解析高層建筑電氣設計中存在的問題及對策

劉麗姑

摘要：高層建筑由于垂直高度大，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。文中從高層建筑電氣的特點入手，對高層建筑電氣設計存在的問題進行了分析，并進一步提出了高層建筑電氣設計的要點及對策。

關鍵詞：高層建筑，設計對策，安全性，可靠性 1、高層建筑電氣設備的特點

（1）用電設備種類多。高層建筑對功能的要求更多也更完善，如給水排水系統、制冷與采暖設施、火災報警與消防聯動系統、監控系統、智能安防與電子巡更系統、電梯系統、通風系統、建筑智能化和網絡系統等。正是由于其功能要求越來越多，所以其用電設備也變得越來越復雜。（2）用電量大，負荷密度高。高層建筑用電負荷多、負荷密度大。據綜合統計發現，高層賓館、商住樓等高層建筑其負荷密度均在 60W/m2以上，有些甚至高達 150W/m2。即便對于高層民用住宅和公寓，其負荷密度也往往高達25～60W/m2。（3）供電可靠性要求高。高層建筑其用戶也必定較多，因此其對用電可靠性要求也相對較高，其中存在著大量的一級負荷和二級負荷。（4）電氣系統復雜。高層建筑供電系統復雜。由于高層建筑往往有更多更高的功能要求。因此其電氣子系統繁多，且各個子系統相互交聯，復雜程度高。（5）變配電系統分散復雜。高層建筑因其用電量大，用電負荷分散，往往采用多個配電中心的方式進行負荷分配。且監控系統、配線間、消防控制中心等都需要占用一定房間。另外在電梯旁往往還設置一定的豎井和各層的配電小間。（6）設備與線路的防火要求。高層建筑對防火要求較高，一旦發生火災處理起來相對困難。因此高層建筑防火等級要求較高，應盡可能的多使用阻燃材料，電氣布線合理、電纜敷設應盡可能的多穿管，對于易損傷處更應該做好防護。同時對于電纜口應用防火膠泥做好封堵。

2、 建筑電氣設計中存在的問題

2.1 電氣防火設計問題

在火災發生原因中，由于電氣設計的問題而引起的火災在我國的民用住宅火災中占居首位。其中常見的防火設計問題有：民用電氣的設計不完善，有一定的缺陷或者是施工的過程中沒有完全的按照國家的相關規定進行操作。引起火災的主要原因有：電氣設計過程電氣元件使用不當而造成的火災或者是電氣設備由于年久失修而造成火災，再就是由于不按照國家的相關技術要求規范的布置電氣設備而引起了火災。

2.2 與其他線路共同接地問題

現代建筑內存在著很多接地系統，比如電力系統的接地中的重復接地，防雷接地，電子設備接地中的自動防火系統接地、建筑物自動化系統的接地等。我們難以做到真正把這些接地系統分開，因此，當采用共同接地時，應該用專用接地干線，從消防控制室專用接地板引至接地體。

2.3 設計中安全性考慮不夠

電氣設計過程中應充分考慮安全性，比如當水下燈具及潛水泵的電氣系統設計不合理發生漏電時，對應的電源不能及時切斷，出現的失誤將會直接導致各種意想不到的悲劇發生。另外，業主要采取一定措施使設計單位盡可能確保設計質量，工程完工后，對照圖紙，發現問題要及時反饋并盡快修改完善，減少不良事件發生。

