高层建筑电气设计大全11篇

高层建筑电气设计篇（1）

2民用高层建筑电气设计要点

2．1注重民用高层建筑避雷系统的设计

从民用高层建筑的特点上来看，因为其高度比较突出，所以当面临较为明显的雷雨天气时，就会很容易出现一些雷电危险，针对这种因为雷电带来的危险来说，切实做好相应的避雷设计是比较关键的，对于当前民用高层建筑的避雷系统设计来说，其最为常用的一种途径就是合理的运用民用高层建筑的主体结构来进行避雷防护，把其主体结构内部的钢筋作为一种关键的避雷设施，然后引入地下，进而达到相应的防雷目的，当然，在民用高层建筑的顶部安装相应的避雷设施也是必不可少的一个重要方面;此外，对于这种避雷系统的设计来说，还应该把该系统和相应的电力系统结合在一起，通过避雷系统和弱电机房以及相关电力控制系统的连接，来提升其避雷的有效性，充分的保障其整个电气系统的安全，尤其是要对于一些外漏的导体进行恰当的设计，避免其出现避雷风险。

2．2注重民用高层建筑消防系统的设计

在民用高层建筑电气系统的设计中，消防系统是极为关键的一部分，尤其是对于这类人员比较密集的民用高层建筑来说，这种消防系统显得尤为重要，毕竟关系到较大人群的安全，所以，更应该保障其消防系统设计的可靠性和安全性，具体来说，对于民用高层建筑消防系统的设计应该重点关注以下三点内容:(1)首先准备充足的消防系统设备，并且还应该保障这些设备的质量，只有采用高质量的消防设备才能够保障其消防系统设计的可靠性;(2)另外，还应该重点针对消防系统的相关控制进行严格的设计，保障其控制的高效性和可行性，尤其是要重点加强反应的灵敏性，确保其整个民用高层建筑的消防安全;(3)最后，还应该重点针对相应的报警系统进行严格的设计，保障其设计的有效性，确保其能够根据相应的状况做出最为准确的反应。

2．3注重民用高层建筑照明系统的设计

对于民用高层建筑来说，照明系统是必不可少的一个关键组成部分，在具体的电气设计中也应该作为一个要点内容进行把握，对于民用高层建筑照明系统的设计来说，其最为关键的一点就是应高保障其能够为后期人们的日常生活提供充足的支持，避免影响到后期生活使用，并且在具体的设计中，还应该特别注意其设计应该分为两个单独的方面进行设计，即针对正常使用的照明系统和应急照明系统必须要进行区分，保障其应急照明系统的供电可靠性，确保其在发生故障时安全照明也能够正常工作。

2．4注重民用高层建筑供配电系统的设计

对于整个民用高层建筑电气系统的设计来说，供配电系统的设计仍然是极为关键的一个环节，只有确保供配电系统设计的合理性，才能够保障其整个电气系统的正常运行，可以说，供配电系统是整个民用高层建筑电气系统的基础所在，对于这种供配电系统的设计来说，除了要重点加强其相关配电室的安置以及相应变压器等关键设备的选择之外，还应该重点真恶对其整个供配电线路进行明确，保障其线路的清晰，确保其能够为整个的民用高层建筑提供有效可靠地电力支持。

2．5注重电气设计中节能效果的体现

针对当前我国民用高层建筑电气设计来说，在相应的节能方面也应该做出相应的贡献，这也是当前我国电气系统发展的一个重要方向，在电力供配电线路中减少电力能源的损耗，并且在具体的电力系统使用中提升其使用的效率都是节能的重要手段和方式。

高层建筑电气设计篇（2）

0 绪论

现代社会各大城市的高层建筑的数量逐日增大，同时用户对其电气设计的质量也提出了更高的要求，电气设计的好坏直接关系到建筑的使用功能。本文结合笔者自身多年的工作经验，针对高层建筑，对其电气设计进行了简单的探讨。

一、高层建筑电气设计的主要内容

1.负荷的计算

电气设计中负荷的计算是很重要的步骤，它为整个设计提供了参数依据，其计算结果的准确性直接决定了设计的合理可靠性。高层建筑电力负荷的计算经常采用的方法是负荷密度法和需要系数法。

2.供电电源及电压的选择

现代高层建筑的独立电源的数量通常不少于两个，在实际设计中，应该根据建筑所在地的电网条件以及之前计算出来的电力负荷等实际情况设计独立电源的个数，设立多个电源的目的主要是为了保证供电的可靠性，从而保证用户的正常的使用。通常来说，两个独立电源同时处于工作状态，彼此互为备用。除了设立适当数量的独立电源，高层建筑电气系统还应该设有应急发电机组，且其应该在紧急情况发生15秒之内自动恢复供电，以保证在紧急事故情况下，使得照明、消防电梯等的处于工作状态。

3.高低压配电系统的设计

3.1 高压配电系统

高层建筑的高压的两独立电源采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线的分段数量和电源的进线回路数相适应。对于某些供电电源为一主一备的情况，对母线的结线可以不进行分段，此时电源的进线方式基本上都是电缆进线。

3.2 计费系统

高层建筑的用电计费方式一般采用高供高计的方式。然而在低压侧，电度表的计电方式仍然被采用，将照明和动力用电分开计算。部分地区的供电部门将空调设备用电划分在照明计价系统，这种计电方式通常在电气系统中安装总表和动力表，两者相减就能得出照明用电所耗费的费用。

3.3 变压器的设计

为减少变压器的使用数量，在高层建筑种使用的变压器的容量通常都大于kVA。为了对低压侧电流进行限制，变压器在正常工作状态下采用的时解列运行的方式，在其中间设置联络开关。对照明用电和的动力用电所使用的变压器是分开设置的。

3.4电气配电

高层建筑电气的高压系统和低压进线系统采用的方式是放射性系统配电，对于建筑的各个楼层，采用的是混合配电的方式。配电系统的主要设备是干线，高层建筑的竖井通常采用的是插接式母线槽，水平干线的走线难度较大，一般是将电缆和竖井母干线连接起来。

3.5 其它

高层建筑中的所有楼梯均应该按照有关规范的要求，由两路变压器引出的专用电缆进线。电梯的配电箱应设两路电源的自动切换装置，互为备用。

4.主要设备选型

4.1 高压开关柜

现代建筑的变配电室设置在建筑主楼部分的地下层，且尽可能的不使用油开关。综合国内外市场上的高压开关设备，真空断路器由于其自身的优点被广泛应用。根据高层建筑地下室的有关规范和要求，高压开关柜要采用具备 “五防”功能的真空开关手车式。

4.2 电力变压器

电力变压器的选择要注意防火的要求，从这点来说大容量的油浸电力变压器是不合格的，目前国内外市场上存在的电力变压器能够达到的有关规范要求的有干式变压器、SFe 变压器和硅油变压器等产品。

4.3 低压配电屏

目前市场上的低压配电屏国外的技术相对来说比较先进，国内通过引进国外先进技术，部分已经能够达标了。现阶段，低压配电屏通常所采用自动开关出线。

4.4 应急备用发电机组

随着科技的进步，以往所使用的作为应急电源的柴油发电机组已经不能满足有关规范的要求，在国外，燃气轮发电机作为备用电源已被广泛使用，这种发电机不但具备了很高的灵活性，且其故障发生率远比传统的柴油发电机组低。燃气轮发电机的可靠性要比传统的设备好得多。

5.变电所位置的选取

变电所的位置和电力负荷、建筑所在地的地形地貌以及其周围环境等有关，所以在对其位置进行确定的时候，要根据建筑所在地的实际情况综合考虑。从经济效益上讲，为了缩短或者减少低一级的电压传输距离，应该使高压尽可能的深入负荷中心，不仅节省了传输电线，同时减少了在线路上损耗的电能。

6.电气照明设计

电气照明设计的内容很繁杂，包括光源选择、照度计算、灯具造型，灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计在建筑室内装修中具有重要的作用，所以在设计时应该综合考虑。此外，光源的选择是否得当关系着建筑的节能效果。

