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中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：
1 高層建筑電氣專業(yè)的特點
用電設備種類繁多。高層建筑中用電設備包括電氣照明設備、電梯設備、給排水設備、生活水泵、制冷設備、鍋爐房用設備、空調系統(tǒng)用電設備和消防設備等。耗電量大。由于用途不同,高層建筑用電量也有一些差別,但總體而言,耗電量非常巨大。供電可靠性要求高。根據(jù)要求,消防用電、應急照明、主要通道照明、客梯電力、變頻調速生活水泵等設備在設計時都需要由兩個獨立的電源供電。
2 高層建筑電氣設計的主要內容
2.1 負荷的計算
電力負荷是供電設計的依據(jù)參數(shù)。計算準確與否，對合理選擇設備，安全可靠與經(jīng)濟運行，均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算，基本上采用負荷密度法和需要系數(shù)法。
2.2 供電電源及電壓的選擇
為了保證供電可靠性，現(xiàn)代高層建筑至少應有兩個獨立電源，具體數(shù)量應視負荷大小及當?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時供電，互為備用。另外，還須裝設應急備用柴油發(fā)電機組，要求在15秒鐘內自動恢復供電，保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。國內高層建筑的供電電壓，都采用10kV標準電壓等級。
2.3 供配電系統(tǒng)的設計
高層配電系統(tǒng)的設計很大程度上關系到樓層電力分布與能源的合理有效利用，高層建筑配電要考慮到負荷及電網(wǎng)接入的式樣，在此基礎上再選擇合適的電力設備。
2.3.1 高層建筑的電力負荷主要有消防設施，包括消防水泵，消防電梯，防煙排煙設施，火災自動報警系統(tǒng)，自動滅火裝置，火災事故照明，疏散指示標志，電動防火門窗，卷簾和閘門等，照明裝置包括正常照明、事故照明、應急照明、熒光燈廣告、航標燈等；動力負荷包括升降電梯(載人電梯，貨運電梯。人貨混用電梯)、自動扶梯、傳送帶、供水、排水、供氣等，以及空調制冷設備和其他電氣設備(如保安監(jiān)視、中央集控、微機管理中心等)。上述負荷中就用電量而言，動力和照明大約各占30％，其他占40％，就其重要性而言，消防用電是第一位的，因為高層建筑人員密集，內部裝飾復雜，易燃材料多，發(fā)生火災的可能性大。若一旦發(fā)生火災，由于人員和物資的疏散極為困難，往往會造成重大經(jīng)濟損失和人員傷亡事故，有時甚至會造成不良政治影響。因此，有關規(guī)范規(guī)定，高層樓消防用電均屬一級負荷。
2.3.2 供電電源電壓及主接線
高層建筑由于用電負荷較大，它一般采用高壓供電，供電電壓國內多為l0kV。高壓供電系統(tǒng)主結線一般多采用單母線制。單母線制主要特點是結構簡單，所需設備和投資少，經(jīng)濟性好，因而一般高層建筑及工礦企業(yè)較多采用。高層建筑電力負荷性質為一級和二級負荷，按國家供用電規(guī)劃規(guī)定，一級負荷應由兩個獨立電源供電，特別重要的一級負荷應由兩個獨立電源供電，二級負荷一般也由雙回路線供電，但當取得雙回路線很困難時，允許由一回路專線供電。高層供電的可靠性和連續(xù)性主要依賴供電方式的優(yōu)化設計，其特點是：高壓雙回路或三回路進線，均采用內橋接法；低壓采用單母線分段，設母線開關，負荷分布在各段母線上，有的互為備用；特別重要負荷由自啟動(或手動啟動)備用柴油機供電。需要指出的是，這些高壓雙回路或三回路進線來自不同的獨立電源是十分必要的。上述供電接線可靠性較高，但是由于使用斷路器數(shù)量多，變壓器備用容量大，其經(jīng)濟性值要進一步計算。另外，供配電裝置用了一些充油設備，會給變電所的布置及防火帶來隱患。
2.3.3 變壓器的選擇
現(xiàn)在高層建筑中使用大容量變壓器(單機容量超過l600KVA)并不少見，相對而言，大容量變壓器效率較高，但投入時涉及的負荷面也寬。因此，科學地綜合各種因素，再根據(jù)各相關專業(yè)的用電要求，適當?shù)卮_定變壓器單機容量及其臺數(shù)。一般來說，根據(jù)空調設備的分組來設置專用變壓器是比較合適的，這樣就可以隨著空調機組的投切來投切相應的變壓器，從而取得良好的經(jīng)濟效益。
2.4 照明設計
2.4.1 光源
地下室、住宅客廳以熒光為主，設備用房、樓梯、走道和住宅(除客廳外)以白熾燈為主}商場照明僅設置總電源箱，具體燈具布置由二次裝修設計。
2.4.2 事故照明
地下室、商場、樓梯間的照明系統(tǒng)有兩個電源(備用電源由發(fā)電機供給)，另外在電梯前室、樓梯間、配電室、發(fā)電機房、水泵房及消防中心等重要場所設應急照明。電梯前室、樓梯間及走道等人員密集通道設誘導燈。
2.4.3 導線選擇及線路敷設
住宅、商場及地下室照明線路，采用ZRBVV阻燃型塑料銅心導線。所有由照明配電箱配出的線路均采用金屬線槽明敷。
2.5 防雷與接地
現(xiàn)代高層建筑的防雷設計，除采用避雷針和避雷帶的傳統(tǒng)做法外，近年還出現(xiàn)有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術雖然在工程上得到不少實際應用，但在理論上一直是有爭議的。現(xiàn)代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的。關鍵是做好金屬管線的接地。
現(xiàn)代高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統(tǒng)。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎連接成接地網(wǎng)，這對均衡電位，提高安全性都有好處。
2.6 電梯
電梯按使用功能分，有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種；按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按電流分則有交流和直流兩大類。設計人員的任務是要確定電梯臺數(shù)和決定電梯功能。電梯的配置和造型，不是電氣設計人員單方面所能決定的，必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。
2.7 防火和報警系統(tǒng)
由于高層建筑面積大、人員復雜，引起火災的可能性很大，加之豎向孔洞多、現(xiàn)代化的塑料貼面材料、全部窗戶密封、設備龐雜、人員和物質等都很集中，發(fā)生火災時火勢容易蔓延，疏散人員和撲滅火災也很困難，所以現(xiàn)代化的高層建筑除了在建筑設計方面采取很多措施(如合理布局、采用耐火材料、劃分若干防火區(qū)等)外，還應設置完善的自動消防系統(tǒng)和防火報警系統(tǒng)。自動消防和防火報警系統(tǒng)一般由檢測、報警、確認判斷和初期滅火設備、疏散誘導系統(tǒng)、排煙滅火系統(tǒng)組成。
3 高層建筑電氣設計需要注意的問題
由于社會人口膨脹和用地緊張, 高層建筑越來越多,其高容積率也逐漸被大家認可。然而,高層建筑電氣設計的質量保證卻是非常重要而復雜的一個問題,需要從安全性、適用性、可靠性、經(jīng)濟性等多方面進行考慮。
首先, 高層建筑電氣設計必須在正常情況和停電火災等特殊情況下,保證人員和建筑物安全。其次,電氣設計在滿足使用要求和規(guī)范的前提下,要減化供配電系統(tǒng)的結構,從而減少設備的數(shù)量和容量,便于操作和維修。最后,設計時確定合理的負荷等級, 縮短停電的時間及次數(shù),減少故障。
另外, 由于工業(yè)發(fā)展和能耗浪費嚴重等原因,節(jié)能原則成為近來高層建筑電氣設計最為關注的一個新問題。節(jié)能應從節(jié)省無謂消耗能量著手, 減少與發(fā)揮建筑物功能無關的能源消耗,同時必須滿足建筑物的照明正常、舒適衛(wèi)生、運輸通道暢通無阻及某些建筑的特殊要求。
