現代高層建筑電氣設計的特點及主要內容

于深 于凌燕 尹曉東

摘要：文中從高層建筑電氣專業的特點入手，對高層建筑電氣設計的主要內容進行了分析，并進一步對高層建筑電氣設計需要注意的問題進行了具體的闡述。

關鍵詞：高層建筑；電氣設計；特點；主要內容

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

引言

隨著城市經濟的飛速發展，建筑行業也隨之日益勃興。一方面，建筑產業的技術上有了很大提高，與科學技術之間形成了良性互動。另一方面，越來越多的高層建筑也大大地提高了空間的利用率，對土地資源起到了間接地保護作用。與其他的建筑相比較，高層建筑優勢明顯。因為高層建筑的垂直高度大，而且內部結構較為復雜，所以內部電氣設計具有一定的難度。下面便對高層建筑中的電氣設計的特點和主要內容加以介紹。

一、 高層建筑電氣專業的特點

高層建筑內需要較多的用電設備和消防設備，對電量消耗量較大，而且由于各電氣設備用途存在著一定的差別，所以在用電量上也存有著一定的差別性，但其對電能的消耗是十分巨大，這就對供電的可靠性具有較高的要求，而且部分設備為了確保其供電的可靠性，則需要具有兩個獨立的電源供電，如消防用電、應急照明、主要通道照明、客梯電力、變頻調速生活水泵等。

二、高層建筑電氣設計的主要內容

1、負荷的計算

在高層建筑供電設計過程中，需要以電力負荷來作為其各項設計參數的重要依據，這就需要確保負荷計算的準確性，這樣才能確保選擇的設備的合理性、安全性和可靠性，確保設備能夠經濟運行。通常情況下高層建筑電力負荷計算都是采用負荷密度法和需要系數法來進行。

2、供電電源及電壓的選擇

在現代高層建筑中，通常都需要設置至少兩個獨立電源，而具體數量也需要根據實際情況來定，從而確保供電的可靠性。這兩路電源需要同時進行供電，而且互為備用。目前我國高層建筑規定的標準電壓都為 10kV，而且需要裝設柴油發電機組，在停電 15 秒內即需要自動恢復供電，確保事故照明及一些應急設備的正常用電。

3、供配電系統的設計

（1）高層建筑的電力負荷

高層建筑的電力負荷主要有消防設施、照明裝置、動力負荷以及空調制冷設備和其他電氣設備。高層建筑用電負荷較大，而且負荷中動力和照明用電基本上占到了百分之三十，其他的占到百分之四十左右，而在這些負荷當中，最為重要的則是消防用電。因為高層人員容積率較大，人員密集，內部裝飾材料較多，易燃材料多，極易發生火災，而一旦發生火災，由于內部結構復雜且層數較多，所以人員疏散較為困難，其所帶來的傷亡及經濟損失較大。所以通常情況下，高層建筑的消防用電都會排在第一位，屬于一級負荷。

（2） 供電電源電壓及主接線。

由于高層建筑用電負荷較大，所以需要采用高壓進行供電，供電電壓等級為 10kV。目前很多高層建筑和工礦企業都會采用單母線制為其供電系統的主結線，這種主結線不僅結構較為簡單，而且不需要較多的設備和投資，具有非常好的經濟性。高層建筑電力負荷分為一級負荷和二級負荷兩種情況，一級負荷由兩個獨立電源進行供電，而要求二級負荷需要由雙回路線進行供電，而取得雙回路線困難時，則也可以由一回路專線供電。通過對供電方式的優化設計，確保了高層供電的可靠性和連續性。因此在實際線路設計時，通常采用內橋接法來進行高壓雙回路和三回路進線，而且低壓上則采用單母線分段的方式進行，通過設置母線開關，從而在各段母線上進行負荷的分配，對于特別重要的負荷，由需要由備用的柴油機來進行供電。而且這些高壓雙回路或三回路進線則來自于不同的獨立電源，這樣就有效的確保了供電接線的可靠性。但在這樣的設計中，需要使用較多數量的斷路器，而且變壓器備用容量也較大，這就需要對其經濟性值進行重要計算。同時在供配電裝置中，由于有部分設備屬于充油設備，所以會隱藏著火災隱患，而且也不利于變電所的布置。

