超高層建筑電氣設計的關鍵技術分析

【摘要】現階段，隨著我國經濟的發展，城市規模的擴大，
高層建筑也越來越多，而高層建筑中電氣設計也占據越來越重要
的地位。在當前超高層建筑設計中，電氣設計一直是整個設計工
作的重要環節，對整個建筑功能產生重要影響。為更好的順應和
滿足當今社會變化發展的基本要求，進一步研究現代城市高層建
筑建設過程中電氣的設計和應用就成為了相關技術人員的主要工
作內容。
【關鍵詞】超高層；建筑；電氣設計；技術
1 導言
超高層建筑的不斷增加，會增加整個建筑對機電設備的使用，
隨之而來的是電力負荷的提高。因此，在超高層建筑設計的過程
中要特別注意電氣設計，力求能滿足不同機電設備的用電需求。
然而，建筑樓層越高，其使用的電量就越大，那么其相對的電壓
負荷載也就更多，安全隱患就愈發嚴重，因此，為了有效保證高
層建筑的供電質量和效率，就必須保證高層建筑電力系統的正常
安全運轉，進而消除安全隱患。
2 超高層建筑電氣設計概述
高層建筑的安全性、節能性、抗震性以及電氣應用的自動化
等，是在當今社會發展進程中我國現代城市高層建筑電氣設計工
作開展過程中最基本的工作要求。在我國社會經濟、文化以及科
學信息技術應用水平不斷提升的帶動和影響下，我國高層建筑電
氣設計以及應用的方式和效率都被提出了全新內容的要求。
相關技術工作人員為更好的順應和滿足當今社會變化發展的
基本需求，應不斷轉變自身的設計理念、力求最大限度的提升相
應設計工作的質量。高層建筑中與電氣相關的設備多種多樣，電
氣設計的復雜性、可靠性直接關系著使用者的生命安全。為提高
電氣的使用率，確保用電的安全性，對電氣設計中供電電源以及
電壓的選取、高低壓配電系統和接地、防雷設計等，都是在高層
建筑電氣設計工作開展過程中需要相關技術工作人員尤為關注的
重點設計環節。
3 超高層建筑電氣設計的關鍵技術
3.1 高層建筑低壓供配電系統的可靠性分析
3.1.1 建筑電氣電力負荷
電力負荷計算主要是為了能夠對整個建筑的電力總負荷、不
同需求的用電負荷等級進行準確的判定，通過總負荷進行分支負
荷的計算，最終能夠對電壓損耗、功率損耗及無功率補償等進行
確定。通常將單位指標的計算方法應用于方案設計階段，而系數
法多用于初期及施工圖設計時期，但對于住宅功能的建筑而言，
單位指標法可應用于其設計的每一階段，具有一定的普遍性，相
反當建筑存在用電設備數量較少且期容量差異性較大的時候，則
二項式計算方法較為適用，它主要被應用在干線及配電箱的用電
負荷計算方面。
3.1.2 選擇合適的電源與電壓
在選擇超高層建筑的電壓與電源時，應該綜合考慮問題，需
要選擇合適的符合等級與電容量，還要考慮本地對于供電的實際
需求。為了保證電氣設計的可靠性與安全性，電氣系統中需要設
定兩個電源進行供電，并且還要保證兩個電源是屬于不同的電網，
如果電源屬于同一個電網，促使應該避免電源在電路上的聯系。
這樣能夠保證某一個電源斷電時，另一個電源能夠保證電氣系統
所需負荷。超高層建筑的使用功能不同，對于電氣設計的要求也
存在著較大的差異，其中最為關鍵的是電氣系統中的變壓器規模，
需要根據超高層建筑的實際需求而設定。由于超高層建筑自身的
規模較大，因此對于電壓的相求較高，電壓線路的供電能力有限，
此時可以使用多個小型電源來實行供電。在設計電氣方案時，首
先應該與當地的電力部門取得聯系，并了解市政電網的運行情況，
從而保證超高層建筑電氣系統中使用合適的電壓與電源的等級。
3.2 火災自動報警及控制系統
根據超高層建筑特有的特點，在設置火災自動報警系時應按
特級保護對象設置，一般情況下都應該設置火災自動報警系統，
但是游泳池、溜冰場、衛生間外等地除外。在消防控制室設置火
