时间：2023-07-19 17:10:20
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中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
1 高层建筑电气专业的特点
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。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。供电可靠性要求高。根据要求,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。
2 高层建筑电气设计的主要内容
2.1 负荷的计算
电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。
2.2 供电电源及电压的选择
为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压，都采用10kV标准电压等级。
2.3 供配电系统的设计
高层配电系统的设计很大程度上关系到楼层电力分布与能源的合理有效利用，高层建筑配电要考虑到负荷及电网接入的式样，在此基础上再选择合适的电力设备。
2.3.1 高层建筑的电力负荷主要有消防设施，包括消防水泵，消防电梯，防烟排烟设施，火灾自动报警系统，自动灭火装置，火灾事故照明，疏散指示标志，电动防火门窗，卷帘和闸门等，照明装置包括正常照明、事故照明、应急照明、荧光灯广告、航标灯等；动力负荷包括升降电梯(载人电梯，货运电梯。人货混用电梯)、自动扶梯、传送带、供水、排水、供气等，以及空调制冷设备和其他电气设备(如保安监视、中央集控、微机管理中心等)。上述负荷中就用电量而言，动力和照明大约各占30％，其他占40％，就其重要性而言，消防用电是第一位的，因为高层建筑人员密集，内部装饰复杂，易燃材料多，发生火灾的可能性大。若一旦发生火灾，由于人员和物资的疏散极为困难，往往会造成重大经济损失和人员伤亡事故，有时甚至会造成不良政治影响。因此，有关规范规定，高层楼消防用电均属一级负荷。
2.3.2 供电电源电压及主接线
高层建筑由于用电负荷较大，它一般采用高压供电，供电电压国内多为l0kV。高压供电系统主结线一般多采用单母线制。单母线制主要特点是结构简单，所需设备和投资少，经济性好，因而一般高层建筑及工矿企业较多采用。高层建筑电力负荷性质为一级和二级负荷，按国家供用电规划规定，一级负荷应由两个独立电源供电，特别重要的一级负荷应由两个独立电源供电，二级负荷一般也由双回路线供电，但当取得双回路线很困难时，允许由一回路专线供电。高层供电的可靠性和连续性主要依赖供电方式的优化设计，其特点是：高压双回路或三回路进线，均采用内桥接法；低压采用单母线分段，设母线开关，负荷分布在各段母线上，有的互为备用；特别重要负荷由自启动(或手动启动)备用柴油机供电。需要指出的是，这些高压双回路或三回路进线来自不同的独立电源是十分必要的。上述供电接线可靠性较高，但是由于使用断路器数量多，变压器备用容量大，其经济性值要进一步计算。另外，供配电装置用了一些充油设备，会给变电所的布置及防火带来隐患。
2.3.3 变压器的选择
现在高层建筑中使用大容量变压器(单机容量超过l600KVA)并不少见，相对而言，大容量变压器效率较高，但投入时涉及的负荷面也宽。因此，科学地综合各种因素，再根据各相关专业的用电要求，适当地确定变压器单机容量及其台数。一般来说，根据空调设备的分组来设置专用变压器是比较合适的，这样就可以随着空调机组的投切来投切相应的变压器，从而取得良好的经济效益。
2.4 照明设计
2.4.1 光源
地下室、住宅客厅以荧光为主，设备用房、楼梯、走道和住宅(除客厅外)以白炽灯为主}商场照明仅设置总电源箱，具体灯具布置由二次装修设计。
2.4.2 事故照明
地下室、商场、楼梯间的照明系统有两个电源(备用电源由发电机供给)，另外在电梯前室、楼梯间、配电室、发电机房、水泵房及消防中心等重要场所设应急照明。电梯前室、楼梯间及走道等人员密集通道设诱导灯。
2.4.3 导线选择及线路敷设
住宅、商场及地下室照明线路，采用ZRBVV阻燃型塑料铜心导线。所有由照明配电箱配出的线路均采用金属线槽明敷。
2.5 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。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。
现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。
2.6 电梯
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。
2.7 防火和报警系统
由于高层建筑面积大、人员复杂，引起火灾的可能性很大，加之竖向孔洞多、现代化的塑料贴面材料、全部窗户密封、设备庞杂、人员和物质等都很集中，发生火灾时火势容易蔓延，疏散人员和扑灭火灾也很困难，所以现代化的高层建筑除了在建筑设计方面采取很多措施(如合理布局、采用耐火材料、划分若干防火区等)外，还应设置完善的自动消防系统和防火报警系统。自动消防和防火报警系统一般由检测、报警、确认判断和初期灭火设备、疏散诱导系统、排烟灭火系统组成。
3 高层建筑电气设计需要注意的问题
由于社会人口膨胀和用地紧张, 高层建筑越来越多,其高容积率也逐渐被大家认可。然而,高层建筑电气设计的质量保证却是非常重要而复杂的一个问题,需要从安全性、适用性、可靠性、经济性等多方面进行考虑。
首先, 高层建筑电气设计必须在正常情况和停电火灾等特殊情况下,保证人员和建筑物安全。其次,电气设计在满足使用要求和规范的前提下,要减化供配电系统的结构,从而减少设备的数量和容量,便于操作和维修。最后,设计时确定合理的负荷等级, 缩短停电的时间及次数,减少故障。
另外, 由于工业发展和能耗浪费严重等原因,节能原则成为近来高层建筑电气设计最为关注的一个新问题。节能应从节省无谓消耗能量着手, 减少与发挥建筑物功能无关的能源消耗,同时必须满足建筑物的照明正常、舒适卫生、运输通道畅通无阻及某些建筑的特殊要求。
关键词：高层建筑；建筑电气设计；设计内容；要点分析
