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一、高層建筑電氣設計過程中應注意的問題

由于高層建筑對于供電的要求很高，因此，在高層建筑電氣設計中的照明等很少采用干線，而且高層建筑的設備很多，導致負荷過重，這也不利于干線的使用。空調等主要用電設備布局分散；由于高層建筑的本身很高，而且其在消防方面疏于管理，因此，高層建筑對與火災預防和處理方面的要求比較高；此外，設計師在設計過程中，要重點考慮能耗指標的影響，在結合全面技術經濟分析的基礎上進行設計，在節約電能方面還要做到使用科學系統的配電方式以及要采用高質量的電腦系統。

二、主要內容

1.負荷的計算

高層建筑電氣設計首先要對電力負荷進行統計分析，因為電力負荷是電氣設計的基礎，離開了負荷的計算，電氣設計工作就無法展開。負荷計算要采用專門的計算方法，以免出現錯誤，如果在電力負荷計算工作中出現失誤，則會影響到以后設計工作的全過程。

2.供電電源及電壓的選擇

設計中對于材料的選擇至關重要，這是保證供電安全和可靠性的重要保證，高程建筑的電源標準是至少兩個，還必須要是獨立的。兩路電源之間互相補充，同時供電，以防意外發生時由于電源的問題推遲解決。

3.高低壓配電系統的設計

高層建筑中兩路電源必須要同時供電，保證高層建筑供電的穩定

性，采用高供高計，但在低壓側，仍裝設計費電度表。此外，在選擇變壓器的時候要考慮實際因素，選擇大功率的變壓器，這樣可以保證變壓器的臺數在控制范圍內。由于干線在配電系統中的重要作用，因此，在進行高低壓配電系統設計的時候通常采用放射性系統。還要對干線進行保護，由于干線的特殊性，因此，在干線無法連接的情況下，要采用其他方式進行連接，保證供電安全。

4.主要設備的選型

電氣設計中一定要注意設備的選型，要綜合考慮各種情況，嚴格把控設備的選擇，保證主要設備的質量達到相應的標準。考慮到高層建筑的安全隱患較多，因此，主樓沒不能安裝大容量的油浸電力變壓器，這也是考慮到樓層內人員的安全。由于低壓配電屏的結構已經不能完全符合現實需求，因此，近年來出現采用燃氣輪發電機的情況。

5.變電所位置的確定

有些建筑商為了節約成本，把變電所設置在一些偏遠的地方，這樣就不利于對變電所的管理，給火災造成很嚴重的隱患，標準的變電所應該保證高壓能夠深入負荷中心，這樣才能盡可能的保證建筑安全，避免火災發生。

6.電氣照明設計

在進行電氣照明的設計中，設計師要認真研究各種照明設備的作

用，結合實際情況，綜合考慮使用照明設備，在一些特殊地點要選用特殊的照明設備，以保證安全，減少火災發生造成的影響。

7.防雷與接地

現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。在進行防雷和接地的過程中，需要仔細研究建筑物空間構造，很多情況下，都是需要安裝水平的人工接地體的。

8.電梯

電梯機房一般設置在井道上面。電梯按使用功能分普通電梯、消防電梯等許多種，按電流分則有交流和直流兩大類。現代高層建筑的電梯，一般都采用高速或超高速電梯。為提高運行的穩定性和舒適感，客梯都是選用直流電動機驅動。

9.消防自動報警和自動滅火系統

消防自動報警和自動滅火系統對于高層建筑具有的意義是十分明顯的，設計高層建筑的電氣時要充分考慮到消防用電，盡量避免因為消防的用電問題耽誤了消防工作的展開，消防用電設計到很多問題，內容也很復雜，因此，設計師一定要充分發揮自己的專業知識，做好消防用電工作。

三、高層建筑電氣設計的特點

（1）負荷的計算

負荷計算時，cosφ取值大多數地區未明確確定。

（2）高低壓供、配電系統的設計

①為了保證供電可靠性，多采用兩路獨立電源運行方式。

②由用戶電表開關箱向室內配電回路，應以照明、空調及其他電器用插座分三個回路為基本回路。

（3）電氣照明設計包括光源選擇、照度計算、燈具造型，具布置，眩光控制和調光控制和照明配電線路敷設等。

（4）防雷與接地在建筑物供配電設計中，防雷接地設計占有重要的地位，近年出現有消雷器和放射性避雷針。

（5）電梯的設計電梯機房一般設置在井道上面，一般都采有高速或超高速電梯，分組實行電腦群控。在進行電梯設計時一定要做好配電設計、電氣照明、線路敷設、防災及報警裝置、電梯機房等相關問題。

（6）電腦系統一般包括樓宇自控系統、火災報警與消防聯動控制系統、廣播音響系統、無線通訊系統、因特網接入系統、視頻系統辦公自動化系統、系統集成平臺與各子系統的連接等十余個子系統。設計方案應注意具有以下方面：實用性、綜合性和經濟合理。各智能化子系統的運行狀態一目了然，具備機房設備的工作條件。通過集成接口實現系統內部的系統聯動。關于消防自動報警和自動滅火系統的設計應從以下幾方面入手：報警手段、手動滅火方面、擋煙垂壁的設置以及避難層的消防安排等。其他重要的防火的手段包括：防火閥：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）。在平時防火閥處于常開狀態，滅火結束，防火閥重新恢復常開狀態。排煙閥：設于排煙風機的排煙管道上，多位于出戶風口附近。正壓送風系統：火災時人員不能進入電梯內，因為火災發生后電梯升降一層未成而失電。此時人員的逃生通道應是樓梯間。

四、建筑電氣設計中的節能原則

作為電能高消耗主體的高層建筑，必須在設計階段堅定節能方針。

高層建筑電氣設計必須能滿足建筑物的功能，為建筑物的各種服務功能提供充足的動力電。例如變壓器的功率損耗還有量大面廣的照明用電，都可以通過采用先進技術及新型節能光源加以改善。節能設計要結合實際經濟效益因素，在進行設備型號的選定時，不僅要考慮到設備本身的物理條件，還要從設計的總體效果和經濟效果等方面考慮。

建筑電氣節能應堅持以下三個原則：

1.滿足建筑物的功能

具體問題具體分析，設計師要利用自己的專業知識，并結合某一處高層建筑的特殊要求，還要考慮到當地的自然條件等進行高層建筑電力設計。應首先對高層建筑本身進行調查研究，設計時要達到相關指標。

2.考慮實際經濟效益

在高層建筑電氣設計中，設計師一定要結合國情這個宏觀條件和某一處高層建筑這個微觀條件進行設計，盡量采用能夠節省能源的方案，避免不必要的開支。

3.節省無謂消耗的能量

在這個方面，要做到對電氣設備進行檢查維修，保證正常供電，以免出現漏電等現象，在選擇材料型號中要選用實用的材料，購買電氣材料時要貨比三家，買到經濟合理的電氣設備材料。

五、結束語

基于我國的國情，現代建筑向“縱深”發展，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還在不斷給我們提出新的研究課題，如何有效提高高層建筑電氣設計水平成為了擺在我們面前必須要解決的問題。重點研究高程建筑電氣設計特點，提出更好的設計理念和方法，在不影響功能的情況下改善高層建筑高耗電量的現狀，對高層建筑的合理應用具有重要意義，同時，這也符合我國的能耗現狀和節約能源的要求。

參考文獻

[1]鄭梅陽.高層建筑電氣設計特點及發展研究.科技風，2012（07）.

[2]劉彬.高層建筑的電氣設計特點.今日科苑，2007（20）.

