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摘要：高层建筑越来越多，也逐渐为人们所认可，但是高层建筑电气设计质量保证是比较复杂的一个课题。提高了建筑电气化、自动化、智能化的标准，这就使得建筑电气专业在建设工程中的复杂程度越来越大，对电气系统的质量要求也越来越高。因此，做好高层建筑电气设计，是每一位设计工作者的首要任务。
关键词：高层建筑；电气设计；探讨
1、引语
高层建筑的电气设计工作是一项复杂的工程，在设计过程中应充分考虑其特点，才能满足现代高层建筑的各项需求。本文将对高层建筑电气设计的特点进行分析与阐述，以提高电气设计工作的应用率。
2、建筑电气设计的概念及其特点
2.1建筑电气设计的概念
设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。设计过程从一开始到深入下去，各阶段思维的广度、深度都不同，表达方式、工具也可能是多样化的。表达方式和工具要适应思维的速度，推动思维发展成熟。
2.2建筑电气设计特点
与高层建筑电气关联的用电设备品种繁多。室内、楼梯过道、安全照明等电器照明设备；货梯、客梯等电梯设备；生活水泵和消防泵等给排水设；冷却塔风机以及水机组等制冷设备；引风机和鼓风机等锅炉房设备；排风机、电冰箱等厨房设备；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；另外，不同用处的高层建筑在用电量上也存在差别，不过总的来说耗电量比较大。再加上高层建筑的消防用电、客梯电力、应急照明等还要有分别独立的电源。
3、高层建筑电气设计的主要内容
3.1用电负荷的计算
电力负荷是供电设计的主要依据。国家现行规范，一类高层民用建筑的消防用电设备（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）、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要求供电，其它用电负荷分别为二级或三级负荷；二类高层民用建筑的消防用电、通道及楼梯间照明用电、电梯电力、生活水泵用电、排污泵等应按二级负荷要求供电，其它用电负荷为三级负荷。
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、安全可靠和经济运行，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。当采用提高自然功率因数措施后仍达不到要求时，应进行无功补偿。功率因数按规定应补偿到0.9以上。
3.2高低压电的配电系统
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。一般来说，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 1000KV·A 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。
3.3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。
3.4接地和防雷设计
（1）雷击的危害
雷击指的是带异种电荷的云层相遇后，或者是带点云层对大地产生的迅速的放电过程。其中云层间的雷击主要对飞行器有危害，而后一种雷击则会对地面上的建筑物、电气设备以及人、畜产生极大的危害，这也是建筑电气防雷设计时应注意的重要问题。要想保证建筑物不受雷击的危害，就必须了解雷击的种类及其能产生的危害。
（2）防雷设计
防雷设计是一个非常复杂的问题，雷击过电压和感应过电压的影响不可能只通过单纯的几种防雷设备和防雷方法就能完全解决，必须从雷击的入侵途径，结合实际情况，对可能产生雷击的因素进行考虑，把雷击危害降低到最低点。高层建筑电气防雷设计中应注意的防护措施包括接闪、分流、均压、屏蔽、接地、合理布线。
（3）接地设计
接地指的是将流入防雷系统的电流释放到大地，避免使电流能量集中在某一个部位，对被保护设施造成损害。良好的接地才能有效的释放能量，避免发生电压反击。过去的旧规范要求设备单独接地，但是这种做法现在已经不被提倡，而是改为和防雷接地系统共用接地设备。接地是防雷系统中最根本的要求，如果接地质量不合格，则防雷设施的防雷效果都不能表现出来。
3.5电气的照明设计
高层建筑的电气照明设计，主要包括灯具的造型设计、灯具的布置、照明度的计算、光源类型选择等。电气的照明设计实际上与建筑的装饰密切相关，因此二者之间应相互照应、相互配合，应确保艺术意境与使用功能的统一。在现代高层建筑中，普遍采取传感器、定时器或者光敏元件来实现照明的自动控制作用，并通过各种建筑物的自动化系统来实现照明电路与接触器。另外，采取高光效的电光源，也是节能照明的重要手段。
3.6建筑消防控制
消防自动报警和自动灭火系统 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。探测器探测到火灾信号后转换成电信号，进人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。关于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。
3.7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两种。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。为了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。另外，在进行电梯的电气设计时，需要做好各项配电设计、电气照明、选择主开关、设置插座、装置通风及控制等相关问题。
4、结束语
随着社会的进步和经济的不断发展，居民建筑还会出现新的特点和特征，建筑电气的建设逐渐向自动化、节能化、信息化和智能化方向发展，这些方面必然对电气设计有许多新的要求，使建筑电气的设计业务范围不断扩大，技术要求越来越高。一个设计的合理性直接影响电气设备的成本，以上只是讨论了较大系统方面的影响，而在实际的细部设计中还有许多值得探讨的关于更安全、更可靠、更好的节约成本的问题，只有经过仔细的设计，根据实际情况，即为将来发展留出裕量又节省投资，这样才是一个合理的设计。设计者们应当认真按照设计和操作规范进行设计优化，从而将高层建筑电气设计和安装上推至臻美。
