高層辦公樓的建筑電氣設計探討

梁仕杰

（廣東省輕紡建筑設計院有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

伴隨社會經濟的飛速發展，群眾對于建筑質量需求逐漸地提升，于一定程度之上加速建筑領域可持續的發展。其中，高層辦公樓在建筑行業中占有不少的比重。由于建筑電氣部分對高層辦公樓整體設計有著很重要的影響，因此在實施設計工作的時候，一定要開展全面研究，把理論和現實相結合，設計科學合理的方案。具體來說，需要對于電氣設計有可能產生的各類情況，制定相應有效的解決措施。施工圖階段應當重視圖紙的校核工作，及時發現和糾正違反了相關規范的條文的地方，在保證自身設計效率的情況下，盡量站在業主的角度優化設計圖紙的成果。作為辦公人員日常工作、生活的重要場所，在開展高層辦公樓的建筑電氣設計工作期間，要考慮建筑整體功能布局的合理性，確保辦公樓的主要功能得到充分的發揮[1]。對于高層辦公寫字樓電氣而言，要結合具體使用要求進行設計。

1 高層辦公樓中電氣的特征

現階段高層辦公樓電氣設計具有一定復雜性，并且擁有很多功能模塊。除去市政外電接入部分，電氣設計可分為兩大類，一類是強電，包括防雷、照明以及配電系統等；另一類是弱電，包括火災自動報警系統、樓宇自控系統、綜合布線系統等。除此之外，高層辦公樓電氣設計因為歸屬建筑行業，在便捷性、功能性以及安全性等方面有著較高的需求，與給排水、暖通等其他專業有不少的交集，除此之外智能控制、建筑節能等新要求不斷涌現，加上高層建筑消防救援難度大，所以對電氣消防也有著較高的要求，這些因素造成了建筑電氣逐漸發展為繁雜的設計工程。高層辦公樓電氣設計從現實需求入手，依照高層辦公樓電氣設計的核心內容，確定出建筑電氣設計項目進度中關鍵的目標節點，進而設計出滿足國家及行業相關規范要求、業主滿意、安全成熟的高質量成果，實現建筑專業構思的高層辦公樓功能[2]。某高層辦公樓電氣設計變配電室布置如圖1所示。

2 高層辦公樓電氣設計當中存在的問題

2.1 高層辦公樓電氣設計圖紙精細度不足

如果電氣設計的圖紙精細度不足，這將會造成某些應具有的功能不能發揮。例如，在具體的設計圖紙當中缺少某些電氣設備的規格和型號的標注，施工方按自己的理解完成采購工作之后得知和實際設計需要之間存有較大的差異，不能應用至施工進程當中，只可以再次進行購買，造成工期延長，成本增大。又或者是采購了低要求低檔次的電氣設備，雖然可以不立刻更換，繼續安裝使用，但造成建筑電氣質量比較低，為日后的電氣事故埋下了隱患。

2.2 高層辦公樓電氣設計合理性待提升

由于部分電氣設計人員經驗不足，對國家或民建行業的相關規范規程條文理解不夠透徹，導致設計方案時未遵循某些條文規定，合理性有待提升，無法使預期的設計目標實現。例如，電井內橋架有較多電纜共敷時，設計人員對某分配電箱總進線回路電纜選型時，取的共敷系數取值偏大，導致該回路的實際可載電流值比設計的低，電纜實際運行時電纜發熱嚴重。又比如很多辦公樓項目的電氣中性線電流大的問題，一方面由于高層辦公樓空調機組負荷較大且多采用變頻電機，若未采取設置有源濾波裝置等消諧措施，這將導致低壓柜中性線母線的諧波含量較大；另一方面是民用辦公末端照明插座等用電一般采用單相供電，如果設計者不注意三相平均地分配這些單相負荷，導致不平衡度大，這也將導致中性線電流大。