7.防雷与接地

由于高层建筑本身的高度较大，所以其在雷雨天气下容易遭到雷击破坏，所以，对于高层建筑，防雷是不容忽视的。高层建筑的防雷一般包括防直雷击和防侧雷击。

7.1 防直雷击

防直雷击主要措施是在高层建筑的顶部安装避雷针和避雷网。独立避雷针要由独立的避雷装置，其冲击电阻应该在10Ω以下，接地装置和被保护建筑及与其连接的金属导体的距离最少要大于3米。对第一类防雷建筑物，避雷网的网格边长应选择5米，对第二类防雷建筑，其避雷网的网格边长为10米。

7.2 防侧击雷

防雷高层建筑的层间要设置避雷带、均压环，且他们应该和建筑屋顶的避雷网相连接，并通过向下引线连接接地设备。若高层建筑的侧面为金属或者钢筋混凝土等导体时，此时需要把所有的金属体或者钢筋连接成电气通路，从而防止侧面受雷击。高层建筑的每三个楼层需要设置一条长25mm宽4mm的扁钢，和引下线焊接成环形的避雷带。

7.3 均压环和等电位体的连接

为了避免高层建筑内部由于电位差引起的反击、危险接触电压和跨步电压，在进行防雷设计时，要保证建筑物的地面、墙板、金属管、线路等的等电位。这就要求钢筋混凝土结构的高层建筑在施工的时候在建筑各楼层的切当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的等电位连接板，目的是连接接地装置的主线。

8.消防用电配线

消防所用的电线，考虑到其使用的特殊情况，要选择阻燃或者防火的导线，且其外部应由耐热绝缘物质的敷设，消防用线的讯号和控制管线不能和强电管线使用同一个竖井，目的是避免在发生火灾的时候消防配电线管路受到热破坏而停电，从而影响消防设备的控制和工作。消防控制中心的设计在消防用电设计中起着举足轻重的作用。消防控制中心能够在火灾发生时启动自动报警系统和消防系统，并且在这个控制中心能够显示出被保护对象的模拟图，以方便在事故发生之后及时了解情况并做出应对策略。此外，控制中心还能够强制电梯降到建筑底层，并切断火灾地区的电源，启动消防水泵和防、排烟系统，自动报警等。

二、结语

改革开放以来，全国各地的高层建筑如雨后春笋般的拔地而起，随着人们生活水平的不断提高，人们越来越注重和追求建筑内部生活的舒适性，而最为建筑不可或缺的电气部分，在建筑舒适性中起着最基本最直接作用。在对建筑电气进行设计的时候，不仅要考虑经济性、安全性，更对建筑的智能化提出了要求。

参考文献

［1］《民用建筑电气设计规范》JGJ／T16―92．

［2］《建筑电气设计技术规程》中国建筑工业出版社．

［3］《建筑电气设计手册》，中国建筑工业出版社．

高层建筑电气设计篇（3）

随着地面用地越来越紧张，高层建筑越来越多，对其供电可靠性和消防等有了更高的要求，因此，应进一步加强高层建筑电气设计。本工程地上两座34层，其中裙楼有4层，1到3层为商用，4-34层位写字楼，地下有2层，建筑总高度为129.95m，总面积为16.2万平方米。以下是以本工程为例，对高层建筑电气设计进行了分析。

1.供配电系统设计

1.1供电需求

高层建筑供配电系统设计应从整体来进行，至少需要两路独立市电电源，另外，还需应急电源或备用电源的设置。

1.2电源

高层建筑正常电源数量应至少两个，采用专线由上级变电站或开关站放射式供电。电源电压等级可以是10kV、20kV、35kV或110kV。如果某路电源断电时，必须保证剩余电源供电需在二级以上负荷。应急电源和备用电源是高层建筑必不可少的一部分，其可以设柴油发电机来进行，此柴油发电机确定柴油发电机的额定输出电压需根据负荷大小、单台电动机最大启动容量、供电半径等因素来进行。当建筑物高度比200m低时，采用低压柴油发电机；如果建筑物高度在100m~400m时，应进行技术分析、比较，对柴油发电机的额定电压进行确定；当建筑物高度比400m大时，采用高压柴油发电机。

1.3高压供配电系统

主配变电所-分配变电所结构是高层建筑的高压供配电系统。主配变电所应采用单母线分段的主接线形式放射式引至分配变电所。高压系统配电级数根据当地供电部门的规定，35kV电压等级可直降到0.4kV；也可先将35kV降压到10kV，再将10kV降到0.4kV。

1.4配变电所

配变电所地址的选择严格根据《10kV及以下变电所设计规范》GB50053、《民用建筑电气设计规范》JGJ 16、《35~110kV变电所设计规范》GB 50059中的有关规定。也就是说，配变电所地址应设在离人们远的地方，变电所、主要的配电间不应设在伸缩缝、沉降缝及存在漏水危险的地方，在出入口处不宜放置发电机和变压器。配电变压器的长期工作负载率不宜超过60%。在负荷中心设置配变电所，在地下一层和首层设置主配变所，也可设独立的变电站。在避难层、顶层设置分配变电所，其变压容器容量应小于1000kVA。针对高层建筑而言，在主配变电所中应设置值班室，值班室可以独立存在，也可以与高压配电装置室和相应的配电装置室相通。根据高层建筑的具体情况，配变电所的高低压开关柜可以选择从多种形式中选择。对于大截面电缆或电缆数量较多时，应设电缆夹层，其高度要控制在1.8m和3.2m之间。配变电所内应设置低压集中自动电容补偿装置。补偿要求按当地供电部门的规定执行，当没有明确规定时，补偿后低压侧进线处的功率因数应达到0.90以上。电容补偿装置的选择应考虑配电系统中高次谐波的影响。继电保护按《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062、《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T 50063、《民用建筑电气设计规范》JGJ 16的要求执行。并符合下列规定：(1)当高压系统采用中性点经小电阻接地方式时，应设置零序速断保护，零序保护装置动作于跳闸，其信号接入事故信号回路。(2)当分变电所离总配变电所距离较远且上级保护不能满足分变电所进线处保护灵敏度要求时，分变电所进线处应设一级保护。如果必要，分变电所的变压器可设差动保护。(3)高层建筑宜采用综合继保单元，分散布置在高压配电装置上；低压系统宜采用多功能仪表。高压、低压、柴油发电机组成统一的电气控制系统并接入BMS系统。

高层建筑高压宜采用集中控制方式，对变压器主断路器、分段断路器、主要馈出回路断路器宜采用集中监视方式。主配变电所应采用直流操作电源，分配变电所视具体情况采用直流操作电源或交流操作电源。所用电源宜引自配电变压器。

高层建筑对备用、应急电源有一定的要求，具体要求如下：(1)按照相关规定设置应急电源。(2)采用独立于正常电源的电机组设备备用电源。 (3)柴油发电机房宜设在地下一层，也可设置独立的柴油发电机房，不宜在避难层和顶层设置柴油发电机组。

2.电缆电线选择和敷设

在电气设计中，比较复杂的问题就包括高层建筑干线电力线路的选型和敷设方式。针对大容量配电干线而言，由于封闭式母线具有载流量大的特点，因此，在本工程中普通电源、空调动力大容量用电干线都采用这种方法。根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）第7.4.3条导体敷设的环境温度要求，在封闭的强电间发热量大，会造成导体载流量下降，故暖通专业应予考虑适当排风。配电干线在变配电室内段的敷设用开敞式电缆托盘，变配电室到电气竖井间段采用封闭式防火电缆桥架敷设，在电气竖井内的敷设全部采用电缆明敷固定在阶梯式电缆梯架上。这样，就将安装施工及上述问题有效地解决了，为日后的维修也带来很大的便利。在楼层间的分支干线导线敷设根据所配设备的消防负荷等级选择防火类型，并尽可能地采用钢管暗敷在墙壁和楼板内，明敷防火线路在外套保护钢管上喷涂防火涂料。各层电气竖井内的楼板孔洞和各处墙壁上的电气安装孔洞，在设备安装施工的后期一定要用防火胶泥等防火材料严实封堵，这是相关设计规范明确要求需设计时留意的。

