俞珙政 華匯工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司

1 前言

在城市化進(jìn)程不斷加快的背景下，現(xiàn)代城市中高層建筑越來越多，高層建筑雖然在應(yīng)用中具備明顯優(yōu)勢，也是現(xiàn)代化城市的重要表現(xiàn)，但是前期構(gòu)建難度同樣也比較大。電氣系統(tǒng)作為現(xiàn)代城市高層建筑中不容忽視的關(guān)鍵組成部分，在高層建筑應(yīng)用過程中發(fā)揮著極強(qiáng)的作用價(jià)值。因此，需要做好相應(yīng)設(shè)計(jì)工作，借助于合理可行的高層建筑電氣設(shè)計(jì)方案，對后續(xù)電氣系統(tǒng)的布置加以指導(dǎo)，最終使其發(fā)揮出應(yīng)有價(jià)值。基于此，應(yīng)該對現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作引起高度重視，要求在明確基本設(shè)計(jì)原則的同時(shí)，圍繞各個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)規(guī)范處理，避免該環(huán)節(jié)出現(xiàn)的異常問題。

2 現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)原則

2.1 安全性原則

現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該遵循安全性原則，只有確保高層建筑電氣系統(tǒng)安全有序的運(yùn)行，才能夠使其發(fā)揮出應(yīng)有作用，解決根源性問題。因?yàn)楦邔咏ㄖ姎庀到y(tǒng)具有的復(fù)雜性以及特殊性，在運(yùn)行過程中存在較多的安全隱患，這些安全隱患的重要來源就是前期設(shè)計(jì)工作。高層建筑電氣設(shè)計(jì)方案不合理，存在較多的隱患，在后續(xù)電氣系統(tǒng)安裝施工后，必然會帶來諸多安全威脅，極易對高層建筑電氣系統(tǒng)造成不利影響和危害。

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，需安裝大量的電器設(shè)備以及線路，如果有明顯的防雷接地處理不到位現(xiàn)象，很可能在后續(xù)應(yīng)用中使電氣設(shè)施受損，同時(shí)也增加了人員傷亡的概率。因此，前期設(shè)計(jì)工作為高層建筑電氣設(shè)計(jì)中積極關(guān)注的核心問題，將安全性作為首要設(shè)計(jì)原則至關(guān)重要。

2.2 功能性原則

現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作還應(yīng)該遵循功能性原則，確保電氣系統(tǒng)在后續(xù)運(yùn)行中滿足高層建筑的使用要求，避免在功能價(jià)值方面產(chǎn)生不利影響。高層建筑電氣設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該首先了解各項(xiàng)具體要求，尤其是建筑物的正常使用需求，以規(guī)避可能出現(xiàn)的功能欠缺問題。

隨著現(xiàn)代城市高層建筑整體復(fù)雜性的提升，同樣也面臨著較多的功能要求，比如照明功能、暖通功能以及消防功能等，需充分考慮以使相應(yīng)功能滿足人們的正常需求，解決功能欠缺帶來的危害。要求電氣設(shè)計(jì)人員具備全面性和綜合性意識，兼顧各種功能需求，以此更好地發(fā)揮電氣系統(tǒng)的應(yīng)有價(jià)值。

2.3 節(jié)能性原則

節(jié)能要求，是為了減少原有高層建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行中各類能耗損失問題，優(yōu)化整個(gè)高層建筑的節(jié)能效益?，F(xiàn)階段，高層建筑電氣系統(tǒng)的復(fù)雜性較為突出，涉及的電器設(shè)備以及系統(tǒng)均比較繁雜，因此會消耗大量的電力能源。但很多電力能源并未被應(yīng)用到高層建筑中，反而被無端消耗掉，需要重點(diǎn)關(guān)注，力求采取適宜合理的策略予以優(yōu)化處理，切實(shí)提升相應(yīng)節(jié)能效益。

針對當(dāng)前高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中面臨的新要求，設(shè)計(jì)人員應(yīng)具備較高的節(jié)能理念，進(jìn)而采取新型設(shè)計(jì)方式以及新型技術(shù)手段，逐步推動電氣系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展。

2.4 協(xié)調(diào)性原則

現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作還需重點(diǎn)考慮協(xié)調(diào)性原則，以促使整個(gè)高層建筑電氣系統(tǒng)具備理想的協(xié)調(diào)性，避免因?yàn)橄嗷ブg的沖突問題帶來危害?；谶@種高層建筑電氣設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)性原則的踐行而言，設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)重點(diǎn)考慮總的布置要求，使高層建筑電氣系統(tǒng)的各個(gè)構(gòu)成部分較為協(xié)調(diào)有序，避免出現(xiàn)嚴(yán)重干擾或者混亂現(xiàn)象。

