超高层建筑电气设计的关键技术探究

超高层建筑电气设计的关键技术探究
摘要：近年来我国社会行业的不断发展，电气工程项目在我国各行各业都得
到了较为广泛的用。

在进行超高层建筑电气设计时，要区别于一般建筑。

设计人
员要考虑超高层建筑电气设计的特点，并且做好现场勘查，掌握正确的设计思路，科学调配好不同系统间的关系，合理地选择和设计配电系统形式，从而使系统运
行具备较强的平稳性以及安全性，全面提高超高层建筑电气设计效果，延长设备
的使用寿命，凸显现代化的建筑电气设计优势。

本文就超高层建筑电气设计的关
键技术展开探讨。

关键词：超高层建筑；建筑电气；电气设计关键技术
引言
在建筑工程中由于电气设计功能的深化，各类用电设备的增加，使得建筑物
内用电能耗猛增，经济效益降低，并极有可能发生安全隐患，甚至引发火灾。

如
何确保安全、降低能耗是决定电气系统能否安全持续运行的主要目的。

1建筑电气设计原则
建筑工程中的电气设计与居民生活的便利度和生命安全有着直接联系，因此
在进行建筑工程电气设计时一定要严格遵循设计原则，要在保证设计安全的基础
上尽可能地减少建设成本，以求得利益最大化。

首先，在施工之前，工程电气设
计专业人员应先对整个工程建设做详细了解，并与其他施工人员进行探讨交流，
以保证整个电气设计合理且安全，同时充分考虑设计的可行性，在建筑安全的基
础上选用节能的材料与设备。

其次，要保证电气设计的节能性，设计人员需先对
建筑工程中的电气消耗量做出详细的分析，并将分析结果融入设计之中，在满足
工程电气设计要求的同时减少不必要的能源消耗。

最后，工程电气设计应充分考
虑适用性，设计人员在设计过程中应保证电能的使用处于合理范围之内，并能够
满足建筑工程的基础需求，为建筑设备运行提供帮助。

2超高层建筑电气设计基本要求
首先，在建筑电气设计时需要遵循安全性原则，任何建筑的设计都需要将安
全性放在首要位置，超高层建筑电气设计更不例外。

在实际设计时需要将安全因
素落实到不同设计环节中，同时还需要考虑电气系统本身运行的稳定性。

由于超
高层建筑楼层较高，增加了整个供配电系统的电压损失及线路功率损耗，造成了
资源的浪费，因此需要合理且有效地规划供配电方案，最大程度上减少损耗。

例如，在建筑物的地下层可以设置对应的柴油发电机，使建筑能够满足持续供电的
标准，在相应的避难层设置变电所，以缩短供电半径及用电距离，提高整体设计
的合理性和可靠性。

其次，在超高层建筑电气设计中还需要遵循节能性原则。

随
着现代社会的不断发展，节能环保已经成为人们广泛关注的话题，并且节能环保
意识在各行各业得到了广泛应用，使行业朝着新的方向不断进步。

当前，在超高
层建筑电气设计中融入节能理念的优势较为突出，不仅可以减少资源的浪费，还
有助于降低周边环境的影响。

将节能环保意识落实到不同的设计思路中，可以有
效地增强整体的设计效果。

例如，在设计中采用多种照明控制方式，将智能照明
与感应末端相结合，后期可满足业主的各种控制需求；采用能源管理云平台系统
及预付费售电管理系统，能够做到实时实地的能耗监测。

利用现有建筑的屋顶结
构和面积，结合太阳能光伏发电系统能够做到光伏建筑一体化设计（BIPV），利
用自然资源达到低碳建筑的节能效果。

节约的用电量能够用于超高层建筑的其他
环节中，真正实现资源的科学调配，从而全面提升资源管理效果。

接下来主要从
供配电系统设计、照明设计、火灾自动报警设计、防雷设计、应急电源以及能耗
监测等几个方面简要阐述超高层电气设计的主要特点。

3超高层建筑电气设计的要点
3.1优化供电线路
供电线路的优化与完善对于建筑内的电路传输系统具有重要意义，若建筑内
供电线路任何一个环节出现了问题，都会对建筑供电产生极大的影响。

