超高层建筑电气设计要点研究

柴建华 华汇工程设计集团股份有限公司

1 前言

现阶段，在我国城市快速发展背景下，越来越多的超高层建筑出现，这些超高层建筑的应用确实具备明显优势，可以较好地减少城市用地面积，满足城市人口越来越多的发展需求，同时也是现代化城市的重要表现。但是在前期超高层建筑规划设计以及构建中，必然面临着较高难度，任何偏差问题都很可能导致严重后果，影响超高层建筑的应用价值。电气系统作为超高层建筑中不容忽视的关键组成部分，同样也需要引起高度重视，要求切实做好前期设计工作，避免因为超高层建筑电气设计不合理，影响到后续超高层建筑电气系统的运行效果，相关研究极为必要。

2 超高层建筑电气设计概述

超高层建筑电气设计主要是针对超高层建筑中的电气系统予以优化设计，以便促使相应超高层建筑得以发挥应有作用价值。相对于一般建筑工程项目的电气设计工作，超高层建筑电气设计表现出了较为明显的特殊性，尤其是电气设计难度相对较大，很容易出现偏差问题，最终影响到超高层建筑的合理运用。

超高层建筑电气设计工作之所以表现出较高的难度，主要和超高层建筑存在密切联系，比如超高层建筑的总建筑面积相对较大，在楼层较多的背景下，必然也会涉及较多的电气设备，相应电气设计人员面临着较为繁杂的工作任务，极易出现设计不到位或是混乱问题，需要予以高度重视。具体到超高层建筑应用中，照明系统、给排水系统、暖通系统以及消防系统等，均面临着更高的要求，整体构建难度相对也较大，这些系统的运行往往都离不开电气系统的支持，如此就需要电气设计人员予以综合关注，避免在任何系统和功能发挥中出现偏差问题。

基于超高层建筑电气设计工作的执行来看，为了达到较为理想的优化效果，设计人员需要表现出较强的综合性和协调性意识，可以从整个电气系统的布置入手，不仅需要考虑超高层建筑的供配电需求，还应该重点考虑自身用电需求的满足，保障所有电气设备以及电力线路的设计较为合理，由此形成较为理想的电气系统，保障应有作用得以呈现。

当然，因为超高层建筑的电力能源消耗量相对较大，为了优化其运行效果，往往还需要电气设计人员重点考虑安全性以及节能性方面的诉求，以便保障后续超高层建筑电气系统运行效果，同时满足当前超高层建筑电气系统运行面临的更高要求。

3 超高层建筑电气设计要点

3.1 高低压配电设计

在超高层建筑电气设计中，高低压供配电设计是比较关键的要点内容，如果高低压配电设计不合理，必然会影响到整个超高层建筑的供配电效果，进而对于超高层建筑的各个系统产生影响。对于超高层建筑高低压配电设计时，设计人员需要重点考虑电量负荷的准确计算，明确整个超高层建筑对于高低压配电要求，进而才能够予以优化布置，避免可能出现的严重偏差问题。

一般而言，超高层建筑中的高压配电系统一般为10kV的电力线路，而低压配电则为民用220V电源，如此需要在具体配电设计中予以优化处理，避免因为该方面的偏差问题产生不利干扰。在高低压配电设计中，为了形成较为理想的配电效果，变压器的选用应该引起高度重视，要求确保变压器可以较好满足超高层建筑的用电需求，能够将高压电转变为可供使用的低压电，由此形成理想的超高层建筑整体配电效果。

在变压器的选用中，超高层建筑电气设计人员不仅需要重点关注变压器的型号以及功能要求，还应该优选节能型变压器，以便促使相应变压器在后续应用中，既能够满足超高层建筑供配电需求，同时也能够具备节能效益，提高长期应用下的经济效益。

3.2 配电线路设计

超高层建筑电气设计工作中的配电线路设计同样不容忽视，只有确保各个配电线路的布置较为适宜合理，可以满足各个用电系统的运行要求，进而才能够形成较为理想的优化效果，避免因为线路方面的偏差问题，影响到各个系统的运行功能，同时还需要规避线路方面可能出现的安全隐患。在配电线路设计中，超高层建筑电气设计人员应该重点从平面设计以及竖向设计两个角度予以把关，深入全面掌握超高层建筑各个楼层以及总的用电需求，力求全方位明确所有电气设施，进而准确掌握各个配电线路布置要求，基于相应要求进行合理分配，以便最大程度上确保所有用电需求可以得到较好满足。

在超高层建筑竖向配电线路设计中，往往面临着较高难度，要求设计人员能够合理运用竖向电力线缆布置通道，促使所有配电线路均可以得到有序安排，且可以形成良好协调性，避免可能出现的严重偏差问题。对于配电线路予以优化设计，还需要重点考虑线缆的优化选择，除了要确保线缆自身具备理想的安全性和可靠性保障条件外，还需要重点考虑线缆的节能效益，合理选择材质以及截面积，由此保障相应配电线路可以高效稳定运行。

