現代城市高層建筑電氣設計的要點

文/付新衛 新疆康普建設投資（集團）有限公司 新疆烏魯木齊 830001

隨著城市化進程的推進，我國城市建筑逐漸向高層化發展，而這也對高層建筑電氣設計提出了更高的要求，在高層建筑設計中，不僅需要考慮到電氣系統的安全性，實用性，同時也需要注重電氣系統的環保性。在高層建筑中很多的電氣設施是必不可少的，如果出現問題，將會影響到人們的身體健康和人身安全等，所以在高層建筑設計中，必須要對原材料、設備的數量和型號等進行合理的設計，并保證電氣系統的設計符合可持續發展的要求，進而推動高層建筑的建設得到更好的發展。

1、高層建筑電氣設計的特點

在整個高層建筑的設備中，電氣設計是非常重要的一項工作環節。因為在整個建筑過程中，發電機系統、供配電系統、和設備垂直運輸系統等正常的運行都需要依靠科學合理的電氣設計來完成。另外，和一般的建筑項目相比，高層建筑有著非常明顯的特點，其用電負荷的種類很多，而且還存在著差異。所以在高層建筑的電氣設計中，工作人員必須要嚴格按照國家的相關規定進行電氣設計，確定出不同功能下的電氣設計指標參數。在設計過程中，因為高層建筑高，輸配電距離自然就比較大，所以需要的電負荷也就更高。所以在整個電氣設計過程中，電氣設備的安全性和可靠性便成了設計的重點，工作人員應該充分重視。同時，高層建筑中人數多，一旦發生危險時很難及時的逃生，相關的應急照明設備和消防設備的設計也是非常重要的。

2、建筑電氣設計的原則

2.1 經濟性

建筑電氣設計的經濟性就是在設計之前應經過充分預算，保證初期投資經過減少資源浪費可以在短時間彌補，使資金運行合理，保持項目的經濟性。

2.2 可靠性

就是根據每年中不同季節，每天中不同時段的用電負載不同，可以在經濟的基礎上保證電路運行健康，持續供電。

2.3 靈活性

主結線力求簡單、明顯、沒有多余的電氣設備，投入或切除某些設備或線路的操作方便。這樣就可以避免誤操作，又能提高運行的可靠性，處理事故也能簡單迅速。靈活性還表現在具有適應發展的可能性。

2.4 安全性

安全性是要求安裝的線路，在用戶用電時保證安全，在工作人員進行設備·檢查檢修時維護時保證安全。

2.5 科學性

建筑電氣設計必須嚴格依據國家規范，必須貫徹執行國家有關政策和法令，設計文件的編制符合國家現行的標準、設計規范和制圖標準，遵守設計工作程序。

2.6 節能

為了更好的響應可持續化的發展的要求，我們需要在設計過程中引入節能減排、低碳生活的概念和內容。通過實踐得知T5比T8或是T10更具有優勢，在使用過程中T5能夠更好而將電能轉化成為光能，并實現節能的效果;通過高效利用變頻電子技術能夠使電氣設備更好的節約能源，以空調的使用為例，通過變頻設計模式，能夠有效地降低普通電機所產生的耗電量大的問題以滿足了其節能的發展需求。

3、高層建筑電氣設計要點

“新疆北新集團大廈”位于“烏魯木齊經濟技術開發區維泰南2012-C221-01地塊”，該項目地下四層，裙樓三層，地上二十二層，總高99.9米，跨度19.4米，總建筑面積96010.1平方米，合同造價2.12億元。高壓部分由烏魯木齊市電力公司專用線引入主樓備用電源發電機組樓層內電源，統一強電井內由線槽分配至各房間。弱電、網絡寬帶、電視電話、音箱、監控、消防聯動由弱電豎井、橋架內引入各房間。高低壓配電室位于地下室，設有高壓配電柜，低壓配電柜。采用智能保安管理系統對各個房間進行管理，統一由控制室及電話機房電腦房分配。

3.1 對電源以及電壓的確立

為了確保高層建筑供電的穩定性以及可靠性，需要對供電電源以及電壓進行選擇。設計人員應當充分的考慮在樓宇投入使用時所需搭建的電力網絡的要求以及負荷的情況，通過這兩方面的因素考慮從而科學合理的確定電源數量。一般情況下，設計人員都會設計兩個或者以上的獨立電源，就是為了能夠確保供電及時有效。同時在一套供電出現差錯時，能夠作為備用電源進行使用。此外，柴油發電機也是備選方案的考慮條件之一，以確保在電力供給不足的情況下給予支持。