中图分类号：TU97文献标识码： A
前言
在当今发展的新形势下，高层建筑在追求发展速度的同时，也要不断加强其质量的提升。只有在一定质量的保障下，才能使人民的安全得到保障。城市化的发展，使现代高层建筑已经逐步替代了原有落后的建筑，并成为社会化发展的大趋势，在人民生活中起着重要的作用。商业区、住宅区、办公写字楼都是高层建筑的代表，高层建筑一般都具有楼层高、建筑面积大、用电设备种类繁多的特点。其中，电气设备作为高层建筑的重要组成部分，对高层建筑的质量起到了决定性的作用，因此，近年来，高层建筑中的电气设计越来越受到人们的重视和关注。
一、现代城市高层建筑中电气设计的内容
1.电量负荷的计算方式
高层建筑电气设计中有一个非常重要的部分――电力负荷，对电力负荷计算的精准程度，是合理选择用电设备，保障其安全、可靠和正常运行的基础，且在一定程度上决定了电力设计的合理性和电力运行的安全可靠性。在电力核算计算方式的选择上，有两种核算方式可供选择，分别是负荷密度法和需要系数法，这两种方法都是进行电量负荷运算的重要方法。
2.高层建筑的电气照明
照明是人们在高层建筑中正常工作和生活的基础，因此需要有一个合理的照明系统设计。为了保障照明系统设计的合理性，其设计要依据建筑照明设计标准中的要求来进行。在公共的住宅区域安置电功能表，在低压出线配电柜处安装或者在每一层内进行封闭母线插接箱安装；在地下车库、地下商业区等地方设置照明配电箱，同时在配电室低压柜安装电能表；在进行高层建筑的电气照明设计中，灯具的布置、灯具造型的设计、灯具照明度的计算、灯具光源的选择等都与建筑的装饰有着密切的关系，二者之间相辅相成，好的照明设计可以保障其使用价值和艺术价值的一体性。在灯具光源的选择上按照使用功能分为管型高效三基色荧光灯、紧凑型高效荧光灯两种。并且采用具有高光效的点光源，是一种节能环保的选择，是符合当代社会经济发展趋势的。
3.高层建筑的火灾报警系统
随着科学技术的不断进步和火灾自动报警设计的进一步规范，高层建筑的火灾自动报警灭火机制也在逐渐健全。在火灾自动报警灭火机制的设计中，运用控制中心报警系统将灭火机制分为五个部分，分别是消防中心、火灾探测器、气体自动喷射、消防报警控制器和自动洒水灭火器，由此来确保消防报警系统的自动化。在整个自动化过程中，首先由探测器对火灾信号进行探测，并将其转换为电信号，电信号进入分区报警器和消防中心后转化为声光报警信号，完备的火灾报警系统保障了整个高层建筑的公共安全。
4.高层建筑的防雷和接地系统设计
在自然环境中，雷电作为一种自然灾害，会对人们的生命和财产造成很大的损失。因此，在高层建筑电器设计中必须要考虑到雷电的防护。按照建筑物防雷设计规范的要求和交流电气装置的接地要求，运用先进的技术设备对高层建筑的防雷和接地系统进行设计，保障其安全。
5.高层建筑供电电压的选择
为保障高层建筑电气设备能够正常运行，必须选择正确的供电电压。一般来说，会设置两个相对比较独立的电源，但是电源的具体数量可以根据实际的负荷程度和当地电网的条件来确定。虽然表面看来两个电源是相互独立的，但是实际上它们是同时供电的。同时还需要准备应急发电机，以保障在特殊情况下，能够在15s内恢复正常供电，保障其他用电设备的正常运行。目前我国的高层建筑一般都采用10kV的标准电压。
二、建筑电气设计的基本步骤
建筑电气作业中涵盖了两方面的内容：规划和组装，这两部分可以说是密不可分，相辅相成，在人们日常需要的整体规划完成后，才可能有比较精准的组装作业，从而保证整个作业符合规范要求。但是在工程确认和能够作业的具体文件拿出后，规划作业涵盖着两个方面：刚开始的规划与具体图纸规划。范围比较广的大型施工作业中，在刚刚进行规划的时候一定得结合全部的规划措施并且要拿
到审批文件而且要因地制宜，从这些方面最后确定出来一个比较完美的施工图纸，从而，来确保日后的作业沿着正确的道路发展。而且要多方面的听取相关意见，在电气作业施工开始作业的时候，一定得做好全部的预备作业。第一，对电气作业具体的位置以及相关的文件与标书仔细查看，确保与真实作业要求一样。第二，设计从业者在规划作业前必须全方位的做好整体的调研剖析并和甲方还有相关作业的部门及时联系，把所有作业能够运用或涉及到的材料汇总齐全，把电气作业的根本规范贯穿至整个施工作业中，这被认为是电气作业规划品质的基本要求。
三、现代城市高层建筑电气的节能设计
当代社会，由于国家工业化步伐的逐步加快，对于能源的需求也在逐步增加，在资源有限的条件下，逐步提高能源利用率，实现资源的优化配置就成了解决能源紧张问题的一大措施。其中，节能环保逐步成为社会发展的大趋势，各个行业都在追求节能环保发展，建筑行业也不例外。现代城市高层建筑电气的节能设计主要体现在以下三个方面。
1.满足建筑物的基本电气需要
虽然高层的电气设计要考虑到节能环保，但必须以保障建筑物的基本电气需要为基础。高层电气设计中要满足基本的照明要求，选择符合照度、色度需要的灯具；要保障室内温度控制系统的正常需求，维持正常的室内温度；保障运输的通达性，维持建筑物内人员的正常通行，并对特殊地区进行特殊处理。
2.建设能量的无谓消耗
电气设计在保障基本的用电需求后，就要着重减少无谓的消耗。高层建筑的用电量大，这就使得电器设计具有较大的改进空间，可以通过合理的变压器提高用电设备的工作效率，从而减少无谓的用电损耗；利用先进的技术设备对线路进行改组，减少无谓损耗。
3.合理分析成本及收益
要结合实际情况对电气进行节能进行设计，在增加节能设计资本投入时要对其成本和收益进行分析和考虑，而不能只为了节能设计一味地加大投资，最终使得节能投入大于节能设计所能够获得的收益，不能得到应有的回报，从而使得企业利益受损。因此，在工程建筑电气节能设计之前，要对其成本和收益进行分析，以合理的节能设计为指导进行资本投入，让企业获得最大的利益。
结束语
随着经济的不断进步和科学技术水平的不断提高，高层建筑的质量问题不断得到了解决，而在其中占有重要地位的电气设计也会得到不断的优化和改革。在与世界进行经济交流的同时，学习国外先进的科学技术和经验，弥补自身存在的不足，优势互补，共同进步，这样才能够使得我国的建筑行业得到快速发展，才能够保障人们正常的生活与工作，提高人民生活水平，从而，促进国际经济水平的发展，提升我国的综合国力。
参考文献：
[1]李海.黎文安.实用建筑电气技术[M].北京: 水力水电出版社.1996.