关键词：高层建筑；电气设计；探讨
1、引语
高层建筑的电气设计工作是一项复杂的工程，在设计过程中应充分考虑其特点，才能满足现代高层建筑的各项需求。本文将对高层建筑电气设计的特点进行分析与阐述，以提高电气设计工作的应用率。
2、建筑电气设计的概念及其特点
2.1建筑电气设计的概念
设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。设计过程从一开始到深入下去，各阶段思维的广度、深度都不同，表达方式、工具也可能是多样化的。表达方式和工具要适应思维的速度，推动思维发展成熟。
2.2建筑电气设计特点
与高层建筑电气关联的用电设备品种繁多。室内、楼梯过道、安全照明等电器照明设备；货梯、客梯等电梯设备；生活水泵和消防泵等给排水设；冷却塔风机以及水机组等制冷设备；引风机和鼓风机等锅炉房设备；排风机、电冰箱等厨房设备；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；另外，不同用处的高层建筑在用电量上也存在差别，不过总的来说耗电量比较大。再加上高层建筑的消防用电、客梯电力、应急照明等还要有分别独立的电源。
3、高层建筑电气设计的主要内容
3.1用电负荷的计算
电力负荷是供电设计的主要依据。国家现行规范，一类高层民用建筑的消防用电设备（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）、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要求供电，其它用电负荷分别为二级或三级负荷；二类高层民用建筑的消防用电、通道及楼梯间照明用电、电梯电力、生活水泵用电、排污泵等应按二级负荷要求供电，其它用电负荷为三级负荷。
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、安全可靠和经济运行，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。当采用提高自然功率因数措施后仍达不到要求时，应进行无功补偿。功率因数按规定应补偿到0.9以上。
3.2高低压电的配电系统
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。一般来说，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 1000KV·A 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。
3.3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。
3.4接地和防雷设计
（1）雷击的危害
雷击指的是带异种电荷的云层相遇后，或者是带点云层对大地产生的迅速的放电过程。其中云层间的雷击主要对飞行器有危害，而后一种雷击则会对地面上的建筑物、电气设备以及人、畜产生极大的危害，这也是建筑电气防雷设计时应注意的重要问题。要想保证建筑物不受雷击的危害，就必须了解雷击的种类及其能产生的危害。
（2）防雷设计
防雷设计是一个非常复杂的问题，雷击过电压和感应过电压的影响不可能只通过单纯的几种防雷设备和防雷方法就能完全解决，必须从雷击的入侵途径，结合实际情况，对可能产生雷击的因素进行考虑，把雷击危害降低到最低点。高层建筑电气防雷设计中应注意的防护措施包括接闪、分流、均压、屏蔽、接地、合理布线。
（3）接地设计
接地指的是将流入防雷系统的电流释放到大地，避免使电流能量集中在某一个部位，对被保护设施造成损害。良好的接地才能有效的释放能量，避免发生电压反击。过去的旧规范要求设备单独接地，但是这种做法现在已经不被提倡，而是改为和防雷接地系统共用接地设备。接地是防雷系统中最根本的要求，如果接地质量不合格，则防雷设施的防雷效果都不能表现出来。
3.5电气的照明设计
高层建筑的电气照明设计，主要包括灯具的造型设计、灯具的布置、照明度的计算、光源类型选择等。电气的照明设计实际上与建筑的装饰密切相关，因此二者之间应相互照应、相互配合，应确保艺术意境与使用功能的统一。在现代高层建筑中，普遍采取传感器、定时器或者光敏元件来实现照明的自动控制作用，并通过各种建筑物的自动化系统来实现照明电路与接触器。另外，采取高光效的电光源，也是节能照明的重要手段。
3.6建筑消防控制
消防自动报警和自动灭火系统 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。探测器探测到火灾信号后转换成电信号，进人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。关于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。
3.7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两种。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。为了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。另外，在进行电梯的电气设计时，需要做好各项配电设计、电气照明、选择主开关、设置插座、装置通风及控制等相关问题。
4、结束语
随着社会的进步和经济的不断发展，居民建筑还会出现新的特点和特征，建筑电气的建设逐渐向自动化、节能化、信息化和智能化方向发展，这些方面必然对电气设计有许多新的要求，使建筑电气的设计业务范围不断扩大，技术要求越来越高。一个设计的合理性直接影响电气设备的成本，以上只是讨论了较大系统方面的影响，而在实际的细部设计中还有许多值得探讨的关于更安全、更可靠、更好的节约成本的问题，只有经过仔细的设计，根据实际情况，即为将来发展留出裕量又节省投资，这样才是一个合理的设计。设计者们应当认真按照设计和操作规范进行设计优化，从而将高层建筑电气设计和安装上推至臻美。