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隨著地面用地越來越緊張，高層建筑越來越多，對其供電可靠性和消防等有了更高的要求，因此，應進一步加強高層建筑電氣設計。本工程地上兩座34層，其中裙樓有4層，1到3層為商用，4-34層位寫字樓，地下有2層，建筑總高度為129.95m，總面積為16.2萬平方米。以下是以本工程為例，對高層建筑電氣設計進行了分析。

1.供配電系統設計

1.1供電需求

高層建筑供配電系統設計應從整體來進行，至少需要兩路獨立市電電源，另外，還需應急電源或備用電源的設置。

1.2電源

高層建筑正常電源數量應至少兩個，采用專線由上級變電站或開關站放射式供電。電源電壓等級可以是10kV、20kV、35kV或110kV。如果某路電源斷電時，必須保證剩余電源供電需在二級以上負荷。應急電源和備用電源是高層建筑必不可少的一部分，其可以設柴油發電機來進行，此柴油發電機確定柴油發電機的額定輸出電壓需根據負荷大小、單臺電動機最大啟動容量、供電半徑等因素來進行。當建筑物高度比200m低時，采用低壓柴油發電機；如果建筑物高度在100m~400m時，應進行技術分析、比較，對柴油發電機的額定電壓進行確定；當建筑物高度比400m大時，采用高壓柴油發電機。

1.3高壓供配電系統

主配變電所-分配變電所結構是高層建筑的高壓供配電系統。主配變電所應采用單母線分段的主接線形式放射式引至分配變電所。高壓系統配電級數根據當地供電部門的規定，35kV電壓等級可直降到0.4kV；也可先將35kV降壓到10kV，再將10kV降到0.4kV。

1.4配變電所

配變電所地址的選擇嚴格根據《10kV及以下變電所設計規范》GB50053、《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16、《35~110kV變電所設計規范》GB 50059中的有關規定。也就是說，配變電所地址應設在離人們遠的地方，變電所、主要的配電間不應設在伸縮縫、沉降縫及存在漏水危險的地方，在出入口處不宜放置發電機和變壓器。配電變壓器的長期工作負載率不宜超過60%。在負荷中心設置配變電所，在地下一層和首層設置主配變所，也可設獨立的變電站。在避難層、頂層設置分配變電所，其變壓容器容量應小于1000kVA。針對高層建筑而言，在主配變電所中應設置值班室，值班室可以獨立存在，也可以與高壓配電裝置室和相應的配電裝置室相通。根據高層建筑的具體情況，配變電所的高低壓開關柜可以選擇從多種形式中選擇。對于大截面電纜或電纜數量較多時，應設電纜夾層，其高度要控制在1.8m和3.2m之間。配變電所內應設置低壓集中自動電容補償裝置。補償要求按當地供電部門的規定執行，當沒有明確規定時，補償后低壓側進線處的功率因數應達到0.90以上。電容補償裝置的選擇應考慮配電系統中高次諧波的影響。繼電保護按《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》GB50062、《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》GB/T 50063、《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16的要求執行。并符合下列規定：(1)當高壓系統采用中性點經小電阻接地方式時，應設置零序速斷保護，零序保護裝置動作于跳閘，其信號接入事故信號回路。(2)當分變電所離總配變電所距離較遠且上級保護不能滿足分變電所進線處保護靈敏度要求時，分變電所進線處應設一級保護。如果必要，分變電所的變壓器可設差動保護。(3)高層建筑宜采用綜合繼保單元，分散布置在高壓配電裝置上；低壓系統宜采用多功能儀表。高壓、低壓、柴油發電機組成統一的電氣控制系統并接入BMS系統。

高層建筑高壓宜采用集中控制方式，對變壓器主斷路器、分段斷路器、主要饋出回路斷路器宜采用集中監視方式。主配變電所應采用直流操作電源，分配變電所視具體情況采用直流操作電源或交流操作電源。所用電源宜引自配電變壓器。

高層建筑對備用、應急電源有一定的要求，具體要求如下：(1)按照相關規定設置應急電源。(2)采用獨立于正常電源的電機組設備備用電源。 (3)柴油發電機房宜設在地下一層，也可設置獨立的柴油發電機房，不宜在避難層和頂層設置柴油發電機組。

2.電纜電線選擇和敷設

在電氣設計中，比較復雜的問題就包括高層建筑干線電力線路的選型和敷設方式。針對大容量配電干線而言，由于封閉式母線具有載流量大的特點，因此，在本工程中普通電源、空調動力大容量用電干線都采用這種方法。根據《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-2008）第7.4.3條導體敷設的環境溫度要求，在封閉的強電間發熱量大，會造成導體載流量下降，故暖通專業應予考慮適當排風。配電干線在變配電室內段的敷設用開敞式電纜托盤，變配電室到電氣豎井間段采用封閉式防火電纜橋架敷設，在電氣豎井內的敷設全部采用電纜明敷固定在階梯式電纜梯架上。這樣，就將安裝施工及上述問題有效地解決了，為日后的維修也帶來很大的便利。在樓層間的分支干線導線敷設根據所配設備的消防負荷等級選擇防火類型，并盡可能地采用鋼管暗敷在墻壁和樓板內，明敷防火線路在外套保護鋼管上噴涂防火涂料。各層電氣豎井內的樓板孔洞和各處墻壁上的電氣安裝孔洞，在設備安裝施工的后期一定要用防火膠泥等防火材料嚴實封堵，這是相關設計規范明確要求需設計時留意的。

3.火災自動報警系統

根據規范《建筑設計防火規范》GB50016-2006和《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-95 2005年版）的有關要求，高層建筑應按特級保護對象設置火災自動報警系統，除游泳池、溜冰場、衛生間外，均應設置火災自動報警系統。本工程火災自動報警系統采用控制中心報警系統方式。在消防控制室設置有火災報警及聯動控制器、消防聯動控制設備、消防警報及通訊設備、彩色CRT、打印機等設備及可直撥城市“119”火警電話的外線電話。火災自動報警系統除由消防電源作主要電源外，另設直流備用電源。CRT顯示器、消防通訊設備等的電源，另設UPS裝置供電。本工程報警設備按照全面保護方式進行設置，在《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-95 2005年版）及《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》（GB50067-97）等規范規定的場所及根據火災危險程度、消防功能要求需要的各有關場所設置火災探測器。值得注意的是本工程1～3層商業的中庭高度超過12m，配置自動尋的消防炮系統。每個防火分區均設置手動火災報警按鈕，從一個防火分區內的任何位置到最鄰近的一個手動按鈕距離均不大于30m；系統還可接受水流指示器、壓力開關、信號閥、消火栓啟泵按鈕、防火閥等設備的報警信號，并可監視防排煙閥、消防水泵、消防風機的狀態信號、地下水池或屋面水箱消防水位狀態信號、市電與自備電及消防水泵主備用電源的工作狀態、消防電梯的故障狀態和停用狀態。消控室內彩色CRT應能顯示保護對象的重點部位、疏散通道及消防設備所在位置的平面圖等。在消防水泵房、備用發電機房、變配電所、消防風機房、消防電梯機房設置消防專用電話分機，在手動報警按鈕和各避難層每隔20m設置消防專用電話插口。消控中心設置可直接報警的外線電話。根據規范要求，在各層均設置一定數量的事故廣播揚聲器，火災事故確認后，將著火層及上、下層的事故廣播揚聲器自動接通，指揮人員有秩序地疏散。消防設備的控制與顯示等功能應按《消防控制室通用技術要求》GA767-2008的規定進行設計。高層建筑一旦發生火災現象，那么將會造成無可估計的損失，首先的樓層高，其次是人員密集，因此，電氣線路火災的防止必須提起重視。《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-95 2005年版）9.5.1條規定：高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統。將用于報警切斷的電氣火災監控探測器設置在重要消防設備供電回路上。總而言之，防止高層建筑發生火災是高層建筑電氣設計的一個重點環節，火災自動報警系統設置需要根據相關規定來進行，使其能夠最大限度發揮其功能和作用。

參考文獻：

[1] 趙國富.超高層建筑配電系統設計簡介[J]. 建筑電氣. 2010(06).