比如，對于照明系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)中的應(yīng)急照明，需在電氣設(shè)計(jì)中加以高度重視，避免因?yàn)槔砟罨靵y或者設(shè)計(jì)不規(guī)范，影響到后續(xù)運(yùn)行效果。此外，對于高層建筑電氣系統(tǒng)中涉及的電力線路，設(shè)計(jì)人員須高度重視，確保所有線路協(xié)調(diào)有序，避免因?yàn)榫€路之間的交叉混亂，影響到整體運(yùn)行效果。

3 現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 電力負(fù)荷計(jì)算

在現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，要重點(diǎn)關(guān)注電力負(fù)荷的準(zhǔn)確計(jì)算，使電力供應(yīng)穩(wěn)定可靠，規(guī)避可能出現(xiàn)的嚴(yán)重病害問題。在電力負(fù)荷計(jì)算中，設(shè)計(jì)人員面臨著較高難度挑戰(zhàn)，容易因?yàn)榭紤]不全面或者計(jì)算方法不當(dāng)，出現(xiàn)電力負(fù)荷計(jì)算結(jié)果的偏差問題。

為了達(dá)到較為理想的電力負(fù)荷計(jì)算效果，首先應(yīng)依據(jù)GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，參考其中的相關(guān)規(guī)定和要求，避免在電力負(fù)荷計(jì)算中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的偏差問題，以此優(yōu)化最終計(jì)算結(jié)果的合理性和可行性效果。

具體到電力負(fù)荷計(jì)算方法的選用上，負(fù)荷密度法以及需要系數(shù)法都是當(dāng)前比較常用的方式，電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合不同現(xiàn)代城市高層建筑項(xiàng)目，采取適宜合理的方式，保障電力負(fù)荷的計(jì)算準(zhǔn)確合理，確保高層建筑電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

為保證計(jì)算準(zhǔn)確度，電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法，借助先進(jìn)電氣設(shè)計(jì)手段，降低該項(xiàng)工作難度，避免因考慮不全面或者計(jì)算方面的錯(cuò)亂問題，影響到最終結(jié)果的可靠性，尤其是當(dāng)前越來越受重視的三維立體設(shè)計(jì)技術(shù)，更應(yīng)該予以高度重視。

3.2 供電電源設(shè)計(jì)

現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作，還應(yīng)考慮供電電源的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使供電穩(wěn)定可靠，解決因?yàn)楣╇姴环€(wěn)定或者供電短缺出現(xiàn)的異常問題。因?yàn)楝F(xiàn)代城市高層建筑電氣系統(tǒng)對于供電提出的要求較高，尤其是對于消防系統(tǒng)以及弱電系統(tǒng)等要求較為嚴(yán)格的部分，一旦在供電電源方面出現(xiàn)偏差問題，勢必會影響到最終整體運(yùn)行效益，極有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的危害。

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中選用供電電源時(shí)，市政供電是重要的來源，也是滿足高層建筑電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本供電電源，保證電力線路的接入準(zhǔn)確合理，以此滿足高層建筑電力系統(tǒng)的用電需求。

在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)代城市高層建筑中很多電氣系統(tǒng)組成部分往往都需要具備兩個(gè)獨(dú)立電源，這也需要電氣設(shè)計(jì)人員能夠恰當(dāng)選擇運(yùn)用備用電源，以確保相應(yīng)供電電源的運(yùn)行穩(wěn)定可靠，保障電氣系統(tǒng)得以安全穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)然，對于兩個(gè)獨(dú)立電源之間的切換設(shè)計(jì)同樣也要高度重視，要恰當(dāng)選擇適宜合理的雙電源自動切換開關(guān)，以便當(dāng)正在使用的電源無法正常供電時(shí)，自動轉(zhuǎn)變?yōu)閭溆秒娫垂╇?，由此形成較為理想的安全保障效果。常用雙電源自動切換開關(guān)如圖1所示。

3.3 變壓器設(shè)計(jì)

