高层建筑电气设计与施工方法详解

为了节省土地空间，现在很多建筑工程项目都被设计成为了高层建筑。高层建筑的优势在于其能够大大节省土地资源、方便人们使用，但同时也存在着一旦发生消防安全事故则逃生困难等缺点，而为了从根本上杜绝这一现象的发生，保障人民和国家的生命、财产安全，高层建筑必须要加强电气施工质量。

1、照明系统设计

高层建筑电气设备较多，为了避免电气设备用电对照明系统电压产生一定的波动影响，最好分开设计电力动力用电线路和照明用电线路，并且设置一般照明系统和应急照明系统，既能保证照明系统正常运工作，又能在特殊状况下启动应急照明系统，持续、安全的照明。此外，在照明灯源上应选择发光效率高、显色性好的环保节能型灯具，降低能源消耗。

2、合理的供配电系统的设计

不断优化高层建筑供配电系统，不仅有利于高层建筑的用电稳定，同时也有利于电力系统运行中的节能降耗，实现高层建筑电力系统的经济运行所以，在供配电系统设计中我们要注意以下几点，首先供配电系统设计要简单、可靠，这样就可以避免线路繁琐而造成的能源损耗其次，要选择科学合理的供配电电压，同时在根据高层建筑用电负荷来选择数量、容量相适应的变压器。

3、节电节能设计

节电设计，根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则为出发点，采用合理的配电方式，采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施，减少电能损耗，节约用电照明光源选择应从发光效率高、显色性好、使用寿命长、启动可靠、方便快捷、性能价格比高等方面选择高效光源。

所以，根据高层建筑内部不同场所，合理科学的选择照明系统，不仅可以提高照明效率，还可以实现节能效果。

4、选择合适的供电电源和电压

一般来说，高层建筑具有非常大的建筑面积以及多层的特点，考虑到高层建筑庞大的系统一般会安置两个以上的独立电源保证正常用电。并且这些电源大多数情况都会同时供电，还有备用电源作为后盾。在现代的很多高层建筑当中，还会设有发电机组在停电的情况下自己发电保证正常供电，例如，照明、家用电器使用、电梯设备以及消防设备方面的正常供电。

在我国，规定的高层建筑的标准电压等级都是10kV。此外，在具体的使用过程当中，要根据实际情况对建筑电力负荷进行计算，以便可以为电气设备的选择提供电力支持。

5、线路电能损耗的减少

高层建筑电能损耗的重要方面之一是线路的电能损耗，设计人员要针对线路上的电能损耗，根据机械长度、电压造成的损失以及发热的条件来对低压线路的截面进行科学的选择，最大限度的降低线路造成的损耗，同时要注意线路的导线要尽量选择电阻率较小的材质，例如铜芯导线和铝线。

在设计的过程中应该尽量使导线程度减少，布线是应尽可能少的走弯路和回头路，变压器和负荷中心应在彼此附近，最大限度的缩短供电的距离，减少线路电能的损耗。此外，设计人员在设计的时候，还应该尽可能的增大导线截面，利用较长的线路来满足热稳定电压要求和载流量，减少线路损耗的同时最大程度的降低火灾系数，提高建筑的供电质量。

6、电气设备选型

高层建筑中的电气设备有很多种类可供选择,如:高压开关柜、低压配电屏、应急发电组等,但是设计师和施工单位在选择电气设计类型和电气设备时,要先对高层建筑的具体特点进行深入的分析研究,选择最合适的电气设备，确保使用的电气设备可以在该高层建筑中发挥最大的作用。

此外，设计人员还需要注意三个要点：

①在选择高层建筑的高压开关柜时，要注意尽量选择真空开关手车式的开关柜；

②低压配电屏要尽量选择抽屉式的；

③应急发电组最好选择燃气轮发电机。

7、注重高层建筑避雷系统的设计

从高层建筑的特点上来看，因为其高度比较突出，所以当面临较为明显的雷雨天气时，就会很容易出现一些雷电危险。

针对这种因为雷电带来的危险来说，切实做好相应的避雷设计是比较关键的，对于当前高层建筑的避雷系统设计来说，其最为常用的一种途径就是合理的运用高层建筑的主体结构来进行避雷防护，把其主体结构内部的钢筋作为一种关键的避雷设施，然后引入地下，进而达到相应的防雷目的，当然，在高层建筑的顶部安装相应的避雷设施也是必不可少的一个重要方面。