[2]陈一才.高层建筑电气设计手册[M].北京: 建筑工业出版社.1992.
[3]路琦.林峰.周瑛俊.高层建筑中的电气节能措施[J].低温建筑技术.2009.
关键词：高层建筑；建筑电气；工程设计
中图分类号:TM92 文献标识码:A
1.概述
随着现代社会的发展，建筑物的规模不断扩大，其内各种电气设备的使用逐渐增多，特别是计算机网络信息技术的普及，建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。这就对供电系统的安全、可靠性提出了更高的要求，对高层建筑物内部的电子设备的外部环境有了更加研究的要求。我国20世纪80年代才开始进行高层建筑用电负荷的专题研究。许多计算都是照搬国外经验，但国情不同、地域不同，需要系数不合理，单位容量指标偏低。随着高层建筑的不断兴建，用电设备增加，特别是在高层建筑内，空调及电梯负荷的大量使用是电力负荷发生很大变化的一个很重要的因素。
2.高层建筑配电设计的负荷计算
高层建筑用电设备增加，严格确定用电的负荷特别重要，以前由于设计的每户负荷定得不高，所配置的电表、开关及导线截面均偏小，造成经常性的负荷跳闸，超负荷运行而烧坏开关、电表和电线的现象时有发生。如果要提高高层建筑配电系统的可靠性和正确选择各类配电设备的容量，我们就必须科学且合理的进行负荷计算。
目前多采用需用系数法，利用系数法和二项式法来求得“计算负荷”。我们定义：
需用系数；利用系数
需用系数法 用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。其计算公式为：
其中,， 分别为单元计算负荷和用电设备的总功率， 为需要系数，可查阅相关设计手册。
利用系数法 采用利用系数求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。
二项式法 在设备组容量之和的基础上，考虑若干容量最大设备的影响，采用经验系数进行加权求和法计算负荷,计算公式:
其中， 为用电设备的总功率，kW； 为用电设备中n台中最大功率用电设备的设备功率，kW； 为单元计算负荷，kW; c, b为二项式系数，可出参考工程设计手册。
3.负荷计算工程实例
3.1工程概况
某广场建筑为综合性高层建筑，属于一类高层建筑。主体共29层，分为A、B两栋，一至四层为高层裙房，其功能为商业网点、写字间、商场、游泳池等，五至二十八层均为住宅。建筑面积57667m2。
3.2负荷计算的依据及要求
该城市属于一类气象区，要求的功率因数为0.9。从而必须设置柴油发电机作为消防设备及重要公用电力的备用电源，住宅每户用电容量的标准建议值6kw/户，其余动力负荷按实际功率考虑，商业网点负荷按 100W/mZ考虑计算。
根据公式：
; ; ;
其中，Ijs为计算电流，A; Sjs为在功率，kVA; U为电压，kV；Pjs为有功计算负荷，kW；Qjs为无功计算负荷，kVAR；Kx为需用系数；P为设备功率，kW。
整栋楼的配电系统设计是根据相关专业的要求和规范标准来设计的，负荷计算是其中重要的环节之一。限于篇幅有限本文中仅将A栋的计算部分成果写出。A栋高层功能比较复杂，包括生活水泵房、消防泵房、游泳池等公用设施。其计算见表1：
表1 广场A栋高层用电负荷计算表(部分)
A栋NO.8，NO.9柜是NO.10及NO.11电源的进线，包括消防泵房用电和一般用电，消防用电负荷是360KW，一般用电负荷是257KW，取较大负荷作为计算负荷，主要是因为消防负荷启动时，一般用电己被切断，所以NO.8，NO.9柜的设备容量取360KW。A栋的NO.4，NO.5及B栋NO.3，NO.4柜是为住宅供电的，住宅的母线采用YFYJV-240mm2-25mm2，主干母线采用 240mm2交联聚氯乙烯绝缘和护套钢带电力电缆，分枝母线采用25mm2交联聚氯乙烯绝缘和护套钢带电力电缆。
4.结语
我国建筑电气水平存在不少的问题,与发达国家相比存在一定的差距，不过我国现在已有一套比较完整的IEC建筑物电气装置标准可以作为编制建筑电气设计规范的依据、IEC标准是许多国家从多年无数电气事故中总结得出的经验教训，我国高层建筑电气设计中的许多问题也会因此进一步加以明确和解决。随着现代高新技术的发展和应用，高层建筑的智能化和网络化是必然趋势，一些尖端科技如激光通信技术和虚拟社区技术等也将在智能大厦领域得到应用并发挥重要功能。
参考文献
[1]朱庆元,商文怡.建筑电气设计基础知识[M].中国建筑工业出版社,1993.
[2]李育才,杜先智.建筑电气技术[M].同济大学出版社,1988.
[3]刘建国.高层建筑电气设计方案的优化[J].电力建设,1998.
[4]陈一才.高层建筑电气设计手册[M].北京:建筑工业出版社,1992.
