高層商業(yè)辦公大樓建筑電氣設(shè)計(jì)分析

鄧健豪

［華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司，廣西 南寧 530011］

0 引言

在人們對(duì)工作環(huán)境舒適度和安全性的關(guān)注不斷增加的背景下，電氣設(shè)計(jì)在高層商業(yè)辦公大樓中扮演著至關(guān)重要的角色。不僅要滿足大量人員的用電需求，還需要提供高效的能源利用，并確保其具備高度的安全性，從而打造出舒適、安全、高效的工作環(huán)境。

1 高層商業(yè)辦公大樓建筑電氣設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)和實(shí)施高層商業(yè)辦公大樓的電氣系統(tǒng)時(shí)，有安全性、規(guī)范性、節(jié)能性、靈活性、操作性等關(guān)鍵的原則需要遵循。這些原則不僅確保了建筑物的安全和穩(wěn)定運(yùn)行，還有助于提高能源效率和靈活性。①安全性是電氣設(shè)計(jì)的首要原則。設(shè)計(jì)師必須確保所有的電氣設(shè)備和系統(tǒng)都符合國(guó)家和地方的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，包括使用合格的電氣設(shè)備，正確地安裝和維護(hù)電氣系統(tǒng)，以及提供適當(dāng)?shù)陌踩胧?，如接地、漏電保護(hù)裝置和故障電流限制設(shè)備。此外，設(shè)計(jì)師還需要考慮到火災(zāi)和其他緊急情況，確保電氣系統(tǒng)在這些情況下能夠安全地運(yùn)行。②規(guī)范性原則要求設(shè)計(jì)師遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范中的強(qiáng)制性條文及帶應(yīng)的字的條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行，以確保電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量和一致性。③節(jié)能性原則強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)和實(shí)施電氣系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡可能地減少能源消耗。這可以通過選擇高效的電氣設(shè)備，優(yōu)化電氣系統(tǒng)的布局和配置，以及采用節(jié)能的控制策略來實(shí)現(xiàn)。④靈活性原則要求電氣設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)未來的變化和需求，包括預(yù)留足夠的空間和資源，以便在未來可以增加或修改電氣設(shè)備和系統(tǒng)。⑤操作性原則強(qiáng)調(diào)電氣設(shè)計(jì)應(yīng)易于操作和維護(hù)。這意味著電氣系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單明了，易于理解和操作，并考慮到維護(hù)人員的需求，確保他們可以輕松地訪問和操作電氣設(shè)備和系統(tǒng)。同時(shí)，設(shè)計(jì)師還需要提供詳細(xì)的操作和維護(hù)手冊(cè)，以幫助用戶正確地使用和維護(hù)電氣系統(tǒng)。

2 高層商業(yè)辦公大樓建筑電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)在商業(yè)辦公大樓中起著至關(guān)重要的作用。為了確保員工和訪客的舒適度、提高能效性和靈活性，設(shè)計(jì)師需要綜合考慮多種因素來制定合適的照明方案。首先，照明方式的選擇，通過根據(jù)商業(yè)辦公大樓的空間布局和功能需求來進(jìn)行確定。常見的照明方式包括直接照明、間接照明和混合照明。直接照明適用于需要高亮度和均勻光線的區(qū)域，如工作臺(tái)和會(huì)議室；間接照明則適用于需要柔和光線和氛圍營(yíng)造的區(qū)域，如休息區(qū)和接待區(qū)；混合照明則是將直接照明和間接照明相結(jié)合，以滿足不同區(qū)域的照明需求。其次，照明設(shè)備的選擇。節(jié)能燈是目前使用范圍最廣的類型，能夠有效提高能效性。同時(shí)，LED 燈作為主要的節(jié)能燈類型，不僅能夠高效節(jié)能，還有著長(zhǎng)壽命、可調(diào)光色溫等優(yōu)點(diǎn)。另外，在電氣設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師還可以考慮使用智能燈具，通過傳感器和自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度和開關(guān)，進(jìn)一步提高能效性。最后，照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過采用智能照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間與場(chǎng)景，自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度和開關(guān)狀態(tài)。例如，在白天可以利用自然采光來減少人工照明的使用，而在晚上或陰天則需要增加燈光亮度。同時(shí)，照明控制系統(tǒng)還可以與建筑物的樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)整體能源管理和優(yōu)化[1]。

