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【摘要】建筑电气设计的合理与否，直接影响建筑安全，本文主要对建筑电气设计若干问题作相关总结，以供参考。
【关键词】建筑电气 设计 总结
1、中压供电方式
中压供电等级由建筑物所在的城市决定，例如深圳中心区采取10KV供电，天津大型建筑采用35kV供电，苏州工业园区采用20kV供电等。不同的电压等级相应每路电源的容量不同，要求进线回路数也可能不同，下面以35kV及10kV供电加以说明。
35kV供电：天津的超高层建筑采用35kV供电时，超高层建筑通常由2路独立的35kV电源，两路电源互为备用，单母线分段带联络开关。设计的项目采用35kV直接降至0.4kV，可以减少35/10kV及10kV/0.4的多级转换带来的设备投资增加及设备房占用面积的增加，35kV供电每个供电回路可带用电负荷容量也加大（例630A的出线开关，35kV供电负荷可达38MVA，10kV供电负荷不到11MVA），因此两个35kV供电回路基本可满足要求。
10kV供电：深圳中心区由于采用10kV供电方式，考虑到10kV区域变电站每个回路容量及出线情况，采用的方式供电：进线采用3路10kV電源供电。系统有下列四种运行方式：①正常运行时，两路主供电源（1DL、2DL））同时供电，负荷均衡分配，联络开关断开，备用电源（3DL）热备用；②当其中1路主供电源失电时，该路电源与备用电源间的联络开关自动投入，当失压电源回路恢复电压时，手动断开联络开关，手动合上已恢复供电回路的电源开关，转换成正常情况下的供电方式；③当两路主供电源均停电，10DL联络开关自动投入，备用电源供电；④当其中1路主供电源失压，同时备供电源失压，另1路主供电源供电，该侧联络开关保持断开。
2、变电所的设置及设备的垂直运输
超高层建筑变电所设置需要考虑到以下三个方面：
2.1超高层建筑地下室层数一般都会超过1层以上，考虑到首层面积的商业价值，变配电房考虑在地下一层设置，既可以解决洪水时浸水的问题，同时不占用首层价值商业面积。
2.2建筑高度超过150米的超高层建筑，应考虑在上部的避难层设变配电房。可以有效解决电能质量的问题（根据甲级写字楼的标准，稳态电源偏差不大于±2%），同时避免大量的电缆及母线从地下一层穿过电井到顶层，从而减少管井面积，节约电缆投资，同时也可以减少电缆使用中电能的损耗。
2.3要考虑避难层变配电房变压器的运输问题，包括首次吊装运输及日后更换运输：
2.3.1尽量利用现有的电梯（消防电梯/货梯）运输。笔者设计的深圳超高层项目，货梯（兼消防梯）运输重量2.5吨，避难层变压器选择SGB-R-10/0.4-1000kVA的变压器，铁芯材料为卷铁芯（R型），线圈绝缘为H级绝缘（SGB型），不带保护罩重量小于2.4吨，用货梯可以很好的解决运输问题，当然用SCB-10/0.4-1000kVA（线圈为树脂C级绝缘、铁芯为叠加片式）型变压器重量近3吨，直接用货梯运输就有问题。
2.3.2利用电梯井道运输。本人设计的某超高层项目，货梯（兼消防梯）运输重量2.5吨，由于采用35kV供电，考虑避难层的面积等问题，变压器台数受到限制，避难层选用35/0.4-800kVA的变压器，不带保护罩重量大于3.5吨，变压器的更换考虑用专业的吊装设备从电梯井道内吊装到避难层的配电房内。这种方法要临时安装吊装设备，施工工序比较麻烦。
2.3.3把变压器拆分后到避难层安装。对于铁芯为叠片式的变压器，按国家标准要求在车间安装测试后，把叠片铁芯拆开，线圈及铁芯分别用电梯运输至避难层变配电房，把安装工具及变压器检测设备运至避难层配电房内，将干式变压器重新组装。按照变压器运行前规定的要求， 作验收试验， 内容包括：①直流电阻；②绝缘电阻；③变比；④工频耐压；⑤空载试验。此方法比用电梯井运输方便。据资料珠海的华力通在广州及深圳的多个大的楼盘使用此方法安装运输。当然此方法不适合铁芯不能拆开的卷铁芯变压器。
3、自备发电机的电压选择及设置
3.1电压选择：
建筑高度超过250米高的建筑，当低压（0.4kV）发电机组在地下一层设置时，顶层用电设备的电压需要作电压降校验及短路电流校验，当超过电压要求时，这时高区的应急电源要考虑用中压（10kV）的柴油发动机组。由于中压发电机需设在地下层，10kV电缆通过电井敷设到高区的配电房内，通过变压器转换为低压（0.4kV）电源。接入高区配电房的应急母线段。低压（0.4kV）应急电缆或母线改为中压（10kV）供电，可以节省大量到高区配电房的低压电缆或母线，缺点就是在高区增设相应的变压器。当然对于低区变配电房的应急电源还是采用低压（0.4kV）发电机组供电。