2.3 電氣節能設計重視程度不足

隨著新版的《電力變壓器能效限定值及能效等級》《電動機能效限定值及能效等級》和新規范《建筑節能與可再生能源利用通用規范》的落地實施，國家對電氣節能方面的重視程度提升到了一個新的高度。所以，高層辦公樓的建筑電氣設計進程當中節能問題是不容忽視的，而且是現階段建筑行業的重點內容。資源反復應用以及不可再生資源缺乏的狀況下，使資源應用效率提升、強化環保力度一直為社會發展的重點內容[3]。開展設計進程當中，某些設計工作人員未預留屋面光伏接入、電機和變壓器的能效參數要求未達到新規三級能效的要求等問題，送外強審時容易被圖審老師提出修改意見。

3 高層辦公樓電氣設計的要點

3.1 堅持電氣設計基本準則

相關設計工作人員開展正式的設計工作前，應當全面了解國家對于高層辦公樓電氣設計工作提出的準則與要求，清楚和技術相關的所有標準，并且對于相應的規章機制做到深入分析與研究。一定要掌握著豐富理論知識，關注設計依據，并且遵循相應需要和規劃，保證電氣設計工作可以達到相應的要求，將建筑行業電氣功能全部的體現出來。開展設計的時候應當保證設計的品質，為辦公樓使用者帶來穩定以及安全的電氣系統。相關設計工作人員應當實施全面且深入的市場調研，并且參照實際需求量對建筑電氣系統具體的參數進行設計，從而能夠預防產生資源的過度損耗情況，規避安全風險產生。通常狀況下，高層辦公區域的用電量可采用單位指標法預估用電量，具體按100W/m2左右預估，制定成熟且科學的電氣系統。

3.2 有效減少高層辦公樓設備能耗且兼顧工程的成本

在建筑電氣設計當中重要的理念之一就是節能環保，要保證設備選型能夠實現低碳環保。需要將綠色環保技術放在重中之重的位置，在對其進行電氣設計的時候，需要節約環保。我們在設計辦公樓電氣的時候，更需要嚴格遵守綠色的環保理念，為人們提供一個綠色的辦公環境，這樣也能夠提升辦公的舒適度，提高辦公的效率。重視節能設計的同時也應當關注工程的成本，成本控制是大部分投資方最關注的地方。因此，為使成本降低，一定要對電氣設計內容及時地進行調整以及優化，在滿足國家節能要求的情況下，兼顧投資方對控制工程的成本需求。

依照工程實際需要，合理選擇變壓器的數目與容量，確保配電系統有著良好節能成效。除此之外，優化和改善供配電系統架構，高層辦公樓一般采用放射式與樹干式配電相結合的方式，重要的回路采用低壓柜直接饋出配電，普通照明插座負荷可通過密集母線至每層樓層配電箱后再配電出來，即樹干式配電。在選擇配電變壓器容量時，設計人員應充分考慮負載的性質、工作時長、不同類別負荷是否同時運行等諸多問題，設計合理的配電系統，以保持配電系統的良好運行。比如空調和采暖這兩種季節性負荷，一般情況下不會同時運行，只需要取較大者計入負荷統計中。同時，要考慮配電變壓器的長期工作負載率，不宜超過85%，不然變壓器重載損耗大，不節能。

3.3 完善照明系統的節能設計

高層辦公樓項目不可避免地使用大量的照明設備。在高層辦公樓中，照明的能耗可以占到建筑電氣總能耗的20%~30%。照明系統也是建筑電氣中重要的一項內容。因此，在進行高層辦公樓電氣設計時，有必要注意對照明系統的節能設計。例如，充分利用自然光，高層辦公樓地下停車場照明可通過增加導光管的方式充分利用自然光，這樣在白天有日照的情況下，通過采光罩、導光管和漫射器把光線傳輸到地下停車場，給其提供照明，白天停車場就可以少開很多燈具，從而實現了照明的節能。另外，在設計燈具時，優先選擇高效節能的LED 燈具，減少高耗能燈的使用。樓梯間照明采用節能自熄開關；走道、電梯廳、門廳、功能房等場所采取分區、分組及調節照度的節能控制措施；辦公樓室外內部道路、外立面照明及景觀照明采取統一控制，采用光控和時控相結合的方式，根據項目所在地的季節性日照變化來智能控制燈具的開啟和關閉時間。這些都能實現降低能耗的目的[4]。