災報警控制器及必要的消防控制設備、火災事故廣播等。當有火
災發生時，報警控制器將按預置的程序發出指令，其發動命令的
依據就是根據收到的報警信號來完成消防設備的啟動。在超高層
建筑的消防設計中，按照相關的規范設置感溫探測器；而在主入
口大堂、營業用房、各種用房（不包括衛生間）及走廊等地安裝
感煙探測器；同時也要設置一定數量的手動報警按鈕在各防火分
區；同時也要安裝消防專用電話分機，消防專用電話插口設置在
手動報警按鈕和各避難層每隔 20m 處；消控控制中心要設置可直
接報警的外線電話。
3.3 照明系統設計
3.3.1 應急照明的線路敷設和保護
由于應急照明屬于消防用電，其線路的敷設和保護都要比普
通照明更為嚴格，雖然線路敷設工作是在實際現場由施工單位完
成，但是在進行應急照明系統設計的時候，仍然需要依據相關規
范對其線路敷設及保護給出說明，通常包括以下幾個方面：（1）
應急照明線路：包括配電干線和支線，與正常照明線路不得共管
共槽敷設；（2）應急照明配電箱應與正常照明配電箱分開設置，
自帶蓄電池燈具的配電箱除外，并設在無火災危險場所；（3）特
級與一級建筑的照明干線宜采用阻燃耐火型電纜，應急照明支線
采用耐火型電線和電纜；（4）火災應急照明的配電線路應穿金屬
管保護，當暗敷時應敷設在保護層大于 30mm 的非燃燒體內，明敷
吋在保護管外壁采取防火保護措施。
3.3.2 智能疏散指示系統
智能疏散系統由中央通信模塊、中繼通信模塊、帶有地址編
碼的終端疏散燈具以及自帶與火災自動報警系統連接的標準串行
通信端口組成。標志燈是系統的疏散指示執行機構，平時處于巡
檢狀態，當火災時接收到消防應急燈具控制器的動作命令后，其
發光指示箭頭開始按順序向安全出口方向依次閃爍移動，完成導
向光流引導的功能。預定人工控制方案，造成選擇疏散方式的局
限性。所以，智能疏散系統采用隨機邏輯判斷式誘導疏散；主機
柜一般采用 UPS 不間斷電源供電方式，抗干擾性強，主機通信端
口可以與任何具有標準串行通信端口的火災自動報警系統進行連
接，以采集火災報警的實際位置信息。
3.3.3 消防與平時照明兼用的應急燈控制方式
在許多高層建筑中，在諸如公共走道、電梯前室、樓梯等經
常有人走動的場所，常采用平時照明兼做應急照明的方式。在平
時，這些燈具作為普通照明，用戶可以根據需要來現場控制其開
關；出現火災情況時，不論其開關狀態如何，一律強制點亮作為
應急照明燈；平時作為普通照明時，現場開關打到“開”狀態，
則燈具正常點亮，當開關打到“關”狀態時，燈具熄滅，但此時
其相當于充電狀態的常暗應急燈。在出現消防狀況時，如果現場
開關為“開”，則燈具依然保持點亮狀態；若現場為“關”，火災
自動報警系統可以通過控制模塊使得控制線接通，燈具也能點亮。
3.3.4 常亮應急燈的控制方式
根據《民用建筑電氣設計規范》規定：除在假日、夜間無人
工作而僅由值班或警衛人員負責管理外，疏散照明平時宜處于點
亮狀態。由該條規范可知，疏散照明宜設為常亮，而備用照明不
設置為常亮狀態。而在實際工程的設計中，考慮到火災時能讓人
員迅速識別疏散路線和出口通道，疏散指示燈應設計為常亮狀態。
4 結束語
綜上所述，隨著社會經濟、文化以及科學信息技術應用水平
的顯著提升，我國高層建筑建設工作開展過程中電氣的設計水平
以及應用方式也被提出了全新內容的要求。在電氣關鍵技術研究
中，必須要重點分析超高層建筑對電氣的需求，再根據超高層建
筑功能實際情況，選擇相對應的關鍵技術形式，為保證超高層建
筑功能奠定基礎。
參考文獻：
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