3.2柴油发电机的启动条件：
对于3路10kV供电的情形，当2路电源同时失电时，应要求发电机启动，由发电机组带一级负荷，同时通过电力监控系统减少部分空调、通风、采暖负荷，两两联络的变压器联络开关合上，由另外1路电源带所有的低压配电柜的所有负荷。这种方法充分利用了发电机的电力，减少了一般电力的停电范围。
4、EPS供电时间（用于应急照明）的确定
关于超高层建筑应急照明的供电持续时间，很多同行根据整个建筑的高度重新计算，疏散时间可能要1小时或2小时，以此推导出EPS的持续供电时间。笔者对这个观点有不同的看法，超高层建筑在设应急柴油发电机的情况下，第二路电源为柴油发电机组（暂且把2路35KV或10KV电源当成第一电源），但柴油发电机作为应急照明的供电转换时间不能满足规范要求的5秒要求（见《民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008》13.8.5条），增加EPS电源，在应急柴油发电机启动并稳定供电后，EPS电源退出供电。理论上说EPS电源的持续供电时间满足发电机启动前的转换时间就可以。考虑到EPS电源的衰减及其他不确定因素，EPS电源按10分钟设置。EPS电源作为发电机启动前的转换电源，10分钟完全可以满足要求。
5、竖向配电干线设计
对于一般的高层建筑，竖向配电尽量用母线供电，来满足不同楼层用户用电可能的负荷变化。特别对于裙房的商业，由于功能很不确定，利用母线可以很好的解决二装的功能变化问题，母线的载流量要考虑低压柜开关出线连接的方便，以不超过1600A为宜。
对于超高层建筑来说，会有新的问题出现，超高层建筑遇到强风时，会出现左右晃动，而且幅度会比一般楼大，只是这种晃动一般人用肉眼很难发现，例如深圳的标志性建筑地王大厦地面和建筑物顶部水平振幅可以达到0.8米，这时在设计上要考虑采用电缆连接铜母线槽配电的方式，以减低超高层建筑物在摇摆时对铜母线槽接驳组件位置的拉扯压力，减少发生故障及维修的机会，也相对地增加了主干系统的寿命。
6、结语
超高层建筑的机电设计是各个专业协调配合的过程，例如变压器容量的选择就要考虑电梯的载重，机房的位置要考虑层高等。同时在设计中还要考虑投资成本等，只有这样设计成果才能获得认同。
参考文献
[1]江雪凤；电气节能设计在现代建筑中的应用[J]；科技传播；2012（02）.
[2]翁荟黎；关于建筑电气节能设计的探讨[J]；工程建设与设计；2011（05）.
【关键词】建筑电气 设计 总结
1、中压供电方式
中压供电等级由建筑物所在的城市决定，例如深圳中心区采取10KV供电，天津大型建筑采用35kV供电，苏州工业园区采用20kV供电等。不同的电压等级相应每路电源的容量不同，要求进线回路数也可能不同，下面以35kV及10kV供电加以说明。
35kV供电：天津的超高层建筑采用35kV供电时，超高层建筑通常由2路独立的35kV电源，两路电源互为备用，单母线分段带联络开关。设计的项目采用35kV直接降至0.4kV，可以减少35/10kV及10kV/0.4的多级转换带来的设备投资增加及设备房占用面积的增加，35kV供电每个供电回路可带用电负荷容量也加大（例630A的出线开关，35kV供电负荷可达38MVA，10kV供电负荷不到11MVA），因此两个35kV供电回路基本可满足要求。
10kV供电：深圳中心区由于采用10kV供电方式，考虑到10kV区域变电站每个回路容量及出线情况，采用的方式供电：进线采用3路10kV電源供电。系统有下列四种运行方式：①正常运行时，两路主供电源（1DL、2DL））同时供电，负荷均衡分配，联络开关断开，备用电源（3DL）热备用；②当其中1路主供电源失电时，该路电源与备用电源间的联络开关自动投入，当失压电源回路恢复电压时，手动断开联络开关，手动合上已恢复供电回路的电源开关，转换成正常情况下的供电方式；③当两路主供电源均停电，10DL联络开关自动投入，备用电源供电；④当其中1路主供电源失压，同时备供电源失压，另1路主供电源供电，该侧联络开关保持断开。
2、变电所的设置及设备的垂直运输
超高层建筑变电所设置需要考虑到以下三个方面：
2.1超高层建筑地下室层数一般都会超过1层以上，考虑到首层面积的商业价值，变配电房考虑在地下一层设置，既可以解决洪水时浸水的问题，同时不占用首层价值商业面积。
2.2建筑高度超过150米的超高层建筑，应考虑在上部的避难层设变配电房。可以有效解决电能质量的问题（根据甲级写字楼的标准，稳态电源偏差不大于±2%），同时避免大量的电缆及母线从地下一层穿过电井到顶层，从而减少管井面积，节约电缆投资，同时也可以减少电缆使用中电能的损耗。