關鍵詞：高層建筑；建筑電氣設計；設計內容；要點分析
中圖分類號：TU97文獻標識碼： A
前言
在當今發(fā)展的新形勢下，高層建筑在追求發(fā)展速度的同時，也要不斷加強其質量的提升。只有在一定質量的保障下，才能使人民的安全得到保障。城市化的發(fā)展，使現(xiàn)代高層建筑已經(jīng)逐步替代了原有落后的建筑，并成為社會化發(fā)展的大趨勢，在人民生活中起著重要的作用。商業(yè)區(qū)、住宅區(qū)、辦公寫字樓都是高層建筑的代表，高層建筑一般都具有樓層高、建筑面積大、用電設備種類繁多的特點。其中，電氣設備作為高層建筑的重要組成部分，對高層建筑的質量起到了決定性的作用，因此，近年來，高層建筑中的電氣設計越來越受到人們的重視和關注。
一、現(xiàn)代城市高層建筑中電氣設計的內容
1.電量負荷的計算方式
高層建筑電氣設計中有一個非常重要的部分――電力負荷，對電力負荷計算的精準程度，是合理選擇用電設備，保障其安全、可靠和正常運行的基礎，且在一定程度上決定了電力設計的合理性和電力運行的安全可靠性。在電力核算計算方式的選擇上，有兩種核算方式可供選擇，分別是負荷密度法和需要系數(shù)法，這兩種方法都是進行電量負荷運算的重要方法。
2.高層建筑的電氣照明
照明是人們在高層建筑中正常工作和生活的基礎，因此需要有一個合理的照明系統(tǒng)設計。為了保障照明系統(tǒng)設計的合理性，其設計要依據(jù)建筑照明設計標準中的要求來進行。在公共的住宅區(qū)域安置電功能表，在低壓出線配電柜處安裝或者在每一層內進行封閉母線插接箱安裝；在地下車庫、地下商業(yè)區(qū)等地方設置照明配電箱，同時在配電室低壓柜安裝電能表；在進行高層建筑的電氣照明設計中，燈具的布置、燈具造型的設計、燈具照明度的計算、燈具光源的選擇等都與建筑的裝飾有著密切的關系，二者之間相輔相成，好的照明設計可以保障其使用價值和藝術價值的一體性。在燈具光源的選擇上按照使用功能分為管型高效三基色熒光燈、緊湊型高效熒光燈兩種。并且采用具有高光效的點光源，是一種節(jié)能環(huán)保的選擇，是符合當代社會經(jīng)濟發(fā)展趨勢的。
3.高層建筑的火災報警系統(tǒng)
隨著科學技術的不斷進步和火災自動報警設計的進一步規(guī)范，高層建筑的火災自動報警滅火機制也在逐漸健全。在火災自動報警滅火機制的設計中，運用控制中心報警系統(tǒng)將滅火機制分為五個部分，分別是消防中心、火災探測器、氣體自動噴射、消防報警控制器和自動灑水滅火器，由此來確保消防報警系統(tǒng)的自動化。在整個自動化過程中，首先由探測器對火災信號進行探測，并將其轉換為電信號，電信號進入分區(qū)報警器和消防中心后轉化為聲光報警信號，完備的火災報警系統(tǒng)保障了整個高層建筑的公共安全。
4.高層建筑的防雷和接地系統(tǒng)設計
在自然環(huán)境中，雷電作為一種自然災害，會對人們的生命和財產造成很大的損失。因此，在高層建筑電器設計中必須要考慮到雷電的防護。按照建筑物防雷設計規(guī)范的要求和交流電氣裝置的接地要求，運用先進的技術設備對高層建筑的防雷和接地系統(tǒng)進行設計，保障其安全。
5.高層建筑供電電壓的選擇
為保障高層建筑電氣設備能夠正常運行，必須選擇正確的供電電壓。一般來說，會設置兩個相對比較獨立的電源，但是電源的具體數(shù)量可以根據(jù)實際的負荷程度和當?shù)仉娋W(wǎng)的條件來確定。雖然表面看來兩個電源是相互獨立的，但是實際上它們是同時供電的。同時還需要準備應急發(fā)電機，以保障在特殊情況下，能夠在15s內恢復正常供電，保障其他用電設備的正常運行。目前我國的高層建筑一般都采用10kV的標準電壓。
二、建筑電氣設計的基本步驟
建筑電氣作業(yè)中涵蓋了兩方面的內容：規(guī)劃和組裝，這兩部分可以說是密不可分，相輔相成，在人們日常需要的整體規(guī)劃完成后，才可能有比較精準的組裝作業(yè)，從而保證整個作業(yè)符合規(guī)范要求。但是在工程確認和能夠作業(yè)的具體文件拿出后，規(guī)劃作業(yè)涵蓋著兩個方面：剛開始的規(guī)劃與具體圖紙規(guī)劃。范圍比較廣的大型施工作業(yè)中，在剛剛進行規(guī)劃的時候一定得結合全部的規(guī)劃措施并且要拿
到審批文件而且要因地制宜，從這些方面最后確定出來一個比較完美的施工圖紙，從而，來確保日后的作業(yè)沿著正確的道路發(fā)展。而且要多方面的聽取相關意見，在電氣作業(yè)施工開始作業(yè)的時候，一定得做好全部的預備作業(yè)。第一，對電氣作業(yè)具體的位置以及相關的文件與標書仔細查看，確保與真實作業(yè)要求一樣。第二，設計從業(yè)者在規(guī)劃作業(yè)前必須全方位的做好整體的調研剖析并和甲方還有相關作業(yè)的部門及時聯(lián)系，把所有作業(yè)能夠運用或涉及到的材料匯總齊全，把電氣作業(yè)的根本規(guī)范貫穿至整個施工作業(yè)中，這被認為是電氣作業(yè)規(guī)劃品質的基本要求。
三、現(xiàn)代城市高層建筑電氣的節(jié)能設計
當代社會，由于國家工業(yè)化步伐的逐步加快，對于能源的需求也在逐步增加，在資源有限的條件下，逐步提高能源利用率，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置就成了解決能源緊張問題的一大措施。其中，節(jié)能環(huán)保逐步成為社會發(fā)展的大趨勢，各個行業(yè)都在追求節(jié)能環(huán)保發(fā)展，建筑行業(yè)也不例外。現(xiàn)代城市高層建筑電氣的節(jié)能設計主要體現(xiàn)在以下三個方面。
1.滿足建筑物的基本電氣需要
雖然高層的電氣設計要考慮到節(jié)能環(huán)保，但必須以保障建筑物的基本電氣需要為基礎。高層電氣設計中要滿足基本的照明要求，選擇符合照度、色度需要的燈具；要保障室內溫度控制系統(tǒng)的正常需求，維持正常的室內溫度；保障運輸?shù)耐ㄟ_性，維持建筑物內人員的正常通行，并對特殊地區(qū)進行特殊處理。
2.建設能量的無謂消耗
電氣設計在保障基本的用電需求后，就要著重減少無謂的消耗。高層建筑的用電量大，這就使得電器設計具有較大的改進空間，可以通過合理的變壓器提高用電設備的工作效率，從而減少無謂的用電損耗；利用先進的技術設備對線路進行改組，減少無謂損耗。
3.合理分析成本及收益
要結合實際情況對電氣進行節(jié)能進行設計，在增加節(jié)能設計資本投入時要對其成本和收益進行分析和考慮，而不能只為了節(jié)能設計一味地加大投資，最終使得節(jié)能投入大于節(jié)能設計所能夠獲得的收益，不能得到應有的回報，從而使得企業(yè)利益受損。因此，在工程建筑電氣節(jié)能設計之前，要對其成本和收益進行分析，以合理的節(jié)能設計為指導進行資本投入，讓企業(yè)獲得最大的利益。
結束語
隨著經(jīng)濟的不斷進步和科學技術水平的不斷提高，高層建筑的質量問題不斷得到了解決，而在其中占有重要地位的電氣設計也會得到不斷的優(yōu)化和改革。在與世界進行經(jīng)濟交流的同時，學習國外先進的科學技術和經(jīng)驗，彌補自身存在的不足，優(yōu)勢互補，共同進步，這樣才能夠使得我國的建筑行業(yè)得到快速發(fā)展，才能夠保障人們正常的生活與工作，提高人民生活水平，從而，促進國際經(jīng)濟水平的發(fā)展，提升我國的綜合國力。
參考文獻：
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關鍵詞：高層建筑；建筑電氣；工程設計
中圖分類號:TM92 文獻標識碼:A
1.概述
隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，建筑物的規(guī)模不斷擴大，其內各種電氣設備的使用逐漸增多，特別是計算機網(wǎng)絡信息技術的普及，建筑物越來越多采用各種信息化的電氣設備。這就對供電系統(tǒng)的安全、可靠性提出了更高的要求，對高層建筑物內部的電子設備的外部環(huán)境有了更加研究的要求。我國20世紀80年代才開始進行高層建筑用電負荷的專題研究。許多計算都是照搬國外經(jīng)驗，但國情不同、地域不同，需要系數(shù)不合理，單位容量指標偏低。隨著高層建筑的不斷興建，用電設備增加，特別是在高層建筑內，空調及電梯負荷的大量使用是電力負荷發(fā)生很大變化的一個很重要的因素。