【关键词】高层建筑；电气设计；节能原则
现代建筑向“纵深”发展，成为社会向前推进的必然趋势。随之而来的高层建筑电气设计也已成为一门综合性的应用技术，智能化、环保化的要求还在不断给我们提出新的研究课题。如何在不影响功能的情况下改善高层建筑高耗电量的现状，也迫切需要我们找到应对措施。本文针对高层建筑电气设计阶段相关问题。提出自己的看法。
1. 高层建筑电气设计要点
1.1 电力负荷的确定
电力负荷是供电设计的主要依据，按国家现行规范，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、应急照明等)、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别重要的负荷要求供电，其它用电负荷分别为二级或三级负荷。电力负荷预算时应分别计算动力电和照明电。电力负荷预算正确与否，对电气设备的选择、配置，保证电气设备系统安全、高效运行。对整体工程的经济分析和相关设计，都有重要的指导意义。
高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。
1.2 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。某些超高层公共建筑可选择10KV三回路电源引入，采用两路使用一路备用的运行方式。
针对高层建筑中存在大量的一级负荷，还需备用柴油发电机组，要求在15s内自动恢复供电，应付意外情况的发生。
1.3 配电系统的设计
一般高压采用单母线分段形式。母线分段数目取决于电源进线回路数目，如有多台变压器组可分多段、自动切换，互为备用。10KV外部接线考虑环网接线形式，以提高配电网的可靠性。电源进线采用电缆进线，当供电电源分为主电源和副电源时，也可选用单母线不分段的结线。
高压供电系统及低压干线基本采用放射式供电，楼层配电则适合采用混合式系统。配电设备中的主要部分是干线，高层建筑的竖井多采用插接式母线槽，各楼层竖井设有配电间，水平干线较难走线，可采用全塑电缆与竖井母干线联接。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。如果高层建筑需要较大供电负荷，应分散设立区域配电中心(可考虑设备层、中间层或最顶层)。
低压配电系统各级开关均采用自动空气开关，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。
单台变压器的容量选择一般都大于1000 KVA以便控制变压器数量。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。单台变压器的配置对一些超高层建筑有经济上的弊端，由于这些建筑负载多而分散，可在负载相对集中的区域(如顶层)另设一配电间，以减少该区域的供电半径，降低电能损耗。
电梯应采用两路不同变压器引出的专用电缆进线。在电梯机房的末端配电箱，设两路电源的自动切换装置，互为备用。
计费采用高供高计，照明与动力分开，分别安装总电表和动力电表，总表减去动力表即为照明电。
1.4 主要设备的选型
1.4.1 高压开关柜
通常高层建筑的变配电室设在主楼地下层，不宜采用油开关。根据高层建筑地下室的规定，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。
1.4.2 电力变压器
主楼内不能装置油浸电力变压器，高层建筑单体面积大、负载多，可选择多台大容量变压器组合使用，对季节性负载集中设置，以便在过渡期停用相应变压器，从而降低能耗。
1.4.3 低压配电屏
多为大容量出线，建议采用手车式。
1.4.4 应急备用发电机组
应急发电机组应自成系统，避免接入其他负荷，位置宜靠近各区域配电中心。发电机选型建议采用燃汽轮发电机，较之传统的柴油发电机这种发电机具有体积小、重量轻、故障率低的优势，尤其适用于高层建筑。
1.5 变电所位置的确定
缩短供电半径是提高供电质量、降低电耗的基本出发点。高层建筑的主要用电负荷(如中央空调机房、泵房)都设在地下层，通常情况下，变配电所也设在地下层就具有经济上及环保方面的双重意义。
1.6 电气照明设计
高光效电光源是节能的需要。以此为出发点，根据使用功能、照度设计、眩光控制进行光源的选择、布局，由于电光源的装饰特性，它的布局还必须符合人们的审美情趣，力求在使用功能与艺术境界方面达到统一。
1.7 电缆与电线
一般动力设备与照明回路采用阻燃电缆线：消防设备与应急照明应选择矿物绝缘的防火缆线，才能保证其紧急状态下的正常功能。
1.8 防雷与接地
高层建筑主体都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接牢固，关键是做好金属管线的接地。在高层建筑中防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合为一体组成联合接地系统，接地电阻按最小的要求而定，通常是在4欧以下。联合接地网利用建筑物底板内的钢筋作为接地网。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位、提高安全性都有好处。
1.9 消防自动报警灭火系统
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。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。
高层建筑中消防用电的设计问题，涉及到其他许多学科，而且规模越大、功能越多，控制内容越广泛、设计内容也就越复杂。
2. 高层建筑电气设计的特点与对策
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，对供电的可靠性要求很高；②高层建筑中，动力电与照明电各成系统、分别供电。动力负荷多采用放射式供电，照明负荷则采用母线槽配电方式：③高层建筑内部空间大、柱距大，又因其电气设备多，导致墙面埋线多、地面管道多：④高层建筑主体通常采用干法施工，并且建筑构件的预制装配化使施工周期缩短，要求电气施工科学地高效运行；⑤消防要求高。高层建筑高度高、设备多、人员密集、装修豪华、火灾隐患多，施救难度大，故对消防提出很高的要求。设计中对选材要有消防方面的针对性；⑥用电设备分散，管理难度大。要求微机系统监控管理；⑦防震要求：配电屏、灯具等电气设备的防震处理：管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理；⑧节能要求：高层建筑的电气设计中，要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。围绕经济、节能和环保护的原则，采用技术先进、安全适用的配电方式，选用高效率变压器、电动机和高光效电光源、无功功率补偿装置和设备监控系统，减少电耗，节约用电；⑨电梯：电梯按供电电流分有交直流两大类，据不同使用功能又有客梯、货梯、自动扶梯、观光梯、消防梯、服务梯之分。电梯的数量、性能选择、布局配置要符合建筑本身的功能需求，需要工程各方集思广益而定。
3 高层建筑电气设计中的节能原则
节能环保业已成为我国当前一项国策，作为电能高消耗主体的高层建筑，必须在设计阶段坚定节能方针，从设备选型、配置到传输线路的距离、功耗，从吸收先进技术从而来降低无谓能耗，高层建筑节能潜力多很大，也对电气设计人员提出了更高要求。
关键词：高层建筑；电气设计；问题分析
工程设计是基本建设的龙头，设计文件是工程建设的主要依据，设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示，由设计原因导致的工程质量事故占40.1％；工程施工原因引起的占29.3％；其它原因(如设备材料质量问题等)引起的占30.6％。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求，即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、维修性等)及可实施性的缺失或偏离。
1高层建筑电气设计过程中应注意的问题
1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4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。
1.5电气设备的管线应采取防火措施。
1.6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。
1.7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。
1.8消防要求高。因为高层建筑高度高，体量大，人员密集，设备多，装饰豪华，建筑本身火灾隐患多，故对消防要求很高。
1.9节省能源是我国经济建设中的一项重大政策，节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面，它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中，要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案，应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式，采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施，减少电能损耗，节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。
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组成的照明方式。混合照明中一般照明的照度应不低于混合照明总照度的5-10％，并且其最低照度不低于201x。否则，过低的一般照明和过高的局部照明所形成的照度对比度过大，亮度分布不适当而产生不应有的眩光。
2.2事故照明
当工作照明因故障全部熄灭后，供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为事故照明.