（3）變壓器的選擇。

目前高層建筑在選擇變壓器時，很大部分會選擇大容量的變壓器，這在很大程度上確保了效率的提升，但由于其涉及較多的負荷面問題，所以需要根據實際的具體情況，綜合各種因素來適當的選擇變壓器的臺數及容量。專用變壓器則需要根據空調設備的分組來進行設置，這樣可以隨著空調機組的投切來投切相應的變壓器，確保了能夠取得良好的經濟效益。

4、照明設計

（1）光源。

地下室、住宅客廳以熒光為主，設備用房、樓梯、走道和住宅(除客廳外)以白熾燈為主}商場照明僅設置總電源箱，具體燈具布置由二次裝修設計。

（2）事故照明。

地下室、商場、樓梯間的照明系統有兩個電源(備用電源由發電機供給)，另外在電梯前室、樓梯間、配電室、發電機房、水泵房及消防中心等重要場所設應急照明。電梯前室、樓梯間及走道等人員密集通道設誘導燈。

5、導線選擇及線路敷設。

住宅、商場及地下室照明線路，采用 ZRBVV 阻燃型塑料銅心導線。所有由照明配電箱配出的線路均采用金屬線槽明敷。

6、防雷與接地

現代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的。關鍵是做好金屬管線的接地?，F代高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎連接成接地網，這對均衡電位，提高安全性都有好處。

7、電梯

電梯按使用功能分，有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種；按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按電流分則有交流和直流兩大類。設計人員的任務是要確定電梯臺數和決定電梯功能。電梯的配置和造型，不是電氣設計人員單方面所能決定的，必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。

8、防火和報警系統

由于高層建筑面積大、人員復雜，引起火災的可能性很大，加之豎向孔洞多、現代化的塑料貼面材料、全部窗戶密封、設備龐雜、人員和物質等都很集中，發生火災時火勢容易蔓延，疏散人員和撲滅火災也很困難，所以現代化的高層建筑除了在建筑設計方面采取很多措施外，還應設置完善的自動消防系統和防火報警系統。

9、電氣監控系統的合理設計

電氣監控系統設計是電氣自動化設計中的重要內容之一，監控系統能夠及時發現電氣設備運行過程中存在的安全隱患和故障，并將這些信息呈現給工作人員，方便工作人員及時處理這些安全隱患和故障，保證電氣設備正常運行，提高電氣自動化設計的水平。

10、節能系統設計

建筑電子自動化節能系統設計包含多個方面的內容，如墻體、門窗等等。具體來說，建筑電氣自動化設計能夠有效的提高墻體的保溫性能，發揮墻體的節能作用，繼而減少能源消耗，達到節能的目的。門窗節能也是電氣自動化節能設計的重點內容之一，門窗是人們與自然接觸的橋梁，合理使用節能材料，優化電氣自動化設計能夠提高門窗的節能效果。同時，良好的電氣自動化設計能夠凈化室內空氣，提高人們的生活居住環境。

三、高層建筑電氣設計需要注意的問題

首先，高層建筑電氣設計必須在正常情況和停電火災等特殊情況下，保證人員和建筑物安全。其次，電氣設計在滿足使用要求和規范的前提下，要減化供配電系統的結構，從而減少設備的數量和容量，便于操作和維修。最后，設計時確定合理的負荷等級，縮短停電的時間及次數，減少故障。另外，在高層建筑電氣設計過程，還需要做好電氣節能設計，在確保建筑物正常照明、舒適、通常的運輸通道及一些特殊要求的基礎上，確保實現能源消耗的節約。

結束語

隨著高層建筑技術的不斷提升，對高層建筑電氣設計的要求不斷提高，在設計過程中，不僅需要與國家相關規范相符合，而且還要滿足建設方的要求，所以需要設計人員對電氣設計的基本設計要點進行掌握，重點注意設計過程中的一些重要環節，確保高層建筑電氣的可靠性和安全性。

參考文獻

[1]朱勇彪.淺談現代高層建筑電氣設計的特點及主要內容[J].中國科技博覽,2012,(16).

[2]魏耀強.高層建筑電氣設計中的幾點見解[J].建材發展導向,2011,(5).

[3]朱建平,邢煥.高層建筑電氣設計探討[J].中國房地產業,2012,(6).