2.高層建筑配電設計的負荷計算
高層建筑用電設備增加，嚴格確定用電的負荷特別重要，以前由于設計的每戶負荷定得不高，所配置的電表、開關及導線截面均偏小，造成經(jīng)常性的負荷跳閘，超負荷運行而燒壞開關、電表和電線的現(xiàn)象時有發(fā)生。如果要提高高層建筑配電系統(tǒng)的可靠性和正確選擇各類配電設備的容量，我們就必須科學且合理的進行負荷計算。
目前多采用需用系數(shù)法，利用系數(shù)法和二項式法來求得“計算負荷”。我們定義：
需用系數(shù)；利用系數(shù)
需用系數(shù)法 用設備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。其計算公式為：
其中,， 分別為單元計算負荷和用電設備的總功率， 為需要系數(shù)，可查閱相關設計手冊。
利用系數(shù)法 采用利用系數(shù)求出最大負荷的平均負荷，再考慮設備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關的最大系數(shù)得出計算負荷。
二項式法 在設備組容量之和的基礎上，考慮若干容量最大設備的影響，采用經(jīng)驗系數(shù)進行加權求和法計算負荷,計算公式:
其中， 為用電設備的總功率，kW； 為用電設備中n臺中最大功率用電設備的設備功率，kW； 為單元計算負荷，kW; c, b為二項式系數(shù)，可出參考工程設計手冊。
3.負荷計算工程實例
3.1工程概況
某廣場建筑為綜合性高層建筑，屬于一類高層建筑。主體共29層，分為A、B兩棟，一至四層為高層裙房，其功能為商業(yè)網(wǎng)點、寫字間、商場、游泳池等，五至二十八層均為住宅。建筑面積57667m2。
3.2負荷計算的依據(jù)及要求
該城市屬于一類氣象區(qū)，要求的功率因數(shù)為0.9。從而必須設置柴油發(fā)電機作為消防設備及重要公用電力的備用電源，住宅每戶用電容量的標準建議值6kw/戶，其余動力負荷按實際功率考慮，商業(yè)網(wǎng)點負荷按 100W/mZ考慮計算。
根據(jù)公式：
; ; ;
其中，Ijs為計算電流，A; Sjs為在功率，kVA; U為電壓，kV；Pjs為有功計算負荷，kW；Qjs為無功計算負荷，kVAR；Kx為需用系數(shù)；P為設備功率，kW。
整棟樓的配電系統(tǒng)設計是根據(jù)相關專業(yè)的要求和規(guī)范標準來設計的，負荷計算是其中重要的環(huán)節(jié)之一。限于篇幅有限本文中僅將A棟的計算部分成果寫出。A棟高層功能比較復雜，包括生活水泵房、消防泵房、游泳池等公用設施。其計算見表1：
表1 廣場A棟高層用電負荷計算表(部分)
A棟NO.8，NO.9柜是NO.10及NO.11電源的進線，包括消防泵房用電和一般用電，消防用電負荷是360KW，一般用電負荷是257KW，取較大負荷作為計算負荷，主要是因為消防負荷啟動時，一般用電己被切斷，所以NO.8，NO.9柜的設備容量取360KW。A棟的NO.4，NO.5及B棟NO.3，NO.4柜是為住宅供電的，住宅的母線采用YFYJV-240mm2-25mm2，主干母線采用 240mm2交聯(lián)聚氯乙烯絕緣和護套鋼帶電力電纜，分枝母線采用25mm2交聯(lián)聚氯乙烯絕緣和護套鋼帶電力電纜。
4.結語
我國建筑電氣水平存在不少的問題,與發(fā)達國家相比存在一定的差距，不過我國現(xiàn)在已有一套比較完整的IEC建筑物電氣裝置標準可以作為編制建筑電氣設計規(guī)范的依據(jù)、IEC標準是許多國家從多年無數(shù)電氣事故中總結得出的經(jīng)驗教訓，我國高層建筑電氣設計中的許多問題也會因此進一步加以明確和解決。隨著現(xiàn)代高新技術的發(fā)展和應用，高層建筑的智能化和網(wǎng)絡化是必然趨勢，一些尖端科技如激光通信技術和虛擬社區(qū)技術等也將在智能大廈領域得到應用并發(fā)揮重要功能。
參考文獻
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[4]陳一才.高層建筑電氣設計手冊[M].北京:建筑工業(yè)出版社,1992.
【關鍵詞】高層建筑；電氣設計；節(jié)能原則
現(xiàn)代建筑向“縱深”發(fā)展，成為社會向前推進的必然趨勢。隨之而來的高層建筑電氣設計也已成為一門綜合性的應用技術，智能化、環(huán)保化的要求還在不斷給我們提出新的研究課題。如何在不影響功能的情況下改善高層建筑高耗電量的現(xiàn)狀，也迫切需要我們找到應對措施。本文針對高層建筑電氣設計階段相關問題。提出自己的看法。
1. 高層建筑電氣設計要點
1.1 電力負荷的確定
電力負荷是供電設計的主要依據(jù)，按國家現(xiàn)行規(guī)范，消防用電設備(如消防水泵、消防電梯、噴淋泵、排煙風機、消控控制中心、應急照明等)、電梯、生活水泵用電、電話機房、安保設備和航空障礙燈等應按一級負荷別重要的負荷要求供電，其它用電負荷分別為二級或三級負荷。電力負荷預算時應分別計算動力電和照明電。電力負荷預算正確與否，對電氣設備的選擇、配置，保證電氣設備系統(tǒng)安全、高效運行。對整體工程的經(jīng)濟分析和相關設計，都有重要的指導意義。
高層建筑的電力負荷計算，基本上采用負荷密度法和需要系數(shù)法。
1.2 電源及電壓的選擇
至少設兩個獨立電源，采用10KV標準電壓雙回路供電。兩路各帶一半負荷同時供電、互為備用，10KV雙回路供電電源分別來自不同的變電站，或來自雙回路超高壓變電站的兩段獨立母線。某些超高層公共建筑可選擇10KV三回路電源引入，采用兩路使用一路備用的運行方式。
針對高層建筑中存在大量的一級負荷，還需備用柴油發(fā)電機組，要求在15s內自動恢復供電，應付意外情況的發(fā)生。
1.3 配電系統(tǒng)的設計
一般高壓采用單母線分段形式。母線分段數(shù)目取決于電源進線回路數(shù)目，如有多臺變壓器組可分多段、自動切換，互為備用。10KV外部接線考慮環(huán)網(wǎng)接線形式，以提高配電網(wǎng)的可靠性。電源進線采用電纜進線，當供電電源分為主電源和副電源時，也可選用單母線不分段的結線。
高壓供電系統(tǒng)及低壓干線基本采用放射式供電，樓層配電則適合采用混合式系統(tǒng)。配電設備中的主要部分是干線，高層建筑的豎井多采用插接式母線槽，各樓層豎井設有配電間，水平干線較難走線，可采用全塑電纜與豎井母干線聯(lián)接。層間配電箱經(jīng)插接自動空氣開關從豎井母干線取得電源。如果高層建筑需要較大供電負荷，應分散設立區(qū)域配電中心(可考慮設備層、中間層或最頂層)。
低壓配電系統(tǒng)各級開關均采用自動空氣開關，設置瞬時、短延時、長延時三級過流保護裝置，各級自動空氣開關的保護整定，應注意選擇性配合，防止越級跳閘。
單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000 KVA以便控制變壓器數(shù)量。為限制低壓側的短路電流，正常時變壓器解列運行，中間設聯(lián)絡開關。照明和動力分開設變壓器，當動力用電容量太小時，動力變壓器可不分開裝設，而在低壓側應對動力負荷分類計費。單臺變壓器的配置對一些超高層建筑有經(jīng)濟上的弊端，由于這些建筑負載多而分散，可在負載相對集中的區(qū)域(如頂層)另設一配電間，以減少該區(qū)域的供電半徑，降低電能損耗。
電梯應采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進線。在電梯機房的末端配電箱，設兩路電源的自動切換裝置，互為備用。
計費采用高供高計，照明與動力分開，分別安裝總電表和動力電表，總表減去動力表即為照明電。
1.4 主要設備的選型
1.4.1 高壓開關柜