2.2.1应设置事故照明场所
a，在正常工作照明熄灭后，由于工作中断或误操作，将引起爆炸、火灾等严重危险的厂房或场所；
b．在无照明的情况下，由于设备继续运转或人员的通行，将造成设备、人身事故的场所；
c．高层建筑中的疏散楼梯间(包括防烟楼梯前室)、疏散走道、消防电梯室、消防控制中心、消防水泵间；公共建筑中的旅馆、礼堂、影剧院、展览厅、百货商店、体育馆等人员出入的走廊、楼梯、太平门等处。
2.2.2事故照明应采用能瞬时点燃的照明光源，一般采用白炽灯或卤钨灯。当事故照明作为工作照明的一部分而经常点燃时，又在发生故障不得切换电源的条件下，也可采用其它照明光源。
2.2.3事故照明的灯具应布置在可能引起事故的设备、材料周围和主要通道、危险地段、出入口等处，还应在事故照明灯具上明显位置涂以红色标记，以资区别。疏散指示标志可设在疏散走道距地面高度1m以内的墙面上，以及楼梯口和太平门的顶部，并要安装在非燃烧结构或装修上。
2.2.4事故照明的照度要求
用于暂时继续工作的事故照明其工作面上的照度不应低于工作照明总照度的10％。但标准较高的宾馆等建筑，其事故照明所占工作照明的比例应当为：出口指示灯为100％；楼梯照明为50％；公共场所照明为20％；客房走道照明为50％;一般走道照明为20％;总服务台、收款出纳、外币兑换等照明为100％。用于人员疏散的事故照明，其照度不应低于0．51x。
2.3警卫值班照明
在重要的车间和场所或有重要关键设备的厂房、重要的仓库等处设置作为值班时一般观察用的照明称为值班照明。值班照明宜利用工作照明中能单独控制的一部分，或者利用事故照明中的一部分或全部。
警卫照明是用于警卫地区周界附近的照明。是否设置警卫照明，应根据单位的重要性和当地保卫部门的要求来决定。警卫照明应尽量与室内或厂区的照明结合。
2.4障碍照明
装设在高层建筑物尖顶上作为飞行障碍标志用的或者有船舶通行的两侧建筑物上作为障碍标志的照明称为障碍照明。障碍照明应按民航和交通部门有关规定装设。障碍照明应采用能透雾的红光灯具。装设障碍灯时，应符合下列要求：一般高层建筑物只在顶端装设。水平面较大的高层建筑物或群集高层建筑物，除在其最高顶端装设障碍灯外，还应在其外侧转角的顶端装设障碍灯。烟囱的高度在100m以上者，除在顶端装设障碍灯外还应在其三分之一和二分之一的高度处装设障碍灯。为了减少烟囱顶端的障碍灯污染程度，可在低于烟囱口4-5m处装设。为了保证障碍灯有一盏损坏时仍能从前进方向看到灯光，应装设排成等边三角形的三盏障碍灯。
2.5高层住宅室内照明要求
厕所及厨房应采用瓷质灯头或其它防水灯头；有条件时居室灯等可采用节电开关或节电灯头；楼梯间、电梯厅、公用走廊、配电室、消防控制室、消防泵房电梯机房等应设置供继续工作和疏散的事故照明。十九层及以上的高层住宅的疏散走廊、楼梯和出口应设置供疏散使用的标志灯，其安装距离为10.20m及各转角处；供电继续时间：作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄电池作为事故照明或疏散标志灯的电源时，其连续供电时间不少于20分钟，事故照明的最低照度不应低0.51x，但配电室、消防控制室和消防泵房必须仍保持正常的照度水平；事故照明及疏散标志一般采用白炽灯，应具有玻璃或金属灯罩，并安装在非燃烧体结构上；大居室宜设置插座两组(其中一组为-个单相二极插座及一个单相带地三极插座；另一组为一个单相二极插座)。小居室、大厅宜设置插座-组(一个单相工极插座及一个单相带地三极插座)。厨房、卫生间根据需要设置-个单相带地三极插座；二极插座需采用扁、圆插孔两用型；有条件时宜采用二极加三极的连体式插座；供洗衣机的单相二极带地插座，宜带电源开关；插座的高度一般为距地0.3-0.5m(暗装安全型)或1.4－1.8m(明、暗装普通型)；楼梯及公用廊道宜采用自动熄灯开关，但需在火警时能保持长明。每层的电梯前室灯应采用一般开关。
参考文献
[1]《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008年版
[2]《供配电系统设计规范》GB50052－95年版
[3]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-952005年版
【关键词】高层建筑电气设计
高层建筑电气设计（不含弱电和消防）的主要内容包括以下几个方面：
1、负荷的计算
电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。
2、供电电源及电压的选择
为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压，一般采用10kV标准电压等级。
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，全部划入照明计价系统，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。每层楼竖井设层配电小间。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。
（6）所有电梯均要求采用两路不同变压器引出的专用电缆进线。在电梯机房的末端配电箱，设两路电源的自动切换装置，互为备用。
（7）功率因数按规定应补偿到0.9—0.95。无功补偿都采用集中补偿方式。为降低变压器容量，多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起，但必须采用干式移相电容器。
4、主要设备的选型
（1）高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。国外用于高层建筑的开关有三种类型可供选用：高压空气断路器，SF6开关和真空断路器。其中高压空气断路器因技术陈旧，SF6开关尺寸较大，气体具有毒性，故目前10kV真空断路器应用的较为普遍。因此，应根据高层建筑地下室的标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。
（2）电力变压器。根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。国外有干式变压器、SF6变压器和硅油变压器等三种产品可供选用。国内沈阳第二变压器厂、北京变压器厂、广东顺德特种变压器厂等厂生产的干式变压器，主要技术指标已达到国际先进水平。
