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摘要：高层建筑有着很多方面的原因，在一定程度上存在着思想和技术准备的严重不足，直接或者间接的导致隐患的存在。随着科学技术的不断发展，新的技术和设备不断引用到生产生活当中，新的风险预警机制体系也在不断的形成和完善。建筑物的设计合理程度是一个城市进步最明显的体现，随着楼层取向越来越高的趋势，高层建筑的安全问题是设计中的重点，而设计中尤其要注意的是电气设计的特点分析和探究。
关键词：高层；建筑；电气；设计；特点
我国的高层建筑有七十多年的历史，现代化高层建筑的诞生却仅仅只有二十多年的历史，城市中任何建筑都是城市设计规划的一部分，但是，建筑设计存在着很多制约因素，致使今天的高层建筑设计仍处于不断探索但仍不成熟的阶段当中。高层建筑电气设计的主要目标是为了能够将建筑物内可能引发的风险隐患降低到最低点，最快、最及时的依靠建筑物内的固定防护设施消除隐患，以保证建筑结构具有较高的抗压能力和抗风险能力，同时也在可行的范围内提高建筑物的实际功能效益和经济效益。
一、高层建筑的电气设计的依据
高层建筑的电气设计与任何设计一样，都必须要有准确的参数依据和规范，来保证设计与预期目标保持在同一轨道上。
（一）参数依据：高层建筑的电力负荷计算，基本上采用的是负荷密度法与需求系数法。计算的准确度，设备选择的合理度以及运行的安全可靠性与经济性这些都将决定着电气设计的安全系数。
（二）规范依据：高层建筑电气设计时要严格按照相关的规范来设计，应严格按照高层民用建筑设计规范、自动预警系统设计规范和民用建筑设计规范等，控制风险形成和演化，下面给出了这三个规范建筑划分和控制系统形成的分析，如图示1。
图示1 三种规范对建筑划分和控制系统的形成
二、高层建筑的电气设计的电源选择
高层建筑电气设计中最首要解决的问题就是建筑物内的用电设备与电源问题，具体应包括合理规划变配电所的设置，合理进行线路的计算和设备的选择等，以最终保证供电的可靠性。现代高层建筑一般来说要具有至少两个以上的独立的电源（具体的数量要根据负荷的大小及当地电网条件来决定），这两个独立电源的运行方式其原则上是两路同时供电、护卫备用，另应装应急备用柴油发电机组，在断电时可在15min内恢复供电，保证事故发生时能够正常用电。
（一）设备选择：现代建筑要求电气设备要注意防火防爆防漏防污染节能及小型化的选择要素，设备的引进是一项技术性和政策性较强的工作。
1.对电气照明的设计不仅要与建筑装饰相符，同时还要充分考虑光源的选择、照度计算、灯具的造型和布置，眩光控制和调光控制等。
2.对插座的位置和数量要依据墙体的抗剪性，在设计中为用户考虑，在各个功能空间内合理的设置电源插座的数量及位置，尽量减少使用中的二次接线，还要充分考虑设备使用的便捷度。。
（二）主干线的选择：高层建筑的供电系统中，供电主干线起着至关重要的作用，这就好比如人体的大动脉，一旦出现故障将会造成严重的后果的产生，高层建筑中的用电负荷相对来说较大，干线相对较集中，而电缆作为供电主干线，它的局限性尤其突出。在高层建筑的电气设计前应当与建设单位进行充分的沟通，以避免事后设计的变更。预制分支电缆的技术从理论上解决了插接式密集母线的一系列问题，具有优良的供电可靠性和价格优势，在高层建筑供电主干线系统中被越来越迅速的推广和应用，是高层建筑电气主干线的设计首选。
三、高层建筑的电气设计的防雷和防火
高层建筑的电气常常引发一系列的安全隐患，其中最为明显的即防雷和防火设计：
（一）防雷设计：高层建筑与一般建筑设计中最大的一个设计区别即是对建筑物的防雷设计，避雷针和避雷带的做法，是目前较普遍的设计方法。高层建筑的防雷接地，电气设备的保护接地和工作接地这三者要相互协调的结合在一起，形成一个混合的接地系统，接地的电阻以最小的要求來定，通常在4Ω以下。众所皆知，雷电在放电过程中将会产生强电流，随着时间缩短，电流陡变值可大到几百千安，而它的热效应和电动力效应有着非常强大的破坏作用。在高层建筑的设计中，为了防止侧雷直击雷，在设计规范要求的高度内的建筑物要将外露的金属物与防雷装置连接。在防雷设计中要充分考虑包含空调的防雷问题。一般实际操作中，可在空调主机搁板上方合理的位置埋设IP登记较大密封性能较好的金属分线盒，盒内敷设已作为防腐处理的镀锌扁铁，还要做好金属盒的防雨防水措施，保证建筑物整体防雷系统与接地贯通。
