高层民用建筑电气设计要点

高层民用建筑电气设计要点
摘要：我国经济迅速增长，近年来高层建筑在城市中占据着重要位置。

随着技
术的发展、工程经验的积累，新设备、新材料的不断涌现，电气设计方案也变得
更加注重实用性、经济性和环保性，既能够满足人们日益增长的用电负荷需求，
保障供电的高可靠性，并最大限度地节约能源，减少各项工程成本，提高经济效益。

关键词：高层民用建筑；电气设计；要点总结
1电气设计的重要性
近年来，城市土地的大量开发，可供建设用电正在逐年减少，大量高层住宅、办公楼、酒店，商业综合体等正如雨后春笋一般地涌现。

与多层建筑的设计不同，高层建筑的电气设计，不仅要满足生活和生产的用电要求，而且要增强供电可靠性，尽量减少停电的影响。

更重要的是，应结合消防设计的要求，对重要设备及
用电负荷设置备用电源，在停电时提供应急电源。

并按照规范要求设计应急照明
和疏散照明指示灯，提高人员疏散效率。

另外，在满足各项规范和使用要求的情
况下，通过优化设计方案，降低工程投资，减少设备和线路损耗，做到节能环保，也是当前形势下必须要考虑的一个重要问题。

2电气设计的基本原则
2.1满足生产生活的用电负荷要求
根据负荷统计与分析，对设备参数和属性进行分类，并参考设计手册和以往
的工程经验，进行详细而全面的负荷计算，再根据计算结果设计供配电系统，选
择与负荷相匹配的电缆和保护开关规格，以满足各项负荷的使用要求，这是首先
应保障的功能。

2.2坚持安全性原则
通过合理的设计，应做好电气安全，减少对人身和财产的损害。

如建筑物需
要设计防雷和接地系统，以保证建筑的安全。

设置防雷电感应的电气措施，降低
对用电设备的破坏。

采用直接和间接电气防护、降低接触电压，减少人员触电危险，保障人身的安全。

2.3提高供电可靠性
电，作为一种清洁能源，在人们的生活中占据极其重要的地位。

所以持续可
靠的供电要求，变得必不可少。

依托我国高可靠性大电网的建设成果，能够对用
电需求提供强大的后备保障。

同时，在进行建筑电气设计时，也要根据不同用电
负荷的负荷等级，分别设计供电方案，保障重要设备和消防类负荷，即使在一路
电源断电情况下，备用电源也能满足基本的使用要求。

市政电网是否有条件提供
2路甚至多路供电电源，备用电源选择市政供电还是自备应急电源，都是应该深
入分析的问题。

2.3考虑先进设备和节能技术的应用
节能减排是国家政策性方向，随着节能环保的观念深入人心，在电气设计中，满足功能性要求的情况下和经济条件允许时，也应充分考虑使用技术先进，节能
型产品，达到更高的效能，以降低损耗，同时可降低后期维护成本，满足功能和
节能双收益。

2.4需要促进经济效益的提升
现代企业的管理水平已逐步提高，成本管控也成为一个重要因素。

设计不仅
要考虑满足各项功能性要求，同时把控制成本、提高投入产出比作为方案设计的
一个因素，这样有助于企业使用有限的资金，实现企业经济效益的提高
3电气设计的要点总结
3.1供配电系统和负荷分级的确定
在设计之初，首先应按照规范要求，根据建筑类型、不同负荷性质，确定各
项负荷的负荷等级，从而设计不同的供电系统。

如一级负荷应采用双路独立电源
供电，二级负荷采用双回路供电，三级负荷就可以采用单回路供电，一类高层和
二类高层建筑，高层住宅建筑和公共建筑的配电系统的规范要求也有不同。

其次，备用电源的选择也是供配电系统的一个重要方面，可先通过市政条件判断项目是
否有独立的10KV高压备用电源，如无条件接入，可采用自备柴油发电机或蓄电
池作为应急电源。

