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摘要：隨著城市化進程的加快，高層建筑的數(shù)量與建設(shè)規(guī)模逐年增加和擴大，其建設(shè)質(zhì)量與安全性能受到了人們的廣泛關(guān)注，尤其是在建筑電氣設(shè)計方面。本文結(jié)合高層建筑電氣設(shè)計的原則以及高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容，對高層建筑設(shè)備電氣設(shè)計的注意事項進行了分析，旨在提高高層建筑電氣設(shè)計質(zhì)量，為相關(guān)從業(yè)者提供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣安裝；注意事項

高層建筑內(nèi)部能耗通常較高,而提高其電氣設(shè)計水平,可在一定程度上減少能源浪費。對此,在進行高層建筑電氣設(shè)計時,設(shè)計人員需掌握高層建筑電氣設(shè)計原則、高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容,以及高層建筑電氣設(shè)計的注意事項,從而保證高層建筑電氣設(shè)計質(zhì)量。

1高層建筑電氣設(shè)計的原則

1.1靈活性原則

在高層建筑電氣設(shè)計過程中,設(shè)計人員需要結(jié)合各類用電設(shè)備的負荷等級,靈活設(shè)計電氣線路,進而保證穩(wěn)定、安全、連續(xù)供電。主干線的設(shè)計要盡量簡化,以避免多余電氣設(shè)備的接入。這樣,一旦主干線需要增加、切除裝置設(shè)備或電氣線路,設(shè)計人員可以靈活應(yīng)對,工作效率和施工質(zhì)量都能得到有效保障。同時,如果電氣線路出現(xiàn)問題,值班人員就能夠通過監(jiān)控系統(tǒng)第一時間發(fā)現(xiàn)問題,并能及時做出處理,進而保證電氣線路運行的穩(wěn)定性和安全性。

1.2規(guī)范性原則

高層建筑電氣設(shè)計流程必須符合我國電氣設(shè)計規(guī)范的相關(guān)要求,例如《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》《住宅建筑電氣設(shè)計規(guī)范》等。也就是說,設(shè)計人員應(yīng)嚴格依照相關(guān)設(shè)計規(guī)范開展設(shè)計工作,以避免設(shè)計內(nèi)容偏離行業(yè)標準而造成后期工程的頻繁變更或返工。同時,施工單位制定的電氣施工相關(guān)文件也需要符合國家標準,確保電氣施工流程的正規(guī)、合理。

1.3節(jié)能性原則

高層建筑由于功能類型較多,所以能源消耗量較大。因此,在高層建筑電氣設(shè)計環(huán)節(jié),設(shè)計人員應(yīng)遵循節(jié)能性原則。例如在照明方面,設(shè)計人員可通過控制照明設(shè)備的亮度、色溫和顯色指數(shù)等來實現(xiàn)節(jié)能目標,進而減少能源消耗,提高住戶使用的舒適度。設(shè)計人員還應(yīng)深入挖掘高層建筑中節(jié)能設(shè)計的可能性,并結(jié)合實際情況采取相應(yīng)的節(jié)能措施。例如,當變壓器的功率出現(xiàn)損耗時,電氣線路上的有功損耗都屬于無用損耗,因此設(shè)計人員可以通過降低電氣線路中的無用損耗來達到節(jié)能目的。此外,在電負荷較大的設(shè)備中,設(shè)計人員需利用先進技術(shù)來減小其電負荷,有效降低設(shè)備能耗。[1]

2高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容

2.1科學(xué)計算電力負荷

在高層建筑中,電力負荷參數(shù)是供電環(huán)節(jié)設(shè)計需要參考的重要依據(jù),該參數(shù)的取值影響供電質(zhì)量。因此,設(shè)計人員在計算電力負荷時,需確保電力負荷參數(shù)的準確性,否則會影響到電氣設(shè)備的正常運行。在一般情況下,電力負荷數(shù)值的計算方法有負荷密度法和需要系數(shù)法。其中,負荷密度法是根據(jù)供電范圍內(nèi)不同功能地區(qū)占地面積及相應(yīng)的用電負荷密度或年用電量密度,測算預(yù)測期用電負荷或年用電量的一種方法；需要系數(shù)法是用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù),直接求出計算用電負荷的一種方法（詳見中國電力出版社最新版《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》）。

2.2合理布設(shè)配電系統(tǒng)