通常高層建筑的變配電室設在主樓地下層，不宜采用油開關。根據(jù)高層建筑地下室的規(guī)定，選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。
1.4.2 電力變壓器
主樓內不能裝置油浸電力變壓器，高層建筑單體面積大、負載多，可選擇多臺大容量變壓器組合使用，對季節(jié)性負載集中設置，以便在過渡期停用相應變壓器，從而降低能耗。
1.4.3 低壓配電屏
多為大容量出線，建議采用手車式。
1.4.4 應急備用發(fā)電機組
應急發(fā)電機組應自成系統(tǒng)，避免接入其他負荷，位置宜靠近各區(qū)域配電中心。發(fā)電機選型建議采用燃汽輪發(fā)電機，較之傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機這種發(fā)電機具有體積小、重量輕、故障率低的優(yōu)勢，尤其適用于高層建筑。
1.5 變電所位置的確定
縮短供電半徑是提高供電質量、降低電耗的基本出發(fā)點。高層建筑的主要用電負荷(如中央空調機房、泵房)都設在地下層，通常情況下，變配電所也設在地下層就具有經(jīng)濟上及環(huán)保方面的雙重意義。
1.6 電氣照明設計
高光效電光源是節(jié)能的需要。以此為出發(fā)點，根據(jù)使用功能、照度設計、眩光控制進行光源的選擇、布局，由于電光源的裝飾特性，它的布局還必須符合人們的審美情趣，力求在使用功能與藝術境界方面達到統(tǒng)一。
1.7 電纜與電線
一般動力設備與照明回路采用阻燃電纜線：消防設備與應急照明應選擇礦物絕緣的防火纜線，才能保證其緊急狀態(tài)下的正常功能。
1.8 防雷與接地
高層建筑主體都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接牢固，關鍵是做好金屬管線的接地。在高層建筑中防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地，都是合為一體組成聯(lián)合接地系統(tǒng)，接地電阻按最小的要求而定，通常是在4歐以下。聯(lián)合接地網(wǎng)利用建筑物底板內的鋼筋作為接地網(wǎng)。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎連接成接地網(wǎng)，這對均衡電位、提高安全性都有好處。
1.9 消防自動報警滅火系統(tǒng)
系統(tǒng)包括：火災探測器、分區(qū)消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統(tǒng)等四個部分。探測器探測到火災信號后轉換成電信號，進入分區(qū)報警器和消防中心，發(fā)出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監(jiān)控和消防指揮。
高層建筑中消防用電的設計問題，涉及到其他許多學科，而且規(guī)模越大、功能越多，控制內容越廣泛、設計內容也就越復雜。
2. 高層建筑電氣設計的特點與對策
①高層建筑由于照明及空調負荷多、電梯等運輸設備多、給排水設備多，所以用電量特別大，對供電的可靠性要求很高；②高層建筑中，動力電與照明電各成系統(tǒng)、分別供電。動力負荷多采用放射式供電，照明負荷則采用母線槽配電方式：③高層建筑內部空間大、柱距大，又因其電氣設備多，導致墻面埋線多、地面管道多：④高層建筑主體通常采用干法施工，并且建筑構件的預制裝配化使施工周期縮短，要求電氣施工科學地高效運行；⑤消防要求高。高層建筑高度高、設備多、人員密集、裝修豪華、火災隱患多，施救難度大，故對消防提出很高的要求。設計中對選材要有消防方面的針對性；⑥用電設備分散，管理難度大。要求微機系統(tǒng)監(jiān)控管理；⑦防震要求：配電屏、燈具等電氣設備的防震處理：管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理；⑧節(jié)能要求：高層建筑的電氣設計中，要把電能消耗指標作為全面技術經(jīng)濟分析的重要組成部分。圍繞經(jīng)濟、節(jié)能和環(huán)保護的原則，采用技術先進、安全適用的配電方式，選用高效率變壓器、電動機和高光效電光源、無功功率補償裝置和設備監(jiān)控系統(tǒng)，減少電耗，節(jié)約用電；⑨電梯：電梯按供電電流分有交直流兩大類，據(jù)不同使用功能又有客梯、貨梯、自動扶梯、觀光梯、消防梯、服務梯之分。電梯的數(shù)量、性能選擇、布局配置要符合建筑本身的功能需求，需要工程各方集思廣益而定。
3 高層建筑電氣設計中的節(jié)能原則
節(jié)能環(huán)保業(yè)已成為我國當前一項國策，作為電能高消耗主體的高層建筑，必須在設計階段堅定節(jié)能方針，從設備選型、配置到傳輸線路的距離、功耗，從吸收先進技術從而來降低無謂能耗，高層建筑節(jié)能潛力多很大，也對電氣設計人員提出了更高要求。
關鍵詞：高層建筑；電氣設計；問題分析
工程設計是基本建設的龍頭，設計文件是工程建設的主要依據(jù)，設計質量是決定工程質量的首要環(huán)節(jié)。我國工程質量事故統(tǒng)計資料顯示，由設計原因導致的工程質量事故占40.1％；工程施工原因引起的占29.3％；其它原因(如設備材料質量問題等)引起的占30.6％。可見對工程質量實施三控的關鍵在于設計質量控制。電氣工程也不例外。合格的建筑設計應滿足七個質量特性規(guī)定的要求，即功能性、安全性、經(jīng)濟性、可信性、可實施性、適應性及時間性。設計單位本應將通過了設計評審的合格的設計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設計文件都存在缺少或偏離質量特性要求的缺陷。對電氣工程質量造成影響的設計問題又主要表現(xiàn)在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、維修性等)及可實施性的缺失或偏離。
1高層建筑電氣設計過程中應注意的問題
1.1高層建筑由于照明及空調負荷多，電梯等運輸設備多，給排水設備多，所以用電量特別大，且供電的可靠性要求很高。
1.2在高層建筑中，照明與動力基本上不共用干線。動力負荷多采用放射式供電，照明負荷則多采用母線槽配電，與動力分開。
1.3由于在結構上多數(shù)采用大柱距，形成大空間，使墻面安裝的設備增多，必然使地面管道增多。
1.4由于建筑構件的預制裝配化及干法施工；縮短了施工周期，而且頂棚一般采用標準化、系統(tǒng)化的吊頂。
1.5電氣設備的管線應采取防火措施。
1.6空調設備等主要用電設備分散，多數(shù)要求集中管理，即要求采用電腦管理和監(jiān)控系統(tǒng)。
1.7采取防震措施。如配電屏、燈具等電氣設備的防震；管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理等。
1.8消防要求高。因為高層建筑高度高，體量大，人員密集，設備多，裝飾豪華，建筑本身火災隱患多，故對消防要求很高。
1.9節(jié)省能源是我國經(jīng)濟建設中的一項重大政策，節(jié)約用電又是節(jié)省能源工作中的一個重要方面，它直接關系到企業(yè)的經(jīng)濟效益和人們的日常生活。在高層建筑的電氣設計中，要把電能消耗指標作為全面技術經(jīng)濟分析的重要組成部分。節(jié)電的設計方案，應根據(jù)技術先進、安全適用、經(jīng)濟合理、節(jié)約能源和保護環(huán)境的原則確定。采用合理的配電方式，采用高效率變壓器、電動機和照明光源、無功功率補償裝置和設備監(jiān)控電腦系統(tǒng)等措施，減少電能損耗，節(jié)約用電。采用壁燈時需將容量提高一級或增加盞數(shù)。
2照明要求
2.1混合照明
它是由一般照明和局部照明共同組成的照明方式。混合照明中一般照明的照度應不低于混合照明總照度的5-10％，并且其最低照度不低于201x。否則，過低的一般照明和過高的局部照明所形成的照度對比度過大，亮度分布不適當而產生不應有的眩光。
2.2事故照明
當工作照明因故障全部熄滅后，供暫時繼續(xù)工作或供人員疏散用的照明稱為事故照明.