（3）低压配电屏。国外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式，特别是大容量的出线，则做成手车式。国内许多生产厂家的低压配电屏也有引进技术做成抽屉式结构的，其中有的（如多米诺组合式开关柜等）主要技术指标已达国际先进水平。低压配电屏多采用自动空气开关出线。当配电变压器的容量为1600kVA时，低压母线上的短路容量已超过40kA，目前国内已能提供这样大容量的产品（如多米诺组合式开关柜和YDS型抽出式/混合式低压开关柜等）。
（4）应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快，故障率低等优点。应急备用发电机组必须是快速自起动的。按国外规定，应能在15s内恢复供电。从可靠性出发最好选用两台，自动并车。容量较小时也可选用一台。
（5）母线槽和电缆。插接式绝缘母线槽，具有容量大、结构紧凑、可靠性高、使用维护方便等优点。国外的现代高层建筑，插接式绝缘母线槽已完全取代了电缆竖井。遵义电气控制设备厂研制的密集型插接式绝缘母线槽，主要技术性能指标已达到国际先进水平，并在广州中国大酒店、花园酒店及上海华亭宾馆、雁荡公寓等得到实际应用。绝缘母线槽有铜的和铝的两种。
5、变电所位置的确定
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。
6、微电脑在变电所中的应用
现代高层建筑规模很大，所以其变电所的规模也较大。如湖南国贸中心大厦的初步设计时，中心变电所设在地下三层，内设手车式高压开关柜14台，抽屉式低压配电屏近40台，电容补偿柜12台，40Ah镐镍电池柜一套及中央信号屏，1600kVA变压器二台，1250kVA变压器二台，其建筑面积150十400m2左右；在第26层（主楼）设有变电所一个。在地下一层，设600kW自起动柴油发电机组二台。整个供电系统很复杂，对这样一个供电系统，要求供电可靠，各种供电参数及开关状态、变压器运行状态和各机房运行状态，若用人工值班，通过电话联系或人工巡视，工作量大，速度也很慢。设计人员在预留的控制室内使用微电脑进行监测、管理，能迅速发现故障，使设备作最佳工况运行，实现遥控遥测，达到节约能源，减少人力，安全、合理运行。
7、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、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。
8、防雷与接地
关键词：建筑电气；高层建筑；应用研究
1 高层建筑电气设计要点
1.1 准确计算电力负荷
电力负荷作为供电设计的重要依据。在计算高层建筑的电力负荷过程，通常使用两种方法：负荷密度法和需要系数法。在进行高层建筑的电力负荷预算过程对照明电和动力电要分开计算，通过准确的计算，选择合理电气设备，从而保障高层建筑电气系统的安全性、可靠性和经济型。
1.2 合理选择电源及电压
为了保证高层建筑供电系统的可靠性，在设计现代化高层建筑时，要设计至少两个独立的电源现，并依据建筑物的功能及周边的环境，确定具体的独立电源的数量。其中对于独立的供电电源，在实际的运行过程中，要保证两路同时供电，互为备用。除此之外，还要适当的设置部分应急备用发电机，如柴油发电机组，从而保障在供电断路之后在15秒钟内自行恢复，保证建筑内的正常照明，避免因故障造成电脑设备、消防设备、电梯等设备的瘫痪。
1.3设计配电系统
通常建筑电气系统都是单母线分段。该电气系统中计费方式一般是高供高计，并且在电气系统的低压侧，也需要设置电度表，在计算电气系统的电价过程，要将照明和动力电分开计算。其中高压供电系统和低压干线配电方式则基本上采用放射式的系统。楼层配电一般是混合式，且配电设备中的重要部分都采用干线。高层建筑的竖井则通常设置插接式母线槽，各楼层竖井都设有单独的配电间。此外，变压器的容量要不小于1000kva，这样的标准能够减少变压器的使用数量。
1.4主要设备的选型
1.4.1 高压开关柜
高层建筑的变配电室一般不能都是设置在主楼地下层，避免使用油开关。根据高层建筑地下室的相关要求，一般高压开关柜选择有“五防”功能的真空开关手车式。
1.4.2电力变压器
根据建筑电气的相关规定选择，主楼内不能设置油浸变压器，通常选择节能型干式变压器。高层建筑由于面积大，负载过多，在选择变压器过程可以选择多个大容量变压器共同工作。
1.4.3应急备用发电机组
过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有很多的优点，如体积较小、重量轻、反应灵敏，不容易出现故障等。
1.5 变电所位置的确定
随着经济的发展和人们生活水平的提高，现代高层建筑的用电量往往非常大，在选择变电所位置过程，最好使得高压能够深入到负荷内部。从而实现节约电能，提高建筑电气系统的供电质量。
1.6 电气照明
在设计建筑电气照明系统时，要选择合理的光源、灯具造型及布置，精确的计算照度，有效的控制眩光和调光，严格遵照照明配电线路的敷设要求等。照明设计和布局一方面要满足人们的审美需求.另一方面能达到照明的功能。其中为了有效的实现节能，可以选择高光效电光源。
1.7 合理选择电缆与电线
为了保障在发生安全事故的紧急状态电力系统能正常运行，动力设备与照明回路通常都是选择阻燃缆线；而消防设备与应急照明的电缆一般是矿物绝缘的防火缆线。
1.8 设置防雷与接地
近几年来，随着科技的发展，高层建筑的防雷措施不仅有避雷针和避雷，还出现了一些更先进的方式，如消雷器和放射性避雷针。目前，高层建筑通常都是与楼板的连接紧密的钢筋混凝土剪力墙，因而，为了做好防雷措施，必须加强金属管线接地的处理。
1.9 消防自动报警灭火系统
随着自动化和计算机网络技术的发展，出现了很多火灾自动报警灭火系统，该系统一般是由四部分组成：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。当火灾出现之后，探测器就会接到信号，并将其转换为电信号传输给报警系统，报警系统在接到信息之，通过自动控制系统及时的进行火灾扑救，从而实现火灾自动报警灭火。
2 高层建筑电气设计中的原则
2.1 节能性
随着能源的紧缺，我国当已经将节能环保作为了一项国策。高层建筑作为电能消耗的主体，设计在进行建筑电气设计的过程中，要不断的改革创新，实现节能性电气技术和设备的更新换代。
2.2 适用性