[2] 韓風明.超高層辦公建筑電氣設計[J]. 現代建筑電氣. 2011(01).

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中圖分類號:TM92 文獻標識碼:A

1.概述

隨著現代社會的發展，建筑物的規模不斷擴大，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驗，但國情不同、地域不同，需要系數不合理，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，造成經常性的負荷跳閘，超負荷運行而燒壞開關、電表和電線的現象時有發生。如果要提高高層建筑配電系統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法，利用系數法和二項式法來求得“計算負荷”。我們定義：

需用系數；利用系數

需用系數法 用設備功率乘以需要系數和同時系數，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，可查閱相關設計手冊。

利用系數法 采用利用系數求出最大負荷的平均負荷，再考慮設備臺數和功率差異的影響，乘以與有效臺數有關的最大系數得出計算負荷。

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，采用經驗系數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，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，其功能為商業網點、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負荷計算的依據及要求

該城市屬于一類氣象區，要求的功率因數為0.9。從而必須設置柴油發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，商業網點負荷按 100W/mZ考慮計算。

根據公式：

; ; ;

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；P為設備功率，kW。

整棟樓的配電系統設計是根據相關專業的要求和規范標準來設計的，負荷計算是其中重要的環節之一。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交聯聚氯乙烯絕緣和護套鋼帶電力電纜，分枝母線采用25mm2交聯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,與發達國家相比存在一定的差距，不過我國現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范的依據、IEC標準是許多國家從多年無數電氣事故中總結得出的經驗教訓，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。隨著現代高新技術的發展和應用，高層建筑的智能化和網絡化是必然趨勢，一些尖端科技如激光通信技術和虛擬社區技術等也將在智能大廈領域得到應用并發揮重要功能。

參考文獻

[1]朱慶元,商文怡.建筑電氣設計基礎知識[M].中國建筑工業出版社,1993.

[2]李育才,杜先智.建筑電氣技術[M].同濟大學出版社,1988.

[3]劉建國.高層建筑電氣設計方案的優化[J].電力建設,1998.

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針對超高層建筑的特點，現對超高層建筑電氣設計要點和注意事項解析如下。

1.1供電電源的高可靠性《供配電系統設計規范》GB50052-2009第3.0.2要求：“一級負荷應由雙重電源供電，當一個電源發生故障時，另一個電源不應同時受到損壞。”這一規定是基于城市電網完好，兩個電源不致同時發生故障的情況，沒有考慮到城市電網發生重大故障導致全面癱瘓的可能。雖然規范3.0.3明確：一級負荷中的特別重要負荷（如計算機信息系統用電、安防系統用電、消防用電等）除應由雙重電源供電外，尚應增設應急電源，但對非消防一級負荷（如走道照明、客梯用電、生活水泵、排污泵用電等）未明確是否增設第三電源。超高層建筑通常為地標式建筑，為提高上述非消防一級負荷的供電水平，亦應為其設置自備應急發電機組作為第三電源，以確保城市電網癱瘓時大廈的基本運營，將經濟損失減少到最低程度。同時設置不間斷電源裝置UPS、應急電源裝置EPS，為智能化信息系統、應急照明系統等提供第四電源。

1.2配電系統主接線的安全可靠性變壓器總容量為15000kVA及以上，宜采用20kV及以上電壓等級供電；變壓器總容量在15000kVA及以下，宜采用10kV及以上電壓等級供電。具體情況需與當地供電部門協商。兩回10（20）kV中壓電源應采用同時工作、互為備用、單母線分段運行方式。消防負荷、非消防負荷在0.4kV低壓母線段處嚴格分開，彼此獨立、互不干擾，并分別設置消防負荷、非消防一級負荷（保證負荷）專用應急母線段，以確保消防負荷供電的安全可靠性。低壓配電系統采用單母線分段運行方式，干線系統采用放射式、樹干式或二者兼用的混合式。垂直干線電纜配電，按每條電力電纜干線供電負荷不超過8層設置（一般每隔15層45m設一避難層，即兩個避難層之間同類別負荷干線為2條及以上，對提高供電可靠性有利）。

1.3分區設置變配電所的合理性應根據不同性質用電負荷分布密度，將變配電所設置于各功能區段，如冷凍站與泵站地下區、低中區、中高區、超高區的負荷中心（如地下層、避難層、中間設備轉換層、頂層）。低壓出線柜至末端配電箱線路的最大供電半徑控制在（200-50）x0.8=120m以下（末端配電箱至用電設備的線路長度控制在50m以下）。低壓供電線路的總長度具體應按照總電壓降不超過5%的要求確定。為了設備運輸和檢修方便，變壓器最大單臺容量地下層控制在2500kVA及以下，電抗率8%；地上避難層、設備層、頂層控制在1000kVA及以下，電抗率6%。當專用運輸梯的載重量達4.9（5.0）t時，地上設備層可放寬到2000kVA及以下。從節省設備用房占地面積、節省線材造價的角度考慮，10kV高壓開關柜與變壓器相距不宜過遠，盡量靠近，0.4kV低壓開關柜與變壓器盡量靠近，間隔0.8~1.0m為宜，必要的時候亦可選用緊湊型組合式變配電站。

1.4自備應急電源（發電機、UPS、EPS）的合理選取與配置200m及以下區段宜選用0.4kV發電機組，400m以上區段應選用10kV發電機組，將應急電源直接饋送至各功能區段的負荷中心，降低能耗和節省線材。亦可通過技術與經濟合理性比較，均選用10kV或0.4kV發電機組。同時分區設置專用的UPS、EPS機房（需考慮結構荷重），為智能化信息系統、應急照明系統等提供不間斷電源。

1.5防雷接地的特殊重要性現代超高層建筑大量采用鋼結構、鋼筋混凝土結構，本身引雷能力強，遭受雷擊的概率增大，且外立面多采用帶金屬構件的玻璃幕墻，設計時應綜合考慮外部防雷和內部防雷，兼顧各種用途的接地需要，把防雷接地的各要素與結構鋼筋、金屬構件等有機結合，構成統一協調、安全可靠的防雷接地體系。

1.6電氣火災防范與智能疏散的極端重要性根據超高層建筑內部的不同功能分區，分別設置消防控制分控中心，各功能分區自成系統，獨立運行，以實現風險分擔。同時，大廈首層（或地下一層）設置消防控制主中心，可實現監控各分控中心的狀態，全面提高電氣火災防范的安全可靠性。除了常規火災自動報警及消防聯動控制系統外，超高層建筑還應設置電氣火災監控系統（多級防火剩余電流動作報警、過電流超溫報警系統）、氣體滅火控制系統、固定消防炮滅火控制系統、消防水泵定期自動巡檢系統、空氣采樣早期煙霧探測系統等多種特殊且必需的系統。同時，需設置應急照明智能疏散逃生系統，這是因為超高層建筑內人員流動大、密集度高、疏散通道復雜。為了做到“安全、準確、迅速”逃生，須引入智能化動態疏散的理念，以火災現場即時的、真實的信息為依據，根據預設的疏散方案進行局部疏散路徑的動態調整、優化，從而有效解決安全、準確快速疏散問題。

1.7避難層的供電、火災應急廣播及消防通信的特殊要求避難層內除空調機房外，其他動力、照明等配電干線須單獨設置，不應與其他層公用，且均應采用消防雙電源供電并在末端自投，以確保避難層電氣消防的獨立性和可靠性。

