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摘要：随着我国经济的迅猛发展，各大中型城市的城市化进程也不断加快，高层建筑因空间利用的优势而得到了快速发展。为了保障高层建筑的有效利用，高层建筑的电气设计也得到了越来越多的重视，文章对高层建筑的自身特征和电气设计中的相关问题进行了分析，提出了高层建筑电气设计的方法。
关键词：高层建筑；电气设计；节能
随着我国城市人口的不断增加，高层建筑变的越来越高、越来越大，高层建筑对电气的依赖也不断增加。电气设计的具体效果将直接影响到整个高层建筑各项功能的使用，电气设计人员的责任重大。
一、高层建筑的电气设计概述
（一）高层建筑的特点
高层建筑最大的特点就是高度大、体积大，正因为其充分利用了城市空间，才成为我国城市化进程的标志性产物；高层建筑的另外一个特点就是建筑复杂、功能复杂，这给高层建筑的电气设计提出了一些难题。
（二）高层建筑电气设计的方法
1.计算电力负荷
电力负荷是设计供配电系统的重要依据，高层建筑电力负荷的计算一般采用需要系数法或负荷密度法。计算数据的准确与否直接关系着供电的可靠性，制约着电力资源的利用率。
2.供电电源的选择
我国高层建筑的供电电压通常采用10kv标准电压等级，视具体需要来决定独立电源的数量，一般至少需要两个独立电源并装备应急发电机组来保障供电的稳定性。
3.设计高低压配电系统
（1）高层建筑的高压配电系统一般用两个独立供电的10kv电源采取同时供电、互为备用的方式保障供电的稳定。
（2）一般选用大容量的变压器来减少变压器的数量。
（3）除了楼层配电用混合式接线方式外多采用放射式接线方式。
（4）功率因数需要采用集中补偿的方式进行无功补偿，提高功率因数到0.9-0.95左右。
（5）动力供电和照明、生活用电分别计费。
4.主要设备的选择
我国现代化的高层建筑一般在主楼的地下室设置变配电室，并选用真空开关、用手车式的高压开关柜；为了防火的需要不在主楼内安设油浸式电力变压器；一般不采用固定式的低压配电屏，通常用抽屉式或手车式低压配电屏；应急发电机组已逐渐选用小巧、快速、少故障的燃气轮发电机，渐渐减少柴油发电机组的使用。
5.高层建筑的照明设计
电气照明设计要关注高层建筑装饰的需要，在满足光源、照明度、线路铺设等要求的同时也要考虑照明设施的美观，将照明价值和艺术价值相结合，并尽量选用节能的照明设备。
6.高层建筑的电梯供电
高层建筑的电梯是通行的基础工具，电梯分为服务梯、消防梯、货梯、普通客梯等种类，由于速度区别有低速、快速、高速乃至超高速之分，按照供电电源的要求有直流和交流的区别，需要设计人员根据电梯的具体需要来设计相应的电气接入问题，额外需要注意的是电梯要使用专用电缆并采用不同的两路变压器，通过电源间的切换来保障电梯供电。
7.高层建筑变电所位置的确定
变电所的位置一般处于高层建筑的底层，但基于节能的原则需要变电所尽量靠近用电负荷中心，这需要根据建筑的高度来确定变电所的具体位置，当高层建筑超过60楼时一般将变电所分散布置在建筑的上、中、下三个位置比较符合供电的经济性。
8.电气设计的安全防护措施
高层建筑的安全防护措施一方面要做好高层建筑的防雷接地和金属管线的接地，这两个方面与电器设备的接地统一构成接地系统，在高层建筑本身接地体的基础上安设人工接地体；另一方面要重视消防系统的设计，将消防报警和自动灭火的消防供电设计连接到高层建筑的整体设计中，确保能够科学、合理的保障高层建筑的安全。
（三）高层建筑电气设计的节能要求
经济的迅速发展对各种能源有着巨大的需求，我国电力能源的供应一向紧张。节能问题是高层建筑电气设计中必须关注的重点，这要求高层建筑的电气设计中要在满足照明、温度等实际需求的基础上，考虑经济效益避免不必要的电力消耗。
二、高层建筑电气设計中的相关问题
由于高层建筑自身的复杂，在电气设计中的许多环节需要结合建筑的整体需要或特殊要求，这无形中提高了高层建筑电气设计的难度。
（一）高层建筑电气设计中需要注意的问题
1.供电的可靠性难以保证
高层建筑自身的供电负荷比较大，各种电气设备特别多，需要电力支撑的功能不仅多而且复杂，这些情况在很大程度上制约了高层建筑电气设计中供电的稳定性和可靠性。
2.动力与生活照明用电供电独立
高层建筑的照明用电一般用母线槽配电，而动力用电常常用的是放射式供电方式，与照明用电分开，双方不共同使用同一个干线。