3.2 高、低壓電力的配電

在高層建筑的高低壓電力配置過程中，需要將電力使用進行階段性切換，從而確保電力能夠有效利用。同時單母線的分電方式也是目前高壓配電的通用形式。將放射性的系統主要應用于低壓與高壓的配置，而混合模式的設計則主要用于樓層間的配電。對于高低壓的配電計費需要以高供高計的方式為主，同時對樓層照明電力系統以及動力計費進行區分。

3.3 接地及防雷的設計

高層建筑中的接地設計以及防雷設計是高層電氣設計工作中的主要內容。由于高層建筑對地基的施工通常使用的建筑材料都以鋼筋混凝土為主，同時以鋼筋混凝土的剪力墻技術作為施工技術。因此需要對建筑中的金屬管線提供保障以確保其安全性。在進行電力接地設計的過程中，通常使用混合型的接地系統，其主要方式是將防雷設計與電力接地以及電氣設備的保護設計進行混合以作用于高層建筑中。此外，高層建筑設計中還應當使用避雷針以及避雷帶以確保整個建筑的安全性。

3.4 樓宇照明系統的設計

對于建筑中的照明系統的設計則包括建筑光源的位置、造型、亮度以及類型等方面的因素。同時照明系統的設計還和整個建筑的裝飾有著一定的關聯性。因此，在電力設計的過程中不僅需要考慮其電力功能的實現問題，同時還應當就照明系統的漏電等因素考慮在內。當然，為了符合我們節能環保的發展需求，所以在設計中通常會以節能、安全的材料作為設計首選。如：在樓道照明系統中可以使用時差、聲控等對照明進行節能，同時選用LED型的光源能夠更好的節約能源。

3.5 防火以及報警系統的設置

如果電氣設計中存在不合理的情況必然會導致安全隱患的存在，嚴重時會導致火災等。因此需要在電氣設計過程中加入防火以及報警系統來防止電氣設計的安全隱患帶來的危險。即使出現火情也能夠通過相應的防火系統有效地降低損失。實現火情探測、滅火設備自動消防以及報警器聯動是電氣自動化設計中不可缺少的因素之一。只有整個滅火系統的各個環節能夠及時有效的聯動才能實現滅火自動化的可能性。由于電氣系統是誘發火情的主要原因之一，因此在進行高層建筑的電氣設計過程中必須將滅火消防系統加入到電氣設計中。然而，由于目前高層所涉及的電氣設計的內容越復雜，就會給防火消防系統的設計帶來越大的難度。

4、高層建筑電氣的節能設計分析

我國雖然地大物博，但是人口數量也非常大，從而使得人均資源量比較少。在節能減排的提倡下，我國的高層建筑電氣設備設計也需要能夠遵循節能減排原則，在設計上注意供配電線路、照明等設施上的器材投入，耗能分析等，進而實現節能的目的。

4.1 高層建筑供配電器材方面的設計

高層建筑電氣設計中要想能夠有效的實現節能減排的目的，在設計中需要注意變壓器采用的數量和容量設計，進而使變壓器在工作過程中能夠靈活的應用和切換，進而實現節能的目的。高層建筑可以適當的采用補償的無功補償裝置，進而進行集中補償，防止一些無功消耗造成電能的浪費。同時提升供配電系統的功率因數，提升設備的利用率，進而起到節能減排的目的。

4.2 供電線路節能的設計

高層建筑供電線路的節能可以從以下幾個方面來確定，首先高層建筑的配電系統中要盡可能的縮減供電距離，進而使得線路的耗損有效的減少，同時也能夠節約材料。此外，還可以通過利用電阻率小的電線進行供電，進而實現節能的目的。最后，如果在高層建筑供電中采用的是大功率的用電設備，還需要保證導線的截面足夠大，從而保證設備的正常運行。同時，要保證導線的質量，不能因為利益的誘惑而選擇一些不合格的導線，進而為以后的投入使用埋下安全隱患，不僅無法實現節能效果，同時還可能會引發火災等安全問題。

4.3 建筑照明系統的節能設計

高層建筑照明系統的建設中，所選擇的燈具需要符合環保的特點，同時還需要對高層建筑的照明燈具進行合理的規劃和布置，防止照明的漏洞或者重復照明現象的出現，進而有效的節約電能。同時在高層建筑照明設計中還需要能夠采用節能開關，比如可以采用聲控、光控等開關，這樣在人們有需要的情況下照明系統就會啟動，而人們不需要的情況下就會自動關閉，防止出現人為的原因造成電能的浪費。

結語：

隨著我國高程建筑的不斷增多，建筑工程對各種機電設備的使用也更加的頻繁，這就對高層建筑工程項目中的電氣設計工作提出了新的要求。研究表明，電氣設備需要承擔非常大的電量使用，通過增加電氣設備的承載，來提高設備的負荷。所以在高層建筑電氣設計中，工作人員一定要加強對電氣設計關鍵技術的研究，從而保證高層建筑工作順利進行。

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