1.8航空障礙燈設置的特殊要求應標志出超高層建筑的最高點和最邊緣（即視高和視寬），并應在中間層加設障礙燈，中間層的距離必須大于45m并盡可能相等，水平距離亦不大于45m；按規范在不同高度選用不同光強、不同類型的障礙燈，確保在不同高度的障礙燈數目及排列，應能從各個方位都能看到超高層建筑的輪廓，并且考慮障礙燈的同步閃爍，以達到明顯的警示作用。

1.9電氣節能與環保技術應用、綠色建筑創建的必要性超高層建筑的使用功能非常復雜、用電量負荷極大，電氣節能與環保技術應用的潛力巨大，效果明顯。首先應深入研究、全面優化其高、低壓變配電系統和應急電源系統的設計方案，并設置綜合能耗計量與運營管理系統，從系統配置和管理上為節省電能創造有利條件。同時，應充分開發與利用可再生能源，積極采用綠色照明、太陽能光伏發電技術、風力發電和風光互補發電技術及其他各種有效的電氣節能技術；積極采用環保型發電機、無煙無鹵清潔型電纜及其他各種有效的電氣環保技術；設置智能照明控制系統、各種機電設備的自動監控系統（BAS）、綜合能耗獨立分項計量與運營管理系統等。從設備選型、系統配置和運營管理等各個環節多管齊下，最大限度地節約能源、保護環境、減少污染，力爭達到國家標準《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2006中的“三星”或“二星”等級。“綠色建筑”指在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源（節能、節地、節水、節材）、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。綠色建筑對住宅建筑而言，要求公共場所和部位的照明采用高效光源、高效燈具和低損耗鎮流器等附件，并采取其他節能控制措施，在有自然采光的區域設定定時或光電控制。智能化系統定位正確，采用的技術先進、實用、可靠，達到安全防范子系統、管理與設備監控子系統與信息網絡子系統的基本配置要求。綠色建筑對公共建筑而言，要求各房間或場所的照明功率密度值不高于現行國家標準《建筑照明設計標準》GB50034規定的現行值。新建的公共建筑，冷熱源、輸配系統和照明等各部分能耗進行獨立分項計量。建筑室內照度、統一眩光值、一般顯色指數等指標滿足《建筑照明設計標準》GB50034中的有關要求，建筑智能化系統定位合理，信息網絡系統功能完善。建筑通風、空調、照明等設備自動監控系統技術合理，系統高效運營。

1.10智能化系統的復雜性與功能完備性超高層建筑智能化系統極其復雜，功能要求非常完備，主要系統有：火災自動報警系統與消防聯動系統（含眾多子系統）；通信網絡系統；計算機網絡系統；辦公自動化系統（含入侵報警系統、視頻安防監控系統、出入口控制系統、電子巡更系統、停車庫管理系統等子系統）；有線電視與衛星電視接收系統；VSAT衛星通信系統；無線信號增強系統（無線對講系統）；IC卡一卡通綜合業務管理系統；廣播、擴聲與同聲傳譯系統；多媒體數字會議系統；電子信息顯示系統；建筑設備監控系統（BA）（能耗遠傳自動計費系統等）；智能化系統集成；信息機房工程。

1.11需專項研究內容城市電網（外部供電電源）供電電壓等級的調查研究；自備應急發電機組的電壓等級選擇研究；發電機冷卻方式比較研究；電氣消防性能化評估；太陽能光伏發電、風力發電與風光互補發電技術研究；智能化系統集成技術研究等。

篇（5）

關鍵詞：高層建筑；電氣設計；重點分析

我國的城市化進程在不斷的加快，在城市化進程的過程中，高層建筑的數量在不斷的增加，因此必須要重視高層建筑的設計，保證高層建筑的安全，要想提高高層建筑的安全性，就必須要重視建筑電氣的設計，在對建筑電氣設計的過程中，一定要進行反復的推敲，認真、仔細，保證建筑電氣的功效得到充分的發揮，滿足高層建筑的實際需求。

1 高層建筑電氣設計的特點

高層建筑中有許多的設備會和電器相連接，這些設備的種類較多，樓梯過道室內和安全照明等電器設備，消防水泵和生活水泵等排水設備，客梯或者是電梯等電梯設備，鼓風機和引風機等鍋爐房設備，除此之外，還有其他的一些家用電器，這些設備要想正常的運行，都必須要利用電能，因此必須要重視高層建筑電氣的設計。高層建筑電氣設計是一項十分復雜的工作，不同的建筑在功能方面存在著極大的差異，由于高層建筑的功能不同，導致了用電量也存在著顯著的差別，為了能夠最大限度地降低電能的消耗，就可以對一些有著獨特性能的電氣設備配置獨立電源，在這樣的情況下，一旦發生事故，就能夠及時的避免一些重要設備發生損壞，降低事故可能會產生的損失。

2 高層建筑電氣設計的重點

2.1 供電電源和電壓的選擇

高層建筑要想正常的運轉是離不開電能的，為了充分的保證供電的安全性與可靠性，在一般的情況下，高層建筑都會設置2個相對獨立的電源，這樣即使一個電源出現問題，另外的一個電源也可以保證高層建筑正常的運轉。電源的數量還要根據實際的電網情況和電負荷大小來決定，不同的建筑設置的電源數量也存在著差異。如果使用的是兩個獨立的電源，那么在運行的方式上，就可以使用同時供電的方式，在這樣的情況下，這兩個電源就能夠起到互為備用的作用，除此之外，為了充分的保證高層建筑供電的安全性，可以使用柴油發電機進行發電，柴油發電機可以在較短的時間內保證建筑物恢復供電，使得一些電氣設備能夠正常的運行。

2.2 負荷計算

電力負荷在高層建筑供電設計的過程中是非常重要的，可以為電氣設計提供參考數據，而且電力復負荷的數據準確性較高，使用電力負荷參數可以充分的保證整個建筑物的電力能夠安全的運行，通過參數計算，可以明確氣設計的要點，最大限度地發揮建筑電氣的功效，一般的高層建筑電氣在設計的過程中，對電力負荷的計算方式會采取需要系數法和負荷密度法。

2.3 配電系統

高層建筑電氣使用的是高低壓電的配電系統，在一般的情況下，高壓配電系統使用的是兩路的電源，兩路電源是在供電的過程中所使用的，可以充分的保證整個供電過程的可靠性。而且高壓配電系統使用的是單母線分段形式，這種形式可以進行自動切換，相互備用，保證建筑物內的一些電器能夠正常的運行。無論是低壓干線還是高壓系統，其配電方式都是放射式系統，對于樓層所使用的配電方式是混合式系統，正是基于這一特點，有許多的高層建筑在施工的過程中都會使用插接式母線槽，插接式母線槽在進行水平走線的過程中比較困難，可以根據實際的情況，采取其他的方式。

2.4 防雷與接地

高層建筑在進行接地設計的過程中，由于在地基施工的過程中會使用鋼筋混凝土剪力墻技術，在這樣的情況下，就能夠保證墻體和地板進行有效的連接。因此，在進行建筑電氣接地設計的過程中，必須要對金屬管線做好保護措施，由于高層建筑在施工的過程中會將工作接地、電氣設備保護接地和防雷接地合在一起，形成一種混合接地系統，因此，在鋼筋混凝土基礎施工的過程中，就能夠將鋼筋混凝土基礎當做是接地板，如果遇到特殊的情況，還需要進行人工接地，這樣才能夠充分的保證建筑物的可靠性。