（二）防火设计：高层建筑的电气防火设计一方面是被动防火意义上来增强电气安全，以避免因线路长期符合运行，绝缘老化严重而引起电气火灾的可能，还要研究地震等诱发的电气火灾等自燃因素引发的火灾的防范，另一方面是从主动防火意义上来保证消防电源及配电，保障火灾照明、疏散指示标志和火灾预险机制系统的启动。高层建筑，特别是12层以上建筑物的消防水泵和电梯等应双回路供电，使用自备发电机组和蓄电池作为消防备用电源。重视事故照明灯和疏散指示标志的设置。高层建筑的电气防火设计应当根据具体的设计对象来确定，清楚设计对象的建筑形式、规模、分类、建筑个体等多方面的因素，根据这些因素制定风险预险报警机制，确定火灾保险系统的形式，要尽量避免设计的繁杂和高投资成本，低可靠性等情况，应尽量在满足实际要求的前提下，提高系统设计的可靠程度和经济效益。
四、高层建筑的电气设计中的节能
日益增长的物质文化需要，使得物质和能源的消耗急剧增加，节能要求成了各行各业依循的一个原则。高层建筑耗能较高是一大元素，在电气设计中也尤其讲究节能原则。
（一）电气设计的节能要在满足建筑物的功能前提下进行，即要满足照明度、色温、显色指数，满足舒适空调的温度及新风量，满足全方位的运输通道能够畅通无阻，满足特殊的工艺要求。
（二）电气设计的节能要在充分考虑实际经济效益的，按照我国的实际国情进行深入分析，而不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，要以发展的眼光来看待设备设施运行需要消耗的投资和可能挽回的效应收入等。
（三）电气设计中要尽量节省无谓的的消耗，对那些与建筑物功能无关的能量消耗应当采取确实有效的措施，降低变压器的功能损耗，降低量大面广的照明。
五、结束语
高层建筑的电气设计还有很多方面的特点，不仅是对电气设计人员的一项艰巨的任务，也同时能够为电气设计人员提供非常有用的借鉴和和建议。能够使高层建筑的电气设计越来越完善，越来越符合我国建筑设计的原则理念和指导思想，同时也将对改善建筑物的使用率和舒适程度有着非常重要的意义，因此，应当充分认知其特点，转变以往设计中存在的一些不足和弊端，提高设计的合理性。
注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开
关键词：高层；建筑；电气；设计；特点
我国的高层建筑有七十多年的历史，现代化高层建筑的诞生却仅仅只有二十多年的历史，城市中任何建筑都是城市设计规划的一部分，但是，建筑设计存在着很多制约因素，致使今天的高层建筑设计仍处于不断探索但仍不成熟的阶段当中。高层建筑电气设计的主要目标是为了能够将建筑物内可能引发的风险隐患降低到最低点，最快、最及时的依靠建筑物内的固定防护设施消除隐患，以保证建筑结构具有较高的抗压能力和抗风险能力，同时也在可行的范围内提高建筑物的实际功能效益和经济效益。
一、高层建筑的电气设计的依据
高层建筑的电气设计与任何设计一样，都必须要有准确的参数依据和规范，来保证设计与预期目标保持在同一轨道上。
（一）参数依据：高层建筑的电力负荷计算，基本上采用的是负荷密度法与需求系数法。计算的准确度，设备选择的合理度以及运行的安全可靠性与经济性这些都将决定着电气设计的安全系数。
（二）规范依据：高层建筑电气设计时要严格按照相关的规范来设计，应严格按照高层民用建筑设计规范、自动预警系统设计规范和民用建筑设计规范等，控制风险形成和演化，下面给出了这三个规范建筑划分和控制系统形成的分析，如图示1。
图示1 三种规范对建筑划分和控制系统的形成
二、高层建筑的电气设计的电源选择
高层建筑电气设计中最首要解决的问题就是建筑物内的用电设备与电源问题，具体应包括合理规划变配电所的设置，合理进行线路的计算和设备的选择等，以最终保证供电的可靠性。现代高层建筑一般来说要具有至少两个以上的独立的电源（具体的数量要根据负荷的大小及当地电网条件来决定），这两个独立电源的运行方式其原则上是两路同时供电、护卫备用，另应装应急备用柴油发电机组，在断电时可在15min内恢复供电，保证事故发生时能够正常用电。
（一）设备选择：现代建筑要求电气设备要注意防火防爆防漏防污染节能及小型化的选择要素，设备的引进是一项技术性和政策性较强的工作。