3.火灾自动报警系统

根据规范《建筑设计防火规范》GB50016-2006和《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95 2005年版）的有关要求，高层建筑应按特级保护对象设置火灾自动报警系统，除游泳池、溜冰场、卫生间外，均应设置火灾自动报警系统。本工程火灾自动报警系统采用控制中心报警系统方式。在消防控制室设置有火灾报警及联动控制器、消防联动控制设备、消防警报及通讯设备、彩色CRT、打印机等设备及可直拨城市“119”火警电话的外线电话。火灾自动报警系统除由消防电源作主要电源外，另设直流备用电源。CRT显示器、消防通讯设备等的电源，另设UPS装置供电。本工程报警设备按照全面保护方式进行设置，在《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95 2005年版）及《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-97）等规范规定的场所及根据火灾危险程度、消防功能要求需要的各有关场所设置火灾探测器。值得注意的是本工程1～3层商业的中庭高度

超过12m，配置自动寻的消防炮系统。每个防火分区均设置手动火灾报警按钮，从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动按钮距离均不大于30m；系统还可接受水流指示器、压力开关、信号阀、消火栓启泵按钮、防火阀等设备的报警信号，并可监视防排烟阀、消防水泵、消防风机的状态信号、地下水池或屋面水箱消防水位状态信号、市电与自备电及消防水泵主备用电源的工作状态、消防电梯的故障状态和停用状态。消控室内彩色CRT应能显示保护对象的重点部位、疏散通道及消防设备所在位置的平面图等。在消防水泵房、备用发电机房、变配电所、消防风机房、消防电梯机房设置消防专用电话分机，在手动报警按钮和各避难层每隔20m设置消防专用电话插口。消控中心设置可直接报警的外线电话。根据规范要求，在各层均设置一定数量的事故广播扬声器，火灾事故确认后，将着火层及上、下层的事故广播扬声器自动接通，指挥人员有秩序地疏散。消防设备的控制与显示等功能应按《消防控制室通用技术要求》GA767-2008的规定进行设计。高层建筑一旦发生火灾现象，那么将会造成无可估计的损失，首先的楼层高，其次是人员密集，因此，电气线路火灾的防止必须提起重视。《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95 2005年版）9.5.1条规定：高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。将用于报警切断的电气火灾监控探测器设置在重要消防设备供电回路上。总而言之，防止高层建筑发生火灾是高层建筑电气设计的一个重点环节，火灾自动报警系统设置需要根据相关规定来进行，使其能够最大限度发挥其功能和作用。

参考文献：

[1] 赵国富.超高层建筑配电系统设计简介[J]. 建筑电气. 2010(06).

[2] 韩风明.超高层办公建筑电气设计[J]. 现代建筑电气. 2011(01).

高层建筑电气设计篇（4）

针对超高层建筑的特点，现对超高层建筑电气设计要点和注意事项解析如下。

1.1供电电源的高可靠性《供配电系统设计规范》GB50052-2009第3.0.2要求：“一级负荷应由双重电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。”这一规定是基于城市电网完好，两个电源不致同时发生故障的情况，没有考虑到城市电网发生重大故障导致全面瘫痪的可能。虽然规范3.0.3明确：一级负荷中的特别重要负荷（如计算机信息系统用电、安防系统用电、消防用电等）除应由双重电源供电外，尚应增设应急电源，但对非消防一级负荷（如走道照明、客梯用电、生活水泵、排污泵用电等）未明确是否增设第三电源。超高层建筑通常为地标式建筑，为提高上述非消防一级负荷的供电水平，亦应为其设置自备应急发电机组作为第三电源，以确保城市电网瘫痪时大厦的基本运营，将经济损失减少到最低程度。同时设置不间断电源装置UPS、应急电源装置EPS，为智能化信息系统、应急照明系统等提供第四电源。

1.2配电系统主接线的安全可靠性变压器总容量为15000kVA及以上，宜采用20kV及以上电压等级供电；变压器总容量在15000kVA及以下，宜采用10kV及以上电压等级供电。具体情况需与当地供电部门协商。两回10（20）kV中压电源应采用同时工作、互为备用、单母线分段运行方式。消防负荷、非消防负荷在0.4kV低压母线段处严格分开，彼此独立、互不干扰，并分别设置消防负荷、非消防一级负荷（保证负荷）专用应急母线段，以确保消防负荷供电的安全可靠性。低压配电系统采用单母线分段运行方式，干线系统采用放射式、树干式或二者兼用的混合式。垂直干线电缆配电，按每条电力电缆干线供电负荷不超过8层设置（一般每隔15层45m设一避难层，即两个避难层之间同类别负荷干线为2条及以上，对提高供电可靠性有利）。

1.3分区设置变配电所的合理性应根据不同性质用电负荷分布密度，将变配电所设置于各功能区段，如冷冻站与泵站地下区、低中区、中高区、超高区的负荷中心（如地下层、避难层、中间设备转换层、顶层）。低压出线柜至末端配电箱线路的最大供电半径控制在（200-50）x0.8=120m以下（末端配电箱至用电设备的线路长度控制在50m以下）。低压供电线路的总长度具体应按照总电压降不超过5%的要求确定。为了设备运输和检修方便，变压器最大单台容量地下层控制在2500kVA及以下，电抗率8%；地上避难层、设备层、顶层控制在1000kVA及以下，电抗率6%。当专用运输梯的载重量达4.9（5.0）t时，地上设备层可放宽到2000kVA及以下。从节省设备用房占地面积、节省线材造价的角度考虑，10kV高压开关柜与变压器相距不宜过远，尽量靠近，0.4kV低压开关柜与变压器尽量靠近，间隔0.8~1.0m为宜，必要的时候亦可选用紧凑型组合式变配电站。

1.4自备应急电源（发电机、UPS、EPS）的合理选取与配置200m及以下区段宜选用0.4kV发电机组，400m以上区段应选用10kV发电机组，将应急电源直接馈送至各功能区段的负荷中心，降低能耗和节省线材。亦可通过技术与经济合理性比较，均选用10kV或0.4kV发电机组。同时分区设置专用的UPS、EPS机房（需考虑结构荷重），为智能化信息系统、应急照明系统等提供不间断电源。

1.5防雷接地的特殊重要性现代超高层建筑大量采用钢结构、钢筋混凝土结构，本身引雷能力强，遭受雷击的概率增大，且外立面多采用带金属构件的玻璃幕墙，设计时应综合考虑外部防雷和内部防雷，兼顾各种用途的接地需要，把防雷接地的各要素与结构钢筋、金属构件等有机结合，构成统一协调、安全可靠的防雷接地体系。

1.6电气火灾防范与智能疏散的极端重要性根据超高层建筑内部的不同功能分区，分别设置消防控制分控中心，各功能分区自成系统，独立运行，以实现风险分担。同时，大厦首层（或地下一层）设置消防控制主中心，可实现监控各分控中心的状态，全面提高电气火灾防范的安全可靠性。除了常规火灾自动报警及消防联动控制系统外，超高层建筑还应设置电气火灾监控系统（多级防火剩余电流动作报警、过电流超温报警系统）、气体灭火控制系统、固定消防炮灭火控制系统、消防水泵定期自动巡检系统、空气采样早期烟雾探测系统等多种特殊且必需的系统。同时，需设置应急照明智能疏散逃生系统，这是因为超高层建筑内人员流动大、密集度高、疏散通道复杂。为了做到“安全、准确、迅速”逃生，须引入智能化动态疏散的理念，以火灾现场即时的、真实的信息为依据，根据预设的疏散方案进行局部疏散路径的动态调整、优化，从而有效解决安全、准确快速疏散问题。