2.2 電力供應(yīng)設(shè)計(jì)

商業(yè)辦公大樓通常需要大量電力供應(yīng)，以滿足各種設(shè)備和設(shè)施的需求。首先，在電力供應(yīng)方面，需要考慮到建筑的總用電負(fù)荷、備用電源選型、電力進(jìn)線方式（主干供電或分支供電）等。這包括計(jì)算各個(gè)區(qū)域的用電需求，如辦公區(qū)、地下室、廚房、設(shè)備用房等。根據(jù)這些需求，可以確定所需的總功率和電流容量，此外，還需要考慮未來的擴(kuò)展需求，以便在需要時(shí)能夠輕松增加電力供應(yīng)。一般高層商業(yè)辦公樓單位面積用電負(fù)荷基本上在100～150W/m2。其次，電源線路的設(shè)計(jì)，需要考慮線路的長(zhǎng)度、電壓降和安全性，優(yōu)先采用低煙無鹵型電力電纜。線路的長(zhǎng)度會(huì)影響電能的傳輸效率和損耗，因此需要選擇合適的導(dǎo)線規(guī)格和敷設(shè)方式。電壓降是指電能在傳輸過程中由于電阻而引起的電壓下降，過大的電壓降會(huì)導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作。因此，需要在設(shè)計(jì)中考慮減少電壓降的措施，如分散設(shè)置多個(gè)變電所，供電半徑不超過250m。此外，電源線路的安全性也是重要的考慮因素，需要確保線路的絕緣性能和接地措施，以防止電擊事故的發(fā)生。最后，電源設(shè)備的選型，需要考慮設(shè)備的可靠性、效率和成本等因素?？煽啃允侵冈O(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中的穩(wěn)定性和故障率，選擇具有良好聲譽(yù)和質(zhì)量保證的設(shè)備是至關(guān)重要的。效率是指設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為實(shí)際輸出的能力，選擇高效率的設(shè)備可以減少能源浪費(fèi)和運(yùn)營(yíng)成本。成本是另一個(gè)重要的考慮因素，需要在滿足需求的前提下選擇經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)備[2]，如采用二級(jí)能耗以上的變壓器。

2.3 插座布置設(shè)計(jì)

插座布置設(shè)計(jì)在商業(yè)辦公大樓內(nèi)部起著至關(guān)重要的作用。為了確保員工能夠高效地使用電腦、打印機(jī)、手機(jī)充電等設(shè)備，合理的插座布置是必不可少的。在進(jìn)行插座布置時(shí)，需要充分考慮用電設(shè)備的分布和使用頻率，以確保供電充足并保證用電安全。首先，插座布置應(yīng)該根據(jù)用電設(shè)備的分布進(jìn)行規(guī)劃。在商業(yè)辦公大樓中，通常會(huì)有多個(gè)辦公室和工作區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都有不同的用電需求。因此，插座的布置應(yīng)該根據(jù)各個(gè)區(qū)域的用電設(shè)備數(shù)量和類型來確定。例如，如果某個(gè)區(qū)域有大量的電腦設(shè)備，那么就需要在該區(qū)域設(shè)置更多的插座，以滿足員工的電腦使用需求。其次，插座布置還需要考慮用電設(shè)備的頻率。一些設(shè)備可能需要經(jīng)常使用，而另一些設(shè)備可能只是偶爾使用。因此，在插座布置時(shí)，應(yīng)該將高頻使用的設(shè)備放置在易于接近的位置，并設(shè)置足夠的插座數(shù)量，以避免插座不足的情況發(fā)生。同時(shí)，對(duì)于低頻使用的設(shè)備，可以適當(dāng)減少插座的數(shù)量，以節(jié)省空間和成本。此外，插座布置還需要考慮到用電安全。商業(yè)辦公大樓通常有大量的人員流動(dòng)，因此插座的布置應(yīng)該避免出現(xiàn)過多的電線交叉和擁擠的情況。電線的走向應(yīng)該清晰可見，并且應(yīng)該設(shè)置合適的電源保護(hù)裝置，以防止電器故障或電路短路引發(fā)火災(zāi)或其他安全事故。最后，插座布置還應(yīng)該考慮未來的擴(kuò)展需求。商業(yè)辦公大樓可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而進(jìn)行擴(kuò)建或改造，因此在插座布置時(shí)應(yīng)該留出一定的余地，以便將來增加插座數(shù)量或調(diào)整插座位置。這樣可以確保插座布置的靈活性和可持續(xù)性。一般辦公室按每20m2一個(gè)插座回路進(jìn)行設(shè)計(jì)布置。

