当代高层建筑电气设计存在的问题及对策研究

陈凯

摘 要：本文简要介绍了高层建筑电气设计的特点与原则，详细分析了高层建筑电气设计的重点与难点，对当前高层建筑电气设计中存在的问题做了相关探究，并提出了相应的解决措施。

关键词：高层建筑;电气设计的重点与难点;问题与对策

高层建筑具有很强的空间利用优势，建筑功能也较为丰富，但同时高层建筑在安全、功能、节能等诸多方面，对建筑电气设计提出了更高的要求。在设计之初，应充分调研建筑的功能需求，配套相适应的供配电与智能化系统，严谨设计高层建筑消防安全与设备节能的方案，充分保障高层建筑电气设计的合理性。

1 高层建筑电气设计特点与原则

1.1 设计特点

同普通建筑相比，高层建筑一般来说，存在建筑面积大，建筑高度高，设备运输困难，用电负荷大且供电距离远，智能化系统种类多样等诸多特点。在实际设计过程中，接入专业多，需要有充分足够的设计协调工作，与普通建筑设计相比，有着更高要求的设计精力投入。同时应充分考虑高层建筑的使用要求，合理规划电气设计内容，从而确保建筑供电可靠性与安全性、智能化系统的实用性与拓展性、消防安全与疏散的可靠性[1]。

1.2 设计原则

1.2.1 落实行业标准规范内容

在高层建筑电气设计中，应严格落实行业标准规范要求，以此保障电气工程的基础建设质量，维护高层建筑的整体品质。除此之外，对行业标准规范未涉及或明确的节点，应仔细探讨，制定科学合理的解决方案，使平时状态下各系统安全可靠运行，事故状态下按设定逻辑有序疏散。目前，高层建筑主要的行业标准基础规范是2018年版本的《建筑设计防火规范 GB50016》以及现行的《供配电系统设计规范 GB50052-2009》等规范，其中《民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008》虽年份相對较老，但此规范编订严谨，仍然适用作为主要参考规范使用。

1.2.2 有效性、实用性原则

高层建筑电气设计中，突出设计的有效性、实用性，能够促进建筑使用功能的充分发挥，提高建筑电气系统的整体水平。高层建筑供电半径相对较长，特别是对于一些末端电气设备，供电距离可能会超出规范要求，在设计过程中，应合理设计供配电系统，使电能质量得到充分保障，以适应建筑内各种设备的要求。对于建筑智能化系统，应根据需求合理选择，选择经过市场检验的实用而有效的系统，使其充分发挥其作用，为建筑运行保驾护航[2]。

1.2.3 经济性和环保性原则

节能环保是当今社会建设发展中关注的重点内容，高层建筑作为电力消耗大户，在电气设计中，应将节能环保理念贯穿其中，运用科学合理的手段提高电气设计质量，降低能源损耗，进而创造更大的经济效益。

2 高层建筑电气设计的重点与难点

2.1 供配电系统

经过设计出图的供配电系统，是否能提供可靠并符合要求的电能质量，是高层建筑电气设计的重要指标参数。首先，在设计的初步阶段，应充分调研建筑的功能需求和行业资料，合理确定整个高层建筑所需要的电力负荷，选用相应规格的变压器初装容量，选用变压器台数和容量时，应充分考虑季节负荷的切除方案，既保障用电需求且留有适当的裕量，又避免负荷指标过高造成初投资浪费和后期运行成本高居不下。其次，根据用电负荷设计合理设计供配电系统，使得系统尽可能简单、可靠，消防与重要负荷配电等级不应超过三级，普通负荷配电等级不宜超过四级，设计过程中应尽量避免复杂的供配电构造，此种设计对后期运营队伍要求较高，不利于安全可靠运行[3]。此外，应特别指出的一点事，设计中应尽可能选择与建筑物同寿命的电缆电线，此事规范中只在高层住宅建筑电气规范中有所提及，但此原则个人认为宜扩展到所有类型的高层建筑当中。

变配电室的设计，应把握尽可能靠近负荷中心的原则。一般主变配电室设于单体的地下室内，但不应设于最底层，避免洪涝灾害淹没变配电室，而使得整栋建筑失电。分配电室的设计根据建筑实际负荷和状况确定，可设于中间避难层或屋顶层，变配电室的供电半径不宜小于250m。