1.7避难层的供电、火灾应急广播及消防通信的特殊要求避难层内除空调机房外，其他动力、照明等配电干线须单独设置，不应与其他层公用，且均应采用消防双电源供电并在末端自投，以确保避难层电气消防的独立性和可靠性。

1.8航空障碍灯设置的特殊要求应标志出超高层建筑的最高点和最边缘（即视高和视宽），并应在中间层加设障碍灯，中间层的距离必须大于45m并尽可能相等，水平距离亦不大于45m；按规范在不同高度选用不同光强、不同类型的障碍灯，确保在不同高度的障碍灯数目及排列，应能从各个方位都能看到超高层建筑的轮廓，并且考虑障碍灯的同步闪烁，以达到明显的警示作用。

1.9电气节能与环保技术应用、绿色建筑创建的必要性超高层建筑的使用功能非常复杂、用电量负荷极大，电气节能与环保技术应用的潜力巨大，效果明显。首先应深入研究、全面优化其高、低压变配电系统和应急电源系统的设计方案，并设置综合能耗计量与运营管理系统，从系统配置和管理上为节省电能创造有利条件。同时，应充分开发与利用可再生能源，积极采用绿色照明、太阳能光伏发电技术、风力发电和风光互补发电技术及其他各种有效的电气节能技术；积极采用环保型发电机、无烟无卤清洁型电缆及其他各种有效的电气环保技术；设置智能照明控制系统、各种机电设备的自动监控系统（BAS）、综合能耗独立分项计量与运营管理系统等。从设备选型、系统配置和运营管理等各个环节多管齐下，最大限度地节约能源、保护环境、减少污染，力争达到国家标准《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006中的“三星”或“二星”等级。“绿色建筑”指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。绿色建筑对住宅建筑而言，要求公共场所和部位的照明采用高效光源、高效灯具和低损耗镇流器等附件，并采取其他节能控制措施，在有自然采光的区域设定定时或光电控制。智能化系统定位正确，采用的技术先进、实用、可靠，达到安全防范子系统、管理与设备监控子系统与信息网络子系统的基本配置要求。绿色建筑对公共建筑而言，要求各房间或场所的照明功率密度值不高于现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50034规定的现行值。新建的公共建筑，冷热源、输配系统和照明等各部分能耗进行独立分项计量。建筑室内照度、统一眩光值、一般显色指数等指标满足《建筑照明设计标准》GB50034中的有关要求，建筑智能化系统定位合理，信息网络系统功能完善。建筑通风、空调、照明等设备自动监控系统技术合理，系统高效运营。

1.10智能化系统的复杂性与功能完备性超高层建筑智能化系统极其复杂，功能要求非常完备，主要系统有：火灾自动报警系统与消防联动系统（含众多子系统）；通信网络系统；计算机网络系统；办公自动化系统（含入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、电子巡更系统、停车库管理系统等子系统）；有线电视与卫星电视接收系统；VSAT卫星通信系统；无线信号增强系统（无线对讲系统）；IC卡一卡通综合业务管理系统；广播、扩声与同声传译系统；多媒体数字会议系统；电子信息显示系统；建筑设备监控系统（BA）（能耗远传自动计费系统等）；智能化系统集成；信息机房工程。

1.11需专项研究内容城市电网（外部供电电源）供电电压等级的调查研究；自备应急发电机组的电压等级选择研究；发电机冷却方式比较研究；电气消防性能化评估；太阳能光伏发电、风力发电与风光互补发电技术研究；智能化系统集成技术研究等。

高层建筑电气设计篇（5）

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、层建筑供电系统设计

2.1 电力负荷的确定

电力负荷是供电设计的主要依据。电力负荷预算时应分别计算动力电和照明电。电力负荷预算正确与否，对电气设备的选择、配置，保证电气设备系统安全、高效运行，对整体工程的经济分析和相关设计，都有重要的指导意义。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。

2.2 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。

2.3 变配电所的布置。

对于高层建筑的用电设备来说，它们的负荷是比较大的，一般来说很大的一部分是一、二级负荷，所以常常变电所的规模一般来说会比较的大。总配电所最好是设置在地下层内，因为变配电所应靠近用电负荷。对于高层建筑的总变配电所来说，管线进出的程度会比较多，有高压也有低压的电缆。

2.4 高低配电系统的设计

2.4.1 高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。

2.4.2 计费方式，采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。有些地方供电部门又把空调设备的用电，全部划人照明计价系统，一般做法是安装总表及动力表，由总表减去动力表以后，全部为照明电费。

2.4.3 为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量太小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧应对动力负荷分类计费。

2.4.4 高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层间配电小间。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。

2.4.5 低压配电系统各级开关均采用自动空气开关（断路器），设置 瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。各级自动空气开关的保护整定，应注意选择性配合，防止越级跳闸。

2.4.6 所有电梯均要求采用两路不同变压器引出的专用电缆进线。在电梯机房的末端配电箱，设两路电源的自动切换装置，互为备用。

2.4.7 功率因数按规定应补偿到0.9-0.95。无功补偿都采用集中补偿方式。为降低变压器容量，多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起，但必须采用干式移相电容器。

2.5 电压选择和电能质量

要正确选取变压器的变压比和电压分接头，最好采用补偿无功功率的措施，要尽量减少电压偏差，要降低系统的阻抗，最好使得三相负荷比较平衡。

2.6 应急电源设备的选取。

自投装置的动作时间，如果是能够满足允许中断供电时间的，则可以选取带有自动投入装置的专用线路，而使得其是出于独立于正常电源的装置。在允许的范围之内，可以选取那些蓄电池静止型的供电装置，来进行不断供电。

2.7 对于功率因数的方法的确定

提高自然功率因数，就是提高变压器和电动机的负载率到75～80%，以及选择本身功率因数较高的设备。对于非线性负载电路（在通信企业中主要为整流器），则通过功率因数校正电路将畸变电流波形校正为正弦波，同时迫使它跟踪输入正弦电压相位的变化，使高频开关整流器输入电路呈现电阻性，提高总功率因数。

3、注意高层建筑电气设计中的几个问题

3.1 高层建筑由于照明及空调负荷多，电梯等运输设备多，给排水设备多，所以用电量特别大，且供电的可靠性要求很高。

3.2 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，与动力分开。

3.3 由于在结构上多数采用大柱距，形成大空间，使墙面安装的设备增多，必然使地面管道增多。

3.4 由于建筑构件的预制装配化及干法施工；缩短了施工周期，而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。

3.5 电气设备的管线应采取防火措施。

3.6 空调设备等主要用电设备分散，多数要求集中管理，即要求采用电脑管理和监控系统。

3.7 采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震；管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。

3.8 消防要求高。因为高层建筑高度高，体量大，人员密集，设备多，装饰豪华，建筑本身火灾隐患多，故对消防要求很高。

4、建筑电气设计中的节能原则

由于人口的增加，工业的发展，生活水平的提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源――电能，也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则：

4.1 满足建筑物的功能 即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

4.2 考虑实际经济效益 节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

4.3 节省无谓消耗的能量 节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。

5、智能化发展

高层建筑电气设计篇（6）

工程设计是基本建设的龙头，设计文件是工程建设的主要依据，设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示，由设计原因导致的工程质量事故占40.1％；工程施工原因引起的占29.3％；其它原因(如设备材料质量问题等)引起的占30.6％。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。 合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求，即功能性、安全性、经济性、可靠性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、维修性等)及可实施性的缺失或偏离。

1高层建筑电气设计过程中应注意的问题

1.1高层建筑由于照明及空调负荷多，电梯等运输设备多，给排水设备多，所以用电量特别大，且供电的可靠性要求很高。

1.2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，与动力分开。

1.3由于在结构上多数采用大柱距，形成大空间，使墙面安装的设备增多，必然使地面管道增多。

1.4由于建筑构件的预制装配化及干法施工；缩短了施工周期，而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。

1.5电气设备的管线应采取防火措施。

1.6空调设备等主要用电设备分散，多数要求集中管理，即要求采用电脑管理和监控系统。

1.7采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震；管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。

1.8消防要求高。因为高层建筑高度高，体量大，人员密集，设备多，装饰豪华，建筑本身火灾隐患多，故对消防要求很高。

1.9节省能源是我国经济建设中的一项重大政策，节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面，它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中，要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案，应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式，采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施，减少电能损耗，节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。

2照明要求

2.1混合照明

它是由一般照明和局部照明共同组成的照明方式。混合照明中一般照明的照度应不低于混合照明总照度的5-10％，并且其最低照度不低于201x。否则，过低的一般照明和过高的局部照明所形成的照度对比度过大，亮度分布不适当而产生不应有的眩光。

2.2事故照明

当工作照明因故障全部熄灭后，供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为事故照明.