2.2.1應設置事故照明場所
a，在正常工作照明熄滅后，由于工作中斷或誤操作，將引起爆炸、火災等嚴重危險的廠房或場所；
b．在無照明的情況下，由于設備繼續(xù)運轉或人員的通行，將造成設備、人身事故的場所；
c．高層建筑中的疏散樓梯間(包括防煙樓梯前室)、疏散走道、消防電梯室、消防控制中心、消防水泵間；公共建筑中的旅館、禮堂、影劇院、展覽廳、百貨商店、體育館等人員出入的走廊、樓梯、太平門等處。
2.2.2事故照明應采用能瞬時點燃的照明光源，一般采用白熾燈或鹵鎢燈。當事故照明作為工作照明的一部分而經(jīng)常點燃時，又在發(fā)生故障不得切換電源的條件下，也可采用其它照明光源。
2.2.3事故照明的燈具應布置在可能引起事故的設備、材料周圍和主要通道、危險地段、出入口等處，還應在事故照明燈具上明顯位置涂以紅色標記，以資區(qū)別。疏散指示標志可設在疏散走道距地面高度1m以內的墻面上，以及樓梯口和太平門的頂部，并要安裝在非燃燒結構或裝修上。
2.2.4事故照明的照度要求
用于暫時繼續(xù)工作的事故照明其工作面上的照度不應低于工作照明總照度的10％。但標準較高的賓館等建筑，其事故照明所占工作照明的比例應當為：出口指示燈為100％；樓梯照明為50％；公共場所照明為20％；客房走道照明為50％;一般走道照明為20％;總服務臺、收款出納、外幣兌換等照明為100％。用于人員疏散的事故照明，其照度不應低于0．51x。
2.3警衛(wèi)值班照明
在重要的車間和場所或有重要關鍵設備的廠房、重要的倉庫等處設置作為值班時一般觀察用的照明稱為值班照明。值班照明宜利用工作照明中能單獨控制的一部分，或者利用事故照明中的一部分或全部。
警衛(wèi)照明是用于警衛(wèi)地區(qū)周界附近的照明。是否設置警衛(wèi)照明，應根據(jù)單位的重要性和當?shù)乇Ｐl(wèi)部門的要求來決定。警衛(wèi)照明應盡量與室內或廠區(qū)的照明結合。
2.4障礙照明
裝設在高層建筑物尖頂上作為飛行障礙標志用的或者有船舶通行的兩側建筑物上作為障礙標志的照明稱為障礙照明。障礙照明應按民航和交通部門有關規(guī)定裝設。障礙照明應采用能透霧的紅光燈具。裝設障礙燈時，應符合下列要求：一般高層建筑物只在頂端裝設。水平面較大的高層建筑物或群集高層建筑物，除在其最高頂端裝設障礙燈外，還應在其外側轉角的頂端裝設障礙燈。煙囪的高度在100m以上者，除在頂端裝設障礙燈外還應在其三分之一和二分之一的高度處裝設障礙燈。為了減少煙囪頂端的障礙燈污染程度，可在低于煙囪口4-5m處裝設。為了保證障礙燈有一盞損壞時仍能從前進方向看到燈光，應裝設排成等邊三角形的三盞障礙燈。
2.5高層住宅室內照明要求
廁所及廚房應采用瓷質燈頭或其它防水燈頭；有條件時居室燈等可采用節(jié)電開關或節(jié)電燈頭；樓梯間、電梯廳、公用走廊、配電室、消防控制室、消防泵房電梯機房等應設置供繼續(xù)工作和疏散的事故照明。十九層及以上的高層住宅的疏散走廊、樓梯和出口應設置供疏散使用的標志燈，其安裝距離為10.20m及各轉角處；供電繼續(xù)時間：作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄電池作為事故照明或疏散標志燈的電源時，其連續(xù)供電時間不少于20分鐘，事故照明的最低照度不應低0.51x，但配電室、消防控制室和消防泵房必須仍保持正常的照度水平；事故照明及疏散標志一般采用白熾燈，應具有玻璃或金屬燈罩，并安裝在非燃燒體結構上；大居室宜設置插座兩組(其中一組為-個單相二極插座及一個單相帶地三極插座；另一組為一個單相二極插座)。小居室、大廳宜設置插座-組(一個單相工極插座及一個單相帶地三極插座)。廚房、衛(wèi)生間根據(jù)需要設置-個單相帶地三極插座；二極插座需采用扁、圓插孔兩用型；有條件時宜采用二極加三極的連體式插座；供洗衣機的單相二極帶地插座，宜帶電源開關；插座的高度一般為距地0.3-0.5m(暗裝安全型)或1.4－1.8m(明、暗裝普通型)；樓梯及公用廊道宜采用自動熄燈開關，但需在火警時能保持長明。每層的電梯前室燈應采用一般開關。
參考文獻
[1]《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16-2008年版
[2]《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50052－95年版
[3]《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-952005年版
【關鍵詞】高層建筑電氣設計
高層建筑電氣設計（不含弱電和消防）的主要內容包括以下幾個方面：
1、負荷的計算
電力負荷是供電設計的依據(jù)參數(shù)。計算準確與否，對合理選擇設備，安全可靠與經(jīng)濟運行，均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算，基本上采用負荷密度法和需要系數(shù)法。
2、供電電源及電壓的選擇
為了保證供電可靠性，現(xiàn)代高層建筑至少應有兩個獨立電源，具體數(shù)量應視負荷大小及當?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時供電，互為備用。另外，還須裝設應急備用柴油發(fā)電機組，要求在15秒鐘內自動恢復供電，保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。國內高層建筑的供電電壓，一般采用10kV標準電壓等級。
3、高低壓配電系統(tǒng)的設計
（1）高壓配電系統(tǒng)：現(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨立的10kV電源同時供電。一般高壓采用單母線分段，自動切換，互為備用。母線分段數(shù)目，與電源進線回路數(shù)相適應。只有當供電電源為一主一備時，才考慮采用單母線不分段的結線。電源進線幾乎全部采用電纜進線。
（2）計費方式，采用高供高計。但在低壓側，仍裝設計費電度表，采用將照明與動力分開的兩部電價法。有些地方供電部門又把空調設備的用電，全部劃入照明計價系統(tǒng)，一般做法是安裝總表及動力表，由總表減去動力表以后，全部為照明電費。
（3）為減少變壓器臺數(shù)，單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側的短路電流，正常時變壓器解列運行，中間設聯(lián)絡開關。照明和動力分開設變壓器，當動力用電容量太小時，動力變壓器可不分開裝設，而在低壓側應對動力負荷分類計費。
（4）高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。樓層配電則為混合式系統(tǒng)。配電設備中的主要部分是干線。現(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難，多采用全塑電纜與豎井母干線聯(lián)接。每層樓豎井設層配電小間。層間配電箱經(jīng)插接自動空氣開關從豎井母干線取得電源。當層數(shù)較多負荷數(shù)較大時，一般按層數(shù)分區(qū)供電，或將變壓器分散設在地下層、中間層或最頂層。
（5）低壓配電系統(tǒng)各級開關均采用自動空氣開關（斷路器），設置瞬時、短延時、長延時三級過流保護裝置。各級自動空氣開關的保護整定，應注意選擇性配合，防止越級跳閘。
（6）所有電梯均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進線。在電梯機房的末端配電箱，設兩路電源的自動切換裝置，互為備用。
（7）功率因數(shù)按規(guī)定應補償?shù)?.9—0.95。無功補償都采用集中補償方式。為降低變壓器容量，多集中裝設在低壓側，與配電屏放在一起，但必須采用干式移相電容器。
4、主要設備的選型