在建筑电气的设计过程中，要根据相关的规定进行设计、操作和运行，尽可能的采用先进的设备和技术，简化供配电系统，降低电气设备数量，从而保障电气系统的操作维修方便，提高电气的适用性。
2.3 可靠性
在设计电气系统时，必须保障电气系统的运行，设置必要的应急措施，来保障故障时的电气的正常运行。
2.4 安全性
高层建筑的电气系统，在保障建筑物电力供应的正常时，还需要提高其的安全性，制定合理的负荷等级，尽可能的避免故障发生，从而有效的降低电气运行成本。
3 高层建筑电气的节能性和安全性
3.1提高建筑电气设计的节能性
提高建筑电气的节能性主要可以从以下几个方面考虑：1选择合理的变压器。为了提高建筑电气的节能性，根据建筑的特点选择适当的变压器，一般是节能型变压器。2仔细分析研究，实现电动机的节能。综合各方面因素，详细的分析电动机的节能问题，一方面可以通过就地电容器补偿来降低线路损耗，同时还可以通过降低电动机在低效率下的轻载或空载来实现。除此之外，还可以通过使用变频调速控制电动机，来适应变化的负载，从而提高电动机的工作效率，节约电能。3.在建筑电气设计过程中，合理设置照明系统，在保障照明的前提下，尽量的使用日光，从而降低照明系统中电能的消耗，提高建筑电气的节能效果。
3.2高层建筑电气的安全性
加强建筑电气设计的安全性主要可以选择合理的电力供应系统；保障供电线路的稳定，不能随意的更改供电线路，以防出现安全事故；利用建筑物中的保护接地系统实现接地，并且采用共用接地体方式，因而，在实际的接地设置过程中，为保证电气使用人员的安全，共用接地体的电阻必须小于l欧姆；通过计算计算技术、网络技术及自动化技术等先进的技术，设计高效的消防控制系统。总之，提高建筑电气的安全性，必须合理的设计建筑电气系统，不断的进行技术和工艺改进。
4 结束语
总而言之，随着技术的发展，智能化的高层建筑正在逐渐的增加，人们对建筑电气关注越来越高。但是由于建筑电气涉及的因素众多，在实际的设计和施工、运行过程中，仍旧存在问题，因而研究者需要不断的吸收外国先进的经验技术，在融会贯通的基础上，进行改革和创新，提高建筑电气的节能性和多功能性，从而给人们提供一个安全、舒适、高效、节能的居住环境。
参考文献：
[1] 陈锋.高层建筑电气设计的探讨[J].建材发展导向，2011，（06）.
[2] 刘群、张洪艳、陈永刚.超高层建筑电气设计探讨[J].科技创业月刊.2011，（04）.
[3] 陈宏飞.浅谈高层建筑电气设计的特点[J].建筑设计管理.2013，（03）.
[4] 李景龙.对于高层建筑电气设计的分析[J].城市建设，2012，02）.
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。
一、负荷的计算：负荷计算取值大多数地区未明确确定，计算准确与否对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。
二、高低压供、配电系统的设计：为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，另外还须装设应急备用柴油发电机组，要求存l5秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、消防等设备的事故用电。
三、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、调光控制、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，选用各种建筑物自动化系统特别是直接数字控制系统来触发照明电路和接触器。
四、防雷与接地设汁：高层建筑物的防雷接地、电气设备含电源设备的接地、屏蔽接地及防静电接地应采用一个总的共用按地装置。其用接地装置优先采用大楼的钢筋混凝土中的钢筋等自然接地体。其按地电阻应≤1Ω，如达不到要求，可增加人工接地体。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。
五、弱电系统设计：包括楼宇自控系统、综合布线与计算机网络系统、火灾报警与消防联动控制系统、安全防范系统、广播音响系统、汽车库管理系统、无线通讯系统、程控交换机系统、因特网接人系统、电视系统、视频点播系统、办公自动化系统、物业管理系统、计量电表系统、系统集成平台与各子系统的连接等十余个子系统。在有些高层建筑中还会遇到小区域无绳电话系统、无线对讲系统、酒店电视综合服务系统等。虽然具体到一个项目子系统的多少会由于建筑性质、投资规模等因素的不同而有所增减。
六、消防自动报警和自动灭火系统按国标GB50116《火灾自动报警系统设计规范要求》，建筑物作为火灾自动报警系统的保护对象，共分三级，即特级、一级、二级。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。
（1）关于消防自动报警和自动灭火系统的设计应从以下几方面入手报警探测器安装、报警手段、自动灭火方面、手动灭火方面、通讯设备、挡烟垂壁的设置以及避难层的消防安排等。
（2）在高层建筑中的其它重要的防火手段防火阀。为了防止烟火沿风管蔓延而设置，因而一般在通风机房外侧装设。特殊情况下，通风风管（如空调管道）被允许进入或穿越电气设备间（如配电室、电话室、中控室），此时在电气设备间过墙处的风管上的墙内、墙外要各设一个防火阀，使设备间的烟火不能外传，也不允许外面的烟火导入设备间。
在平时防火阀处于常开状态，火灾初起时一旦管卡气温超过70℃，管道上的防火阀叶片在电磁动力作用下翻转90度，阻断管道。灭火结束，防火阀重新恢复常开状态。
排烟阀。设干排烟风机的排烟管道上，多位于出户风口附近。排烟阀平时关闭。火灾之初打开，随之排烟风机联动启动排烟于户外，当火灾继续发展，烟气温度达到280℃时，排烟阀自动关闭（否则风助火势，有助燃烧作用）。
正压送风系统：火灾时人员不能进入电梯内，或火灾发生后电梯迫降一层未成而失电，便可能停留于火场中，梯中人员会为烟气室息。正压风机一般处干屋顶，各层的电动风口联动。火灾初起时打开风口，启动正压送风机，使楼梯间、电梯厅处于正压状态。
【关键词】高层建筑、电气设计、特点、问题；
一、高层建筑电气设计的特点
安全照明、室内、楼梯过道等属于照明设备；生活水泵和消防泵等给排水设备；冷却塔风机以及水机组等制冷设备；排风机、电冰箱等厨房用电；包括送风机、回风机、风机管盘在内的空调系统送电设备；包括正压风机、排烟风机等在内的消防设备。高层建筑的用处不同其用电量也就有着一定的不同，不过从总体上说，耗电量还是非常大的。
