淺析高層建筑電氣設計的要點及注意事項

【摘要】電氣設計對于高層建筑功能的發揮具有十分重要的作用，近年來雖然也取得了巨大的進步，但仍然存在很多問題和不足之處。本文將圍繞著高層建筑電氣設計問題來進行探討，我們會針對電氣設計的相關注意事項來介紹，同時還闡述了高層建筑的節能方法和節能原則。

【關鍵詞】高層建筑；電氣設計；節能原則

1 高層建筑的電氣設計注意事項

由于高層建筑的電氣設計是一門很綜合的學科，所以要求設計人員要具備很高的專業技術，不僅僅要掌握相關的理論知識，還要滿足不同人群的要求，在保證總體質量的前提下，做出滿意的設計。 再設計工作中目前有幾本規范需要設計人員必須要掌握，這些規定為《 高層民用建筑設計防火規范》（GB 50045-2005）、《火災自動報警系統設計規范》（GB 50116-98）、《 民用建筑電氣設計規范》（JGJ 16-2008），除了要遵照這-些規定以外，作為設計人員還要熟悉其他建筑電氣規范的內容，這樣才能從整體出發，全面的去設計高層建筑的電氣工程，才能保證設計具有綜合性，有更高的質量水平。

2 高層建筑電氣設計的特點

高層建筑的電氣設計工作具有其自身的特點，主要與高層建筑的特點及建筑內的電氣特點相關。首先，在高層建筑中，與建筑電氣相關聯的用電設備種類較多，功能和要求也相對復雜，包括室內、樓道中的安全照明設備，冷卻塔風機等電力制冷設備，貨梯、客梯內的電梯電力設備，鼓風機、 排風扇、電冰箱等廚房用電設備，生活用水以及消防泵等給排水設備，送風機、回風機等空調送電設備。

此外，高層建筑中不同電氣系統的用電量相差較大，而且對供電設備的要求也大不相同，因此必須對不同電力設備配備不同的供電電源。對于高層建筑的消防用電、電梯用電、應急照明用電等必須配備專門的獨立電源，防止外部供電系統斷電后影響居民的正常生活和安全。

3 高層建筑電氣設計的主要內容

3.1 電量負荷的計算

高層建筑供電設計的重要參數依據就是電力負荷，其計算的準確程度對選擇合理設備并確保電力安全可靠的運行，都能起到重要作用，并發揮節能功效。一般電量負荷的計算方式主要采取負荷密度法與需要系數法。

3.2 高低壓電的配電系統

在高層建筑中，高壓配電系統的組成是兩路10kV 的電源，兩路電源同時供電。一般來說，高壓配電采用的形式是單母線分段，自動切換的同時起到相互備用的目的。為了在電氣設計中使變壓器臺數盡量減少，一般單臺變壓器都采用容量大于 1 000 kV A 的，正常狀態下的變壓器能夠解列運行，中間設置聯絡開關，來控制低壓時短路電流的情況。另外，高低壓配電的計費方式，多采取高供高計，仍然需要安裝設計費電度表，將照明和動力兩方面分開的方式計價。

3.3 供電電源以及電壓的選擇

為保證現代高層建筑的供電可靠性，設置兩個相對獨立的電源是必須的，而電源的具體數量則可以根據負荷的大小以及實際的電網條件來定量。 盡管兩路電源獨立運行，但它們實際上仍然同時供電，彼此相互備用 此外還要安裝柴油發電機組以應急備用，確保能夠在15 s之內正常恢復供電。 為了保障照明、電腦、電梯、消防等設備的事故用電，我國國內的高層建筑，其供電電壓都是用的標準電壓，為10kV。

3.4 電氣的照明設計

高層建筑的電氣照明設計，主要包括燈具的造型設計、燈具的布置、照度的計算、光源類型選擇等。電氣的照明設計實際上與建筑的裝飾密切相關，因此二者之間應相互照應、相互配合，應確保藝術意境與使用功能的統一。在現代高層建筑中，普遍采取傳感器、定時器或者光敏元件來實現照明的自動控制作用，并通過各種建筑物的自動化系統來控制照明電路與接觸器。另外，采取高光效的電光源，也是節能照明的重要手段。

