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【摘 要】 随着我们国家的经济飞快的发展，高层建筑在我们的生活当中越来越多。设计的好坏关系到整个建筑工程的质童以及居民日后的生活质童。本文主要介绍高层建筑电气设计的主要内容，以及就相关问题浅谈自己的看法。
【关键词】 高层建筑；电气设计；主要内容；
前言：
我們国家的现代化建设发展的越来越迅速，建筑行业的发展也在蒸蒸日上，在高层建筑数量上越来越多的情况下，如何控制好质量的问题成为建筑行业甚为关注的问题。作为高层建筑施工设计之一的电气设计，如何控制好其设计质量、其主要内容十分重要。
一、高层建筑电气专业的特点
高层建筑内需要较多的用电设备和消防设备，对电量消耗量较大，而且由于各电气设备用途存在着一定的差别，所以在用电量上也存有着一定的差别性，但其对电能的消耗是十分巨大，这就对供电的可靠性具有较高的要求，而且部分设备为了确保其供电的可靠性，则需要具有两个独立的电源供电，如消防用电、应急照明、主要通道照明、客梯电力、变频调速生活水泵等。
二、高层建筑电气设计的主要内容
1、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。
2、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15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10kV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。
3、变配电所的设置
变配电所设置位置应尽量靠近负荷中心，主变配电所宜设置在地下一层、首层或在地面单独设置。考虑防涝的需要，超高层的变配电所不宜设于地下室的最底层。分区域或分楼层设置分变配电所，如在中间避难层或设备层设分变配电所。由于超高层建筑一般体量比较大，用电设备多，变配电所内的变配电设备也多，在变配电所的设计时应考虑其通风散热问题。由于超高层用电设备多，变配电所的低压出线亦多，在变电所的选址中，尽量选择便于管线出入的位置。对于大容量用电设备还可考虑为其专设变配电所，如大型空调制冷机房等。对于空调等季节性负荷，可以将这部分负荷集中设置，在过渡季节，可根据需要切除该部分负荷，停用相应的变压器，降低变压器损耗以利节能。
低压线路的供电半径一般不宜超过 250m，当供电容量超过 500kW，供电距离超过 250m 时宜考虑增设变配电所。如果建筑高度超过 200m，加上 50m 水平距离，建筑上部的供电距离一般会超过 250m，电压降有可能超过规定值，供电质量将下降，电能损耗加大，会影响用电设备的运行。因此建筑高度超过 200m 的超高层建筑，宜在中间楼层设置分变配电所，按每超过 200m 高度设一处分变配电所为宜。分变配电所应结合避难层或设备层设置，考虑楼层层高的限制，分变配电所内高、低压配电柜出线方式宜为上进上出，考虑变压器的垂直运输通道以及设备对楼板荷载的影响，单台变压器的容量不宜超过 800kVA。变压器运输可通过电梯井道吊装，劲量避免采用外墙吊装。
为了便于电缆管线的进出，便于就近控制，一般将柴油发电机房设于变配电所附近，发电机房内设柴油发电机组作为应急电源或备用电源，考虑到噪声、振动及运输通道问题，位于塔楼避难层或设备层内分变配电所附近建议采用 EPS或者容量不超过 200kW 柴油发电机作为应急电源或备用电源，在避难或设备层设柴油发电机还应考虑输油问题。当塔楼避难层或设备层设 EPS 或发电机房合理，且应急发电机供电半径大于 250m 时也可考虑在地下室柴油发电机房设置高压发电机采用 10kV 电压输出，电源供到塔楼各设备层后，再经变压器降压后进线配电。发电机应有自动启动设备，且能在市电中断后 15s 内启动，30s 内送电。对于大型电气设备如发电机组、变压器等均应考虑其搬运通道。
4、低压配电系统
低压配电系统采用三级配电方式，分为总配电（变配电所）、区域配电（配电间）、终端配电。三级配电系统相互之间保护开关应具有选择性。低压系统一般采用单母线分段另设一段应急母线的形式，即二路市电为分段的母线供电，中间设联络开关，另设一段应急母线，为消防负荷及重要负荷供电。消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等的两个供电回路，应在最末一级配电箱处自动切换。消防设备的控制回路不得采用变频调速器作为控制装置。普通照明和动力配电采用树干式或分区树干式配电，对于较大容量的用电设备可直接由变配电所放射供电。