3、高層建筑電氣設計對策

3.1電力負荷設計

電力負荷作為建筑物供電的參考數據，計算結果的精準度界定了供電設備的選擇和運行。高層建筑的電力負荷計算尤其重要，關系了建筑物電力供應的安全可靠和節能運行高層建筑的電氣系統與工廠電氣系統相比，具有更多的不規律性和變化性的特征，高層建筑的電氣系統涉及到居民用電、用戶的經濟條件、生活習慣、消費水平、家電的置辦等多種不穩定性因素。這些不穩定性因素往往會加大電力負荷計算難度，因此一般情況下，我們會根據建筑負荷面積來計算電力負荷值，因為電力負荷值與建筑面積呈現正比例相關，建筑面積在 120m2以下，電力負荷值為8kw；建筑面積在120m2～150m2，電力負荷值為12kw；建筑面積在150m2以上的，電力負荷值為16kw。但是電力負荷值的大小與季節的變化關系密切，冬季因供暖需要的電能多，夏季因降溫需要的電能也很多，但是春秋季節相對就少，因此在設定電力負荷基本值的基礎上，根據實際情況和季節的變化酌情增減電力配置容量。

3.2高層建筑高壓配電系統的設計

現代高層建筑所采用高壓配電系統是 15KV 左右的雙路電源同時配電，采用單母線分段，可智能安全切斷，另外一條電源可進行電源回路，疏通電源，互為備用。高層建筑所采用的配電方式多為放射狀系統，而樓層間的配電多采用混合式系統。對于無功補償裝置應及時進行輸電補償，減少電能傳輸，減少電能在長時間不用的情況下的浪費。以位于紅谷灘 CBD 為中心周圍的“綠地中央廣場”小區為例，該小區中的高層建筑高壓接線設計主要分為單母線和雙母線兩種形式，采用雙電源供電系統，配電方式采用互為輔助備用的放射狀輸電，以豎井式為主要形態采取插接式單母線插槽，高層建筑樓層中的配電箱采用自動定時開關，電源取得方式為豎井干線。該小區中設置了無功補償裝置，并根據該小區高層建筑的層數和用電負荷將功率因數補償到 1.23～1.63，這樣可以有效降低變壓器的變電量，而將重點放置在低壓側。

3.3高層建筑的供電、變電設備的選擇

（1）變電設備。根據高層建筑防火防災要求，在高層建筑主體部位盡量不要安裝油浸電力變壓器。由于高層建筑中的電能消耗巨大，因此對變壓器型號和數量的選擇盡量要滿足供電需求。目前市場上常用的變壓器規格為 650KVA、850KVA、1000KVA、1250KVA。此外配電室的設置盡量科學合理，最佳位置應設置在距離負壓中心地帶，方便高壓輸入負壓中心，減少能耗，提高變電效率。

（2）供電設備。供電設備主要是指應急備用的發電裝置，現在的高層建筑中多數采用柴油機發電，這種方式能耗大，發電效率不高。世界上一些先進的高層建筑已經陸續使用燃氣輪發電，這種機器體小精悍、反應靈敏、發電效率高、故障產生少，值得廣泛推廣。

3.4高層建筑的防雷和接地設計

高層建筑因樓層高，受雷雨天氣影響較大，因此其防雷和接地設計不容馬虎。現代城市高層建筑的防雷、接地技術，一般都是利用避雷針將雷電接引入地的方法，這種方式壁壘效果好、簡便可行性高、經濟實用性強。但是在裝設避雷針時需要將建筑物的金屬管道、雷電引下線以及樓面鋼筋等導電物品連接成一個完整的導電位層，盡量保證防雷接地設施、保護和導電接地設施是連接在一起的，共同組成混合接地系統。

3.5高層建筑的照明系統設計

高層建筑的照明系統應該以安全、節能為主，將照明方式、光源選擇、調光控制以及輸電線路的布局都依據節能減排的原則進行。比如調光方式選擇定時開關、聲控開關、節電開關，光源選擇 LED 光源，線路布局以實用性強為主等。以南昌市湖濱南路上的銀湖大廈為例，這棟集普通住宅與寫字樓為一體的高層建筑，整棟大廈的照明系統以節能環保的 LED 光源為主，有效將聲控開關、智能識別、節電開關等技術結合。

4、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]陳宏飛.淺談高層建筑電氣設計的特點[J].建筑設計管理，2011（03）.

[2]夏能勇.現代城市高層建筑電氣設計的要點[J].江西建材，2012（02）.