2.5 設備的選型

在高層建筑中，變配電室通常情況下都是在主樓的地下層，因此，在這種情況下不適合采用油開關，而高壓開關柜在應用方面卻有著非常好的優勢。高壓開關柜是一種真空開關，在進行操作的時候更加安全和方便。根據相關的防火要求，在主樓內是不允許安裝大容量的電力變壓器，因此，在電力變壓器的容量方面要進行充分的考慮。為了更好的保證高層建筑的供電可靠性，通常都是要準備應急發電機組的，以前都是準備柴油發電機組的，但是，現在，很多的高層建筑使用了汽輪發電機，這種發電機在體積和重量方面都是非常輕的，而且，在反映速度方面也是非常好的。

2.6 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，眩光控制和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一。選用高光效電光源，可以取得節能的明顯效果。照明線路和供電方式要求安全可靠、經濟合理、電壓穩定。由于電氣照明線路與人們接觸的機會較多，所以電氣照明設備外露的、不應帶電的金屬部分都須絕緣或接地。重要場合的照明和事故照明，要有兩個電源供電，確保供電可靠。照明線路最好專用，以免影響電光源的壽命和照明質量。

3 高層建筑電氣的節能設計

我國一直以來都是一個地域發展不平衡，能源相對缺乏、人口較多的國家，目前前全球能源緊缺、人口不斷增長的情況下，城市高層建筑電氣設計呈節能化發展趨勢。在城市高層建筑設計中注重節能是十分必要的，具有的意義也是較為深遠的。近年來，隨著"綠色工業革命"的興起，節能成為當前經濟建設的重要目標。城市高層建筑電氣設計的節能化發展代表著建筑行業技術應用的高水平階段，是建筑行業傳統工業技術與現代的信息技術完美結合的產物。由于高層建筑多建筑功能全面而設施復雜，所以其對設計和管理的要求就非常嚴格。有鑒于不同的設備其功能和性能存在著很大的差別，所以盲目的追求最新和最全是非常不切合實際的。電氣系統的操作簡單，設計要經濟合理，技術先進但要選擇可靠實用經過實例證明成功應用的產品，選擇穩妥、可靠的新技術，盡可能簡化系統，力求做經濟節約、技術可靠和質量過關，切勿盲目求新貪大。

4 結論

經濟社會在不斷發展，高層建筑也將獲得更好的發展，在高層建筑設計過程中要對電氣設計工作進行重視，這樣能夠在設計過程中減少能源的浪費情況，同時，也能降低環境污染問題，給人們提供一個舒適和安全的居住環境。

參考文獻

[1]陳志民.探討高層建筑電氣節能設計[J].廣東科技，2009（18）.

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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參數。計算準確與否，對合理選擇設備，安全可靠與經濟運行，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法。

2、供電電源及電壓的選擇

為了保證供電可靠性，現代高層建筑至少應有兩個獨立電源，具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。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、高低壓配電系統的設計

（1）高壓配電系統：現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。母線分段數目，與電源進線回路數相適應。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，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，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）高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線。現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接。每層樓豎井設層配電小間。層間配電箱經插接自動空氣開關從豎井母干線取得電源。當層數較多負荷數較大時，一般按層數分區供電，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）功率因數按規定應補償到0.9—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。現代高層建筑的變配電室設在主樓地下層，按規定不宜采用油開關。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）應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發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電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快，故障率低等優點。應急備用發電機組必須是快速自起動的。按國外規定，應能在15s內恢復供電。從可靠性出發最好選用兩臺，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、使用維護方便等優點。國外的現代高層建筑，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。變電所的數量及其位置的分布，應通過技術經濟比較決定。

6、微電腦在變電所中的應用

現代高層建筑規模很大，所以其變電所的規模也較大。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自起動柴油發電機組二臺。整個供電系統很復雜，對這樣一個供電系統，要求供電可靠，各種供電參數及開關狀態、變壓器運行狀態和各機房運行狀態，若用人工值班，通過電話聯系或人工巡視，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測、管理，能迅速發現故障，使設備作最佳工況運行，實現遙控遙測，達到節約能源，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一。選用高光效電光源，可以取得節能的明顯效果。

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建筑電氣技術作為現代建設技術的核心，當前正面臨著新的挑戰。城市的規模越來越大，建筑群的功能特征趨明顯，出現了中央商務區、休閑商務區、工業園區、行政中心區、經濟開發區、高層小區等區域。現代城市管理必須采用信息化手段，實現對這些區域的建筑群與建筑設備的綜合管理，這是對建筑電氣技術提出的挑戰。建筑物的防災、減災及反恐安全問題得到人們的普遍重視，建筑物中的消防、安防、防災等電子設備及應急供電設備已成為不可缺少的裝備。由于這些裝備須每天24h時自動工作，惟有借助智能化的應用系統，才能使之精準、有效、穩定、可靠地運行。同時，在當今推行綠色建筑的理念中，選擇電氣設備與材料時需要考慮更多的問題，如采用低損耗的鐵磁材料制造電機與變壓器，采用低煙無鹵的絕緣材料、高效的光源等，電氣工程的設計更加復雜，不僅要滿足建筑物對信息流與能源流的分配與控制，而且要采用智能化與數字化的技術實現各種節能控制與優化管理，進而為整個區域的建筑群綜合事務管理提供技術保障。顯然，智能化、數字化與綠色化已經成為現代建筑電氣技術發展的趨勢。

目前設計者應該熟悉和掌握的與高層建筑電氣有關的設計規范主要有《高層民用建筑設計防火規范》(GB 50045-95)、《火災自動報警系統設計規范》(GB50116-98)、《民用建筑電氣設計規范》(JGJ16-2008)等。前兩部是國家標準，后者是國家建設部的行業標準。

一、高層建筑電氣設計原則

由于人口的增加、工業的發展、生活水平的提高，能源的消耗也就急劇增加，能源危機迫在眉睫。因此，各行各業提出了節能的要求，節約二次能源―――電能，也就成為民用建筑電氣設計的焦點。建筑電氣節能應堅持以下三個原則：

1、滿足建筑物的功能

即滿足照明的照度、色溫、顯色指數；滿足舒適性空調的溫度及新風量，也就是舒適衛生；滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂場所的一些電氣設施的用電、展廳的工藝照明及電力用電等。

2、考慮實際經濟效益

節能應按國情考慮實際經濟效益，不能因為節能而過高地消耗投資，增加運行費用，而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。

3、節省無謂消耗的能量

節能的著眼點，應是節省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的，再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗、傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進技術使其能耗降低。

二、高層建筑電氣設計要點分析

1、負荷的計算

電力負荷是供電設計的依據參數。計算準確與否,對合理選擇設備,安全可靠與經濟運行,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法。

2、供電電源及電壓的選擇

為了保證供電可靠性,現代高層建筑至少應有兩個獨立電源,具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。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電機組,要求在5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10 kv 標準電壓等級。

3、高低壓配電系統的設計(1)高壓配電系統：現代高層建筑均是采用兩路獨立的10 kv 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。(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。(3)為減少變壓器臺數,單臺變壓器的容量選擇一般都大于l000kV A。為限制低壓側的短路電流, 正常時變壓器解列運行,中間設聯絡開關。(4) 高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線。現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接等等。

4、主要設備的選型(1)高壓開關柜。現代高層建筑的變配電室設在主樓地下層, 按規定不宜采用油開關。據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。(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。(4) 應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發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電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快,故障率低等優點。

5、變電所位置的確定

現代高層建筑的用電量相當大,在確定變電所位置時,應盡可能使高壓深人負荷中心。這對節約電能,提高供電質量都有重要意義。

6、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, 眩光控制和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一。選用高光效電光源,可以取得節能的明顯效果。

7、防雷與接地

現代高層建筑的防雷設計,除采用避雷針和避雷帶的傳統做法外,近年還出現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。

