摘要：本人结合规范和工程经验，根据现代高层建筑电气设计的特点，详细阐述了现代高层建筑电气设计的主要内容，并提出了设计中应注意的有关问题。
关键词：现代高层建筑；电气设计；内容
一、现代高层建筑电气设计的特点
1.高层建筑的特点
（1）建筑面积大、高度高。现阶段的高层建筑一般达到几万到几十万平米。由于建筑面积大，为减少占地面积，大型建筑物都必须向空中发展，因此建筑的高度也不断刷新纪录。
（2）地下层功能复杂。考虑到实用、安全、结构等因素，高层建筑都设有若干的地下层，并且发挥着越来越重要的作用，例如地下停车库、变电所等。
2.高层建筑电气专业的特点
（1）用电设备种类繁多。高层建筑中用电设备包括电气照明设备、电梯设备、给排水设备、生活水泵、制冷设备、锅炉房用设备、空调系统用电设备和消防设备等。
（2）耗电量大。由于用途不同，高层建筑用电量也有一些差别，但总体而言，耗电量非常巨大。
（3）供电可靠性要求高。根据《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑电气设计规范》的要求，消防用电、应急照明、主要通道照明、客梯电力、变频调速生活水泵等设备在设计时都需要由两个独立的电源供电。
二、现代高层建筑电气设计的主要内容
1.电力负荷的确定
电力负荷是供电设计的主要依据。国家现行规范，一类高层民用建筑的消防用电设备（如消防水泵、消防电梯、喷淋泵、排烟风机、消控控制中心、应急照明）、电梯、生活水泵用电、电话机房、安保设备和航空障碍灯等应按一级负荷要求供电，其它用电负荷分别为二级或三级负荷；二类高层民用建筑的消防用电、通道及楼梯间照明用电、电梯电力、生活水泵用电、排污泵等应按二级负荷要求供电，其它用电负荷为三级负荷。电力负荷预算时应分别计算动力电和照明电。
2.电源及电压的选择
至少设两个独立电源，采用10kv标准电压双回路供电。两路各带一半负荷同时供电、互为备用。10kv双回路供电电源分别来自不同的变电站，或来自双回路超高压变电站的两段独立母线。
3.高低压配电系统的设计
（1）高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。
（2）计费方式，采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。有些地方供电部门又把空调设备的用电，全部划人照明计价系统，一般做法是安装总表及动力表，由总表减去动力表以后，全部为照明电费。
（3）为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量太小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧应对动力负荷分类计费。
（4）高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层问配电小问。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。
（5）低压配电系统各级开关均采用自动空气开关（断路器），设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。各级自动空气开关的保护整定，应注意选择性配合，防止越级跳闸。
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4.变电所的设计
现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。国外高层建筑的变电所都设在主楼内。建筑高度在30层左右的，大都集中在底层；60层左右的，则分散在地下层、中间层和顶层。也有仅在中间层或仅在地下层、顶层设变电所的。变电所的数量及其位置的分布，应通过技术经济比较决定。
5.电梯的设计
电梯按使用功能分，有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种；按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按电流分则有交流和直流两大类。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型，不是电气设计人员单方面所能决定的，必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。
6.电气照明设计
电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型，灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。
7.防雷与接地
现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。广州花园酒店、南京金陵饭店都装设了放射性避雷针。但是也有人认为，从国外引进的这种放射性避雷针，维护复杂，价格又不便宜，还是采用传统的避雷方法简单可靠，更加经济合算。但必须保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。
8.设备自动化监控电脑系统
设备自动化监控电脑系统，能使所有设备在最佳状态下运行，迅速发现故障，达到减少人力、节约能源、提高经济效益的目的。
9.消防自动报警和自动灭火系统
现代高层建筑的火灾自动报警灭火系统，包括：火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。
探测器探测到火灾信号后转换成电信号，进入分区报警器和消防中心，发出声光报警信号。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。一些高档旅馆的消防系统设计，是与设备监控电脑系统相连接的，设备监控电脑，实现消防监控自动化。
三、现代高层建筑电气设计中应注意的问题
1.高层建筑由于照明及空调负荷多，电梯等运输设备多，给排水设备多，所以用电量特别大，且供电的可靠性要求很高。
2.在高层建筑中，照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电，照明负荷则多采用母线槽配电，与动力分开。
3.由于在结构上多数采用大柱距，形成大空间，使墙面安装的设备增多，必然使地面管道增多。
4.由于建筑构件的预制装配化及干法施工；缩短了施工周期，而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。
5.电气设备的管线应采取防火措施。
6.空调设备等主要用电设备分散，多数要求集中管理，即要求采用电脑管理和监控系统。
7.采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震；管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
结束语
随着城市规模的不断发展，高层建筑越来越多，因此，高层建筑电气设计就成为设计者不得不面对的问题，同时，在能源紧张的今天，更要注重节能的设计。
参考文献：
[1]李海安，黎文安.实用建筑电气技术[M].北京：水力水电出版社，1999.
[2]中国航空工业规划设计研究等.工业与民用配电设计手册.第二版[M].北京：水利电力出版社，1995.
论文作者:李亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/16
标签：高层建筑论文; 负荷论文; 设备论文; 电梯论文; 变电所论文; 动力论文; 系统论文; 《基层建设》2017年第16期论文;