2.2.1应设置事故照明场所

a，在正常工作照明熄灭后，由于工作中断或误操作，将引起爆炸、火灾等严重危险的厂房或场所；

b．在无照明的情况下，由于设备继续运转或人员的通行，将造成设备、人身事故的场所；

c．高层建筑中的疏散楼梯间(包括防烟楼梯前室)、疏散走道、消防电梯室、消防控制中心、消防水泵间；公共建筑中的旅馆、礼堂、影剧院、展览厅、百货商店、体育馆等人员出入的走廊、楼梯、太平门等处。

2.2.2事故照明应采用能瞬时点燃的照明光源，一般采用白炽灯或卤钨灯。当事故照明作为工作照明的一部分而经常点燃时，又在发生故障不得切换电源的条件下，也可采用其它照明光源。

2.2.3事故照明的灯具应布置在可能引起事故的设备、材料周围和主要通道、危险地段、出入口等处，还应在事故照明灯具上明显位置涂以红色标记，以资区别。疏散指示标志可设在疏散走道距地面高度1m以内的墙面上，以及楼梯口和太平门的顶部，并要安装在非燃烧结构或装修上。

2.2.4事故照明的照度要求

用于暂时继续工作的事故照明其工作面上的照度不应低于工作照明总照度的10％。但标准较高的宾馆等建筑，其事故照明所占工作照明的比例应当为：出口指示灯为100％；楼梯照明为50％；公共场所照明为20％；客房走道照明为50％;一般走道照明为20％;总服务台、收款出纳、外币兑换等照明为100％。用于人员疏散的事故照明，其照度不应低于0．51x。

2.3警卫值班照明

在重要的车间和场所或有重要关键设备的厂房、重要的仓库等处设置作为值班时一般观察用的照明称为值班照明。值班照明宜利用工作照明中能单独控制的一部分，或者利用事故照明中的一部分或全部。

警卫照明是用于警卫地区周界附近的照明。是否设置警卫照明，应根据单位的重要性和当地保卫部门的要求来决定。警卫照明应尽量与室内或厂区的照明结合。

2.4障碍照明

装设在高层建筑物尖顶上作为飞行障碍标志用的或者有船舶通行的两侧建筑物上作为障碍标志的照明称为障碍照明。障碍照明应按民航和交通部门有关规定装设。障碍照明应采用能透雾的红光灯具。装设障碍灯时，应符合下列要求：一般高层建筑物只在顶端装设。水平面较大的高层建筑物或群集高层建筑物，除在其最高顶端装设障碍灯外，还应在其外侧转角的顶端装设障碍灯。烟囱的高度在100m以上者，除在顶端装设障碍灯外还应在其三分之一和二分之一的高度处装设障碍灯。为了减少烟囱顶端的障碍灯污染程度，可在低于烟囱口4-5m处装设。为了保证障碍灯有一盏损坏时仍能从前进方向看到灯光，应装设排成等边三角形的三盏障碍灯。

2.5高层住宅室内照明要求

厕所及厨房应采用瓷质灯头或其它防水灯头；有条件时居室灯等可采用节电开关或节电灯头；楼梯间、电梯厅、公用走廊、配电室、消防控制室、消防泵房电梯机房等应设置供继续工作和疏散的事故照明。十九层及以上的高层住宅的疏散走廊、楼梯和出口应设置供疏散使用的标志灯，其安装距离为10.20m及各转角处；供电继续时间：作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄电池作为事故照明或疏散标志灯的电源时，其连续供电时间不少于20分钟，事故照明的最低照度不应低0.51x，但配电室、消防控制室和消防泵房必须仍保持正常的照度水平；事故照明及疏散标志一般采用白炽灯，应具有玻璃或金属灯罩，并安装在非燃烧体结构上；大居室宜设置插座两组(其中一组为-个单相二极插座及一个单相带地三极插座；另一组为一个单相二极插座)。小居室、大厅宜设置插座-组(一个单相工极插座及一个单相带地三极插座)。厨房、卫生间根据需要设置-个单相带地三极插座；二极插座需采用扁、圆插孔两用型；有条件时宜采用二极加三极的连体式插座；供洗衣机的单相二极带地插座，宜带电源开关；插座的高度一般为距地0.3-0.5m(暗装安全型)或1.4－1.8m(明、暗装普通型)；楼梯及公用廊道宜采用自动熄灯开关，但需在火警时能保持长明。每层的电梯前室灯应采用一般开关。

参考文献

[1]《民用建筑电气设计规范》JGJ16- 2008年版

[2]《供配电系统设计规范》GB50052－95年版

高层建筑电气设计篇（7）

1高低压配电系统的设计

(1) 高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。

(2) 计费方式，采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。有些地方供电部门又把空调设备的用电，全部划入照明计价系统，一般做法是安装总表及动力表，由总表减去动力表以后，全部为照明电费。

(3) 为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kvA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量太小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧应对动力负荷分类计费。

(4) 高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层间配电小间。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中问层或最顶层。

(5) 低压配电系统各级开关均采用自动空气开关(断路器)，设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。各级自动空气开关的保护整定，应注意选择性配合，防止越级跳闸。

(6) 所有电梯均要求采用两路不同变压器引出的专用电缆进线。在电梯机房的末端配电箱，设两路电源的自动切换装置，互为备用。

(7) 功率因数按规定应补偿到0.9～0.95。无功补偿都采用集中补偿方式。为降低变压器容量，多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起，但必须采用干式移相电容器。

2电气照明设计

电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型，灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。

3 高层住宅分体式空调室外主机的防侧击雷装置

由于地域性的常规做法，一般的高层住宅中，尚不考虑集中中央空调，住户往往是在户内自行安装分体式空调。而对于安装在室外的空调主机及其支架的防雷往往为电气设计人员所忽视。国家相关规范和标准目前尚无与此相应的规定。

众所周知，雷电在放电过程中会产生强大的过电流，并且伴随时间短，电流陡变值很大，可达几百千安。伴随雷电现象常会带来它的热效应和电动力效应的破坏作用，前者可产生巨大的热量，几千摄氏度的高温致使周围产生火灾，而后者则会产生强大的电磁力作用，使处在其中的物体受到破坏。为将雷击能量导向大地，防止雷电现象中直击雷、侧击雷、感应雷的破坏作用，通常采用如下的措施：避雷带、引下线、接地网和避雷器。

根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057－94)，在高层住宅的防雷设计中，一般的设计人员往往只考虑了屋面接闪器、引下、线、均压环、接地网等的设置；为防止侧雷击雷，根据《建筑物防雷设计规范》中第3.2.4条及3.3.10规定：一类防雷建筑物要求在30m及以上处，二类防雷建筑物要求在45m及以上处开始，将外露金属物与防雷装置连接。该做法可以使整体建筑结构形成法拉第等电位系统――笼式避雷网，使建筑的整体形成等电位，防止了雷电的磁感应。笔者在以往的设计说明中虽然也强调了外墙的金属物(主要指金属窗、栏杆等)与引下线的连接，但在施工竣工验收前，住户的空调室外机是不可能安装到位的，所以导致了空调室外机及支架与引下线漏接的结果。而作为防止雷击部分的分体式空调室外机由于和建筑物的接地无法连接，为用户带来了潜在的危险性，一旦住户安装了空调室外机及支架后，就有可能将分体式空调室外机电源保护接地PE线变成了空调室外机防雷引下线将雷电流引入室内配电接地系统，非常危险。由于空调部分与建筑物楼体的法拉第笼引下线无关联，当建设单位或用户在工程竣工后提出此项要求时，处理起来很麻烦，并有滞后性，只能采用明装处理的补救措施，影响建筑物的外形美观。