8、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。

9、消防自動報警和自動滅火系統

現代高層建筑的火災自動報警滅火系統,包括:火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統等四個部分,實現報警滅火自動化。探測器探測到火災信號后轉換成電信號,進人分區報警器和消防中心,發出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監控和消防指揮。關于高層建筑中消防用電的設計問題,涉及到其他許多學科,而且規模越大,功能越多,控制內容越廣泛,設計內容也就越復雜。

10、廁所及廚房立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電開關或節電燈頭; 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工作和疏散的事故照明。19 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1 0--.20m 及各轉角處;供電繼續時間: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,其連續供電時間不成少于20分鐘,事故照明互域的最低照度不應低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;大居空宜設置插座兩紐(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、方廳宜設置插座――組(一個單相工極插座及一個單相帶地三極插座)。廚房、衛生間根據需要設置―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。

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1高低壓配電系統的設計

(1) 高壓配電系統：現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。母線分段數目，與電源進線回路數相適應。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，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，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) 高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線。現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接。每層樓豎井設層間配電小間。層間配電箱經插接自動空氣開關從豎井母干線取得電源。當層數較多負荷數較大時，一般按層數分區供電，或將變壓器分散設在地下層、中問層或最頂層。

(5) 低壓配電系統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) 功率因數按規定應補償到0.9～0.95。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。

2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，眩光控制和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一。選用高光效電光源，可以取得節能的明顯效果。

3 高層住宅分體式空調室外主機的防側擊雷裝置

由于地域性的常規做法，一般的高層住宅中，尚不考慮集中中央空調，住戶往往是在戶內自行安裝分體式空調。而對于安裝在室外的空調主機及其支架的防雷往往為電氣設計人員所忽視。國家相關規范和標準目前尚無與此相應的規定。

眾所周知，雷電在放電過程中會產生強大的過電流，并且伴隨時間短，電流陡變值很大，可達幾百千安。伴隨雷電現象常會帶來它的熱效應和電動力效應的破壞作用，前者可產生巨大的熱量，幾千攝氏度的高溫致使周圍產生火災，而后者則會產生強大的電磁力作用，使處在其中的物體受到破壞。為將雷擊能量導向大地，防止雷電現象中直擊雷、側擊雷、感應雷的破壞作用，通常采用如下的措施：避雷帶、引下線、接地網和避雷器。

根據《建筑物防雷設計規范》(GB50057－94)，在高層住宅的防雷設計中，一般的設計人員往往只考慮了屋面接閃器、引下、線、均壓環、接地網等的設置；為防止側雷擊雷，根據《建筑物防雷設計規范》中第3.2.4條及3.3.10規定：一類防雷建筑物要求在30m及以上處，二類防雷建筑物要求在45m及以上處開始，將外露金屬物與防雷裝置連接。該做法可以使整體建筑結構形成法拉第等電位系統――籠式避雷網，使建筑的整體形成等電位，防止了雷電的磁感應。筆者在以往的設計說明中雖然也強調了外墻的金屬物(主要指金屬窗、欄桿等)與引下線的連接，但在施工竣工驗收前，住戶的空調室外機是不可能安裝到位的，所以導致了空調室外機及支架與引下線漏接的結果。而作為防止雷擊部分的分體式空調室外機由于和建筑物的接地無法連接，為用戶帶來了潛在的危險性，一旦住戶安裝了空調室外機及支架后，就有可能將分體式空調室外機電源保護接地PE線變成了空調室外機防雷引下線將雷電流引入室內配電接地系統，非常危險。由于空調部分與建筑物樓體的法拉第籠引下線無關聯，當建設單位或用戶在工程竣工后提出此項要求時，處理起來很麻煩，并有滯后性，只能采用明裝處理的補救措施，影響建筑物的外形美觀。

所以為保證用戶使用的安全，在高層住宅的設計中，空調的防雷問題應當考慮進去。現在的高層住宅施工圖設計中，住戶的空調室外主機的擺放位置幾乎都在建筑施工圖設計中考慮好了，這也就為我們電氣設計人員提供了預留防雷引下線接口的位置。在實際操作中，可以在空調主機擱板的上方30～50cm處預先埋設IP等級較大、密封性能良好的金屬分線盒，盒內敷設已作防腐處理的鍍鋅扁鐵。扁鐵的一端與主體內均壓環或柱內鋼筋引下線焊連，一端與帶銅接線端子的多股導線相連接(導線最好選用BV－10mm2以上的PE線)，該導線的另一端經蛇皮管引出適當長度待使用時用螺栓來連接空調室外機及其支架。為防止雨水滲入金屬盒內，還應要求安裝時將金屬分線盒加盒蓋封閉，所有螺栓(包括箱門、螺栓)均應用防水油膏封閉，金屬盒內壁要求涂防銹漆。

4 消防自動報警和自動滅火系統

現代高層建筑的火災自動報警滅火系統，包括：火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統等四個部分，實現報警滅火自動化。

探測器探測到火災信號后轉換成電信號，進入分區報警器和消防中心，發出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監控和消防指揮。一些高檔旅館的消防系統設計，是與設備監控電腦系統相連接的。設備監控電腦，實現消防監控自動化。

關于高層建筑中消防用電的設計問題，涉及到其他許多學科，而且規模越大，功能越多，控制內容越廣泛，設計內容也就越復雜，消防用電設備有如下諸多方面：

(1) 報警方面：火災自動報警系統、火災緊急廣播、警鈴、警笛、火警電話。

(2) 自動滅火方面：噴水系統、干粉滅火系統(1211、1301)。

(3) 手動滅火方面：室內消火栓系統。

(4) 防、排煙方面：正壓送風系統，負壓排煙系統，排煙口的排煙閥，正壓送風口的送煙閥，切斷空調器電源防火調節閥系統。

(5) 通訊設備：一般程控電話、對講電話、火警專用電話。

(6) 避難方面：包括應急照明、誘導燈、太平門、樓梯間等出入口的顯示標志燈、疏散用電梯、防火卷簾門等。

(7) 相關設備：消火栓泵、噴淋泵、汽壓罐、消防電梯、雙電源互投等。

關于消防用電設備的供電電源，要求在火災時，能保持繼續供電。在設計過程中，必須注意以下幾點：

① 供電電源可靠：在電源供給上，一般都是采用雙電源一用一備，以放射式、末端自動互投方式向消防設備供電。高層若為一類建筑，則消防供電電源必須嚴格按一級負荷供電：若為二類建筑，也不應采用低手二級負荷供電。

② 備用電源：可采用自備發電機組，照明電訊方面還可采用蓄電池來解決，但必須處于常年戰備狀態，與主電源切換時間不應超過15S，備用電源的設計容量，應根據消防工藝來決定，滿足消防需要。

篇（9）

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，具體數量應該按照負荷大小和當地電網條件來決定。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法來進行計算，為供電設計提供參數依據。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濟運行起著決定性作用。

3.高低壓配電系統設計

在高層建筑中，高壓配電系統的組成是兩路的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盡量減少，一般單臺變壓器都采用容量大于1000kVA的，正常狀態下的變壓器能夠解列運行，中間設置聯絡開關，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：就一般情況而言，現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自動補償裝置，補償后的功率因數在0.9以上。

（4）低壓配電系統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生。

（5）高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統，樓層配電則采用樹干式和放射式混合系統。其中，干線是配電設備中的主要部分。現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、數量設置在多少應該在經過技術經濟比較后再做決定。

5.防雷接地系統及安全

現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做法。現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。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。這種做法進一步提高了工程的安全性。電源系統、弱電設備等裝設過電壓保護器，以避免雷電過電壓對系統的影響。

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。現代的建筑中，感應器、聲控、光控設施被廣泛采用，這大大節約了能源，對可持續發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格參數尤重要。