最后，高层住宅和办公楼主配电系统多采用树干式，其中大功
率设备和重要设备采用放射式，实际设计中也可采用分区放射式的方式，以减少
线路长度，降低工程成本。

3.2负荷计算方法的选择
在方案设计阶段，可以采用单位指标法，包括负荷密度指标法、综合单位指
标法等。

对项目供电容量做初步估算，能快速确定主要系统和设备的形式及容量，当然，此种方法主要是依据工程实际经验值进行计算，指标受多种因素的影响较大，变化范围大。

精确计算有以下两种方法：需要系数法和利用系数法。

其中需
要系数法适用于设备功率已知的项目，尤其是照明和高压系统的负荷计算。

计算
过程简便，设备台数较多时结果更为精确，计算范围内设备台数少于5台时不宜
采用。

利用系数法的计算精度高，与实际结果更接近，但是计算方案较为复杂，
可适用于设备台数少的情况，并且需要提供设备功率和平均功率。

3.3电气照明方案
普通照明的设计，应满足现行规范的各项要求，如地面或参考水平面的平均
照度，照度均匀度，显色指数、眩光值等，通常采用利用系数法计算平均照度，
先根据房间的参数计算出室型指数RI，根据顶棚、墙面和地面的反射系数，查表
得出利用系数，通过空间的使用情况和清洁程度查出维护系数，代入工式得出满
足照度的灯具数量。

完成灯具的选择和平面布置后，还应校验照明功率密度值是
否不高于规范要求的现行值，有条件时尽量满足规范要求的目标值，如选用更高
能效的灯具，就更加节能环保，也可为建筑报绿建评审加分。

3.4消防配电和应急照明设计
消防设备的配电，是高层建筑的配电设计难点。

因设备负荷类型多，负荷等
级也有所不同，首先应根据建筑规模，业态等确定消防设备负荷等级，然后根据
不同负荷类型对设备进行分类，最后才能对号入座，分别设计满足要求的系统。

又按建筑防火规范要求，消防设备配电应采用独立的配电回路，不应与普通负荷
合用，以免在火灾时无法及时切除非消防负荷，造成更大的影响。

应急照明和疏
散指示标志灯，也应按照规范要求，根据不同建筑对地面照度的要求，电源切换
时间，应急持续时间等参数设置对应的系统和措施。

3.5防雷接地和电气安全
防雷设计应因地制宜，高层民用建筑主要根据预计雷击次数和建筑物的性质、重要性，常见的多为二类和三类防雷，对应的防雷措施也有所不同，如避雷针的
滚球半径、避雷带金属网格的大小和引下线间距等设计参数，设计时应着重考虑。

同时，防侧击雷和感应雷的措施主要是立面设置均压环和等电位连接。

电源总进线、配电箱、用电设备处设置电涌保护器，能减少雷电流涌入对设备和人身的危害。

电击防护是减少触电危险的有效措施，如直接接触防护，通过绝缘、遮挡、
阻挡、处于伸臂范围外，使人体接触不到带电体。

间接接触防护主要采用技术措施，在允许的时间内自动切断电源，保障人身安全。

同时，双重绝缘和电气分隔也是可选的防护措施。

3.6电能质量和节能
用电设备对电能质量的要求，主要是电压偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变，电压暂降和短时中断，谐波等，均会对设备和人员产生不利的影响，如影响电动机的启动，增加无效能耗，降低设备使用寿命，电压闪变引起照明闪变不利于人们的使用等，可通过设计方案优化和增加对应治理设备，减少甚至消除影响。

同时，节能措施也是设计中必须要考虑的一个技术问题。

通过合理选择配电方案，如变电站深入负荷中心缩短配电距离，可降低线路损耗。

合理选择能效比高的灯具、变压器和风机水泵等设备，降低设备损耗，提高能源使用效率。

采用自动或智能型照明控制方式，风机水泵采用变频调速等技术措施，可减少人工操作，并能有效地降低用电量。

室外照明局部采用太阳能光伏发电系统，也是对环境友好，减少施工布线，节约能源的一种可选方案。

参考文献：
[1]刘屏周.工业与民用供配电设计手册[M].北京：中国电力出版社，2016.
[2]民间建筑电气设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.。