5、照明设计
主要对火灾应急照明、航空障碍灯、屋顶直升机停机坪照明的设计作简单介绍，对于普通照明不再阐述。超高层建筑中的应急照明属于消防用电负荷，应按本建筑最高用电负荷等级供电。应急照明的持续供电时间应满足消防要求，超高层建筑的疏散照明最小持续供电时间 t≥30min，避难疏散区域的最小持续供电时间 t≥60min，消防工作区域的最小持续供电时间 t≥180min。为了保证应急照明的转换时间满足规范要求，其应急供电电源可采用蓄电池与应急发电机电源组合的方式，当市电中断时可通过灯具内置蓄电池瞬间放电点亮应急照明，待发电机启动供电后，供电电源自动切换至发电机电源上，且发电机电源能维持较长的供电时间。 超高层建筑因为建筑高度高，一般情况下必须设置航空障碍灯。其设置的原则是从建筑物外侧转角的顶端分别设置，其水平及垂直间距均小于 45m 间隔设置。对标志灯的光效、频闪配置要求是距地面 60m 以下为低光强红色恒光灯，90～150m 范围内为中光强红色恒光灯 （亮度≥1600cd），150m 以上为高光强白色同步频闪灯（频率为 20 次 /min），建筑物超过 100m 以上部分还应相距最高点每隔 30m 再装设一组中光强红色恒光灯。障碍标志灯电源应按主体建筑中最高负荷等级要求供电。
在屋顶直升机停机坪，为了使飞行员能准确找到停机坪并精确定位，在停机坪的周围设置不同色彩的照明和信号灯。主要由瞄准点灯、机场标灯、进近顺序闪光灯、边界灯（着陆灯）、机场泛光照明灯、机场航空障碍灯、风向灯等组成。停机坪照明电源应按主体建筑中最高负荷等级要求供电。
6、防雷与接地
6.1超高层建筑按不低于第二类防雷建筑物设防。
一般采用法拉第笼式保护，屋面设置接閃带结合接闪针的联合保护方式，并应作防侧击雷保护。由于建筑高度高，引下线长，雷电感应强烈，须按一定距离设置均压环。在墙体外安装的玻璃幕墙及铝合金百叶，其金属龙骨和支架均应与建筑物防雷系统可靠连接。
6.2超高层建筑一般采用基础联合接地，接地电阻小于lΩ。
6.3 超高层建筑电子信息系统防雷击电磁脉冲防护等级应采用三级电涌保护。 信息系统雷电防护等级为 A 级。
7、火灾自动报警报警系统
现代高层建筑对消防要求比较高，根据规范对其消防报警保护对象分为一级或者二级。消防控制室可设置在一层，直通室外，也可设置在地下室但离出入口距离不能太远。消防控制室内有火灾自动报警控制主机，该套柜体配备火灾自动报警控制系统、火灾联动控制系统、消防广播系统、火灾电话系统四个系统。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。
7.1电气火灾监控系统
为防止由配电线路引发的火灾，公共高层建筑、人员密集型场所需设置电气火灾监控系统。主机可放置在消防控制室内，由消防控制室统一管理。
三、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为重要。
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。
四、结束语
综上所述，对于超高层建筑的电气设计，最基本要求是以人为本，为用户提供安全可靠的用电环境，再结合超高层建筑实际的特点，分析各系统施工的可行性，及日后运行和维护的可持续性，有针对性的设计，以达到高效、安全、可靠的使用目的。
参考文献：
[1]李炳华. 超高层建筑电气设计要点[J]. 智能建筑电气技术，2011，04.
[2]王蕾. 现代城市高层建筑电气设计的要点[J]. 中华民居（下旬刊），2013，01.
[3]吴红升. 浅析高层建筑电气设计与节能[J]. 中华民居（下旬刊），2013，02：20-21.
[4]谢冰. 高层建筑电气设计特点及发展研究[J]. 中华民居（下旬刊），2013，04.
[5]夏能勇. 现代城市高层建筑电气设计的要点[J]. 江西建材，2012，02：71-72.
[6]高燕. 高层建筑电气设计的主要内容及节能原则[J]. 黑龙江科技信息，2007，05.