2.4 安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.4.1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

在電力安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是至關(guān)重要的一部分，通過安裝火災(zāi)探測(cè)器、煙霧傳感器等設(shè)備，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力設(shè)施周圍的環(huán)境狀況。在實(shí)際應(yīng)用中，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用功能進(jìn)行合理布局和配置。例如，可以將火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)布置在每層樓的走廊和樓梯間；或者，將火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)布置在各個(gè)辦公區(qū)域的走廊和樓梯間。同時(shí)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)還可以與消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)，如自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速、有效的火災(zāi)撲救[3]。

2.4.2 應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)

應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)是為了確保在電力設(shè)施發(fā)生火災(zāi)或其他緊急情況時(shí)，人員能夠迅速、安全地撤離現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)置的。該系統(tǒng)主要包括應(yīng)急照明燈具、應(yīng)急電源、疏散指示標(biāo)志等設(shè)備的布置及布線。當(dāng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，緊急疏散照明系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換至應(yīng)急電源供電，為人員提供足夠的照明條件，幫助他們沿著預(yù)定的疏散路線迅速撤離。而疏散指示標(biāo)志可以指引人員找到最近的安全出口，避免因恐慌而導(dǎo)致的擁堵和踩踏事故。一般來說，高層建筑會(huì)采用集中式控制型智能疏散指示系統(tǒng)，通過系統(tǒng)分析對(duì)疏散的方向進(jìn)行調(diào)整，指導(dǎo)人員疏散，滿足本項(xiàng)目大空間疏散要求，以防止人群盲目沖向火災(zāi)區(qū)域的情況發(fā)生。同時(shí)，考慮到空間的大小及高度，分別采用大中小型疏散指示標(biāo)志及間隔距離。

2.4.3 監(jiān)控系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)是電力安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分。通過對(duì)高低壓柜電力設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為管理人員提供第一手的現(xiàn)場(chǎng)信息。視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)通常包括視頻監(jiān)控、入侵報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多種功能。視頻監(jiān)控可以實(shí)時(shí)查看電力設(shè)施的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)異常情況；入侵報(bào)警則可以在有人非法進(jìn)入電力設(shè)施時(shí)發(fā)出警報(bào)；環(huán)境監(jiān)測(cè)則可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力設(shè)施周圍的溫度、濕度、煙霧等環(huán)境參數(shù)，確保其處于安全范圍內(nèi)。

2.4.4 接地安全保護(hù)設(shè)置

接地安全保護(hù)設(shè)置是為了確保電力設(shè)施在發(fā)生故障時(shí)，能夠?qū)⒐收想娏饔行У匾氲孛?，從而保護(hù)人員和設(shè)備的安全。接地安全保護(hù)設(shè)置主要包括接地線、接地極、接地電阻等部分。接地線是電力設(shè)施與地面連接的導(dǎo)線，通常采用銅質(zhì)或鋁質(zhì)材料；接地極則是接地線的接地端，通常采用鋼管或鋼筋等材料；接地電阻則是衡量接地效果的重要參數(shù)，通常要求接地電阻小于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。通過合理的接地安全保護(hù)設(shè)置，可以有效降低電力設(shè)施發(fā)生故障時(shí)的觸電風(fēng)險(xiǎn)，保障人員和設(shè)備的安全。①接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是接地安全保護(hù)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到建筑物的結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備的布局以及接地電阻等因素，以確保接地系統(tǒng)的有效性和安全性。②設(shè)計(jì)師需要對(duì)接地電阻進(jìn)行計(jì)算，通過根據(jù)建筑物高度、土壤電阻率以及接地體材料等因素，計(jì)算出合適的接地電阻值。③接地線是將電氣設(shè)備的金屬外殼與地面連接的重要媒介，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到接地線的路徑、長(zhǎng)度以及材料等因素，以確保接地線的有效性和安全性。④接地保護(hù)裝置是實(shí)現(xiàn)接地安全保護(hù)的重要設(shè)備。設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)電氣設(shè)備的電壓等級(jí)、電流容量以及工作環(huán)境等因素，選擇合適的接地保護(hù)裝置[4]。⑤針對(duì)高層辦公建筑玻璃多數(shù)采用玻璃幕墻的情況，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮預(yù)留設(shè)置多個(gè)接地端子，以供外墻幕墻構(gòu)件接地連接建筑接地網(wǎng)。