3.高层建筑地面的管道数量多
由于高层建筑结构上为了形成大空间，各种设备多安装在墙面上，使得地面上的管道数量非常之多。
4.高层建筑的各种防震措施
目前我国高层建筑的施工都十分重视采取稳妥的防震措施，包括建筑伸缩缝等在建筑建构上的防震处理和各种电气设备的防震。
5.高层建筑对消防的要求高
高层建筑由于建筑高、面积和体积大、人员多等等因素造成消防安全的隐患特别多，而且高层建筑一旦发生火灾事故，后果也特别恶劣，这些原因促使高层建筑对消防安全的要求特别高。
6.其他方面
建筑施工过程中由于可以采用一些方法来缩短施工周期，而且建筑顶棚多采用吊顶的方式，给电气设计的具体实施工作带来了困难；另外整个高层建筑的电气管线也需要做好防火防漏电处理。
（二）高层建筑电气设计中存在的问题
1.电气设计的消防供电问题
消防供电常出现设计时没有采用专用的回路供电情况，将消防供电与非消防供电接引在一起，导致火灾发生时一旦切断供电将使消防供电电源也被切断。
2.电气设计的非消防供电问题
在高层建筑的电气设计中常出现设计人员将切断非消防电源的控制模块接引在楼层照明等民用低压线路上，火灾发生时一旦切断电源将使得不是必须断电的范围也被切断电源，给居民带来恐慌。
3.电气设计的住宅配电箱问题
电气设计人员常没有选择合适的建筑住宅配电箱进线开关，而使用带有短路等功能的断路器时导致配电级数的增加，降低供电稳定性。
三、针对高层建筑电气设计问题的对策
高层建筑的电气设计不仅要满足稳定供电的基本需求，更肩负着节约电力能源和保障人们生命、财产安全的重要责任，需要电气设计的相关人员针对上文中电气设计中需要关注的问题认真做好本职工作，保障高层建筑供电的高效、稳定和安全。针对上文中电气设计中存在的问题，特提出以下对策：
1.电气设计需要在配电间安设消防供电专用的供电回路，由消防设备的两路低压电源接引低压配电柜的两路电源。
2.火灾发生时非消防电源的切断应先切断发生火灾楼层的非消防电源，尽量缩小电源切断的范围。
3.建筑住宅配电箱应选用具备隔离和同时断开中线、相线功能的进线开关。
总结：
综上所述，为了保障高层建筑供电的稳定性和安全性，需要切实做好电气设计工作。高层建筑的电气设计要结合建筑本身的需要，遵循节能安全的原则，保证供电系统能够满足高层建筑基础功能以及防火、防震、防雷的要求，保障人们的生命和财产安全。
关键词：高层建筑；电气设计；节能
随着我国城市人口的不断增加，高层建筑变的越来越高、越来越大，高层建筑对电气的依赖也不断增加。电气设计的具体效果将直接影响到整个高层建筑各项功能的使用，电气设计人员的责任重大。
一、高层建筑的电气设计概述
（一）高层建筑的特点
高层建筑最大的特点就是高度大、体积大，正因为其充分利用了城市空间，才成为我国城市化进程的标志性产物；高层建筑的另外一个特点就是建筑复杂、功能复杂，这给高层建筑的电气设计提出了一些难题。
（二）高层建筑电气设计的方法
1.计算电力负荷
电力负荷是设计供配电系统的重要依据，高层建筑电力负荷的计算一般采用需要系数法或负荷密度法。计算数据的准确与否直接关系着供电的可靠性，制约着电力资源的利用率。
2.供电电源的选择
我国高层建筑的供电电压通常采用10kv标准电压等级，视具体需要来决定独立电源的数量，一般至少需要两个独立电源并装备应急发电机组来保障供电的稳定性。
3.设计高低压配电系统
（1）高层建筑的高压配电系统一般用两个独立供电的10kv电源采取同时供电、互为备用的方式保障供电的稳定。
（2）一般选用大容量的变压器来减少变压器的数量。
（3）除了楼层配电用混合式接线方式外多采用放射式接线方式。
（4）功率因数需要采用集中补偿的方式进行无功补偿，提高功率因数到0.9-0.95左右。
（5）动力供电和照明、生活用电分别计费。
4.主要设备的选择
我国现代化的高层建筑一般在主楼的地下室设置变配电室，并选用真空开关、用手车式的高压开关柜；为了防火的需要不在主楼内安设油浸式电力变压器；一般不采用固定式的低压配电屏，通常用抽屉式或手车式低压配电屏；应急发电机组已逐渐选用小巧、快速、少故障的燃气轮发电机，渐渐减少柴油发电机组的使用。
5.高层建筑的照明设计
电气照明设计要关注高层建筑装饰的需要，在满足光源、照明度、线路铺设等要求的同时也要考虑照明设施的美观，将照明价值和艺术价值相结合，并尽量选用节能的照明设备。