[7]姚丽丽. 论当代高层建筑电气设计存在的问题及对策[J]. 科技传播，2010，18.
【关键词】 高层建筑；电气设计；主要内容；
前言：
我們国家的现代化建设发展的越来越迅速，建筑行业的发展也在蒸蒸日上，在高层建筑数量上越来越多的情况下，如何控制好质量的问题成为建筑行业甚为关注的问题。作为高层建筑施工设计之一的电气设计，如何控制好其设计质量、其主要内容十分重要。
一、高层建筑电气专业的特点
高层建筑内需要较多的用电设备和消防设备，对电量消耗量较大，而且由于各电气设备用途存在着一定的差别，所以在用电量上也存有着一定的差别性，但其对电能的消耗是十分巨大，这就对供电的可靠性具有较高的要求，而且部分设备为了确保其供电的可靠性，则需要具有两个独立的电源供电，如消防用电、应急照明、主要通道照明、客梯电力、变频调速生活水泵等。
二、高层建筑电气设计的主要内容
1、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。
2、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15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10kV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。
3、变配电所的设置
变配电所设置位置应尽量靠近负荷中心，主变配电所宜设置在地下一层、首层或在地面单独设置。考虑防涝的需要，超高层的变配电所不宜设于地下室的最底层。分区域或分楼层设置分变配电所，如在中间避难层或设备层设分变配电所。由于超高层建筑一般体量比较大，用电设备多，变配电所内的变配电设备也多，在变配电所的设计时应考虑其通风散热问题。由于超高层用电设备多，变配电所的低压出线亦多，在变电所的选址中，尽量选择便于管线出入的位置。对于大容量用电设备还可考虑为其专设变配电所，如大型空调制冷机房等。对于空调等季节性负荷，可以将这部分负荷集中设置，在过渡季节，可根据需要切除该部分负荷，停用相应的变压器，降低变压器损耗以利节能。
低压线路的供电半径一般不宜超过 250m，当供电容量超过 500kW，供电距离超过 250m 时宜考虑增设变配电所。如果建筑高度超过 200m，加上 50m 水平距离，建筑上部的供电距离一般会超过 250m，电压降有可能超过规定值，供电质量将下降，电能损耗加大，会影响用电设备的运行。因此建筑高度超过 200m 的超高层建筑，宜在中间楼层设置分变配电所，按每超过 200m 高度设一处分变配电所为宜。分变配电所应结合避难层或设备层设置，考虑楼层层高的限制，分变配电所内高、低压配电柜出线方式宜为上进上出，考虑变压器的垂直运输通道以及设备对楼板荷载的影响，单台变压器的容量不宜超过 800kVA。变压器运输可通过电梯井道吊装，劲量避免采用外墙吊装。
为了便于电缆管线的进出，便于就近控制，一般将柴油发电机房设于变配电所附近，发电机房内设柴油发电机组作为应急电源或备用电源，考虑到噪声、振动及运输通道问题，位于塔楼避难层或设备层内分变配电所附近建议采用 EPS或者容量不超过 200kW 柴油发电机作为应急电源或备用电源，在避难或设备层设柴油发电机还应考虑输油问题。当塔楼避难层或设备层设 EPS 或发电机房合理，且应急发电机供电半径大于 250m 时也可考虑在地下室柴油发电机房设置高压发电机采用 10kV 电压输出，电源供到塔楼各设备层后，再经变压器降压后进线配电。发电机应有自动启动设备，且能在市电中断后 15s 内启动，30s 内送电。对于大型电气设备如发电机组、变压器等均应考虑其搬运通道。
4、低压配电系统
低压配电系统采用三级配电方式，分为总配电（变配电所）、区域配电（配电间）、终端配电。三级配电系统相互之间保护开关应具有选择性。低压系统一般采用单母线分段另设一段应急母线的形式，即二路市电为分段的母线供电，中间设联络开关，另设一段应急母线，为消防负荷及重要负荷供电。消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等的两个供电回路，应在最末一级配电箱处自动切换。消防设备的控制回路不得采用变频调速器作为控制装置。普通照明和动力配电采用树干式或分区树干式配电，对于较大容量的用电设备可直接由变配电所放射供电。
