流电磁感应产生高电压引起火花，平行敷设的长金属物如管道、构架中的钢筋等，每隔一定距离要用金属物跨接并加以接地。为了避免雷电波从架空输电线侵入损坏电气设备，一般采用避雷器。避雷器分管型和阀型两种，管型避雷器主要用在架空线路上，在变配电所及民用建筑内部是用阀型避雷器。
2.5 电气的照明设计
高层建筑的电气照明设计，主要包括灯具的造型设计、灯具的布置、照明度的计算、光源类型选择等。电气的照明设计实际上与建筑的装饰密切相关，因此二者之间应相互照应、相互配合，应确保艺术意境与使用功能的统一。
照明工程设计人员和荧光灯及其他气体放电灯的灯具制造企业，都应注意在采用电感镇流器荧光灯及其他气体放电灯的灯具时，设计文件中应明确注明带补偿电容器，制造企业应将补偿电容器安装在灯具内。电子镇流器具有明显的节能优势，可以工频或直流电源供电。但有些产品的性能稳定性较差，寿命较短，甚至谐波含量较高，在大量使用的场所会出现配电系统严重的谐波干扰现象。特别是一些劣质产品，根本达不到节能的效果。使用电子镇流器时，应选用优质、可靠的电子镇流器产品。个别设计人员在设计荧光灯和其他气体放电灯的配电系统时，照明用电负荷只按光源的使用功率计算，既未设置功率因数补偿电容器，甚至连镇流器的损耗都未计入，按此计算出的电流值将会比实际电流小50%，这是很不安全的。
2.6 消防自动灭火与报警机制的设计
随着科技的进步，高层建筑在火灾自动报警灭火机制方面也逐渐统一，目前主要包括五个部分：火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心、自动洒水灭火器和气体自动喷射，以保证报警灭火自动化系统。在这个过程中，由探测器探测火灾信号，并自动转为电信号，电信号进入分区报警器以及消防中心，转为声光报警信号。而整个消防指挥与监控由消防中心完成。由于高层建筑消防用电设计跨多学科，规模、功能和控制范围都日趋复杂，因此设计的复杂程度也越来越高。
2.7 电梯的用电设计
电梯机房一般在井道的上方。普通电梯的梯井能够连通或者设置开口相连通。电梯根据使用功能多分为客用电梯与货用电梯等；而按照速度划分可分为超高速、高速、快速与低速电梯；按电流可分为直流和交流两种。在现代高层建筑中使用的电梯，为了缩短等待的时间并提高运输能力，多采用超高速或者高速的电梯，分组采取控制。为了提高运行的舒适性与稳定度，客用电梯多采取直流电动机作为驱动。另外，在进行电梯的电气设计时，需要做好各项配电设计、电气照明、选择主开关、设置插座、装置通风及控制等相关问题。
3 高层建筑电气的节能设计
随着我国人口的加剧、工业的不断发展，对能源的消耗也不断增加，正面临能源危机问题。因此各行业都已提出节能的需求，这也是高层建筑电气设计中的重要特点之一。
3.1 满足建筑物的使用功能
高层建筑的电气设计在使用功能方面要满足照明在色温、照度、显色指数这几方面的要求，空调温度和风量也要得到满足，使用舒适度和卫生状况应得到保障；运输通道上下和左右都要畅通无阻；一些特殊技术方面使用的要求要满足，如在娱乐场的用电、展厅的工艺照明以及电力用电等。
3.2 经济效益需要充分考虑
节能的同时也要充分考虑到经济因素，建立在过分增加成本和投入基础上的节能是不建议的。节能的焦点应该在电气设计当中体现，能在较短时间内通过节能而得以费用回报。
3.3 以减少无谓耗能为主