5. 高層建筑消防設備供電及控制線路選擇應符合規定或規范。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. 與各專業高度配合，合理處理各專業的管道打架。

7.節能減排是我國經濟建設過程中所大力倡導的，節約電的使用量又是節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的經濟效益息息相關。在高層建筑的電氣設計中進行技術經濟分析時，應考慮到電腦消耗這一問題，并將其劃為重要的一部分。節電的設計方案應首先考慮技術和安全，然后還有考慮其經濟性和環境保護方面。電氣設計時采用經濟合理的配電方式以減少電能的損耗，節約用電量。

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。企業想要可持續發展，在激烈的市場競爭中獲得更高更好的發展就要全面統籌，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，希望對相關行業能夠有所幫助。

篇（10）

Abstract：The high-rise building more and more, also gradually for people accepted, but high-rise building electrical design quality assurance is more complex a project. In the electrical design of high-rise building, the electricity consumption index as a comprehensive technology is an important part of economic analysis. Electrical engineering design, should be based on the advanced technology, is safe, reasonable economy, save energy and protect the environment to determine the principle. Combining with the project examples, mainly introduced the high and low voltage distribution system load calculation and power, voltage, equipment selection, high-rise building electrical design should pay attention to the relevant problems, this paper modern high-rise building electrical design system important content.

Key word: electrical design; High and low voltage distribution system; Load calculation; Lighting system; Lightning protection and grounding; Fire control system

中圖分類號：TU855文獻標識碼：A文章編號：

引言: 隨著現代社會的高速發展，城市高層建筑越來越多，其電氣設計的好與壞直接影響建筑的使用功能，現結合工作經驗，對現代高層建筑電氣設計內容及相關問題進行全面地探討。

一、工程概況：

太古匯位于天河路與天河東路交界處，占地約5萬平方米，總面積46萬平方米，總投資額為40億人民幣。本工程建三棟塔樓分別為40層高的1#塔樓（辦公樓）、29層高的2#塔樓（辦公樓）及27層高的3#塔樓（酒店）、并帶有四層裙樓、八層文化中心及四層地庫。建成后的太古匯是內地首個融匯文化藝術、大型購物中心、甲級寫字樓、星級酒店于一身的多功能綜合性項目，建成后將成為廣州標志性建筑之一。本工程是電氣系統分包工程，其工作包括深化設計、管理、協調、制造、供應、安裝、照明、測試、試運行，完成測試及試運行太古匯項目之電氣工程（包括施工臨時用電）。范圍包括：辦公樓、酒店、裙樓、地下結構、文化中心等的電氣系統的所有設備、各種材料、控制設備與末端裝置的供應及制造、安裝、調試、試運行和維修保養等。工程模型如下：

二、高低壓配電系統的負荷計算和電源、電壓、設備選擇

1、負荷計算

電力負荷是供電設計的依據參數。計算準確與否，對合理選擇設備，安全可靠與經濟運行，均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算，基本上采單向用負荷密度法和需要系數法。負荷密度法計算如下:

(1)盡量將各單相負荷逐相均勻分配，以減少不平衡，計算時，將線負荷換算成相負荷，將各相負荷相加，取其最大單相負荷的3倍作為三相負荷。

(2) 當回路中的單相負荷的總容量小于該回路三相對稱負荷的總容量的15%時，按三相平衡負荷計算。

(3)只有線負荷時，將各線間負荷相加，選取較大的兩項進行計算，按70%的負荷率，第二臺變壓器的容量為：1086/0.7=1552kVA,選用1600kVA變壓器。

2、供電電源及電壓的選擇

為了保證供電可靠性，現代高層建筑至少應有兩個獨立電源，具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時供電，互為備用。現代高層建筑均是采用兩路獨立的10kV電源同時供電。另外，還須裝設應急備用柴油發電機組，要求在15秒鐘內自動恢復供電，保證應急和疏散照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。

3、變電所位置的確定

現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。這對節約電能，提高供電質量都有重要意義。現代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。變電所的數量及其位置的分布，應通過技術經濟比較決定。本項目共設四個10KV 變電所，命名為A、B、C、D變電所，均設在地下四層。10KV 電源從本項范圍內110KV 變電所引去。A變電所為酒店A 及裙樓中央空調供電；B變電所為辦公樓一及裙樓供電。C變電所為文化中心供電。D變電所為辦公樓二及裙樓供電。

4、主要設備的選型

(1）高壓開關柜。現代高層建筑的變配電室設在主樓地下層，按規定不宜采用油開關。應根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。為減少變壓器臺數，單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。

（3）低壓配電屏。現代低壓配電屏的結構，幾乎都做成抽屜式，特別是大容量的出線，則做成手車式。高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。低壓配電系統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。

(4)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。消防動力設備為雙電源供電，一路引自由兩路電源變壓器供電的消防供電專柜上，另一路引自自備發電機組，兩路消防電源分別由兩回線路引到各個消防用電設備點上實行末端自動切換，以確保消防設備的供電可靠性及安全性。

（5）應急備用發電機組。應急機組宜選用高速、增壓、油耗低、同容量的柴油發電機組。高速增壓柴油機單機容量較大，占據空間小；柴油機選用配電子或液壓調速裝置，調速性能較好；發電機宜選用配無刷勵磁或相復勵裝置的同步電機，故障率低，維護檢修較方便。

三、高層建筑電氣設計過程中應注意的問題:

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。

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。

3、由于在結構上多數采用大柱距，形成大空間，使墻面安裝的設備增多，必然使地面管道增多。

4、由于建筑構件的預制裝配化及干法施工。

5、電氣設備的管線應采取防火措施。

6、空調設備等主要用電設備分散，多數要求集中管理，即要求采用電腦管理和監控系統。

7、采取防震措施。

8、消防要求高。

四、現代高層建筑電氣設計的重要內容

1、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，眩光控制和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，在使用功能及就藝術意境方面求得統一。選用高光效電光源，可以取得節能的明顯效果。本工程的照明系統分為正常照明和應急照明。為減小動力負荷頻繁啟動對照明質量的影響，設定專用變壓器為照明系統供電。自地下四層中心配電室出線后進入配電豎井，變電所低壓配電系統采用單母線分段結線方式。配出回路采用放射式和樹干式的配電方式。辦公樓、裙樓及文化中心分別設發電機，作為一級負荷別重要負荷及部分一級負荷的備用電源。在設計時該系統的消防負荷采用雙電源供電，均在末端配電箱處自動切換。停市電非火災時，發電機組可向重要負荷供電。

2、防雷與接地設計

現代高層建筑的防雷設計，除采用避雷針和避雷帶的傳統做法外，近年還出現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。接地電阻按最小的要求而定，通常是在4歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土箱型基礎作接地板。鋼筋混凝土柱內鋼筋做防雷引下線，在建筑物四角距室外地坪0、5m處做測試點。盡管基礎鋼筋等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成接地網，這對均衡電位，提高安全性都有好處。

3、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。

4、消防系統

（1）消防電源包括：消防水泵，水幕水泵，消防電梯，噴淋水泵，排煙風機，正壓送風機等。

（2）現代高層建筑的火災自動報警滅火系統，包括：火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統等四個部分，實現報警滅火自動化。

（3）探測器探測到火災信號后轉換成電信號，進入分區報警器和消防中心，發出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監控和消防指揮。關于高層建筑中消防用電的設計問題，涉及到其他許多學科，而且規模越大，功能越多，控制內容越廣泛，設計內容也就越復雜。

