现代高层建筑电气设计内容分析

于宏伟

摘要：高层建筑得到了显著的发展，对现代城市高层建筑电气设计提出了新的要求，高层建筑电气设计中既要满足基本的使用要求，又要保证人们的生命财产安全。城市高层建筑电气设计具有自身的特点，本文主要对高层建筑电气方面的设计要点进行了探讨。

关键词：现代城市；高层建筑；电气设计

中图分类号： TU208 文献标识码： A

引言

随着我国社会经济的不断发展，人们对建筑的需求也越来越多。为了满足日益增长的建筑需求，城市中高层建筑的数量逐渐增多。在科学技术的进步下，建筑电器的数量和种类都逐渐增加，建筑的用电量和线路数量也越来越多。根据高层建筑的电气设计的特点，做好电气设计工作，才能促进高程建筑的发展。

一、高层建筑中电气的特点

1、高层建筑使用中能耗相对较大

相对于多层建筑而言，高层建筑在使用过程中对于电力的需求量相对较大，由于高层建筑的建筑面积和规模决定了在电气的使用过程中会消耗掉更多的电能，这种情况下，在对高层建筑的电气进行设计时，应该优先选择节能型的电气设备和系统，例如照明采用LED光源、引入能耗监测系统等措施。

2、高层建筑对于消防要求相对较高

由于高层建筑楼层较多，总建筑高度较高，人员数量相对较多，在其中安装的设备相对较多，火灾隐患较多层建筑大，因此，应急照明和疏散指示系统及火灾自动报警系统的要求则更高。

3、高层建筑日后的改造及发展空间大

电气领域的发展日新月异，新产品新系统层出不穷，在高层建筑电气设计中，配置变压器容量及设置电气管井时，应考虑到将来的发展及改造，满足业主今后的用电需求，保证设备的安装空间。

二、高层建筑电气设计的内容

1、供配电系统

（1）负荷等级及供电电源

按现行的国家规范要求，消防用电设备均应按一级负荷的要求供电。国家根据现阶段目前城市电网的实际情况，电源的电压等级一般采用10kV。二路10kV分别引自不同区域的变电站或同一变电站的不同母线段。每路电源全都需要承担工程中所有的电梯、消防、重要机房等的全部用电负荷，其中二路电源同时运转供应电能，分开运作。超高层建筑对于供电的要求是非常高的，为了确保消防等重要用电设备的稳定性，在供电项目上人们把柴油发电机用作工程中的后备电源，也就是第三方电源，用以保证消防等重要设备的供电可靠性、稳定性。

（2）变配电所的安装设置

由于水泵房、中央空调控制房等全是建造于地表的下层，其余的一些比较大的用电设备主要建造在一楼至五楼，为了让变压器尽可能地接近负荷的中心地带，因此设计的过程中，人们将变配电所设在地下，将柴油发电机房建造在变配电机房的周边地带。对于200m以上的超高层式建筑，通常在建筑的屋顶及避难层也设定了较多的设备，在单个变配电所直接供应电能不是很经济的情况下，可以在避难层再设定一个变配电所，这样可以相对地降低该部位用电设备的供应范围，但在进行变电所设置时：首先要对变压器的垂直运输通道进行全面的考虑；其次还要对设备楼板荷重进行分析，单台变压器的容量不应该超过800kVA。

2、高层建筑的电气照明

照明是人们在高层建筑中正常工作和生活的基础，因此需要有一个合理的照明系统设计。为了保障照明系统设计的合理性，其设计要依据建筑照明设计标准中的要求来进行。在公共的住宅区域安置电功能表，在低压出线配电柜处安装或者在每一层内进行封闭母线插接箱安装；在地下车库、地下商业区等地方设置照明配电箱，同时在配电室低压柜安装电能表；在进行高层建筑的电气照明设计中，灯具的布置、灯具造型的设计、灯具照明度的计算、灯具光源的选择等都与建筑的装饰有着密切的关系，二者之间相辅相成，好的照明设计可以保障其使用价值和艺术价值的一体性。在灯具光源的选择上按照使用功能分为管型高效三基色荧光灯、紧凑型高效荧光灯两种。采用具有高光效的点光源，是一种节能环保的选择，是符合当代社会经济发展趋势的。