現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作還須考慮變壓器的優(yōu)化運(yùn)用，這也是順利完成高層建筑配電工作的重要手段，避免因?yàn)樽儔浩鞯倪x用不合理出現(xiàn)嚴(yán)重隱患。另外，還應(yīng)考慮整個(gè)高層建筑的用電需求以及供電狀況，進(jìn)而選擇相匹配的變壓器設(shè)施，使其可以順利完成變配電任務(wù)，為高層建筑的穩(wěn)定可靠供電提供有力支持。

在變壓器設(shè)計(jì)選用中，電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先明確供電電壓值，一般高層建筑供電均選用10kV電壓，確定變壓器的輸出電壓值，進(jìn)而結(jié)合供電電壓予以確定具體型號，保障變壓器在應(yīng)用后發(fā)揮出理想作用。

在選用變壓器時(shí)，除了要考慮其功能性以及穩(wěn)定性要求外，還要從節(jié)能效益入手，綜合分析高層建筑電氣系統(tǒng)中變壓器的運(yùn)行要求，在優(yōu)先選擇節(jié)能型變壓器的基礎(chǔ)上，保障其融入電氣系統(tǒng)，有效控制功率因數(shù)，由此更好地提升整體運(yùn)行節(jié)能效益。

3.4 配電線路設(shè)計(jì)

現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，配電線路設(shè)計(jì)也是比較關(guān)鍵的要點(diǎn)任務(wù)，一旦在配電線路方面出現(xiàn)嚴(yán)重偏差問題，必然會影響后續(xù)整個(gè)高層建筑電氣系統(tǒng)的有序運(yùn)行，甚至?xí)裣掳踩[患。

為了確保相應(yīng)配電線路的設(shè)計(jì)運(yùn)行合理可行，電氣設(shè)計(jì)人員要全方位了解整個(gè)高層建筑的用電需求，尤其是對于各個(gè)樓層存在的用電要求，需要精細(xì)化明確，使相應(yīng)配電線路的布置恰當(dāng)適宜，解決該方面的嚴(yán)重阻礙問題。

具體到高層建筑配電線路設(shè)計(jì)中，在平面設(shè)計(jì)方面不存在較高難度，尤其是對于各個(gè)樓層之間較為相似的高層建筑，更不容易出現(xiàn)偏差問題，且存在較為充分的布線空間，便于電氣設(shè)計(jì)人員操作執(zhí)行。但是對于高層建筑配電線路設(shè)計(jì)中的豎向設(shè)計(jì)任務(wù)，則往往面臨著較高難度，因?yàn)榭晒┻x用的布線空間并不是很充足，且線路也較為復(fù)雜，極易影響到配電線路布置的合理性和可行性效果，需要電氣設(shè)計(jì)人員予以精細(xì)化執(zhí)行。

當(dāng)然，為了優(yōu)化配電線路設(shè)計(jì)效果，電氣設(shè)計(jì)人員還可以恰當(dāng)引入運(yùn)用一些先進(jìn)設(shè)計(jì)手段，比如BIM技術(shù)的運(yùn)用就表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，使所有線路的布置協(xié)調(diào)有序，且還能借助管線碰撞檢測等方式，解決配電線路設(shè)計(jì)中存在的矛盾和沖突問題，應(yīng)加以高度重視。BIM技術(shù)應(yīng)用于配電線路設(shè)計(jì)如圖2所示。

3.5 消防配電設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，需要高度重視消防系統(tǒng)配電設(shè)計(jì)工作，以促使消防系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能夠時(shí)刻秉持理想的運(yùn)行狀態(tài)，以防因?yàn)榕潆姴划?dāng)出現(xiàn)的消防系統(tǒng)運(yùn)行隱患。

在消防配電設(shè)計(jì)中，除了要重點(diǎn)踐行雙電源供電設(shè)計(jì)方案外，還需要加強(qiáng)管理所有消防系統(tǒng)中的用電設(shè)施，由此形成理想的供配電效果，避免因?yàn)楣╇姴怀浞之a(chǎn)生危害。對于當(dāng)前消防系統(tǒng)中普遍應(yīng)用的一些自動化設(shè)施，更需要加強(qiáng)關(guān)注配電設(shè)計(jì)方面，確保所有線路布置選擇消防專用導(dǎo)線，且能夠保證連接適宜合理，消防電氣設(shè)計(jì)常用布線處理方式如圖3所示。

4 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作的難度較大，為了有效提升電氣設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該首先遵循安全性、功能性、節(jié)能性以及協(xié)調(diào)性等基本原則，進(jìn)而圍繞著各個(gè)主要電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容予以優(yōu)化處理，以此增強(qiáng)高層建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行效果。