（1）高壓開關柜。現(xiàn)代高層建筑的變配電室設在主樓地下層，按規(guī)定不宜采用油開關。國外用于高層建筑的開關有三種類型可供選用：高壓空氣斷路器，SF6開關和真空斷路器。其中高壓空氣斷路器因技術陳舊，SF6開關尺寸較大，氣體具有毒性，故目前10kV真空斷路器應用的較為普遍。因此，應根據(jù)高層建筑地下室的標準，選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。
（2）電力變壓器。根據(jù)防火要求，主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器的。國外有干式變壓器、SF6變壓器和硅油變壓器等三種產品可供選用。國內沈陽第二變壓器廠、北京變壓器廠、廣東順德特種變壓器廠等廠生產的干式變壓器，主要技術指標已達到國際先進水平。
（3）低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構，幾乎都做成抽屜式，特別是大容量的出線，則做成手車式。國內許多生產廠家的低壓配電屏也有引進技術做成抽屜式結構的，其中有的（如多米諾組合式開關柜等）主要技術指標已達國際先進水平。低壓配電屏多采用自動空氣開關出線。當配電變壓器的容量為1600kVA時，低壓母線上的短路容量已超過40kA，目前國內已能提供這樣大容量的產品（如多米諾組合式開關柜和YDS型抽出式/混合式低壓開關柜等）。
（4）應急備用發(fā)電機組。過去大多是采用柴油發(fā)電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發(fā)電機。這種發(fā)電機具有體積小、重量輕、反應速度快，故障率低等優(yōu)點。應急備用發(fā)電機組必須是快速自起動的。按國外規(guī)定，應能在15s內恢復供電。從可靠性出發(fā)最好選用兩臺，自動并車。容量較小時也可選用一臺。
（5）母線槽和電纜。插接式絕緣母線槽，具有容量大、結構緊湊、可靠性高、使用維護方便等優(yōu)點。國外的現(xiàn)代高層建筑，插接式絕緣母線槽已完全取代了電纜豎井。遵義電氣控制設備廠研制的密集型插接式絕緣母線槽，主要技術性能指標已達到國際先進水平，并在廣州中國大酒店、花園酒店及上海華亭賓館、雁蕩公寓等得到實際應用。絕緣母線槽有銅的和鋁的兩種。
5、變電所位置的確定
現(xiàn)代高層建筑的用電量相當大，在確定變電所位置時，應盡可能使高壓深入負荷中心。這對節(jié)約電能，提高供電質量都有重要意義。國外高層建筑的變電所都設在主樓內。建筑高度在30層左右的，大都集中在底層；60層左右的，則分散在地下層、中間層和頂層。也有僅在中間層或僅在地下層、頂層設變電所的。變電所的數(shù)量及其位置的分布，應通過技術經(jīng)濟比較決定。
6、微電腦在變電所中的應用
現(xiàn)代高層建筑規(guī)模很大，所以其變電所的規(guī)模也較大。如湖南國貿中心大廈的初步設計時，中心變電所設在地下三層，內設手車式高壓開關柜14臺，抽屜式低壓配電屏近40臺，電容補償柜12臺，40Ah鎬鎳電池柜一套及中央信號屏，1600kVA變壓器二臺，1250kVA變壓器二臺，其建筑面積150十400m2左右；在第26層（主樓）設有變電所一個。在地下一層，設600kW自起動柴油發(fā)電機組二臺。整個供電系統(tǒng)很復雜，對這樣一個供電系統(tǒng)，要求供電可靠，各種供電參數(shù)及開關狀態(tài)、變壓器運行狀態(tài)和各機房運行狀態(tài)，若用人工值班，通過電話聯(lián)系或人工巡視，工作量大，速度也很慢。設計人員在預留的控制室內使用微電腦進行監(jiān)測、管理，能迅速發(fā)現(xiàn)故障，使設備作最佳工況運行，實現(xiàn)遙控遙測，達到節(jié)約能源，減少人力，安全、合理運行。
7、電氣照明設計
電氣照明設計，包括光源選擇、照度計算、燈具造型、燈具布置、眩光控制、調光控制和照明配電線路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著非常密切的關系，應該相互配合，在使用功能及藝術意境方面求得統(tǒng)一。選用高光效電光源，可以取得節(jié)能的明顯效果。
8、防雷與接地
關鍵詞：建筑電氣；高層建筑；應用研究
1 高層建筑電氣設計要點
1.1 準確計算電力負荷
電力負荷作為供電設計的重要依據(jù)。在計算高層建筑的電力負荷過程，通常使用兩種方法：負荷密度法和需要系數(shù)法。在進行高層建筑的電力負荷預算過程對照明電和動力電要分開計算，通過準確的計算，選擇合理電氣設備，從而保障高層建筑電氣系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟型。
1.2 合理選擇電源及電壓
為了保證高層建筑供電系統(tǒng)的可靠性，在設計現(xiàn)代化高層建筑時，要設計至少兩個獨立的電源現(xiàn)，并依據(jù)建筑物的功能及周邊的環(huán)境，確定具體的獨立電源的數(shù)量。其中對于獨立的供電電源，在實際的運行過程中，要保證兩路同時供電，互為備用。除此之外，還要適當?shù)脑O置部分應急備用發(fā)電機，如柴油發(fā)電機組，從而保障在供電斷路之后在15秒鐘內自行恢復，保證建筑內的正常照明，避免因故障造成電腦設備、消防設備、電梯等設備的癱瘓。
1.3設計配電系統(tǒng)
通常建筑電氣系統(tǒng)都是單母線分段。該電氣系統(tǒng)中計費方式一般是高供高計，并且在電氣系統(tǒng)的低壓側，也需要設置電度表，在計算電氣系統(tǒng)的電價過程，要將照明和動力電分開計算。其中高壓供電系統(tǒng)和低壓干線配電方式則基本上采用放射式的系統(tǒng)。樓層配電一般是混合式，且配電設備中的重要部分都采用干線。高層建筑的豎井則通常設置插接式母線槽，各樓層豎井都設有單獨的配電間。此外，變壓器的容量要不小于1000kva，這樣的標準能夠減少變壓器的使用數(shù)量。
1.4主要設備的選型
1.4.1 高壓開關柜
高層建筑的變配電室一般不能都是設置在主樓地下層，避免使用油開關。根據(jù)高層建筑地下室的相關要求，一般高壓開關柜選擇有“五防”功能的真空開關手車式。
1.4.2電力變壓器
根據(jù)建筑電氣的相關規(guī)定選擇，主樓內不能設置油浸變壓器，通常選擇節(jié)能型干式變壓器。高層建筑由于面積大，負載過多，在選擇變壓器過程可以選擇多個大容量變壓器共同工作。
1.4.3應急備用發(fā)電機組
過去大多是采用柴油發(fā)電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發(fā)電機。這種發(fā)電機具有很多的優(yōu)點，如體積較小、重量輕、反應靈敏，不容易出現(xiàn)故障等。
1.5 變電所位置的確定
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，現(xiàn)代高層建筑的用電量往往非常大，在選擇變電所位置過程，最好使得高壓能夠深入到負荷內部。從而實現(xiàn)節(jié)約電能，提高建筑電氣系統(tǒng)的供電質量。
1.6 電氣照明
在設計建筑電氣照明系統(tǒng)時，要選擇合理的光源、燈具造型及布置，精確的計算照度，有效的控制眩光和調光，嚴格遵照照明配電線路的敷設要求等。照明設計和布局一方面要滿足人們的審美需求.另一方面能達到照明的功能。其中為了有效的實現(xiàn)節(jié)能，可以選擇高光效電光源。
1.7 合理選擇電纜與電線
為了保障在發(fā)生安全事故的緊急狀態(tài)電力系統(tǒng)能正常運行，動力設備與照明回路通常都是選擇阻燃纜線；而消防設備與應急照明的電纜一般是礦物絕緣的防火纜線。
1.8 設置防雷與接地
近幾年來，隨著科技的發(fā)展，高層建筑的防雷措施不僅有避雷針和避雷，還出現(xiàn)了一些更先進的方式，如消雷器和放射性避雷針。目前，高層建筑通常都是與樓板的連接緊密的鋼筋混凝土剪力墻，因而，為了做好防雷措施，必須加強金屬管線接地的處理。
1.9 消防自動報警滅火系統(tǒng)