2.3要考虑避难层变配电房变压器的运输问题，包括首次吊装运输及日后更换运输：
2.3.1尽量利用现有的电梯（消防电梯/货梯）运输。笔者设计的深圳超高层项目，货梯（兼消防梯）运输重量2.5吨，避难层变压器选择SGB-R-10/0.4-1000kVA的变压器，铁芯材料为卷铁芯（R型），线圈绝缘为H级绝缘（SGB型），不带保护罩重量小于2.4吨，用货梯可以很好的解决运输问题，当然用SCB-10/0.4-1000kVA（线圈为树脂C级绝缘、铁芯为叠加片式）型变压器重量近3吨，直接用货梯运输就有问题。
2.3.2利用电梯井道运输。本人设计的某超高层项目，货梯（兼消防梯）运输重量2.5吨，由于采用35kV供电，考虑避难层的面积等问题，变压器台数受到限制，避难层选用35/0.4-800kVA的变压器，不带保护罩重量大于3.5吨，变压器的更换考虑用专业的吊装设备从电梯井道内吊装到避难层的配电房内。这种方法要临时安装吊装设备，施工工序比较麻烦。
2.3.3把变压器拆分后到避难层安装。对于铁芯为叠片式的变压器，按国家标准要求在车间安装测试后，把叠片铁芯拆开，线圈及铁芯分别用电梯运输至避难层变配电房，把安装工具及变压器检测设备运至避难层配电房内，将干式变压器重新组装。按照变压器运行前规定的要求， 作验收试验， 内容包括：①直流电阻；②绝缘电阻；③变比；④工频耐压；⑤空载试验。此方法比用电梯井运输方便。据资料珠海的华力通在广州及深圳的多个大的楼盘使用此方法安装运输。当然此方法不适合铁芯不能拆开的卷铁芯变压器。
3、自备发电机的电压选择及设置
3.1电压选择：
建筑高度超过250米高的建筑，当低压（0.4kV）发电机组在地下一层设置时，顶层用电设备的电压需要作电压降校验及短路电流校验，当超过电压要求时，这时高区的应急电源要考虑用中压（10kV）的柴油发动机组。由于中压发电机需设在地下层，10kV电缆通过电井敷设到高区的配电房内，通过变压器转换为低压（0.4kV）电源。接入高区配电房的应急母线段。低压（0.4kV）应急电缆或母线改为中压（10kV）供电，可以节省大量到高区配电房的低压电缆或母线，缺点就是在高区增设相应的变压器。当然对于低区变配电房的应急电源还是采用低压（0.4kV）发电机组供电。
3.2柴油发电机的启动条件：
对于3路10kV供电的情形，当2路电源同时失电时，应要求发电机启动，由发电机组带一级负荷，同时通过电力监控系统减少部分空调、通风、采暖负荷，两两联络的变压器联络开关合上，由另外1路电源带所有的低压配电柜的所有负荷。这种方法充分利用了发电机的电力，减少了一般电力的停电范围。
4、EPS供电时间（用于应急照明）的确定
关于超高层建筑应急照明的供电持续时间，很多同行根据整个建筑的高度重新计算，疏散时间可能要1小时或2小时，以此推导出EPS的持续供电时间。笔者对这个观点有不同的看法，超高层建筑在设应急柴油发电机的情况下，第二路电源为柴油发电机组（暂且把2路35KV或10KV电源当成第一电源），但柴油发电机作为应急照明的供电转换时间不能满足规范要求的5秒要求（见《民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008》13.8.5条），增加EPS电源，在应急柴油发电机启动并稳定供电后，EPS电源退出供电。理论上说EPS电源的持续供电时间满足发电机启动前的转换时间就可以。考虑到EPS电源的衰减及其他不确定因素，EPS电源按10分钟设置。EPS电源作为发电机启动前的转换电源，10分钟完全可以满足要求。
5、竖向配电干线设计
对于一般的高层建筑，竖向配电尽量用母线供电，来满足不同楼层用户用电可能的负荷变化。特别对于裙房的商业，由于功能很不确定，利用母线可以很好的解决二装的功能变化问题，母线的载流量要考虑低压柜开关出线连接的方便，以不超过1600A为宜。
对于超高层建筑来说，会有新的问题出现，超高层建筑遇到强风时，会出现左右晃动，而且幅度会比一般楼大，只是这种晃动一般人用肉眼很难发现，例如深圳的标志性建筑地王大厦地面和建筑物顶部水平振幅可以达到0.8米，这时在设计上要考虑采用电缆连接铜母线槽配电的方式，以减低超高层建筑物在摇摆时对铜母线槽接驳组件位置的拉扯压力，减少发生故障及维修的机会，也相对地增加了主干系统的寿命。
6、结语
超高层建筑的机电设计是各个专业协调配合的过程，例如变压器容量的选择就要考虑电梯的载重，机房的位置要考虑层高等。同时在设计中还要考虑投资成本等，只有这样设计成果才能获得认同。
参考文献
[1]江雪凤；电气节能设计在现代建筑中的应用[J]；科技传播；2012（02）.
[2]翁荟黎；关于建筑电气节能设计的探讨[J]；工程建设与设计；2011（05）.