2.5 獨(dú)立雙電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在高層商業(yè)辦公建筑中，為了確保電力供應(yīng)的可靠性，設(shè)計(jì)師可以考慮獨(dú)立雙母線系統(tǒng)分別對(duì)單雙層供電的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)通過構(gòu)建兩個(gè)獨(dú)立的母線供電系統(tǒng)，可以在一個(gè)母線系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，臨時(shí)接入另一個(gè)母線系統(tǒng)，以保證供電的連續(xù)性。通常情況下，當(dāng)使用集合供電系統(tǒng)時(shí)，會(huì)將電源系統(tǒng)劃分為多部分；而當(dāng)使用散開式供電系統(tǒng)時(shí)，需要為每個(gè)單獨(dú)線路配置一套電源與配電箱。這樣可以確保每個(gè)線路都有自己獨(dú)立的供電來源，從而提高供電系統(tǒng)的可靠性。獨(dú)立雙母線電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還可以提供更高的靈活性和可擴(kuò)展性。例如，如果某個(gè)樓層的用電需求增加，可以簡(jiǎn)單地從原有母線插接增加該樓層的供電線路和配電箱，而不需要對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模的改造。甚至可以從另外一條母線進(jìn)行取電。

3 高層商業(yè)辦公大樓建筑電氣設(shè)計(jì)需遵守的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

在進(jìn)行商業(yè)辦公大樓的電氣設(shè)計(jì)時(shí)，需要嚴(yán)格遵守相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，包括國(guó)家建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范、防火安全規(guī)范等，以此確保電氣設(shè)計(jì)符合法律法規(guī)的要求，從而保證電氣系統(tǒng)的合法性和可靠性。首先，國(guó)家建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范是設(shè)計(jì)過程中必須遵循的重要依據(jù)。這些規(guī)范涵蓋了電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、設(shè)備選型、布線方式等方面的要求。通過遵守這些規(guī)范，可以確保電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合國(guó)家的技術(shù)水平和安全要求，從而提高整個(gè)建筑物的用電安全性。其次，防火安全規(guī)范是電氣設(shè)計(jì)中必須考慮的重要因素。商業(yè)辦公大樓作為一個(gè)人員密集的場(chǎng)所，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較高。因此，在設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)時(shí)，需要采取一系列的防火措施，如合理布置電線電纜、設(shè)置消防電源、安裝火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等，從而在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠及時(shí)切斷電源，減少火災(zāi)蔓延的風(fēng)險(xiǎn)，保障人員的生命安全。此外，還需要考慮到電氣系統(tǒng)的可靠性。在商業(yè)辦公大樓中，電力供應(yīng)的穩(wěn)定性對(duì)于正常的工作和運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要。因此，在設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)時(shí)，需要選擇合適的設(shè)備和材料，確保其能夠在長(zhǎng)期使用中保持良好的性能和穩(wěn)定性。同時(shí)，合理規(guī)劃電氣系統(tǒng)的布局，避免電線交叉、過載等問題，以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，通過從照明系統(tǒng)、電力供應(yīng)、插座布置、安全系統(tǒng)、獨(dú)立雙電源系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等方面，對(duì)高層商業(yè)辦公大樓的建筑電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，可以更好地理解和掌握建筑電氣設(shè)計(jì)的注重點(diǎn)和方法，這不僅有助于提高大樓的使用效率和安全性，還為相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)踐與發(fā)展提供了重要的推動(dòng)力，同時(shí)，對(duì)高層商業(yè)辦公大樓建筑的電氣發(fā)展有著積極的深遠(yuǎn)意義。