現代城市高層建筑電氣設計的要點探究

高敬杰

摘要：現代城市高層建筑電氣設備種類和功能越來越豐富，電氣系統更為復雜，電氣設計任務量大，對電氣設計提出了更高的要求。本文簡要闡述了現代城市高層建筑電氣設計的特點，分析了現代城市高層建筑電氣設計的基本原則，分別從不同的幾個方面指出了現代城市高層建筑電氣設計的要點，以此來提高高層建筑電氣設計的合理性與科學性，同時還能夠為相關領域的研究提供參考。

關鍵詞：城市高層;高層建筑;電氣設計;設計要點

一、現代城市高層建筑電氣設計的特點

伴隨城市現代化發展，高層建筑的數量越來越多。與常規建筑相比，高層建筑的人口密度更高，功能需求更為復雜，建筑中應用設備種類豐富，能源的消耗比較大，危險系數較高。受這些因素的影響，城市高層建筑的電氣設計更為復雜，對供電可靠性提出了更高的要求。

設計工作者在平時的電氣設計工作中，必須要保證整體設計的安全性，杜絕安全事故的出現，應當結合具體情況，保證供電系統的平穩運行，在此基礎上，盡量簡化設計，降低安全隱患。在現代城市高層建筑電氣設計中，涉及到多種用電設備，怎樣滿足各類用電設備的使用需求是電氣設計的重點。高層建筑的用電主要可以分為電梯用電、應急用電、消防用電等，針對這一情況，必須配備相應的獨立電源，以免外部的供電系統出現故障后影響居民的正常生活。

二、現代城市高層建筑電氣設計的基本原則

（一）經濟性原則

在建筑電氣設計工作中，要秉持經濟性的原則保證初期投資與運行費用的合理性與經濟性，工作人員在節能設計中，應充分考慮經濟效益，以免由于節能耗費過多的投資，導致運行費用的增加。

（二）可靠性原則

在建筑電氣設計期間，應當保障供電的連續性、平穩性，應結合實際情況維持電氣設計的可靠供電，提高建筑物的舒適性，達到照明及運輸的需要。

（三）靈活性原則

在高層建筑電氣設計期間，要保證主接線的明顯、簡單，盡量減少不必要的電氣設備，為線路的接入和切除提供一定的便利，如此一來能夠有效降低不必要的誤操作，提高電氣系統的可靠性與安全性，及時處理事故問題。

（四）安全性原則

工作人員在對高層建筑進行電氣設計時，要保證整體設計的安全性，在設備與系統的操作中保證設備與人員的安全，確保維護與檢修工作的安全性。

三、現代城市高層建筑電氣設計的要點

（一）防雷與接地設計

現如今，城市高層建筑的接地設計更具現代化的特點，很多高層建筑在剪力墻的建設中把鋼筋混凝土當作主體材料，借助此種方法把剪力墻和樓板連接在一起，確保金屬管線的正常使用。除此之外，隨著時代的不斷發展，傳統的防雷設施如避雷針、避雷帶等得到了創新和發展，出現了放射性避雷針和消雷器等新式的設備，在具體的使用環節中，混合接地系統應用非常廣泛，在高層建筑中合理地應用電氣系統防雷設計、電力接地以及保護設計等等，實現全方位的防御。雖然防雷和接地設計在許多工程中都得到了應用，但是社會上對兩種技術的理論性還留有一定的爭議，今后對于這些新型的設備還需要展開大量的實踐探索。

（二）高低壓配電系統的設計

對于高層建筑來說，能夠同時供電的2路10千伏電源是高壓配電系統的重要組成部分。通常來說，高壓配電主要采用單母線分段的形式，它不僅能夠實現自動切換的目標，而且還可以互相備用。在建筑電氣設計環節中，變壓器的數量越少越好，因此為了確保使用的合理性，要在不影響使用效果的基礎上盡量減少變壓器的數量。在選擇變壓器時，容量要超過1000KV/A，這是因為常規狀態下變壓器可以正常解列運行，為有效防止低壓狀態下發生短路的問題，可以將聯絡開關設置在中間，起到控制調節作用。