隨著自動化和計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，出現(xiàn)了很多火災自動報警滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)一般是由四部分組成：火災探測器、分區(qū)消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統(tǒng)。當火災出現(xiàn)之后，探測器就會接到信號，并將其轉換為電信號傳輸給報警系統(tǒng)，報警系統(tǒng)在接到信息之，通過自動控制系統(tǒng)及時的進行火災撲救，從而實現(xiàn)火災自動報警滅火。
2 高層建筑電氣設計中的原則
2.1 節(jié)能性
隨著能源的緊缺，我國當已經(jīng)將節(jié)能環(huán)保作為了一項國策。高層建筑作為電能消耗的主體，設計在進行建筑電氣設計的過程中，要不斷的改革創(chuàng)新，實現(xiàn)節(jié)能性電氣技術和設備的更新?lián)Q代。
2.2 適用性
在建筑電氣的設計過程中，要根據(jù)相關的規(guī)定進行設計、操作和運行，盡可能的采用先進的設備和技術，簡化供配電系統(tǒng)，降低電氣設備數(shù)量，從而保障電氣系統(tǒng)的操作維修方便，提高電氣的適用性。
2.3 可靠性
在設計電氣系統(tǒng)時，必須保障電氣系統(tǒng)的運行，設置必要的應急措施，來保障故障時的電氣的正常運行。
2.4 安全性
高層建筑的電氣系統(tǒng)，在保障建筑物電力供應的正常時，還需要提高其的安全性，制定合理的負荷等級，盡可能的避免故障發(fā)生，從而有效的降低電氣運行成本。
3 高層建筑電氣的節(jié)能性和安全性
3.1提高建筑電氣設計的節(jié)能性
提高建筑電氣的節(jié)能性主要可以從以下幾個方面考慮：1選擇合理的變壓器。為了提高建筑電氣的節(jié)能性，根據(jù)建筑的特點選擇適當?shù)淖儔浩鳎话闶枪?jié)能型變壓器。2仔細分析研究，實現(xiàn)電動機的節(jié)能。綜合各方面因素，詳細的分析電動機的節(jié)能問題，一方面可以通過就地電容器補償來降低線路損耗，同時還可以通過降低電動機在低效率下的輕載或空載來實現(xiàn)。除此之外，還可以通過使用變頻調速控制電動機，來適應變化的負載，從而提高電動機的工作效率，節(jié)約電能。3.在建筑電氣設計過程中，合理設置照明系統(tǒng)，在保障照明的前提下，盡量的使用日光，從而降低照明系統(tǒng)中電能的消耗，提高建筑電氣的節(jié)能效果。
3.2高層建筑電氣的安全性
加強建筑電氣設計的安全性主要可以選擇合理的電力供應系統(tǒng)；保障供電線路的穩(wěn)定，不能隨意的更改供電線路，以防出現(xiàn)安全事故；利用建筑物中的保護接地系統(tǒng)實現(xiàn)接地，并且采用共用接地體方式，因而，在實際的接地設置過程中，為保證電氣使用人員的安全，共用接地體的電阻必須小于l歐姆；通過計算計算技術、網(wǎng)絡技術及自動化技術等先進的技術，設計高效的消防控制系統(tǒng)。總之，提高建筑電氣的安全性，必須合理的設計建筑電氣系統(tǒng)，不斷的進行技術和工藝改進。
4 結束語
總而言之，隨著技術的發(fā)展，智能化的高層建筑正在逐漸的增加，人們對建筑電氣關注越來越高。但是由于建筑電氣涉及的因素眾多，在實際的設計和施工、運行過程中，仍舊存在問題，因而研究者需要不斷的吸收外國先進的經(jīng)驗技術，在融會貫通的基礎上，進行改革和創(chuàng)新，提高建筑電氣的節(jié)能性和多功能性，從而給人們提供一個安全、舒適、高效、節(jié)能的居住環(huán)境。
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隨著城市規(guī)模的不斷發(fā)展，高層建筑越來越多，因此，高層建筑電氣設計就成為設計者不得不面對的問題，同時，在能源緊張的今天，更要注重節(jié)能的設計。
一、負荷的計算：負荷計算取值大多數(shù)地區(qū)未明確確定，計算準確與否對合理選擇設備，安全可靠與經(jīng)濟運行，均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算，基本上采用負荷密度法和需要系數(shù)法。
二、高低壓供、配電系統(tǒng)的設計：為了保證供電可靠性，現(xiàn)代高層建筑至少應有兩個獨立電源，另外還須裝設應急備用柴油發(fā)電機組，要求存l5秒鐘內自動恢復供電，保證事故照明、消防等設備的事故用電。
三、電氣照明設計：包括光源選擇、照度計算、燈具造型、燈具布置、眩光控制、調光控制、照明配電線路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著非常密切的關系，應該相互配合，在使用功能及藝術意境方面求得統(tǒng)一，選用各種建筑物自動化系統(tǒng)特別是直接數(shù)字控制系統(tǒng)來觸發(fā)照明電路和接觸器。
四、防雷與接地設汁：高層建筑物的防雷接地、電氣設備含電源設備的接地、屏蔽接地及防靜電接地應采用一個總的共用按地裝置。其用接地裝置優(yōu)先采用大樓的鋼筋混凝土中的鋼筋等自然接地體。其按地電阻應≤1Ω，如達不到要求，可增加人工接地體。除采用避雷針和避雷帶的傳統(tǒng)做法外，近年還出現(xiàn)有消雷器和放射性避雷針。
五、弱電系統(tǒng)設計：包括樓宇自控系統(tǒng)、綜合布線與計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、火災報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、廣播音響系統(tǒng)、汽車庫管理系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、程控交換機系統(tǒng)、因特網(wǎng)接人系統(tǒng)、電視系統(tǒng)、視頻點播系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、計量電表系統(tǒng)、系統(tǒng)集成平臺與各子系統(tǒng)的連接等十余個子系統(tǒng)。在有些高層建筑中還會遇到小區(qū)域無繩電話系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、酒店電視綜合服務系統(tǒng)等。雖然具體到一個項目子系統(tǒng)的多少會由于建筑性質、投資規(guī)模等因素的不同而有所增減。
六、消防自動報警和自動滅火系統(tǒng)按國標GB50116《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范要求》，建筑物作為火災自動報警系統(tǒng)的保護對象，共分三級，即特級、一級、二級。現(xiàn)代高層建筑的火災自動報警滅火系統(tǒng)包括：火災探測器、分區(qū)消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統(tǒng)等四個部分，實現(xiàn)報警滅火自動化。
（1）關于消防自動報警和自動滅火系統(tǒng)的設計應從以下幾方面入手報警探測器安裝、報警手段、自動滅火方面、手動滅火方面、通訊設備、擋煙垂壁的設置以及避難層的消防安排等。
（2）在高層建筑中的其它重要的防火手段防火閥。為了防止煙火沿風管蔓延而設置，因而一般在通風機房外側裝設。特殊情況下，通風風管（如空調管道）被允許進入或穿越電氣設備間（如配電室、電話室、中控室），此時在電氣設備間過墻處的風管上的墻內、墻外要各設一個防火閥，使設備間的煙火不能外傳，也不允許外面的煙火導入設備間。
在平時防火閥處于常開狀態(tài)，火災初起時一旦管卡氣溫超過70℃，管道上的防火閥葉片在電磁動力作用下翻轉90度，阻斷管道。滅火結束，防火閥重新恢復常開狀態(tài)。