2.2 消防安全

对于高层建筑来说，安全是摆在第一位的，是先于生产的。高层建筑存在人员密集、疏散困难等诸多困难，因此设计可靠、有效的消防系统是非常重要的。

首先，对于高层建筑物来说，其消防用电一般都是一二级负荷，或特别重要负荷，因此，可靠的备用电源是非常重要的。只要是市政能提供接口，优先采用第二路10kV市政电源作为备用电源，如市政不具备相应条件或存在特别重要负荷，应设置自备用柴油发电机组或不间断电源UPS、应急电源EPS;

其次，用于消防负荷的竖向干线电缆，除非设有专门的消防电缆井道，否则应采用矿物绝缘电缆。矿物绝缘电缆分为刚性BTTZ和柔性BTLY、YTTW等诸多类型，如有经济条件，应尽可能选择刚性BTTZ矿物绝缘电缆，此种电缆性能优良，火灾时可绝对保障消防设备的供电可靠性，缺点是价格昂贵，施工相对困难。但鉴于此种电缆的卓越性能，仍做优先推荐。柔性矿物绝缘电缆的性能，仍有待实践与时间的检验。

消防部分的智能化系统，常规包括火灾自动报警系统，集中电源集中控制应急照明系统，防火门监控系统，电气火灾监控系统，消防水泵巡检系统，消防设备电源监控系统等，上述系统均为经过实践检验的可靠系统。但其中消防设备电源监控系统的设置有待商榷，智能仪表系统其实完全可以起到电能质量检测与报警的作用，且功能更为强大，个人理解消防电源监控系统的设置有些重复。

2.3 智能化系统

当今社会是智能化的时代，建筑设计也将智能化系统放在了非常重要的地位。智能化系统发展到现在，种类繁多，设计师应从中去粗取精，选择适合设计对象的系统，应把握实用、先进、经济的原则。

下述系统是常规应配置的系统：

2.3.1 电话、网络通信系统

2.3.2 视频监控系统

2.3.3 出入口安全控制系统

2.3.4 电子巡更系统

2.3.5 建筑设备自动化管理系统（BA）

2.3.6 室内信号分布系统

2.3.7 停车场管理系统

其他系统宜根据业主方的实际需求选择与应用。

建筑单体内的弱电机房，建议适当留大一些，当今社会电子产品与系统发展日新月异，应留有适度的裕量，以备日后发展之需。

3 高层建筑电气在设计中存在的问题

3.1 供配电系统设计不合理

部分高层建筑电气设计中，存在着非消防与消防设备供电回路混合的现象。这种现象可能带来的问题是，如果高层建筑在出现火灾情况下，在将非消防设备电源切断时，为消防设备供电的电源也将随之切断，这对于正常的消防救援活动产生很大的影响。

3.2 消防弱电系统的干扰与屏蔽

部分高层建筑电气设计中，存在着将控制模块设于配电箱内，或不同电压等级的线路，如消防广播线路（110V）与其他火灾报警线路共同敷设的情况。此种情况会带来弱电信号的不可靠或误动作，从而直接影响消防预警与救援工作。

3.3 解决对策

需要严格按照国家现行的设计规范规程与标准要求，消防设备供电应自成系统，非消防的无关设备严禁接入消防系统非同一电压等级的线路，应单独敷设或采用槽式防火线槽敷设，中间设防火隔板隔开。

4 结语

综上所述，高层建筑电气设计的内容多，难度大，在工作开展中，应对各系统实行详细的分析与研究，确保各环节设计的合理性，设置相应的防护措施，预防与避免危险因素，最终全面提高电气系统运行效率，保障高层建筑的可靠与安全。

参考文献：

[1]韩丽娜.现代高层建筑电气设计相关问题分析[J].建材与装饰，2018（52）：100.

[2]董明.对高层建筑消防电气设计中配电线路问题的探讨[J].现代农业研究，2018（07）：89-90.

[3]曾刚.高层综合体建筑电气消防设计问题及方式探究[J].福建建材，2018（02）：30-32.