所以为保证用户使用的安全，在高层住宅的设计中，空调的防雷问题应当考虑进去。现在的高层住宅施工图设计中，住户的空调室外主机的摆放位置几乎都在建筑施工图设计中考虑好了，这也就为我们电气设计人员提供了预留防雷引下线接口的位置。在实际操作中，可以在空调主机搁板的上方30～50cm处预先埋设IP等级较大、密封性能良好的金属分线盒，盒内敷设已作防腐处理的镀锌扁铁。扁铁的一端与主体内均压环或柱内钢筋引下线焊连，一端与带铜接线端子的多股导线相连接(导线最好选用BV－10mm2以上的PE线)，该导线的另一端经蛇皮管引出适当长度待使用时用螺栓来连接空调室外机及其支架。为防止雨水渗入金属盒内，还应要求安装时将金属分线盒加盒盖封闭，所有螺栓(包括箱门、螺栓)均应用防水油膏封闭，金属盒内壁要求涂防锈漆。

4 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、分区消防报警控制器、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，进入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。一些高档旅馆的消防系统设计，是与设备监控电脑系统相连接的。设备监控电脑，实现消防监控自动化。

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，消防用电设备有如下诸多方面：

(1) 报警方面：火灾自动报警系统、火灾紧急广播、警铃、警笛、火警电话。

(2) 自动灭火方面：喷水系统、干粉灭火系统(1211、1301)。

(3) 手动灭火方面：室内消火栓系统。

(4) 防、排烟方面：正压送风系统，负压排烟系统，排烟口的排烟阀，正压送风口的送烟阀，切断空调器电源防火调节阀系统。

(5) 通讯设备：一般程控电话、对讲电话、火警专用电话。

(6) 避难方面：包括应急照明、诱导灯、太平门、楼梯间等出入口的显示标志灯、疏散用电梯、防火卷帘门等。

(7) 相关设备：消火栓泵、喷淋泵、汽压罐、消防电梯、双电源互投等。

关于消防用电设备的供电电源，要求在火灾时，能保持继续供电。在设计过程中，必须注意以下几点：

① 供电电源可靠：在电源供给上，一般都是采用双电源一用一备，以放射式、末端自动互投方式向消防设备供电。高层若为一类建筑，则消防供电电源必须严格按一级负荷供电：若为二类建筑，也不应采用低手二级负荷供电。

② 备用电源：可采用自备发电机组，照明电讯方面还可采用蓄电池来解决，但必须处于常年战备状态，与主电源切换时间不应超过15S，备用电源的设计容量，应根据消防工艺来决定，满足消防需要。

高层建筑电气设计篇（8）

高层建筑是我国建筑行业中的典型，也是城市建筑的发展趋势，为了提升高层建筑的质量水平，需要严格控制供配电系统的电气设计，规避供配电系统电气设计中潜在的安全风险，保护供配电系统的电气运行。高层建筑非常关注供配电系统的电气设计，积极做好供配电系统的电气设计工作，致力于完善高层建筑供配电系统的基础。

一、高层建筑供配电系统电气设计的要求

供配电系统电气设计是高层建筑的核心，与高层建筑用电存在直接的关系。高层建筑与普通建筑不同，其在供配电系统运行中的压力非常大，而且高层建筑的功能多、负载大，再加上现代高层建筑的多元化发展，促使供配电系统电气设计面临着严峻的挑战，在高层建筑供配电系统电气设计中提出几点要求，用于规范电气设计。

1、质量要求

高层建筑供配电系统电气设计的质量要求，主要是管控各项设备的应用，尤其是供配电系统的线路，避免线路过长而出现线损，不利于供配电系统的节能降耗。高层建筑供配电系统电气设计在质量要求的干预下，应该全面监督设备、装置及材料的应用，审核物资的规格性能，防止出现质量问题。

2、安全可靠性要求

安全可靠性是电气设计的根本要求，高层建筑供配电系统的运行压力大，电力负荷同样较大，增加了供配电系统的危险性，促使高层电气供配电系统中潜在很大的安全隐患[1]。高层建筑内人员活动量大，必须在供配电电气设计遵守安全可靠性的规定，才能提升供配电系统电气设计的安全水平，排除不良的因素影响。

3、易操作要求

高层建筑供配电系统电气设计越复杂，越不能保障安全、稳定。根据供配电系统电气设计的方式，简化设计操作，为后期供配电系统提供简易的操作方式。如果供配电系统操作难度大，高层建筑出现电力事故时，就会影响到供配电系统的操作效率，进而影响到了故障维护的时间，引起较大的安全损失。

二、高层建筑供配电系统的电气设计分析

高层建筑供配电系统的电气设计，最主要的目的是实现科学的设计，满足高层建筑供配电系统的要求。高层建筑施工中，应该深入分析供配电系统的运行状态，采取合理的电气设计方式，提高供配电系统电气运行的安全水平。

1、电力负荷设计

电力负荷是高层建筑供配电系统电气设计中的主要因素，高层建筑的楼层数越多，电力负荷的设计压力越大，促使供配电系统面临着严重的负荷损失，影响了供配电系统的安全性能[2]。电力负荷设计需要以高层建筑的实际情况为主，遵循设计规范中的要求，高层建筑供配电系统电气设计中的电力负荷，可以分为三个等级，按照等级划分电力负荷，再根据负荷等级安排电气回路设计，在此基础上完成设备的选择，最主要的是控制电源及回路，促使其满足电力负荷的设计需求，负荷高层建筑供配电系统的要求。例如：某高层建筑供配电系统电气设计中，为了强调电气设计的安全性，针对一级负荷采取独立设计的方式，提供单独的运行电源，缓解高层建筑在电力负荷中的压力，实现持续性的供电，而且该建筑设计的是两项独立电源，用于预防供配电系统故障，提供应急供电的条件，针对二级负荷选用负荷分组的设计方式，提升供配电中断再恢复的能力。

2、供电电压设计

供电电压设计的根本是电力负荷的运行方式，由于供电电压决定了供配电系统电气设计在高层建筑中的效益，所以必须严格按照电力负荷等因素的情况，设计供电电压。首先在负荷容量较小的位置，利用双路电源进行供电，达到高层建筑供电电压的设计标准，即使在紧急情况下，电源也能提供标准的供电电压；然后设计高压电源，需使用独立电源，可以选用10kv电源，直接接入控制开关；最后是低压电源设计，应该设计发电机，供应高层建筑中的消防用电，保障低压电压供应的稳定性与可靠性。

3、高压供配电系统设计

高层建筑供配电系统中的高压设计，对技术、规范的要求比较高，综合考虑高层建筑中高压供配电的运行方式，设计安全的高压供配电系统。例如：某民用高层建筑工程单位，提前分析高层建筑的性质，主要在面积、负荷等问题上进行研究，明确高层建筑高压供配电系统的设计需求，以此为基础规划变压器的数量及配置，在用电负荷相对比较集中的建筑区域，将变压器设计到顶层为主，以免变压器不能提供额定的高压电荷[3]。一般情况下，高层建筑供配电系统电气运行相对比较稳定，其在高压供配电系统设计中引用双电源，辅助高压运行，降低高压供配电系统的设计难度，体现高压设计的规范性。