5、照明设计
主要对火灾应急照明、航空障碍灯、屋顶直升机停机坪照明的设计作简单介绍，对于普通照明不再阐述。超高层建筑中的应急照明属于消防用电负荷，应按本建筑最高用电负荷等级供电。应急照明的持续供电时间应满足消防要求，超高层建筑的疏散照明最小持续供电时间 t≥30min，避难疏散区域的最小持续供电时间 t≥60min，消防工作区域的最小持续供电时间 t≥180min。为了保证应急照明的转换时间满足规范要求，其应急供电电源可采用蓄电池与应急发电机电源组合的方式，当市电中断时可通过灯具内置蓄电池瞬间放电点亮应急照明，待发电机启动供电后，供电电源自动切换至发电机电源上，且发电机电源能维持较长的供电时间。 超高层建筑因为建筑高度高，一般情况下必须设置航空障碍灯。其设置的原则是从建筑物外侧转角的顶端分别设置，其水平及垂直间距均小于 45m 间隔设置。对标志灯的光效、频闪配置要求是距地面 60m 以下为低光强红色恒光灯，90～150m 范围内为中光强红色恒光灯 （亮度≥1600cd），150m 以上为高光强白色同步频闪灯（频率为 20 次 /min），建筑物超过 100m 以上部分还应相距最高点每隔 30m 再装设一组中光强红色恒光灯。障碍标志灯电源应按主体建筑中最高负荷等级要求供电。
在屋顶直升机停机坪，为了使飞行员能准确找到停机坪并精确定位，在停机坪的周围设置不同色彩的照明和信号灯。主要由瞄准点灯、机场标灯、进近顺序闪光灯、边界灯（着陆灯）、机场泛光照明灯、机场航空障碍灯、风向灯等组成。停机坪照明电源应按主体建筑中最高负荷等级要求供电。
6、防雷与接地
6.1超高层建筑按不低于第二类防雷建筑物设防。
一般采用法拉第笼式保护，屋面设置接閃带结合接闪针的联合保护方式，并应作防侧击雷保护。由于建筑高度高，引下线长，雷电感应强烈，须按一定距离设置均压环。在墙体外安装的玻璃幕墙及铝合金百叶，其金属龙骨和支架均应与建筑物防雷系统可靠连接。
6.2超高层建筑一般采用基础联合接地，接地电阻小于lΩ。
6.3 超高层建筑电子信息系统防雷击电磁脉冲防护等级应采用三级电涌保护。 信息系统雷电防护等级为 A 级。
7、火灾自动报警报警系统
现代高层建筑对消防要求比较高，根据规范对其消防报警保护对象分为一级或者二级。消防控制室可设置在一层，直通室外，也可设置在地下室但离出入口距离不能太远。消防控制室内有火灾自动报警控制主机，该套柜体配备火灾自动报警控制系统、火灾联动控制系统、消防广播系统、火灾电话系统四个系统。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。
7.1电气火灾监控系统
为防止由配电线路引发的火灾，公共高层建筑、人员密集型场所需设置电气火灾监控系统。主机可放置在消防控制室内，由消防控制室统一管理。
三、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为重要。
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。
四、结束语
综上所述，对于超高层建筑的电气设计，最基本要求是以人为本，为用户提供安全可靠的用电环境，再结合超高层建筑实际的特点，分析各系统施工的可行性，及日后运行和维护的可持续性，有针对性的设计，以达到高效、安全、可靠的使用目的。
参考文献：
[1]李炳华. 超高层建筑电气设计要点[J]. 智能建筑电气技术，2011，04.
[2]王蕾. 现代城市高层建筑电气设计的要点[J]. 中华民居（下旬刊），2013，01.
[3]吴红升. 浅析高层建筑电气设计与节能[J]. 中华民居（下旬刊），2013，02：20-21.
[4]谢冰. 高层建筑电气设计特点及发展研究[J]. 中华民居（下旬刊），2013，04.
[5]夏能勇. 现代城市高层建筑电气设计的要点[J]. 江西建材，2012，02：71-72.
[6]高燕. 高层建筑电气设计的主要内容及节能原则[J]. 黑龙江科技信息，2007，05.
[7]姚丽丽. 论当代高层建筑电气设计存在的问题及对策[J]. 科技传播，2010，18.