在對高層建筑進行電氣設(shè)計時,設(shè)計人員需考慮配電系統(tǒng)的構(gòu)成。配電系統(tǒng)包括高壓配電系統(tǒng)、中壓配電系統(tǒng)和低壓配電系統(tǒng)。根據(jù)《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》的規(guī)定,35kV、63kV、110kV為高壓配電系統(tǒng),10kV、6kV為中壓配電系統(tǒng),380V、220V為低壓配電系統(tǒng)。其中,高壓配電系統(tǒng)由兩路獨立的10kV供電電源或一路10kV供電電源與一路柴油發(fā)電機組構(gòu)成。為保證配電的效率與安全穩(wěn)定,設(shè)計人員在電氣設(shè)計環(huán)節(jié),應(yīng)將單臺變壓器的容量控制在1250kV·A以下,使得變壓器可以在正常狀態(tài)下（75%≤荷載率≤85%）運作。同時,設(shè)計人員可在配電室中設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān),以確保變壓器能夠正常運行,進而能夠?qū)Φ蛪呵闆r下重要用電負荷及消防負荷進行合理分配。此外,設(shè)計人員還可通過設(shè)置能耗監(jiān)控系統(tǒng),對用電負荷進行監(jiān)控與計量。

2.3全面優(yōu)化電氣照明設(shè)計

高層建筑的電氣照明設(shè)計,通常包含燈具的造型設(shè)計、擺放布置、照度及光源數(shù)量等內(nèi)容。建筑裝飾通常涉及照明設(shè)計,在設(shè)計過程中,設(shè)計人員需要結(jié)合裝飾要求,合理布置照明設(shè)備,同時要融入相應(yīng)的藝術(shù)設(shè)計,以實現(xiàn)審美功能與實用功能的統(tǒng)一。設(shè)計人員通常會選用傳感器、光敏元件、定時器等智能照明設(shè)備,以實現(xiàn)自動控制照明。此外,高層建筑的電氣照明設(shè)計還包括各類設(shè)備用房照明、應(yīng)急疏散指示照明等。對于變配電室、發(fā)電機房、生活水泵房、防排煙風機房等場所,為了保證其在發(fā)生火災(zāi)時能正常運轉(zhuǎn),設(shè)計人員應(yīng)設(shè)置備用照明,備用照明的最低照度不應(yīng)低于正常照明的照度；對于樓梯間及其前室、電梯前室、疏散走廊、疏散門、門廳、地下車庫、超過200m2的大開間等場所,為確保正常照明熄滅后人員能夠找到安全出口,設(shè)計人員應(yīng)設(shè)置應(yīng)急、疏散照明。在實際設(shè)計時,電氣照明設(shè)計除了要滿足照度要求外,還需考慮安裝線路的選擇及防火要求。如圖1所示,消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)圖中的信號線和電源線線纜均為低煙無鹵耐火型,穿鋼管共管敷設(shè)。

2.4積極做好消防設(shè)計

對于高層建筑而言,由于外部消防救援的救援高度十分有限,所以一旦高層建筑發(fā)生火災(zāi),將會造成較大的經(jīng)濟損失,甚至造成人員傷亡。因此,設(shè)計人員要加強高層建筑內(nèi)部的消防設(shè)計,提高消防水平,以應(yīng)對突發(fā)火災(zāi)的威脅。隨著科技的發(fā)展,設(shè)計人員可針對高層建筑建立火災(zāi)自動報警系統(tǒng),從而及時發(fā)現(xiàn)和控制建筑內(nèi)部的火情,以避免人員傷亡、降低經(jīng)濟損失?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)通常由火災(zāi)探測器、消防控制器（分區(qū)）、消防控制中心、應(yīng)急照明控制主機、消防風機、自動灑水裝置以及自動化氣體噴射裝置聯(lián)合作業(yè),主要用于消防用電設(shè)備電源監(jiān)控、非消防設(shè)備電源監(jiān)控、防火門監(jiān)控等。其中,火災(zāi)探測器可以探測到火災(zāi)信號,并能夠?qū)⒒馂?zāi)信號轉(zhuǎn)換為電信號,電信號會傳輸?shù)椒謪^(qū)報警器或消防控制中心；相關(guān)工作人員可以根據(jù)電信號判斷火災(zāi)位置,并對著火區(qū)域進行封閉和隔離；火災(zāi)會觸發(fā)聲光報警器,住戶可以根據(jù)消防廣播及時進行轉(zhuǎn)移和疏散。這些預(yù)警機制不僅能夠提升消防指揮和監(jiān)控中心的聯(lián)合工作質(zhì)量,還可以有效減少人員及財產(chǎn)損失。

2.5優(yōu)選變電站的位置

高層建筑的變電站通常設(shè)置在負荷中心區(qū)域,以確保變電站的供電半徑可以有效覆蓋相應(yīng)的供電設(shè)施。配電房的建設(shè)位置應(yīng)盡可能選擇污染低、灰塵少、比較干燥且周圍沒有腐蝕性氣體的區(qū)域。變電站的建設(shè)位置選擇完畢后,技術(shù)人員需要對變配電房進行防潮及屏蔽處理,進而最大化地降低濕氣對變配電房造成的影響。變配電房應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的防火墻、防火門及氣體滅火系統(tǒng)裝置,以最大限度地降低安全隱患的出現(xiàn)概率。目前,變配電房出現(xiàn)故障的原因主要是防水措施做得不夠好,以致變配電房內(nèi)部積水嚴重、濕氣過大,進而造成電器元件腐蝕和線路短路,增加火災(zāi)的發(fā)生概率。[2]