3.4 強化高層辦公樓電氣設計管理

由于項目設計周期比較緊張，需要同時安排多個電氣設計人員參與其中，此時設計人員間應當維持密切的配合以及聯系，在電氣線路設計以及系統結構規劃等方面，一定要形成統一的思路來開展工作；電氣專業設計負責人進行實地調查以及與業主溝通后，一定要及時將信息通過專業小組會議的方式進行傳達，使得整體的效率獲得提升；電氣專業設計負責人還應注意各專業間的協調，例如，在凈高有限的走道或地下室與給排水、暖通專業相關的綜合管線排布的問題，與建筑專業敲定高低壓電房、消防控制中心、弱電機房在辦公樓的布置位置等。

3.5 增加弱電系統設計

現在，建筑電氣智能化水平已經顯著提高，智能化已經廣泛進入大家的辦公生活中。高層辦公樓項目增加了許多弱電系統，占基礎設施投資的比例越來越大。通用辦公建筑的弱電系統一般包含網絡與電話系統、安全監控系統、公共廣播系統、樓宇自動控制系統、門禁系統和停車管理系統等，各類系統必須預留線路，這些線路的設計均需要符合規范要求。停車場管理系統出入口布置如圖2 所示。

圖2 某高層辦公樓停車場管理系統出入口布置

3.6 重視電氣消防的設計

作為保證人身安全的重要內容，要重視電氣消防的設計。根據《建筑設計防火規范》，當高層辦公樓建筑定性為二類高層時，電氣消防配電要按二級負荷考慮，總電源進線要考慮采用兩路10kV 線路進線；當建筑定性為一類高層時，電氣消防配電要按一級負荷考慮，總電源進線要考慮從不同的變電站各引一路10kV 線路進線。當市政無法滿足上述條件時，需采用低壓柴油發電機作后備電源。低壓消防配電回路應采用獨立專用的回路，嚴禁與正常辦公用電混用一個配電回路。防排煙風機房、消防控制室等消防供電應從主供低壓段和備供低壓段各引一路饋線，在最后一級消防配電箱首端采用雙電源自動切換裝置進行切換后供電[5]。

3.7 提高安全、可靠性

現階段高層辦公樓建筑中體現出了多元化特點和趨向，有著大量強大功能，而且電氣設計與建筑整體的質量以及辦公人員生活安全和質量有著密切關聯。所以設計工作人員一定要清楚相應設計準則，關注建筑工程電氣設計穩定性以及安全性，保證建筑工程的質量安全。建筑電氣設計的經濟性主要體現在線路布局、設備選擇和合理電氣系統框架的這三部分。因此，在設計中要確保電氣系統的合理性，減少電能消耗，根據其自身的建設特點來設計電氣系統。充分考慮用電負荷、配電線路承載能力等諸多因素，根據每個用電設備的特定負載條件，在線路布局和電氣運行期間努力實現高水平的可靠運行。電氣設計的第一要務是安全可靠。建筑供電系統的可靠性可以為用戶用電提供安全性，防止漏電傷人、大范圍停電等不良事故的發生。例如在插座等回路出線開關處裝設30mA 漏電保護器，一方面使回路發生漏電事故時及時切斷回路以保證人身安全，另一方面及時切斷了漏電回路，又保證了其他回路的正?？煽窟\行。

4 結語

如今，我國的建筑行業仍在快速發展，高層辦公樓建設項目的數量和規模都發生了很大的變化。在建設工程設計中，電氣設計是關鍵的一環，其質量和效率對建設工程的整體質量和效率起著重要作用。高層辦公寫字樓的建筑電氣設計是一項系統性、復雜性工作，設計應滿足不同辦公人員的工作需求。在當前高層辦公樓向復雜化、智能化方向發展的同時，建筑電氣的設計也提出了許多針對性的要求，電氣設計人員必須重視這些要求，及時了解新事物，總結剛完成的同類型項目的經驗，提高自身工作效率以適應新的挑戰。