4、低压供配电系统设计

低压供配电系统关系到高层建筑的日常用电，合理分配供配电系统中的运行电源，以此来提升变压器的运行，还能保障应急用电处理的可靠性。低压供配电系统设计较为复杂，其在设计过程中既要考虑高层建筑电力负荷的影响，又要分析供配电故障与低压设计的关系，确保低压供配电系统在不同故障下均能维护供配电系统的安全性，在供配电系统电气运行中实现高水平的监督管理[4]。因为高层建筑供配电系统电气设计的综合性强，其在运行中很容易受到外界因素的干扰而发生故障，所以在低压供配电系统设计时，还要规划应急电源，如：柴油发电机，最大范围的保护高层建筑供配电系统的安全，即使高层建筑供配电系统出现故障，也能快速启动应急电源，持续供应电能，某高层建筑低压应急电源应用的案例中表明，应急电源可以在15s内恢复供配电，基本不会造成任何影响。

三、高层建筑供配电系统电气设计的控制

高层建筑供配电系统电气设计中的控制方法，促使供配电系统满足高层建筑的需求。分析电气设计的控制，如：（1）供配电需求控制，高层建筑对电力负荷的需求量大，如：照明需求、空调需求等，必须合理控制供配电的消耗，才能预防电力负荷中的损失，维护供配电系统的电气性能，以免出现高效率的用电环节；（2）电气消防控制，消防是供配电系统的重要部分，考虑工程高度、体量等因素，科学规划消防用电，保护消防用电的安全；（3）电气设计中的节能降耗控制，其为高层建筑供配电系统电气设计中的首要原则，积极采取节能降耗控制，降低供配电系统的线路和负荷损失；（4）防震控制，此项控制可以排除地震对供配电系统的影响，加强供配电系统在高层建筑中的运行力度，达到安全抗震的防护要求，提高供配电系统电气设计在高层建筑中的经济效益，维护高层建筑供配电的安全性。

结束语：

高层建筑电气设计关系到供配电系统的稳定性，有利于提升高层建筑的供配电水平，而且在电气设计的干预下，高层建筑的供配电运行达到节能降耗的标准，符合现代建筑行业的根本要求，体现供配电系统电气设计的优势。高层建筑施工企业按照供配电系统电气设计的要求，落实相关的电气设计方法，同时利用设计控制的方法，优化供配电系统的电气运行。

参考文献：

[1] 饶基贤.高层建筑供配电系统的设计[J].科技资讯，2008，28：240.

高层建筑电气设计篇（9）

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

0.引言

随着我国建筑规模的扩大，建筑使用用地日益紧缺，高层建筑的建设施工能够有效的缓解目前的人地矛盾。高层建筑由于垂直高度比较大，建筑内部居住人群比较密集，所以其电气设计和安装使用较普通的建筑要求更高。因此，做好高层建筑电气设计及电气节能设计对于保障电气使用，减少资源浪费具有重大意义。

1.低压配电各出线回路应与建筑物各个功能分区协调

因不同的功能分区用电负荷等级不一致，如地下人防为一级负荷，商场一般照明为三级负荷，住宅用电为三级负荷等，同时不同性质负荷电价不同，另外，在消防管理时，消防人员可方便切除非消防负荷，以保障消防用电负荷可靠供电。因此，在设计时，在低压配电间内应根据各个功能分区及负荷性质的不同，给予不同的出线回路。

2.供配电系统的节能

变压器作为输变配电的重要设备，其性能参数节能、环保的优化是电气节能的一个重要方面。目前国内生产的干式变压器主要有两大类型:环氧树脂干式变压器(包括包绕式)和浸渍型干式变压器。环氧树脂浇注、干式变压器包括外晶式变压器和硅钢干式变压器，前者的铁芯采用超低损耗的外晶合金带卷绕而成，后者的铁芯采用硅钢叠片组成。

三相干式变压器主要分为SC和黔两大类。型号中“S”表示三相，“C”表示绕组外绝缘介质为“成”型固体绕注式，该产品中的大部分高压线圈采用环氧树脂真空浇注工艺制造，属包封型结构，绝缘耐热等级为F级(绝缘系统温度155℃，参数温度120℃，线圈温升100K )。SG型中“G”表示空气“干式”该产品的线圈采用真空压力浸漆(VPI)工艺制造，属外包封型结构，绝缘耐热等级为H级(绝缘系统温度180℃，参数温度145℃，线圈温升125K)。涨型干式变压器包括SCBH和SC两种，其中“B”类线圈导线采用铜“箔”绕制，SCBH中的“H”表示铁心采用外晶“合”金带材，SCB为传统的硅钢铁心。

根据配变企业标准Q /SHG 6-2002[ SCBH8型干式外晶合金干式变压器，所施行的标准，其空载损耗比GB /T 10228降低3/4负载损耗和GB /T 10228相同。

设计人员应从变压器的运行经济性能和社会能角度考虑，优先选用B型外晶干式变压器，其次选用10-F型干式变压器。

2.1 配电系统无功补偿

无功补偿是电网采用的重要节能措施，合理的无功补偿配置投资少、收效快，可以减少输送无功电流造成的电能损耗，改善电压质量，充分发挥电力输送有功功效的潜力。变配电站安装集中补偿的电容器组，主要用于补偿主变变损与供电范围内尖峰时无功损耗，对降损、调压，发挥重要作用。在民用建筑中，补偿方式分为集中补偿和就地补偿。

根据用户负荷水平的波动，在配电变压器380V侧集中电容补偿，投入相应数量的电容器进行跟踪补偿，其目的是提高专用变压器的功率因数，实现无功功率的就地平衡，对配电网和配电变压器的降损有一定作用，保证了用电设备电压水平。

供配电系统设计规范(GB 50052-1995)指出对容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备，无功负荷宜单独就地补偿，用户终端就地补偿可使线路损率减少20%，减小电压降，改善电源质量，进而改善用电设备的启动和运行条件。

2.2 抑制谐波

随着用电设备的多元化，由于许多外线性电气设备的投入运行，如公共场所的高压荧光灯及家用电器等非线性用电设备接入电网，会产生谐波电流注入电网，产生的谐波电流将随着非线性用电设备负荷电流的大小而相应变化，而流入电网各分路的谐波电流则随分路谐波阻抗的大小按反比例分配。大量谐波电流流入电网后，通过电网阻抗产生谐波压降、叠加在电网基波上，引起电网电压畸变，将产生以下主要危害:

（1）电机变压器等电气设备由于谐波电流而产生附加损耗，从而引起过热，使得绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏。

（2）使变压器产生磁伸缩和噪声，电抗器产生振动和噪声，感应电动机引起固定数的振动力矩和转速的周期变动。

（3）使相位控制设备的正常工作因信号紊乱而受到干扰，如电了计算机误动作、电了设备误触发、电了元件测试无法进行。

（4）使某些类型的继电保护、晶体管整流型保护变压器及母线复合电压保护，由于相位变化而误动或拒动。

（5）使通信网络、弱电回路产生杂音，甚至造成故障。谐波产生的种种危害表明:在电气设计工作中，必须尽可能采取措施抑制谐波，避免电网电压的畸变和保证用电设备的正常运行。

消除谐波的手段大体有三类:无源滤波器、隔离和降低谐波的变压器和有源滤波器。无源滤波器主要针对特定频率的谐波电流，只能滤除特定次谐波电流，隔离变压器只对3N次谐波有效;有源滤波器是一种动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置，它能对频率和大小都变化的谐波和无功进行补偿，是一种较理想的补偿谐波装置。

在实际工程中，设计人员应充分了解可能发生的谐波问题，对谐波电流大小进行评估、检测，最终采取措施将谐波畸变限制在合理范围内。

3.电气照明系统的节能

3.1 选择合理的照度标准

选择照度是照明设计的重点。照度太低，会损害工作人员视力，影响产品质量和生产效率，而且不合理的高照度则浪费电力。因此，选择照度必须与所进行的视觉工作环境相适宜，按国家颁布的建筑照明设计标准(GB 50034-2004)选择照度。

3.2 选择合理的照明方式

照明方式分为：一般照明、局部照明和混合照明。在满足标准照度的条件下为节约电力，应恰当选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。例如大空间的车间及办公楼，只用一般的照明方式，用较多灯具也很难达到精细视觉作业要求的照度;如果按要求设置一个局部照明的光源，用电较少便可达到所需要求。