3、低压配电线路

照明和电力配电线路的选择和敷设是照明系统和电力系统设计的一部分。高层建筑的配电线路可以分为大楼竖直方向和楼层水平方向两个部分。竖向线路为照明和电力干线，照明干线以插接式母线为主，电力干线以电缆线路为主，电缆用桥架敷设。插接式母线和电缆桥架均敷设在电气竖井内。楼层水平线路有绝缘导线和电缆，绝缘导线或穿管敷设或穿线槽敷设，线槽多敷设在吊顶内。对于设备机房内敷设的线路，一般可采用电缆桥架明敷设。

4、火灾自动报警及控制系统

根据超高层建筑特有的特点，在设置火灾自动报警系统时应按特级保护对象设置，一般情况下都应该设置火灾自动报警系统，但是游泳池、溜冰场、卫生间外等地除外。在消防控制室设置火灾报警控制器及必要的消防控制设备、火灾事故广播等。当有火灾发生时，报警控制器将按预置的程序发出指令，其发动命令的依据就是根据收到的报警信号来完成消防设备的启动。在超高层建筑的消防设计中，按照相关的规范设置感温探测器；而在主入口大堂、营业用房、各种用房（不包括卫生间）及走廊等地安装感烟探测器；同时也要设置一定数量的手动报警按钮在各防火分区；同时也要安装消防专用电话分机，如消防水泵房、备用发电机房、消防风机房、消防电梯机房等地，消防专用电话插口设置在手动报警按钮和各避难层每隔20m处；消控控制中心要设置可直接报警的外线电话。另外在每一层都应该安装供广播事故的扬声器，在确认火灾发生时，保证着火层及上、下层的事故广播扬声器自动接通，方便所有指挥人员能够有序地疏散。

5、高层建筑的防雷和接地系统设计

在自然环境中，雷电作为一种自然灾害，会对人们的生命和财产造成很大的损失。因此，在高层建筑电器设计中必须要考虑到雷电的防护。按照建筑物防雷设计规范的要求和交流电气装置的接地要求，运用先进的技术设备对高层建筑的防雷和接地系统进行设计，保障其安全。

6、消防电源监控系统的设置

为了实时显示消防用电设备的供电电源和备用电源的工作状态和故障报警信息，及被监测电源的电压值，准确显示故障点的位置，在高层建筑中应设置消防设备电源监控系统，监控主机设置在消控中心内。楼层应急照明、防火卷帘、消防风机、消防电梯、消防水泵的配电箱（柜）均应接入该系统。

7、电话系统设计

高层建筑的电话系统应根据建筑物的规模、使用性质、电话用户容量以及用户对电话通信的要求等因素确定。对于高层住宅楼，一般不设电话总机，而是设交接箱直通市局。对于办公楼，尤其是出租性质的写字楼，办公用电话也多直接接至市话网，而大楼内部管理用电话则纳入另设的用户小交换机。对于旅游宾馆、以及一些综合性的商业建筑，由于电话用户比较多、功能要求也比较高，一般均应设置用户小交换机。为了满足人们对通信服务要求的不断提高，高层建筑应尽量选用时分制数字式程控小交换机。前端机房的位置应考虑城镇有线电视网的进户、接收天线的位置和工作人员的方便等等因素。

8、电量负荷的计算方式

高层建筑电气设计中有一个非常重要的部分——电力负荷，对电力负荷计算的精准程度，是合理选择用电设备，保障其安全、可靠和正常运行的基础，且在一定程度上决定了电力设计的合理性和电力运行的安全可靠性。在电力核算计算方式的选择上，有两种核算方式可供选择，分别是负荷密度法和需要系数法，这两种方法都是进行电量负荷运算的重要方法。

结束语

高层建筑在我国建筑行业中的广泛应用，对建筑的现代化发展有着重要的意义。根据高层建筑电气设计的特点，保证电气设计的质量和效果，才能发挥电气设计在高层建筑中的重要作用，促进高层建筑的发展。

参考文献

[1]张九根.高层建筑电气设计基础[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]谢冰.高层建筑电气设计特点及发展研究[J].《中华民居（下旬刊）》，2013.

[3]于天明、关维军.高层建筑的电气设计特点[J].城市建设理论研究，2012.