此外，对于这种避雷系统的设计来说，还应该把该系统和相应的电力系统结合在一起，通过避雷系统和弱电机房以及相关电力控制系统的连接，来提升其避雷的有效性，充分的保障其整个电气系统的安全，尤其是要对于一些外漏的导体进行恰当的设计，避免其出现避雷风险。

8、穿线保护管的敷设

关于穿线保护管的敷设，首先在设计过程中要考虑穿线保护管的选材问题，如果穿线保护管质量不过关，就会危害到内部高层建筑各方面电气设计配线的安全，进而有可能酿成严重的事故。在进行穿线保护管敷设过程中，要严格监督施工人员是否按照施工技术要求进行管线的敷设，是否采用了不符合相关规定的管材。

与一般的普通住宅楼相比较而言,高层建筑的电气设计往往较为繁琐和复杂。这就要求施工单位在进行电气设计与施工时必须要做到全面、综合考虑，前期务必严格按照施工图进行科学设计，做好电气竖井内的供电主干线的选择工作,并要对供配电、电气间、应急照明、强弱电系统、防排烟装置配电线路以及穿线保护管进行严格、规范的施工,才能真正保证高层建筑的电气工程质量,以减少和避免高层建筑电气事故和电气火灾的发生。

9、消防电气设计要点

(一)火灾警报器

火灾警报器是消防系统的重要构成部分，不仅能够及时接收火灾警告信号，还能够立即启动紧急预警装置，通过发出令人警觉的声音来提示人们发生火灾的具体位置。火灾警报器通常分为集中型和区域型两种类型，在高层建筑机电设备的设计过程中，需要结合目前常用的警报器特点，并根据施工现场的实际情况合理安装消防警报装置，此外，通过利用现代科学技术和网络平台，设置监测系统以及灭火启动装置等。目前，火灾警报器在高层建筑的建设过程中已经被广泛应用，因此，在设计过程中需要在保证建筑面积的基础上，选择适合实际情况的警报器装置进行安装。对于建筑面积较大的建筑则需要将警报器与电路继电器连接，进而确呆监测系统的顺利运行。

(二)警报探测器

高层建筑在消防电气的设计过程中，需要尽量满足消防系统的应用要求。首先，需要选择适合警报系统的探测器。

目前，市场上存在大量质检不合格以及质量不过关的低价警报探测器，因此，在高层建筑施工过程中，需要坚持以质量第一位的设计和施工原则，杜绝使用质量不过关的产品,将社会效益与施工单位效益紧密结合。

其次,设计过程中需要明确警报探测器和电气设备装置紧密结合，正确对待两者之间的关系，按照施工规定，保证照明灯与探测器之间的距离保持在0.2m以上，探测器与空调设备之间的距离保持在1.5m以上，探测器与灭火装置之间的距离保持在0.3m以上。此外，值得关注的是，探测器的安装应该尽量避开照明灯，以防引发火灾。

因此， 在高层建筑的施工设计过程中,应该根据实际情况选择适当的探测器类型，并确定安装位置和安装数量，例如:在高层建筑的设计过程中，部分机电房内可以安装卷帘和灭火探测器，这样既能够保证探测器受到外界因素的影响减小，还具备较强的适用性, 加强防火能力。在实际的安装过程中，可以遵循“方形”的安装原则，根据建筑面积合理设计间距距离，感烟探测器间距通常<7.5m，感温探测器间距通常<4.5m，科学设计间隔距离和安装位置，确保探测工作的顺利展开。

(三)自动警报系统

火灾自动警报分为触发装置、警报装置以及其他装置等类型，高层建筑消防电气设计的过程中，通常采取以下措施:

1. 消防栓。消防栓主要是提供灭火资源的一项装置，由警报开关、输水装置以及室内消火栓三部分构成，消防栓按钮作为开始启动的标志，起到发送信号的作用，火灾控制室在接收信号后立刻启动水泵，极大程度缩短了救火时间，保证了居民的生命安全和财产安全。因此，在消防电气的设计过程中，需要合理安装消防栓位置，规划更为合理的供水距离，确保充足的灭火水源。

2. 排烟装置。消防电气在设计过程中，应该根据电气设备的安装情况，适当的增加排烟装置以及窗户等自然排烟装置，进而更好的预防火灾。