应明确哪些电量消耗是与建筑物的功能无关，再考虑采取的具体措施。在设计过程中，节能措施应遵循“经济合理、价值实用、技术先进”等原则。由于高层建筑耗电量大，节能空间也相对较大，应在设计过程中充分考虑。因此，在选择电气节能的设备时，应对其性能、原理、效果等多方面因素给予考虑，无论是从技术上还是经济上，都要反复比较，在最后定选节能设备，以实现真正的节能功效。
4 结束语
综上所述，城市建筑电气设计是一项系统性很强的工作，广大电气设计工作者在设计中应精心考虑，反复衡量，从安全性、可靠性、经济性以及节能性等方面进行综合考虑，选择合理的供配电方案，实现电气系统经济运行。同时努力采用成熟、有效的节能技术，合理配置建筑节能设备，从而达到真正有效地节约能源。
关键词：建筑电气设计；特点；节能
1 高层建筑电气设计的特点
对于高层建筑来讲，其电气关联的用电设备不仅复杂而且品种繁多。主要是包括了：电器照明方面的所有设备；货梯、客梯等电梯设备；生活水泵和消防泵等给排水设备；冷却塔风机以及水机组等制冷设备；引风机和鼓风机等锅炉房设备；排风机、电冰箱等厨房用电；送风机、回风机、风机管盘在内的空调系统送电设备；以及正压风机、排烟风机等在内的消防设备。另外，不同用处的高层建筑在用电量上也存在差别，不过总的来说耗电量比较大，再加上高层建筑的消防用电、客梯电力、应急照明等还要有分别独立的电源。
2 高层建筑电气设计的主要内容
2.1 电量负荷的计算
电力负荷是多少，是高层建筑供电设计的重要参数依据，其计算的准确程度对选择合理设备并确保电力安全可靠的运行，都能起到重要作用，并发挥节能功效。一般电量负荷的计算方式主要采取负荷密度法与需要系数法。
2.2 低压配电系统
低压配电系统的主接线应满足以下要求：
1）当建筑物变电所高压侧的操作开关不在低压配电装置附近或没有操作开关（如高压采用跌开式熔断器保护）时，变电所的低压侧应设置能带负
荷操作的总开关；
2）当建筑物由邻近变电所的低压侧供电时，在该建筑物进线处宜设置能带负荷操作的总开关，这种开关并有明显可见的断开点。
为了防止电气故障时，引起电气设备或线路的损坏，变压器低压侧配电线路要装设短路保护、过负荷保护用以切断供电电源。
2.3 供电电源以及电压的选择
为保证现代高层建筑的供电可靠性，设置两个相对独立的电源是必须的，而电源的具体数量则可以根据负荷的大小以及实际的电网条件来定量。尽管两路电源独立运行，但它们实际上仍然同时供电，彼此相互备用。此外还要安装柴油发电机组以应急备用，确保能够在15s 之内正常恢复供电。为了保障照明、电脑、电梯、消防等设备的事故用电，我国国内的高层建筑，其供电电压都是用的标准电压，为10kV。
2.4 接地和防雷设计
在现代高层建筑的接地设计中，由于高层建筑多选择钢筋混凝土剪力墙，与楼板之间有较为可靠的连接，重点在于金属管线工作的保障。另外为防止建筑物受雷云静电感应引起的高电位，应将建筑物内较大的金属物加以接地，以便将感应产生的电荷及时引入地中。为防止雷电流电磁感应产生高电压引起火花，平行敷设的长金属物如管道、构架中的钢筋等，每隔一定距离要用金属物跨接并加以接地。为了避免雷电波从架空输电线侵入损坏电气设备，一般采用避雷器。避雷器分管型和阀型两种，管型避雷器主要用在架空线路上，在变配电所及民用建筑内部是用阀型避雷器。
2.5 电气的照明设计
高层建筑的电气照明设计，主要包括灯具的造型设计、灯具的布置、照明度的计算、光源类型选择等。电气的照明设计实际上与建筑的装饰密切相关，因此二者之间应相互照应、相互配合，应确保艺术意境与使用功能的统一。