除此之外，在低壓配電計算過程中，可以應用高供高計的形式，但是此種方式依然要使用電度表，之后利用公開的方法，借助動力和照片2個展開評價。

（三）合理選用供電電壓和電源

要想提升高層建筑供電系統的穩定性，通常來說，需要設置2個獨立電源。在電源設計中，可以按照負荷的大小、范圍內電網條件等確定電源的數量。從表面上看，2路電源處在獨立運行的狀態下，但是在具體的使用中，二者同時供電，而且二者間存在著互相備用的關系。除此之外，為了盡量避免意外因素導致的斷電問題，供電單位可以增設柴油發電機組，保證意外因素導致斷電之后，能夠在15秒的時間內恢復電力系統的正常運行，保證供電的穩定性。在應急用電標準設計時，要結合應急用電設備展開綜合考慮，常見的應急用電設備包括應急照明設備、電梯設備和消防設備等等，國內的應急用電電壓普遍為10千伏。

（四）火災報警系統設計

如果電氣設計不合理，容易留下很多安全隱患，所以在電氣設計中通常會增設防火系統和報警系統，在事故發生后及時發出警報，降低安全風險。隨著科學技術的不斷發展，高層建筑的火災自動報警和滅火機制也取得了很大的進步，火災探測器能夠準確識別火災信號，將信號轉變成電信號，電信號經由線路傳輸至報警器和消防中心。在電信號傳導到分區報警器和消防中心以后，會立刻轉變成聲光報警信號，之后經由消防中心的指揮與監控執行消防行動。

（五）電梯用電設計

一般來說，需要把電梯機房設置在電梯井道的上側，因而大部分情況下，電梯的梯井都是連通的，或者是通過設置開口的辦法實現連通。在當前的市場中，可以將電梯功能劃分成三大類，分別是貨運電梯、客用電梯和消防電梯。從電梯運行的速度方面，可以將電梯分成4種，分別是低速電梯、快速電梯、高速電梯和超高速電梯。結合電流種類的不同，可以細分為直流電梯和交流電梯。在現階段的高層建筑電梯設計工作中，重點是提高電梯的運輸能力與運行速度，因此多使用高速和超高速電梯，采取分組的方式展開控制。除了要保證電梯的運行速度，還要提升電梯的穩定性與舒適性，客運電梯通常使用直流電動機驅動。不僅如此，在電梯電氣設計環節中，還需要綜合考慮插座的設置、主開關的選用、電氣照明以及各類配電設計等等。

（六）電氣設計中的節能設計

結合高層建筑的使用功能合理進行節能設計工作，需要注意的是，在節能的時候不能夠忽視經濟因素，嚴禁提高投入成本換取節能效果的情況發生，要想將節能設計與電氣設計結合在一起，要重點留意電氣設計細節方面的問題，在減少能源消耗的同時節省投入成本。在電氣設計的節能設計中，要遵循科學經濟的原則，從不同的層次進行考量，結合建筑物的具體情況選用適宜的電氣節能設備，真正實現節能的目標。

（七）照明系統的設計

在維持照明系統基本功能的基礎上，還應當不斷提高照明系統的藝術品味與意境，對于電氣照明設備不帶電部分和外漏部分需要行接地與絕緣處理，在一些較為重要的場合中，應當為照明設備配備2個電源，照明線路最好做到專線專用，預防其他負荷給電壓帶來的影響，保證照明的效果，同時還可以延長電氣照明設備的壽命。

結束語：

綜上所述，隨著城市現代化的不斷發展，高層建筑數量越來越多，大大提高了電氣設計的難度。工作人員在進行高層建筑電氣設計工作時，應當嚴格遵循電氣設計的基本原則，從節能、安全性、穩定性等方面入手，優化電氣系統的設計，規避安全事故，在滿足使用需求的同時，保證高層建筑的建設水平，促進我國建筑事業的良好發展。

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