电气设计
人员应按照建筑所能承受的电力负荷，同时根据建筑的具体应用环境，对供电线
路的设计材料做出最优选择，以保证供电线路能够充分满足建筑工程的实际需要。

建筑工程电气设计完成之后，要继续保持对供电线路的高度重视，定期安排专业
人员对建筑供电线路进行检修，一旦发现建筑内供电线路存在安全隐患，就要及时进行处理。

3.2火灾自动报警系统和防雷系统设计
高度超过100m的超高层公共建筑物，其火灾报警系统宜采用集中报警系统和区域报警系统相结合的方式，区域火灾报警控制器宜设置在各避难层。

集中报警控制器与区域报警控制器之间宜采用环形接线的方式。

为便于火灾情况下消防联动控制的操作和实现，防止相应受控设备的误动作，在现场设置的火灾报警控制器应分区控制，所连接的火灾报警探测器以及手动报警按钮和模块等设备不应跨越该控制器所在区域的避难层。

区域火灾报警控制器仅对相应的排风机进行联动控制，其直接手动控制应通过消防控制室内的手动控制盘实现。

在进行防雷系统设计时，结合防雷规范的相关要求，根据当地雷暴日及建筑指标一般将超高层建筑划分为一类或二类防雷建筑物。

可利用建筑造型设置接闪针或接闪带，建筑物外部防雷应采取防直击雷、侧击雷的措施，并结合幕墙的防雷设计，预留出幕墙防雷装置的引出点，使建筑物内的钢架结构和钢筋混凝土中的钢筋相互连接，利用钢柱或者钢筋混凝土柱子内钢筋作为防雷装置的引下线。

结构圈梁中的钢筋每3层连成闭合环路作为均压环，并同防雷装置引下线连接。

内部的防雷应采取防闪电电涌侵入、防反击的措施。

3.3电气照明节能设计
设计人员在进行电气照明设计时，要做到以下几点。

（1）合理选择照明方式。

在照度要求较高的场所优先选用混合照明。

在工作位置密集的场所选用一般照明，并将照度控制在500lx以下。

当工作位置密集程度不同，照明需要集中在其中某一区域时，可以采用分区照明。

工作区与非工作区分别设置高照度与低照度，但二者的照度比应该在3∶1以下。

（2）合理利用自然光源。

自然光源不仅光照效果好，还能够满足建筑的经济效益需求，是非常优质的光源。

设计人员在应用自然光源的过程中，应该根据建筑的地理位置，分析建筑的日照情况，适当应用反光、导光设备。

如果建筑有大型商用需求，可以采用主动式导光系统，提升自然光源的集中效果；普通建筑利用被动式导光系统即可。

（3）合理应用照明控制方式。

根据不同的场所安装不同的照明电路，对照明电路进行优化设计。

可以在建筑内部的卧室采用调光型开关，在建筑内部的公共场所采用集中控制与
时间控制开关，在建筑内部的走廊采用声控开关、红外感应开关，以达到节约用
电的效果。

（4）选用合适的灯具。

灯具是建筑电能消耗的大头之一，设计人员
在设计过程中，可以根据建筑的具体需求，选用不同的灯具。

不同灯具的应用场
景如表2所示。

稀土三基色荧光灯的光效好，显色指数高，所以被广泛应用在室
内照明中；金属卤化物灯的显色能力强、使用寿命长、发光效率高、定向好，所
以被广泛应用在工厂与户外场所中；发光二极管灯的颜色丰富、能耗低，在建筑
轮廓灯、紧急疏散标识中有着较好的应用效果。

结语
进行超高层建筑电气设计的过程中，不仅要求设计人员根据超高层建筑特点
匹配合理的设计，还要科学有序地部署好电气设计的不同组成部分，同时还要融
入最新的技术，使超高层的电气设计在满足基础需求和安全需求的前提下，真正
地满足低碳运行的设计理念和人性化潮流化的技术特点，从而增强超高层建筑电
气设计的综合效果。

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