照明工程设计人员和荧光灯及其他气体放电灯的灯具制造企业，都应注意在采用电感镇流器荧光灯及其他气体放电灯的灯具时，设计文件中应明确注明带补偿电容器，制造企业应将补偿电容器安装在灯具内。电子镇流器具有明显的节能优势，可以工频或直流电源供电。但有些产品的性能稳定性较差，寿命较短，甚至谐波含量较高，在大量使用的场所会出现配电系统严重的谐波干扰现象。特别是一些劣质产品，根本达不到节能的效果。使用电子镇流器时，应选用优质、可靠的电子镇流器产品。个别设计人员在设计荧光灯和其他气体放电灯的配电系统时，照明用电负荷只按光源的使用功率计算，既未设置功率因数补偿电容器，甚至连镇流器的损耗都未计入，按此计算出的电流值将会比实际电流小50%，这是很不安全的。
2.6 消防自动灭火与报警机制的设计
随着科技的进步，高层建筑在火灾自动报警灭火机制方面也逐渐统一，目前主要包括五个部分：火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心、自动洒水灭火器和气体自动喷射，以保证报警灭火自动化系统。在这个过程中，由探测器探测火灾信号，并自动转为电信号，电信号进入分区报警器以及消防中心，转为声光报警信号。而整个消防指挥与监控由消防中心完成。由于高层建筑消防用电设计跨多学科，规模、功能和控制范围都日趋复杂，因此设计的复杂程度也越来越高。
2.7 电梯的用电设计
电梯机房一般在井道的上方。普通电梯的梯井能够连通或者设置开口相连通。电梯根据使用功能多分为客用电梯与货用电梯等；而按照速度划分可分为超高速、高速、快速与低速电梯；按电流可分为直流和交流两种。在现代高层建筑中使用的电梯，为了缩短等待的时间并提高运输能力，多采用超高速或者高速的电梯，分组采取控制。为了提高运行的舒适性与稳定度，客用电梯多采取直流电动机作为驱动。另外，在进行电梯的电气设计时，需要做好各项配电设计、电气照明、选择主开关、设置插座、装置通风及控制等相关问题。
3 高层建筑电气的节能设计
随着我国人口的加剧、工业的不断发展，对能源的消耗也不断增加，正面临能源危机问题。因此各行业都已提出节能的需求，这也是高层建筑电气设计中的重要特点之一。
3.1 满足建筑物的使用功能
高层建筑的电气设计在使用功能方面要满足照明在色温、照度、显色指数这几方面的要求，空调温度和风量也要得到满足，使用舒适度和卫生状况应得到保障；运输通道上下和左右都要畅通无阻；一些特殊技术方面使用的要求要满足，如在娱乐场的用电、展厅的工艺照明以及电力用电等。
3.2 经济效益需要充分考虑
节能的同时也要充分考虑到经济因素，建立在过分增加成本和投入基础上的节能是不建议的。节能的焦点应该在电气设计当中体现，能在较短时间内通过节能而得以费用回报。
3.3 以减少无谓耗能为主
应明确哪些电量消耗是与建筑物的功能无关，再考虑采取的具体措施。在设计过程中，节能措施应遵循“经济合理、价值实用、技术先进”等原则。由于高层建筑耗电量大，节能空间也相对较大，应在设计过程中充分考虑。因此，在选择电气节能的设备时，应对其性能、原理、效果等多方面因素给予考虑，无论是从技术上还是经济上，都要反复比较，在最后定选节能设备，以实现真正的节能功效。
4 结束语
综上所述，城市建筑电气设计是一项系统性很强的工作，广大电气设计工作者在设计中应精心考虑，反复衡量，从安全性、可靠性、经济性以及节能性等方面进行综合考虑，选择合理的供配电方案，实现电气系统经济运行。同时努力采用成熟、有效的节能技术，合理配置建筑节能设备，从而达到真正有效地节约能源。