浅谈高层建筑电气设计

黄水才

（广东南海国际建筑设计有限公司，广东 佛山 528251）

【摘　要】自改革开放以来，我国的经济形式发生了翻天覆地的变化，这也促使了建筑业的快速发展。在城市现代化建设的进程中，高层建筑不断涌现，这不但可以提高城市整体的形象，还可以缓解随人口增加而给带来的空间压力。但是随着城市居民文化意识与生活水平逐渐提高，人们对于发展可持续的意识不断增强，所以在高层建筑性能及节能环保方面提出了更高的要求。对高层建筑的电气设计的特点和目标进行分析和研究，结合目前国内外的设计和笔者的相关经验，阐述了高层建筑电气的设计的方法和应注意的问题。

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关键词 高层；建筑；电气；设计；特点

０　引言

随着社会经济和科学技术的快速发展，我国城市的规模也不断在扩大，国民生活质量的改善，高层住宅逐渐增多。在人们的居住环境得到了极大的改善，人们对建筑物的要求越来越多。为此，高层建筑电气的设计成为了设计师们不得不去面对的问题，而配电系统设计又是高层建筑电气设计的首要考虑问题，其次就是节能利用的原则和方法。

1 高层建筑电气设计的特点

1.1　建筑高度高导致火灾危险性增大

高层建筑是现代城市发展的趋势，由于其建筑高度大，火灾时消防救护工作比较困难，火灾危险性比底层建筑高，为了减低火灾时的危险性，于是对高层建筑的防火提出特别高的要求，同时也对电气设计安全方面提出了更高的要求。

1.2　高层建筑对电气要求越来越高

从电源负荷等级，高低压系统结构，到配电线路敷设与控制方式，都有其特别高的要求，目的就是为了高层建筑内电力设备的安全运行，最终实现保护人民的生活稳定与安全，因此高层建筑电气设计必须按照现行规范严格执行。

1.3　高层建筑中使用的电气设备多而复杂

由于民用高层建筑高度高，使用面积大，因此要想使高层建筑各部分都发挥出应有的功能，就必须配备大量的电气设备，如消防设备，安防设备，预警设备等，而设备的配电要求又有不同的要求和方式，需要考虑的问题比较多。

2　高层建筑电气设计的目标

高层建筑电气设计的目标有以下几方面：①在设备选型上应采用绿色环保、经过国家认证的产品。在符合国家相关规范和供电标准的条件下，节约电能；②电能的质量符合国家有关标准，保障用电设备可以安全正常使用，保障人们的安全；③在保证供电可靠性的前提下，优化配电线路，减少供配电系统电能损失，根据用电性质、用电容量，选择合理供电电压和供电方式，按经济电流密度选择导线截面，从而达到节能环保的目的。

3　高层建筑电气设计要点

3.1　供配电系统设计

以佛山沿海馨庭项目为例，该工程销售区由13栋32层高层建筑组成，地下室二层，总建筑面积约20万平方米。

１）本工程用电负荷等级为一级负荷，采用单母线分段方式供电，主供电源由一路10kV高压市政电源供电，备供电源采用一台800kW自起动柴油发电机组。住宅部分安装容量9165kW，商业部分安装容量1911kW，在负一层设置3个电房共10台800kVA的变压器供住宅用电，设置一台2000kVA的变压器供商业用电。各变压器之间采用环网方式供电，提高供电可靠性。

２）高层建筑低压配电系统：（1）根据照明及动力负荷的分布情况，分别设置独立的配电系统；（2）住户部分供电采用插接母线供电，根据功能采用分段供电；（3）高层住宅配电设置每三层设计量表分户计量，走廊、楼梯间等公共场所照明按楼栋设置总计量表。

３）本工程消防负荷等级按本工程最高等级一级负荷供电。消防负荷包括消防水泵、消防风机、消防电梯、防火卷帘、防排烟设备、消防控制设备、应急照明等，配电由专用的消防回路从配电房放射式供电，并在最末一级配电箱处设双电源自动切换装置，备用电源采用柴油发电机组。

４）建筑照明方面设计根据视觉要求，工作性质和环境要求等，并考虑与天然采光结合，合理布局照明设备，选用高效节能灯具，整个照明系统应保证效率、质量的前提下，实现绿色，环保节约。本工程一般照明灯用翘板开关采用一灯或多灯控制，楼梯灯采用红外人体感应开关作自动和延时控制。车库照明采用时间段亮灯方式：夜间12:00前全部点亮，地面照度50lx;夜间12:00~深夜2:00点亮1/2;深夜2:00~早晨6:00点亮1/3，采用智能照明控制系统，达到节能的目的。

3.2　防雷与接地系统设计

根据规范《建筑物防雷设计规范》GB50057要求，先计算确定该建筑物的防雷分类和雷电防护等级以及对应等级的保护措施及相应的防雷做法，使建筑物防雷与建筑的形式与艺术造型相协调。第二、第三类防雷建筑物应采取防直击雷、防侧击雷和防雷电波侵入等措施。

１）防直击雷采取以下措施：（1）沿屋顶周边设置接闪带，其安装位置高出屋顶外沿；（2）利用建筑物刚结构或混凝土梁，柱内2根直径不少于16mm的钢筋作引下线，专用引下线不少于2处，平均间距不少于（二类：18m，三类25m）；（3）屋面上所有突出物、金属管道、构件均与接闪带可靠连接。

２）高度超过60m的建筑物，其上部占高度20%并超过60m的部位，应采取以下防侧击雷和等电位的保护措施：将达到高度及以上的外墙上栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接；竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。高层建筑内作为引下线的结构钢筋，必须通长焊接，焊接长度不应小于6d。

３）防雷电波侵入的措施，应符合下列要求：当低压线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时，在入户端应将电缆金属外皮、金属线槽接地。当低压架空线转换金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入时，其埋地长度应不小于15m。架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连。

４）接地型式采用TN-S系统，电气装置和设施的下列外露金属可导电部分均应接地：变压器和高压配电装置、电机的底座和外壳；电力配电设备装置、配电屏与控制屏的框架、电缆桥架等；所有防雷接地装置的外露部分均应进行热镀锌防腐，且要求镀层均匀。防雷接地装置施工应配合土建同时进行，要求接地电阻R≤4Ω（防雷与强电共用基础接地装）,采用联合接地装置时（即防雷、强电、消防及弱电共用基础接地装置）,要求接地电阻R≤1Ω。消防及弱电接地如有其他要求，则应按其他要求处理。如接地电阻不能满足要求时，应加打人工接地装置，直到满足要求为止。

4　结语

高层建筑供配电系统设计是一项复杂的项目，随着科学技术的发展和人民生活质量的提高，高层建筑电气的设计向着节能环保方向发展，只有不断创新设计理念和方法，提高自身技术素养，根据人居的需要和工程实际情况多方面分析考虑，严格遵守国家规范，才能设计出真正让人民满意的作品。

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参考文献

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［责任编辑：邓丽丽］