二、高层建筑电气设计的主要内容
高层建筑电气设计工作的复杂性是由其涵盖的广度所决定下面笔者将介绍高程建筑电气设计的部分内容并做对应的分析。
1.供电电源和电压的选择
现代高层建筑至少应有两个独立电源来确保供电可靠性，具体数量应该按照负荷大小和当地电网条件来决定。原则上两路独立电源运行方式应为同时供电以互相作为备用。若地理位置或者市政供电的局限，也可以采用一路独立电源与应急备用电源相结合的方式供电。 要求其在十五秒钟内能够自动恢复供电，保证电梯以及消防设备等的事故用电。国内高层建筑的供电电压，都采用标准电压等级。除此以外，含有特别重要负荷的特殊建筑还应当另外装设应急备用柴油发电机组，以保证重要负荷的供电可靠性。
2.负荷的分级和计算
高层建筑的电力负荷根据用户的重要性或其用电设备对供电可靠性的要求及中断供电将造成的损失或影响程度划分为一级、二级、和三级负荷，有些高层建筑还有特别重要负荷。施工图设计时基本上是采用需要系数法来进行计算，为供电设计提供参数依据。负载计算的准确性决定了设备的选择是否合理，继而对设备的安全可靠与经济运行起着决定性作用。
3.高低压配电系统设计
在高层建筑中，高压配电系统的组成是两路的10kV电源，两路电源同时供电。高压配电采用的形式是单母线分段，自动切换的同时起到相互备用的目的。为了在电气设计中使变压器台数尽量减少，一般单台变压器都采用容量大于1000kVA的，正常状态下的变压器能够解列运行，中间设置联络开关，来控制低压时短路电流的情况。另外，高低压配电的计费方式，多采取高供高计，仍然需要安装设计费电度表，将照明和动力两方面分开的方式计价。
（1）高压配电系统：就一般情况而言，现代高层建筑大都采用两路独立的十千瓦电源以确保同时供电。高低压侧的接线均采用单母线分段，中间设连络开关，独立运行，互为备用。采用高供高计。
（2）为控制变压器数量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，正常情况下变压器解列运行时，中间应该设置联络开关。照明和动力变压器需分开设置，但动力用电容量太小，动力变压器则可不分开装设，且在低压侧则应对动力负荷分类计费。变压器多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起，宜采用防护等级以上的干式变压器。
（3）功率因数补偿采用在低压侧集中补偿方式，在变配电所低压侧设功率因数自动补偿装置，补偿后的功率因数在0.9以上。
（4）低压配电系统中各级开关均采用断路器，应注意选择性配合各级自动空气开关的保护整定以防止越级跳闸的情况发生。
（5）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，楼层配电则采用树干式和放射式混合系统。其中，干线是配电设备中的主要部分。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽和铜芯电缆桥架敷设。层间配电箱以插接自动空气开关的方式从竖井母线槽获得电源。
4.确定变电所位置
现代高层建筑的耗电量大，应尽可能使高压深入负荷中心，然后再确定变电所位置时这对节约电能和提高供电质量都有重大意义。建筑高度在三十层左右的，变电所大都集中设置在底层。建筑高度在六十层左右的，则分散布置在整个建筑内。也有仅仅在中间层或仅在地下层、顶层设变电所的。变电所的位置分布、数量设置在多少应该在经过技术经济比较后再做决定。
5.防雷接地系统及安全
现代高层建筑的防雷设计，主要采用避雷针和避雷带相结合的传统做法。现代的高层建筑大多是由钢筋水泥铸造的剪力墙，和楼板的衔接十分稳固可靠，建筑中的电气接地保护以及防雷接地也是和建筑本身相结合的，组成了混合姐弟的系统。以建筑物的混凝土作为几处来接地板，接地电阻通常是在1欧以下。虽然建筑中的自然接地达到了接地电阻标准要求，可是仍然需要相关工作人员把主要的建筑物连接，形成接地电网。这种做法进一步提高了工程的安全性。电源系统、弱电设备等装设过电压保护器，以避免雷电过电压对系统的影响。
6.电气的照明设计
对于高层建筑，电气照明包括的内容很多，比如有如何布置灯具，如何设计灯具的外形，如何选择光源类型等等。电气照明设施直接影响到建筑物的外观，所以在设计照明设备的时候要注意其外形要与建筑物形成一个整体，不要影响美观。现代的建筑中，感应器、声控、光控设施被广泛采用，这大大节约了能源，对可持续发展社会起到良好的模范作用。
7.电梯的用电设计
电梯机房一般在井道的上方。普通电梯的梯井能够连通或者设置开口相连通。电梯根据使用功能多分为客用电梯与货用电梯等；而按照速度划分可分为超高速、高速、快速与低速电梯；按电流可分为直流和交流。在现代高层建筑中使用的电梯，为了缩短等待的时间并提高运输能力，多采用超高速或者高速的电梯，分组采取控制。为提高运行的舒适性与稳定度，客用电梯多采取直流电动机作为驱动。
二、高层建筑电气设计中应注意的几个问题
1. 高层建筑由于电梯、消防水泵、排烟风机等设备多、空调负荷大等等原因，供电的可靠性要求很高，消防负荷还需末端切换。
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。
3. 高层建筑用电负荷等级应按规范正确划分等级。
4. 电气施工图设计未达到设计深度，将直接导致施工困难或者错误。例如设计表明各种设备材料的型号规格参数尤重要。
5. 高层建筑消防设备供电及控制线路选择应符合规定或规范。火灾时，高层建筑的疏散时间无法确定，因此，应急线路和消防报警线路成为火灾中最重要的线路必须要保持线路完整。
6. 与各专业高度配合，合理处理各专业的管道打架。
7.节能减排是我国经济建设过程中所大力倡导的，节约电的使用量又是节省能源工作中的一个重要方面，它与我们的日常生活和企业的经济效益息息相关。在高层建筑的电气设计中进行技术经济分析时，应考虑到电脑消耗这一问题，并将其划为重要的一部分。节电的设计方案应首先考虑技术和安全，然后还有考虑其经济性和环境保护方面。电气设计时采用经济合理的配电方式以减少电能的损耗，节约用电量。
三、结束语
总而言之，电气涉及是否合理直接影响着工程质量以及人们对建筑的使用。企业想要可持续发展，在激烈的市场竞争中获得更高更好的发展就要全面统筹，注重电气射击中存在的问题，反思并解决。文章对建筑电气设计的特点以及存在的几个问题以及应当引起注意的地方作出了简单的阐述，希望对相关行业能够有所帮助。
参考文献：