3.5 消防自動滅火與報警機制的設計

隨著科技的進步，高層建筑在火災自動報警滅火機制方面也逐漸統一，目前主要包括5個部分：火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心、自動灑水滅火器和氣體自動噴射，以保證報警滅火自動化系統。在這個過程中，由探測器探測火災信號，并自動轉為電信號，電信號進入分區報警器以及消防中心，轉為聲光報警信號。而整個消防指揮與監控由消防中心完成。由于高層建筑消防用。電設計跨多學科，規模、功能和控制范圍都日趨復雜，因此設計的復雜程度也越來越高。

3.6 電梯的用電設計

電梯機房一般在井道的上方，普通電梯的梯井能夠連通或者設置開口相連通。電梯根據使用功能多分為客用電梯與貨用電梯等；而按照速度劃分可分為超高速、高速、快速與低速電梯；按電流可分為直流和交流兩種。在現代高層建筑中使用的電梯，為了縮短等待的時間并提高運輸能力，多采用超高速或者高速的電梯，分組采取控制。為了提高運行的舒適性與穩定度，客用電梯多采取直流電動機作為驅動。

3.7接地和防雷設計

在現代高層建筑的接地設計中，由于高層建筑多選擇鋼筋混凝土剪力墻，與樓板之間有較為可靠的連接，重點在于金屬管線工作的保障。另外，高層建筑一般采取避雷針與避雷帶的傳統方式，隨著技術的發展已出現放射性避雷針與消雷器等設備，雖然這兩種技術已經在很多工程中得以應用，但卻在理論上始終存在爭議，仍需要更多實踐的支持。

4 高層建筑電氣設計的節能方法和節能原則

隨著我國人口的加劇，工業的不斷發展，對能源的消耗也不斷增加，正面臨能源危機問題， 因此各行業都已提出節能的需求，這也是高層建筑電氣設計中的重要特點之一。

4.1 滿足建筑物的使用功能

高層建筑的電氣設計在使用功能方面要滿足照明在色溫、照度、顯色指數這幾方面的要求，空調溫度和風量也要得到滿足，使用舒適度和衛生狀況應得到保障；運輸通道上下和左右都要暢通無阻；一些特殊技術方面使用的要求要滿足，如在娛樂場的用電、展廳的工藝照明以及電力用電等。

4.2 經濟效益

需要充分考慮節能的同時也要充分考慮到經濟因素，建立在過分增加成本和投入基礎上的節能是不建議的。節能的焦點應該在電氣設計當中體現，能在較短時間內通過節能而得以費用回報。

4.3 以減少無謂耗能為主

首先，應明確哪些電量消耗是與建筑物的功能無關，再考慮采取的具體措施。在設計過程中，節能措施應遵循“經濟合理、 價值實用 、技術先進”等原則。由于高層建筑耗電量大，節能空間也相對較大，應在設計過程中充分考慮。因此，在選擇電氣節能的設備時，應對其性能、原理、效果等多方面因素給予考慮，無論是從技術上還是經濟上，都要反復比較，在最后定選節能設備，以實現真正的節能功效。

5 結語

總之，建筑電氣設計涵蓋的內容是很廣泛的，包括配電、照明、供輸電、 防雷、變配電、接地、自動控制等等。在設計的過程中，相關的要求標準和整體的項目程序必須得到遵循，這樣才有助于保證高質量的電氣設計。對于建筑電氣這一綜合學科，需要在理論的基礎之上，按照具體的不同的需求，綜合化的向前發展，這樣才能保證高層建筑電氣設計的合理性，安全性。

參考文獻

[1]路琦，林峰，周瑛俊. 高層建筑中的電氣節能措施[J]. 低溫建筑技術，2009（6）.

[2]章楷盛，李洪偉. 現代高層建筑電氣設計內容分析[J]. 中國科技財富，2010（6）.

[3]韓鋒. 淺議高層建筑電氣的節能設計[J]. 科技促進發展.2009（12）.

[4]王林林，馬傳勇，李豪杰. 淺論高層建筑電氣設計[J]. 中國科技信息. 2009（17）.

作者簡介：顏廷義，男，中國建筑科學研究院沈陽建筑設計部，遼寧，沈陽。