3.3 照明系统设计

超高层建筑电气设计中照明系统设计同样也是关键任务之一，因为照明系统作为整个超高层建筑使用过程中不容忽视的重要组成部分，在应用中发挥着重要作用，成为不容或缺的关键系统，应该引起电气设计人员的关注。在照明系统设计中，超高层建筑电气设计人员需要首先关注各个方面的照明需求，进而可以基于这一需求合理布置照明灯具，促使相应照明灯具的选用较为适宜合理，在满足相应照明要求的基础上，尽量优选节能灯具，由此更好提升其应用效益，比如LED灯是当前常用灯具，具备理想照明以及节能效果。

在确定好灯具布置位置后，电气设计人员还应该重点完成线路布置任务，确保所有照明等均可以形成较为理想的供配电效果，解决因为供配电不稳定出现的照明效果受损问题。基于当前超高层建筑中越来越普遍使用的一些自动化控制照明系统，相应照明系统设计工作同样也面临着较高要求，需要电气设计人员予以优化布置，以求形成较为理想的照明优化效果，尤其是在调控方面，更需要引起重视。图1即为常见的自动化照明控制系统设计方式。

3.4 消防系统设计

超高层建筑电气设计中消防系统设计同样也是重要任务，因为超高层建筑面临着较高的消防安全保障要求，为了确保各个消防设施得以安全稳定运行，必然需要注重做好相应消防配电设计，由此形成较为稳定可靠的运行效果。针对超高层建筑消防系统设计工作的开展而言，电气设计人员需要重点考虑各个关键构成要素，尤其是对于火灾探测器、报警控制器、消防照明、消防中心以及自动喷淋灭火装置，都需要给予稳定可靠的供电支持，由此解决可能出现的严重消防运行故障。比如在消防系统设计中的消防应急照明设计中，需要电气设计人员能够予以针对性处理，要求确保相应系统得以安全可靠运行，能够在发生火灾后，促使应急照明设施及时响应，避免出现严重滞后或者不亮问题。图2为消防应急照明系统设计方案。

3.5 防雷接地设计

因为超高层建筑自身的特殊性，在电气设计中高度关注防雷接地设计同样不容忽视，要求促使整个电气系统具备理想的防雷接地处理效果，由此形成较为理想的安全保障效果。在防雷接地设计中，电气设计人员需要密切结合土建设计人员，促使防雷接地设施可以和土建项目较为协调，尤其是对于钢筋混凝土结构的密切协调，更要引起重视，避免因为该方面连接不当出现严重隐患。

为了达到较为理想的防雷接地处理效果，电气设计人员还应该重点考虑避雷针以及避雷带的合理布设，以便促使雷击隐患可以得到有效防控，对于超高层建筑中的所有电气设备予以有效保护，规避该方面安全事故。此外，在超高层建筑防雷接地设计中，除了要关注建筑主体的防雷接地处理外，对于各个室外电气设施同样也需要做好防雷接地设计工作，比如室外监控系统的布置在当前超高层建筑中越来越普遍，电气设计人员同样也应该积极考虑到防雷接地要求，能够采取适宜合理的方式予以优化设计，常用处理方式如图3所示。

3.6 电梯用电设计

在超高层建筑电气设计工作中，电梯作为其中不容忽视的关键设施，同样也应该予以优化设计，以便确保后续电梯设备可以具备较为理想的稳定运行状态，解决因为电梯供电不当出现的隐患问题。在电梯用电设计中，设计人员首先应该关注电梯类型，由于超高层建筑自身特点，比较常用的电梯为高速电梯或者超高速电梯，电气设计人员也就需要基于该要求进行有效设计处理。电梯供电一般采取直流电动机驱动，由此确保电梯运行更为稳定可靠，降低后续长期运行中出现故障问题的概率。此外，电梯用电设计还需要高度关注电梯照明、通风等方面的需求，由此形成更为完善的电梯配电效果。

4 超高层建筑电气设计优化策略

超高层建筑电气设计工作的难度较大，面临超高层建筑中较为繁杂的电气系统以及相关设施，为了形成较为理想的电气设计效果，必然需要相关人员能够予以优化处理，避免在任何方面出现隐患问题。超高层建筑电气设计人员应该首先熟练掌握所有相关规范和标准，依托超高层建筑在该方面提出的要求予以有序践行，避免出现任何违规问题。在此基础上，电气设计人员还需要具备较高的综合素质，能够熟悉超高层建筑的基本特点及其电气设计要求，进而针对各个供配电需求予以满足，解决因为人员方面的缺陷，导致相应超高层建筑电气设计方案出现明显隐患。

此外，为了适应超高层建筑电气设计工作的高难度，在电气设计中引入运用一些先进设计手段同样不容忽视，应该力求由此降低设计难度，同时提升设计准确度。比如BIM技术在超高层建筑电气设计中的应用就可以表现出明显优势，能够辅助完成所有供配电设施以及线路的布置任务，且不容易出现错乱问题，应该予以推广运用。

5 结束语

综上所述，超高层建筑电气设计难度相对较大，为了形成良好设计效果，电气设计人员应该具备相匹配的资质和能力，在准确掌握各个电气设计要点任务的基础上，促使相应电气设计方案能够得以优化完善，更好维系后续超高层建筑电气系统的稳定运行。