1.对电气照明的设计不仅要与建筑装饰相符，同时还要充分考虑光源的选择、照度计算、灯具的造型和布置，眩光控制和调光控制等。
2.对插座的位置和数量要依据墙体的抗剪性，在设计中为用户考虑，在各个功能空间内合理的设置电源插座的数量及位置，尽量减少使用中的二次接线，还要充分考虑设备使用的便捷度。。
（二）主干线的选择：高层建筑的供电系统中，供电主干线起着至关重要的作用，这就好比如人体的大动脉，一旦出现故障将会造成严重的后果的产生，高层建筑中的用电负荷相对来说较大，干线相对较集中，而电缆作为供电主干线，它的局限性尤其突出。在高层建筑的电气设计前应当与建设单位进行充分的沟通，以避免事后设计的变更。预制分支电缆的技术从理论上解决了插接式密集母线的一系列问题，具有优良的供电可靠性和价格优势，在高层建筑供电主干线系统中被越来越迅速的推广和应用，是高层建筑电气主干线的设计首选。
三、高层建筑的电气设计的防雷和防火
高层建筑的电气常常引发一系列的安全隐患，其中最为明显的即防雷和防火设计：
（一）防雷设计：高层建筑与一般建筑设计中最大的一个设计区别即是对建筑物的防雷设计，避雷针和避雷带的做法，是目前较普遍的设计方法。高层建筑的防雷接地，电气设备的保护接地和工作接地这三者要相互协调的结合在一起，形成一个混合的接地系统，接地的电阻以最小的要求來定，通常在4Ω以下。众所皆知，雷电在放电过程中将会产生强电流，随着时间缩短，电流陡变值可大到几百千安，而它的热效应和电动力效应有着非常强大的破坏作用。在高层建筑的设计中，为了防止侧雷直击雷，在设计规范要求的高度内的建筑物要将外露的金属物与防雷装置连接。在防雷设计中要充分考虑包含空调的防雷问题。一般实际操作中，可在空调主机搁板上方合理的位置埋设IP登记较大密封性能较好的金属分线盒，盒内敷设已作为防腐处理的镀锌扁铁，还要做好金属盒的防雨防水措施，保证建筑物整体防雷系统与接地贯通。
（二）防火设计：高层建筑的电气防火设计一方面是被动防火意义上来增强电气安全，以避免因线路长期符合运行，绝缘老化严重而引起电气火灾的可能，还要研究地震等诱发的电气火灾等自燃因素引发的火灾的防范，另一方面是从主动防火意义上来保证消防电源及配电，保障火灾照明、疏散指示标志和火灾预险机制系统的启动。高层建筑，特别是12层以上建筑物的消防水泵和电梯等应双回路供电，使用自备发电机组和蓄电池作为消防备用电源。重视事故照明灯和疏散指示标志的设置。高层建筑的电气防火设计应当根据具体的设计对象来确定，清楚设计对象的建筑形式、规模、分类、建筑个体等多方面的因素，根据这些因素制定风险预险报警机制，确定火灾保险系统的形式，要尽量避免设计的繁杂和高投资成本，低可靠性等情况，应尽量在满足实际要求的前提下，提高系统设计的可靠程度和经济效益。
四、高层建筑的电气设计中的节能
日益增长的物质文化需要，使得物质和能源的消耗急剧增加，节能要求成了各行各业依循的一个原则。高层建筑耗能较高是一大元素，在电气设计中也尤其讲究节能原则。
（一）电气设计的节能要在满足建筑物的功能前提下进行，即要满足照明度、色温、显色指数，满足舒适空调的温度及新风量，满足全方位的运输通道能够畅通无阻，满足特殊的工艺要求。
（二）电气设计的节能要在充分考虑实际经济效益的，按照我国的实际国情进行深入分析，而不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，要以发展的眼光来看待设备设施运行需要消耗的投资和可能挽回的效应收入等。
（三）电气设计中要尽量节省无谓的的消耗，对那些与建筑物功能无关的能量消耗应当采取确实有效的措施，降低变压器的功能损耗，降低量大面广的照明。
五、结束语
高层建筑的电气设计还有很多方面的特点，不仅是对电气设计人员的一项艰巨的任务，也同时能够为电气设计人员提供非常有用的借鉴和和建议。能够使高层建筑的电气设计越来越完善，越来越符合我国建筑设计的原则理念和指导思想，同时也将对改善建筑物的使用率和舒适程度有着非常重要的意义，因此，应当充分认知其特点，转变以往设计中存在的一些不足和弊端，提高设计的合理性。
注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开