高層建筑電氣設計的要點初探

【摘要】為了滿足城市居民數量不斷上漲這一現象，高層建筑成為了城市建設中的主流旋律，而如何確保高層建筑中的電氣設計質量朝著更完善的方向發展，探討高層建筑電氣設計的要點成為刻不容緩的工作。本文通過分析高層建筑中電氣設計的內容，找到其重點問題所在并加以具體探討。

【關鍵詞】高層建筑；電氣設計；節能考慮；注意事項

日新月異的科學技術發展帶動了建筑行業前進的步伐，在高層建筑的設計過程中，電氣設計是一項較為復雜的工程，要充分考慮建筑的整體特點、結合電氣設計的方方面面同時注重節能效益才能使得高層建筑設計得更符合社會大眾需求。電氣設計這一課題的綜合性程度高，并不能孤立于其他因素單一考慮，環保問題是其中很重要的一點，要實現現代化建設的可持續發展就要將能源、環保等問題融入高層建筑的電氣設計中去。

一、高層建筑電氣設計的具體內容

（一）電源

電力負荷程度是高層建筑中電氣設計的一個重要參考數據，準確合理計算能夠保障電的流通是安全的。采用負荷密度法和需要系數法計算電力負荷，在確保電力安全的同時也發揮到了節能的功效。

在電源的設置方面，至少要有兩個獨立電源的設計，而實際上電源的具體數量要根據電力負荷數據來衡量。盡管設計中的兩個電源相互獨立，但它們必須同時供電以保證電的正常供應。此外，要安裝發電機組以備不時之需，確保電源故障能在15秒內解決，其供電電壓為10000V。

（二）配電系統

在高層建筑中，高壓電的配電由兩路10000V的高壓電源同時供電，其單母線分段形式不僅能完成自動切換，同時還能讓兩路高壓電源相互備用。在電氣設計中，變壓器的使用數量越少那么起到的節能作用越大，所以使用容量為1000000V·A的變壓器較為合適。因變壓器起到了解列運行電路的作用，在中建設計開關避免轉化為低壓電的過程中出現短路情況。

（三）照明設計

燈具造型、燈具布置、照明度、光源類型等都是高層建筑照明設計中需要注意的內容。電器的照明設計與建筑的裝飾兩者之間應該相互配合，確保美觀與功能的統一。傳感器、定時器或光敏設備是自動化控制照明所采用的普遍方法，這些設備的使用起到了節能的作用，而采用高光效的電光源也是符合節能照明原則的手段之一。

（四）電梯設計

根據電梯的使用方向可以分為可用電梯和貨用電梯兩類，按其速度分為超高速、高速、快速和低速四類，按照使用電流可以分為直流電和交流電兩種。為了節省時間提高電梯的使用效率，高層建筑中多用超高速或高速電梯。為了使電梯運行穩定，讓乘客感到舒適，客用電梯常用直流電動機為其驅動。在電梯的電氣設計過程中，有必要分析各項數據并加以結合。

（五）消防設計

隨著科學技術不斷進步，高層建筑中的火警系統與滅火系統漸漸統一起來，火災探測器、報警控制器、消防中心、灑水滅火器和氣體噴射器等五個部分構成了高層建筑的消防系統。

在災情發生時，探測器將監測到的火災信號轉化成電信號傳入報警控制器和消防中心，消防的指揮工作由消防中心完成，而向居民反映火災情況由報警控制器完成。

（六）避雷設計

高層建筑的設計中，鋼筋混凝土結構的剪力墻不僅可以很牢固地連接各樓板，同時起到了接地的作用，在雷雨天氣可以將打雷閃電帶來的電流接入地下，避免房屋遭到雷電破壞。

另一方面，高層建筑頂部一般有避雷針或者避雷帶等傳統設計，現代技術下的放射性避雷針和消雷器雖然在理論上存在爭議，但其應用范圍比較廣泛。避雷設計在高層建筑中占據著很大的地位。

二、設計過程中的注意事項

（一）電力負荷問題

高層建筑的用電量特別大，因照明區域增多、空調負荷大、運輸設備運行時間長、排水設施廣，供電量的要求增大，且穩定性要求也有提升。如果高層建筑中的電氣設計不考慮到電量問題會使整個系統癱瘓，因此電源數量要適量。

（二）火警系統

火災報警系統的模式相當復雜，要根據建筑的形式、規模、分類及個體分布等多方面的因素來制動。這種分級劃定災情增大了系統設計的難度，但火災報警系統的準確性和穩定性都大大增加。

（三）消防聯動控制

消防聯動控制氛圍多線制和總線制兩種控制方法，多線制將電源與信號兩線路區分開來，使電源、檢測和控制用不同的導線制式。多線制一般采用五條線路，運用計算機技術中的某些原理將信號線與電源線分時間段重復使用的方式達到監測和控制的目的。總線制又可以分為三總線制和二總線制，所用的布線比多線制少，且能監控更多設備。在大中型的建筑項目中總線制的運用較多，但具體采用哪種制式要結合工程的具體情況來選擇。

（四）線路敷設

線路敷設是防止火災影響通電線路造成更大災害的重要保護項目，曾有相關規定指出所有通電線路必須穿金屬保護管并在非燃燒體結構內受到保護。但在實際設計過程中，這樣的規范常常被設計者忽略掉，如果發生火災會造成很大的損失。

（五）消防故障

消防水泵在啟動后會反饋出處于工作狀態的信號有兩種方法，一種是通過電路信號，第二種是通過物理信號。通過電路信號反饋工作狀態即找到接觸器的合閘作為輔助接點輸出信號，而運用物理信號則是通過水流壓力傳感器來傳遞工作信號。因第一種方法的使用較為廣泛，故障信號的反饋如遇到電源斷電等問題時會遇到故障，不能及時反映，因此設計過程中一定要注意故障信號反映到消防控制室這一過程的完成效果。

（六）閥門控制

在消防控制室中，能夠關閉防火閥是必須的要求。在現實設計中一般所用到的是耐280攝氏度易熔斷的防火閥，如果將防火閥改造為電磁閥的形式，信號可以一對一返回，也可以城主返回，使防火閥的工作更加保險。

三、電氣設計過程中的節能考慮

（一）減少能源損耗

在經濟建設中，節能設計是一項重大政策。節電設計是節能工作中最重要的一部分，關系到一切體系的經濟效益。在高層建筑的電氣設計過程中，根據技術、安全、經濟、能源與環保的原則來設計節約能源的方案。

由于高層建筑中電能的消耗量較大，所以節能空間也相對較大，應了解與建筑物功能無關的耗電環節，采取具體的措施來改善這樣的狀況。在選擇節能設備時，要了解設備的原理、性能、效果等多方面因素，從技術和經濟兩方面選定節能設備，實現真正的節能。

（二）提高經濟效益

在考慮能源節約的同時還要將經濟因素充分考慮在內，如果一味強調節能使得建筑成本大大超過預算是不合理的。節能的主要點應體現在電氣設計當中，在短時間內通過能源的節約得到經濟上的回報。

結語

高層建筑的電氣設計所涉及到的環節非常繁雜，但整個設計過程都必須嚴格按照規范要求進行，電氣設計是建筑設計中最重要的一個部分，它的完善設計能保證居民的生命及財產安全。在電氣設計過程中，節約能源是很重要的一個環節，也是為了實現可持續發展必須遵循的規律。深入探討高層建筑中電氣設計的具體問題才能使現代化建設朝著更積極的方向發展。

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