篇（11）

【中圖分類號】TU976+.1【文獻標識碼】A

【文章編號】1007-4309（2010）12-0066-1.5

一、高層建筑的電氣設計內容

就目前而言，高層建筑的電氣設計已基本上實行“智能化”設計，其“智能化”的根本標志表現在電氣系統方面的設計與研究。電氣系統設計包括強、弱電兩大系統設計。強電系統設計包括：l0KV級變配電室設備及線路、應急發電室及設備、0.4KV級低壓配電室設備及線路、低壓配電系統主干與分支控制設備及線路、用電戶終端設備及線路、公共通適照明、室內用電、水泵加壓供水系統等；弱電系統設計包括：室內用電、電話、消防報警、有線電視、樓宇設備自動控制、保安監控、廣播音響、電視會議、計算機網絡等。

二、高層建筑樓電氣相關設計

（一）高壓供電方面

由于建筑用戶對現代生活水平要求提高，高層建筑樓的高壓供電設計就具有特殊的要求。另外，國家對高層建筑樓電氣系統設計標準要求也較高，因此，選擇高壓供電設計方案尤為重要。高層建筑樓電氣系統高壓供電設計的目的是：（1）務必確保設計方案的高度可靠性、安全性、經濟性、科學性、技術性；（2）滿足建筑用戶用電足夠的負荷；（3）解決建筑用戶用電在不同負荷時間段供電容量系數分配問題；（4）為了保證高層建筑樓整個環境的美觀性，高壓電源的引入必須是以電纜地埋方式。供電源必須采用雙電源設計，其電源應是一用一備，單母線分段運行，從而提高運行的可靠性。

（二）配電室方面

高層建筑樓在30層以下，為獨立性點式樓（廈），并且有地下車庫、消防、加壓供水系統等。這時，10/0.4KV變配電室的位置應選擇在地下層。如果是30層以上或是樣體高層樓宇建筑，則10/0.4KV變配電室的位置應選擇在負荷中心區，以樹狀的方式進行配電室分布設計。如果10/0.4Kv變配電室的位置在混合利用的地下室時，設計上應考慮：防水淹、防潮、通風，提高供電質量和減低損耗；變配電室面積過大、過小的問題；變壓器的（即單臺大容量，多臺小容量）選擇與運行方式（即單臺大容量運行，還是并聯多臺小容量運行）。為了經濟運行，建議變壓器設計為分時段并聯運行方式，采用分時段多臺并聯運行和計算機自動化管理（即根據負荷大小的情況，自動通出與并上所需變幾器臺數），實現不同時段上供電的經濟負荷投運方式，也可以實現經濟與控制運行上的科學化，同時滿足建筑戶在各個時段的用電負荷需求。

（三）應急發電機方面

為了保證高層建筑樓（商貿高層的標準要求相同）的供電可靠性，根據電氣設計規范，高層建筑樓均應配備應急發電機電源。應急發電機房設計選擇的位置一般應在地下一層或地面平面一層。設計時應充分考慮排煙、散熱、防噪音，廢氣對建筑物的污染、發電機的檢修是否方便、發電機的容量與臺數、發電機與市電的配合。發電機的位置應盡量靠近變配電室，這樣一是接線方便，二是有利于管理。在超大、超高層建筑中需要配置2臺以上的發電機，在供電性質和范圍不同時，還要考慮自由關聯的一此因素。這些問題要經過認真仔細研究，方能確定設計方案，以達到最佳綜合技術目標。

（四）低壓配電系統設計問題

設計低壓配電系統時應考慮變壓器選擇臺數、主結線運行方式、各臺變壓器運行方式與所帶供電負荷的問題。當某一臺變壓器出現故障時，應考慮怎樣切除負荷與分配負荷供電，如何分配一般負荷與重要負荷。同時，應該考慮如何分配季節性負荷和常規負荷，即常規照明負荷、動力負荷、不同季節空調負荷的問題。對于該部分的設計，各個細節都必須認真考慮，多設計幾個方案，反復比較，選擇出最優方案。

（五）用電負荷計算方面

普通建筑電氣設備的運行遠非如工礦電氣設備運行具有規律性及穩定性。高層建筑樓建筑電氣設備的運行極為復雜，并且極不穩定，與建筑用戶的常規用電、家電購置及運行使用、住戶的經濟條件、生活習慣、經費意識、地理位置等一系列因素有關。有關人員應準確地核算建筑電氣設計中部分電氣負荷的裝接容量，但有相當部分只能估算，如建筑中的二次裝修負荷部分。其中需用系數的選擇上，只有依據規范的推薦數據及設計者的經驗酌情確定。相關統計資料表明，一個中等城市的每戶家庭的近期用電量按5KW考慮，遠期用電量按l0KW考慮是合適的。

（六）低壓配電室的干線出線方面

高層建筑樓低壓配電室干線至電氣豎井干線之間采用什么方式敷設也是至關重要的。是采用母線排配母線槽，還是絕緣導線配橋架敷設，母線至各用戶負荷間是采用分主主干與分支主干母線排螺母連接，還是采用絕緣主主干與分主干的分支電纜連接方式等，設計時均應認真考慮。還需考慮各級連接線之間的可靠性和安裝方便性，否則，處理不好將會帶來安裝和長期運行上的安全問題。主主干線采用母線排導母線槽方式進行設計與安裝，次干線采用分支電纜設計與安裝為宜，主要是有利于安裝和節約造價。

（七）弱電系統設計

前面已提到弱電部分的設計問題，弱電系統設計突出現代、智能、整體網絡的特點。為了使設計更加合理，就必須做好設計前的準備工作，包括用戶需求分析、提出規劃設計方案和可行性研究三步。從總體設計開始，設計人員將根據用戶需求書和規劃設計方案，考慮實際的技術條件、經濟條件及社會條件，確定系統的實施方案。如果說在上一階段，設計人員的主要任務是調查研究、了解情況的話，那么，從這個階段開始的主要任務是在各種技術手段和實施方法中權衡利弊，精心設計，盡可能提高系統的可靠性、實用性和可擴充性。

（八）電氣豎井

高層建筑樓的電氣豎井的設計是至關重要的。在電氣豎井中，預制分支電纜技術理論上解決了插接式密集母線槽防護差、抗震性差、性價比不高等所有的問題，還增加了氣密、防水、防塵、抗震性能。電氣豎井設計時應考慮：電氣豎井的設計規范，滿足技術、經濟要求，應盡量靠近負荷中心；電氣豎井的位置、面積大小應根據建筑樓的實際情況確定；根據強、弱電各類份線規模、份線數多少、多少樓層段需要設計一個配電大、小間；詳細標出預留孔洞的位置及尺寸，并考慮實際安裝情況，例如電纜的轉彎半徑等；不要因設計者原因帶來施工和維護不便。

（九）計量表

高層建筑樓計量表設計應考慮：（1）計量表必須設計在戶外（包括水、電、氣三表），以實現建設部提出的三表出戶，杜絕擾民、安全、管理的不便；（2）采用集控式、單表就地式安裝與管理。因在高層建筑中要特別考慮管理、造價、安裝布線問題，不同的設計會帶來不同的造價和管理難度。應根據高層建筑總的樓層數而定，建議采用10層為一個單元點設計，布線往上下各5層的布線方式，如30層的高層樓設計為3個單元點，采用遠程集控計量表進行計量。管理部門可在3個點完成總的抄錄管理工作（或利用遠程控制線路和控制裝置器），或者管理者在辦公室的計算機上實現總的現代化管理工作。

三、結束語

生活用電負荷的不斷發展，遠期建筑負荷很難預測，在建筑小區的電氣設計過程中想做到十分完美是不可能的。我們只有不斷探討和總結經驗，才能為居民的用電提供更優質的保證。

【參考文獻】

［1］程昱．高層住宅電氣設計中的幾點體會［J］．安徽建筑，2006（5）．