排煙閥。設干排煙風機的排煙管道上，多位于出戶風口附近。排煙閥平時關閉。火災之初打開，隨之排煙風機聯(lián)動啟動排煙于戶外，當火災繼續(xù)發(fā)展，煙氣溫度達到280℃時，排煙閥自動關閉（否則風助火勢，有助燃燒作用）。
正壓送風系統(tǒng)：火災時人員不能進入電梯內，或火災發(fā)生后電梯迫降一層未成而失電，便可能停留于火場中，梯中人員會為煙氣室息。正壓風機一般處干屋頂，各層的電動風口聯(lián)動。火災初起時打開風口，啟動正壓送風機，使樓梯間、電梯廳處于正壓狀態(tài)。
【關鍵詞】高層建筑、電氣設計、特點、問題；
一、高層建筑電氣設計的特點
安全照明、室內、樓梯過道等屬于照明設備；生活水泵和消防泵等給排水設備；冷卻塔風機以及水機組等制冷設備；排風機、電冰箱等廚房用電；包括送風機、回風機、風機管盤在內的空調系統(tǒng)送電設備；包括正壓風機、排煙風機等在內的消防設備。高層建筑的用處不同其用電量也就有著一定的不同，不過從總體上說，耗電量還是非常大的。
二、高層建筑電氣設計的主要內容
高層建筑電氣設計工作的復雜性是由其涵蓋的廣度所決定下面筆者將介紹高程建筑電氣設計的部分內容并做對應的分析。
1.供電電源和電壓的選擇
現(xiàn)代高層建筑至少應有兩個獨立電源來確保供電可靠性，具體數(shù)量應該按照負荷大小和當?shù)仉娋W(wǎng)條件來決定。原則上兩路獨立電源運行方式應為同時供電以互相作為備用。若地理位置或者市政供電的局限，也可以采用一路獨立電源與應急備用電源相結合的方式供電。 要求其在十五秒鐘內能夠自動恢復供電，保證電梯以及消防設備等的事故用電。國內高層建筑的供電電壓，都采用標準電壓等級。除此以外，含有特別重要負荷的特殊建筑還應當另外裝設應急備用柴油發(fā)電機組，以保證重要負荷的供電可靠性。
2.負荷的分級和計算
高層建筑的電力負荷根據(jù)用戶的重要性或其用電設備對供電可靠性的要求及中斷供電將造成的損失或影響程度劃分為一級、二級、和三級負荷，有些高層建筑還有特別重要負荷。施工圖設計時基本上是采用需要系數(shù)法來進行計算，為供電設計提供參數(shù)依據(jù)。負載計算的準確性決定了設備的選擇是否合理，繼而對設備的安全可靠與經(jīng)濟運行起著決定性作用。
3.高低壓配電系統(tǒng)設計
在高層建筑中，高壓配電系統(tǒng)的組成是兩路的10kV電源，兩路電源同時供電。高壓配電采用的形式是單母線分段，自動切換的同時起到相互備用的目的。為了在電氣設計中使變壓器臺數(shù)盡量減少，一般單臺變壓器都采用容量大于1000kVA的，正常狀態(tài)下的變壓器能夠解列運行，中間設置聯(lián)絡開關，來控制低壓時短路電流的情況。另外，高低壓配電的計費方式，多采取高供高計，仍然需要安裝設計費電度表，將照明和動力兩方面分開的方式計價。
（1）高壓配電系統(tǒng)：就一般情況而言，現(xiàn)代高層建筑大都采用兩路獨立的十千瓦電源以確保同時供電。高低壓側的接線均采用單母線分段，中間設連絡開關，獨立運行，互為備用。采用高供高計。
（2）為控制變壓器數(shù)量單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kva。為限制低壓側的短路電流，正常情況下變壓器解列運行時，中間應該設置聯(lián)絡開關。照明和動力變壓器需分開設置，但動力用電容量太小，動力變壓器則可不分開裝設，且在低壓側則應對動力負荷分類計費。變壓器多集中裝設在低壓側，與配電屏放在一起，宜采用防護等級以上的干式變壓器。
（3）功率因數(shù)補償采用在低壓側集中補償方式，在變配電所低壓側設功率因數(shù)自動補償裝置，補償后的功率因數(shù)在0.9以上。
（4）低壓配電系統(tǒng)中各級開關均采用斷路器，應注意選擇性配合各級自動空氣開關的保護整定以防止越級跳閘的情況發(fā)生。
（5）高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)，樓層配電則采用樹干式和放射式混合系統(tǒng)。其中，干線是配電設備中的主要部分。現(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽和銅芯電纜橋架敷設。層間配電箱以插接自動空氣開關的方式從豎井母線槽獲得電源。
4.確定變電所位置
現(xiàn)代高層建筑的耗電量大，應盡可能使高壓深入負荷中心，然后再確定變電所位置時這對節(jié)約電能和提高供電質量都有重大意義。建筑高度在三十層左右的，變電所大都集中設置在底層。建筑高度在六十層左右的，則分散布置在整個建筑內。也有僅僅在中間層或僅在地下層、頂層設變電所的。變電所的位置分布、數(shù)量設置在多少應該在經(jīng)過技術經(jīng)濟比較后再做決定。
5.防雷接地系統(tǒng)及安全
現(xiàn)代高層建筑的防雷設計，主要采用避雷針和避雷帶相結合的傳統(tǒng)做法。現(xiàn)代的高層建筑大多是由鋼筋水泥鑄造的剪力墻，和樓板的銜接十分穩(wěn)固可靠，建筑中的電氣接地保護以及防雷接地也是和建筑本身相結合的，組成了混合姐弟的系統(tǒng)。以建筑物的混凝土作為幾處來接地板，接地電阻通常是在1歐以下。雖然建筑中的自然接地達到了接地電阻標準要求，可是仍然需要相關工作人員把主要的建筑物連接，形成接地電網(wǎng)。這種做法進一步提高了工程的安全性。電源系統(tǒng)、弱電設備等裝設過電壓保護器，以避免雷電過電壓對系統(tǒng)的影響。
6.電氣的照明設計
對于高層建筑，電氣照明包括的內容很多，比如有如何布置燈具，如何設計燈具的外形，如何選擇光源類型等等。電氣照明設施直接影響到建筑物的外觀，所以在設計照明設備的時候要注意其外形要與建筑物形成一個整體，不要影響美觀。現(xiàn)代的建筑中，感應器、聲控、光控設施被廣泛采用，這大大節(jié)約了能源，對可持續(xù)發(fā)展社會起到良好的模范作用。
7.電梯的用電設計
電梯機房一般在井道的上方。普通電梯的梯井能夠連通或者設置開口相連通。電梯根據(jù)使用功能多分為客用電梯與貨用電梯等；而按照速度劃分可分為超高速、高速、快速與低速電梯；按電流可分為直流和交流。在現(xiàn)代高層建筑中使用的電梯，為了縮短等待的時間并提高運輸能力，多采用超高速或者高速的電梯，分組采取控制。為提高運行的舒適性與穩(wěn)定度，客用電梯多采取直流電動機作為驅動。
二、高層建筑電氣設計中應注意的幾個問題
1. 高層建筑由于電梯、消防水泵、排煙風機等設備多、空調負荷大等等原因，供電的可靠性要求很高，消防負荷還需末端切換。
2. 在高層建筑中，照明與動力基本上不共用干線。動力負荷多采用放射式供電，照明負荷則多采用母線槽配電。
3. 高層建筑用電負荷等級應按規(guī)范正確劃分等級。
4. 電氣施工圖設計未達到設計深度，將直接導致施工困難或者錯誤。例如設計表明各種設備材料的型號規(guī)格參數(shù)尤重要。
5. 高層建筑消防設備供電及控制線路選擇應符合規(guī)定或規(guī)范。火災時，高層建筑的疏散時間無法確定，因此，應急線路和消防報警線路成為火災中最重要的線路必須要保持線路完整。
6. 與各專業(yè)高度配合，合理處理各專業(yè)的管道打架。
7.節(jié)能減排是我國經(jīng)濟建設過程中所大力倡導的，節(jié)約電的使用量又是節(jié)省能源工作中的一個重要方面，它與我們的日常生活和企業(yè)的經(jīng)濟效益息息相關。在高層建筑的電氣設計中進行技術經(jīng)濟分析時，應考慮到電腦消耗這一問題，并將其劃為重要的一部分。節(jié)電的設計方案應首先考慮技術和安全，然后還有考慮其經(jīng)濟性和環(huán)境保護方面。電氣設計時采用經(jīng)濟合理的配電方式以減少電能的損耗，節(jié)約用電量。
三、結束語
總而言之，電氣涉及是否合理直接影響著工程質量以及人們對建筑的使用。企業(yè)想要可持續(xù)發(fā)展，在激烈的市場競爭中獲得更高更好的發(fā)展就要全面統(tǒng)籌，注重電氣射擊中存在的問題，反思并解決。文章對建筑電氣設計的特點以及存在的幾個問題以及應當引起注意的地方作出了簡單的闡述，希望對相關行業(yè)能夠有所幫助。
參考文獻：