6.高层建筑的电梯供电
高层建筑的电梯是通行的基础工具，电梯分为服务梯、消防梯、货梯、普通客梯等种类，由于速度区别有低速、快速、高速乃至超高速之分，按照供电电源的要求有直流和交流的区别，需要设计人员根据电梯的具体需要来设计相应的电气接入问题，额外需要注意的是电梯要使用专用电缆并采用不同的两路变压器，通过电源间的切换来保障电梯供电。
7.高层建筑变电所位置的确定
变电所的位置一般处于高层建筑的底层，但基于节能的原则需要变电所尽量靠近用电负荷中心，这需要根据建筑的高度来确定变电所的具体位置，当高层建筑超过60楼时一般将变电所分散布置在建筑的上、中、下三个位置比较符合供电的经济性。
8.电气设计的安全防护措施
高层建筑的安全防护措施一方面要做好高层建筑的防雷接地和金属管线的接地，这两个方面与电器设备的接地统一构成接地系统，在高层建筑本身接地体的基础上安设人工接地体；另一方面要重视消防系统的设计，将消防报警和自动灭火的消防供电设计连接到高层建筑的整体设计中，确保能够科学、合理的保障高层建筑的安全。
（三）高层建筑电气设计的节能要求
经济的迅速发展对各种能源有着巨大的需求，我国电力能源的供应一向紧张。节能问题是高层建筑电气设计中必须关注的重点，这要求高层建筑的电气设计中要在满足照明、温度等实际需求的基础上，考虑经济效益避免不必要的电力消耗。
二、高层建筑电气设計中的相关问题
由于高层建筑自身的复杂，在电气设计中的许多环节需要结合建筑的整体需要或特殊要求，这无形中提高了高层建筑电气设计的难度。
（一）高层建筑电气设计中需要注意的问题
1.供电的可靠性难以保证
高层建筑自身的供电负荷比较大，各种电气设备特别多，需要电力支撑的功能不仅多而且复杂，这些情况在很大程度上制约了高层建筑电气设计中供电的稳定性和可靠性。
2.动力与生活照明用电供电独立
高层建筑的照明用电一般用母线槽配电，而动力用电常常用的是放射式供电方式，与照明用电分开，双方不共同使用同一个干线。
3.高层建筑地面的管道数量多
由于高层建筑结构上为了形成大空间，各种设备多安装在墙面上，使得地面上的管道数量非常之多。
4.高层建筑的各种防震措施
目前我国高层建筑的施工都十分重视采取稳妥的防震措施，包括建筑伸缩缝等在建筑建构上的防震处理和各种电气设备的防震。
5.高层建筑对消防的要求高
高层建筑由于建筑高、面积和体积大、人员多等等因素造成消防安全的隐患特别多，而且高层建筑一旦发生火灾事故，后果也特别恶劣，这些原因促使高层建筑对消防安全的要求特别高。
6.其他方面
建筑施工过程中由于可以采用一些方法来缩短施工周期，而且建筑顶棚多采用吊顶的方式，给电气设计的具体实施工作带来了困难；另外整个高层建筑的电气管线也需要做好防火防漏电处理。
（二）高层建筑电气设计中存在的问题
1.电气设计的消防供电问题
消防供电常出现设计时没有采用专用的回路供电情况，将消防供电与非消防供电接引在一起，导致火灾发生时一旦切断供电将使消防供电电源也被切断。
2.电气设计的非消防供电问题
在高层建筑的电气设计中常出现设计人员将切断非消防电源的控制模块接引在楼层照明等民用低压线路上，火灾发生时一旦切断电源将使得不是必须断电的范围也被切断电源，给居民带来恐慌。
3.电气设计的住宅配电箱问题
电气设计人员常没有选择合适的建筑住宅配电箱进线开关，而使用带有短路等功能的断路器时导致配电级数的增加，降低供电稳定性。
三、针对高层建筑电气设计问题的对策
高层建筑的电气设计不仅要满足稳定供电的基本需求，更肩负着节约电力能源和保障人们生命、财产安全的重要责任，需要电气设计的相关人员针对上文中电气设计中需要关注的问题认真做好本职工作，保障高层建筑供电的高效、稳定和安全。针对上文中电气设计中存在的问题，特提出以下对策：
1.电气设计需要在配电间安设消防供电专用的供电回路，由消防设备的两路低压电源接引低压配电柜的两路电源。
2.火灾发生时非消防电源的切断应先切断发生火灾楼层的非消防电源，尽量缩小电源切断的范围。
3.建筑住宅配电箱应选用具备隔离和同时断开中线、相线功能的进线开关。
总结：
综上所述，为了保障高层建筑供电的稳定性和安全性，需要切实做好电气设计工作。高层建筑的电气设计要结合建筑本身的需要，遵循节能安全的原则，保证供电系统能够满足高层建筑基础功能以及防火、防震、防雷的要求，保障人们的生命和财产安全。