2.6做好接地設(shè)計與防雷設(shè)計

由于高度較高,高層建筑極易受到雷電的影響。因此,為了減少雷電對高層建筑造成損害,設(shè)計人員在進行高層建筑電氣設(shè)計時,應(yīng)結(jié)合建筑實際情況,做好接地設(shè)計與防雷設(shè)計工作。設(shè)計人員通常采用在建筑屋面連接閃網(wǎng)等傳統(tǒng)避雷方式來預(yù)防雷電,而隨著技術(shù)的發(fā)展,放射性避雷設(shè)備、消雷器等防雷裝置在高層建筑中的應(yīng)用越來越廣泛,避雷效果更加顯著。[3]高層建筑防側(cè)擊雷也非常重要,設(shè)計人員應(yīng)在每層設(shè)置均壓環(huán),并將其與避雷引下線焊接在一起,以避免側(cè)擊雷對建筑物及內(nèi)部人員造成傷害。用電設(shè)備從高壓端到最末端配電裝置應(yīng)設(shè)置一、二、三級浪涌保護裝置,用來保護用電設(shè)備免受浪涌電流的影響。設(shè)計人員可利用建筑物樁基礎(chǔ)作為接地體,將基礎(chǔ)底板上下兩層主筋沿建筑物外圈焊接成環(huán)形,并將主軸線上的基礎(chǔ)梁及結(jié)構(gòu)底板上下兩層主筋相互焊接成網(wǎng)作為接地體。另外,均壓環(huán)、避雷引下線、接地體、室內(nèi)各種接地設(shè)備等均需進行可靠焊接,以形成閉合網(wǎng),且應(yīng)設(shè)置接地電阻測試點（不少于4處）。

3高層建筑電氣設(shè)計的注意事項

由于高層建筑的照明及空調(diào)負荷大、電梯等運輸設(shè)備多、給排水設(shè)備多,所以用電量非常大。因此,為確保電氣設(shè)備及裝置的安全穩(wěn)定運行,設(shè)計人員應(yīng)對照明負荷和動力負荷進行獨立配電設(shè)計,單獨設(shè)置配電干線。在動力負荷方面,設(shè)計人員可以采取放射方式進行配電；在照明負荷方面,設(shè)計人員可以采取母線槽電纜敷設(shè)方式或預(yù)分支電纜敷設(shè)方式進行配電。在設(shè)計過程中,設(shè)計人員應(yīng)嚴格進行消防與非消防的防火分區(qū)：不同防火分區(qū)內(nèi)的消防不共用干線；防火分區(qū)內(nèi)消防動力與照明（備用照明與應(yīng)急疏散指示照明）不共用干線；強電消防與非消防干線不用同一橋架敷設(shè),進而確保管線的運作穩(wěn)定、安全、可靠。在配電線路選擇方面,消防負荷應(yīng)選擇礦物絕緣、耐火低煙無鹵電纜及導(dǎo)線,非消防負荷可選擇低煙無鹵電纜及導(dǎo)線。設(shè)計人員應(yīng)充分運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將空調(diào)用電設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合,以監(jiān)控用電設(shè)備的電力損耗,進而最大限度地降低空調(diào)能耗。不同樓層之間的空調(diào)管線需進行防震處理,以實現(xiàn)建筑伸縮縫和沉降縫的有效貫通,進而達到一定的耐震性。

4結(jié)語

綜上所述,隨著高層建筑的建設(shè)規(guī)模擴大,其電氣設(shè)計的技術(shù)水平也應(yīng)相應(yīng)提高。高層建筑的電氣設(shè)計需符合我國建筑電氣設(shè)計規(guī)范標準,設(shè)計人員應(yīng)充分結(jié)合建筑實際情況與建設(shè)方要求,明確掌握電氣設(shè)計的原則與要點,以保證高層建筑的電氣運作的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻：

[1]鄧偉,魏蒙希.三維軟件在電氣安裝設(shè)計中的應(yīng)用[J].電工技術(shù),2021(12).

[2]施韜.論建筑電氣工程設(shè)計安裝中存在的問題分析及對策[J].農(nóng)家參謀,2020(21).

[3]司全龍.建筑電氣設(shè)計中的低壓安裝技術(shù)辦法[J].江西建材,2021(04).

作者:齊龍君 單位:湖南湘楚鴻飛建筑設(shè)計有限公司