3.3 选择高效电光源及配套装置

通过科学合理的照明设计，采用光效高、寿命长和安全性能稳定的照明电器产品。如高效节能灯、节能电了镇流器、电器附件，最终达到高效、舒适、安全有益于环境保护和人们身心健康的标准。

4.结束语

建筑节能对于促进能源资源节约和合理的利用，缓解我国能源供应与社会经济发展的矛盾，加快发展循环经济，实现我国国民经济可持续的高速发展，有着举足轻重的作用，同时也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量，贯彻落实科学发展的一项重要举措。在此结合自己多年工作经验，介绍建筑电气的节能设计。

参考文献

[1]殷玉修.高层住宅电气设计中常见问题及电气节能设计分析[J].科技致富向导.2010(26)

[2]万民欢.高层建筑电气设计特点及注意问题[J].江西建材.2011(2)

高层建筑电气设计篇（10）

1高层建筑电气工程供配电系统设计的主要原则

供配电系统作为高层建筑机电工程的重要基础，不仅承载着建筑电力系统电能的配用环节，而且也可以分为区域变电站和用户变电站两种部分[1]。高层建筑的供配电系统主要服务对象就是以建筑使用者以及建筑内部电气设备为主，所以供配电系统的稳定运行，能够对建筑电力系统整体的安全性能具有非常重要的影响。一般来说，高层建筑相关的供电系统主要采用的是单方向流动的模式，由电源端至用户端，这样就能够保证电源分配和降压的快速处理，使得外部电能转化为可供用户端直接使用的电能。由于现阶段高层建筑电压并不超过110kV，所以结合建筑设计的实际需求即可。通过科学合理的判断用电量、系统负荷等基础参数，综合各种可能出现的问题，这样才能满足建筑基础整体的使用功能，也能够保证高层建筑供配电系统的可扩展性。在高层建筑电气工程供配电系统设计时，也必须遵循安全节约、节能环保的设计要求。设计人员在进行供配电系统设计时，必须要充分的考虑到节能环保的需求，只要根据科学的方式判断设备型号，尽量避免出现能源资源浪费的情况加强供配电系统的成本控制。此外还应该选用节能环保的材料，最大程度上减少高层建筑供配电施工，环境污染等问题[2]。

2高层建筑电气工程供配电系统的具体设置

2.1高压配电系统设置

在高层建筑中，由于电气工程的需求非常高，所以必须要加强电气工程设计工作，这样才能够保证高层建筑整体运行能力。高层建筑的电力资源使用设备非常多，而且高层建筑大多数都采用两路独立的电源，如果同时进行供电时能够有效提高电气工程的应用质量。高压配电系统作为高层建筑中最关键的部分，能够对电源稳定供电起到非常良好的作用，通常情况下高压配电系统必须采用单母线分段式的设计，这样才能够保证线路的正常使用，并且也可以进行自动切换，相互之间还能够成为彼此的备用设备，保障电力的正常运行。母线通常是分段数目的，能够与电源线回路进行匹配适应[3]。

2.2供配电系统配电箱的设置

为了能够保证电气接线的整体要求，配电箱必须要将开关设备保护电气测量仪表以及相关的辅助设备共同组装到封闭或者是半封闭的金属柜上，这样才能够形成低压配电装置，通过自动开关或者手动开关的方式能够实现电路的接通或断开。当线路运行不正常或者出现故障时，则可以利用其他的线路进行切断或报警，在各个发配变电所中，利用测量仪表的方式也能够保证各种运行参数得以全面凸显，也能够充分的调节部分电气参数，具备提示或警告的功能。在高层住宅建筑中，照明配电箱的回路必须要满足照明系统的需求，客厅卧室、厨房、卫生间的插座，都必须要有单独回路供电[4]。在空调回路设置的过程中必须要设置成独立式的空调回路，除了壁挂空调插座之外，其他的插座回路都应该安装漏电保护装置。

2.3电气设备低压断路器的选择

在现代高层建筑中，由于照明系统、供电系统必须要以低压断路器对主体电器进行控制和保护，所以低压断路器的安全性和可靠性就尤为重要。与传统的保险丝和闸刀相比较来看，低压断路器具有更全面的保护功能，能够对当前变电所以及动力照明系统提供最广泛的保护功能根据电源的种类。电气设备低压断路器可以分为直流和交流等两种电路，根据结构类型又可以分为封闭式和框架式两种低压电路。当空气开关中安有失压保护装置，一旦电压降低到了额定电压的50~60%左右就必须对不重要的用户进行切除，否则很有可能导致电动机烧坏或者是电网电压无法恢复，而这种失压保护会马上启动，使得欠压脱扣线圈在线电压上并联。等到电压恢复正常供电时会吸住衔铁，当电压降至额定电压的50~60%时，吸力没有弹簧的拉力大十衔铁就会撞击锁扣，断开触头，所以低压断路器最主要的目的就是对线路的保护，根据保护对象的不同还可以采取具有针对性的保护措施。例如在变电所所采用的低压断路器中，不仅可以具有低压断路器通用的保护装置，而且还能够具有远程控制的功能，实插座线路上低压断路器的有效安装[5]。

2.4变压器的设计

为了保证变压器的正常运行，提高变压器安全性和可靠性，所以必须要充分的考虑变压器的运行条件，将成本和能源消耗控制在最低，所以在智能建筑变压器的选择时应该以低能耗材质的高效变压器为主，保证变压器的负荷率在最佳状态的70~85%左右。如果变压器的容量和负荷率始终保持在平稳状态时，可以减少变压器的数量，而增加变压器的容量，这样就能够有效的节约能源，提高能源资源的利用效率。由于受到季节性负荷，很容易导致电能质量受到影响，所以可以设置专用的变压器来应对季节性的负荷变化，实现灵活投切，保证变压器经济运行，避免由于轻载运行而造成能源损耗。例如在夏季空调负荷比较大，所以可以使用单独的变压器作为空调变压器，通过这样能够充分发挥出空调的季节性特征，减少能源消耗，保证变压器的经济效益[6]。

2.5减少线路损耗

高层建筑电气设计篇（11）

引言

大型高层居民建筑电气设计包括供配电系统，公用动力，公共照明，消防系统，电力监控系统，防雷及接地系统，安保系统等。

大型居民建筑多指楼层达18层以上，涉及人群较多，消防安保一级负荷集中等特点，从供配电设计，计量设计，终端通讯等几个方面进行分析说明。

对低层居民建筑和大型城市综合体来说，在《供配电设计》等有关设计标准中均能找到设计依据和相关技术标准，但大型高层居民建筑既区别于工厂配电，也区别于居民小区用电。

综上所述，对大型居民建筑单独作为一类电气设计提出来研究，是很有必要单独考虑设计方案。

在本次讨论的题目中，对《供配电设计》等有关标准不在赘述。

1 供电系统设计

1.1 负荷等级

大型居民建筑中，消防用排烟风机，应急照明，安保与消防监控中心，消防水泵，均为一级负荷。因此，配电设计应保证达到高压双电源，并能在末端切换的要求。

按照现行的《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》分类，居民用户为三类负荷，但大型居民建筑人员密集，停电后对正常生活产生较大影响，在供电方式的选择上，应该考虑按二级负荷来配置电源，但根据投资和负荷的重要情况，适当降低设计标准，尽量不考虑公网变电站专线供电的方式，应考虑从公网选择双电源供电，保证其安全可靠性。

1.2 容量计算

容量根据《低压供电设施制作安装规范》住户基本容量配置。计算容量除了考虑其他动力、物业等用电外，还应考虑当地气候条件，对采暖和制冷的集中用电的实际需求，以及干式变压器过载能力的考虑，应考虑增加一定百分比的用电容量余度。

1.3 供电一次系统设计

1.3.1 运行方式及配电设计

配电室电气一次设计中，应按两个独立电源进线设计，采用单母分段，两台变压器设计，设母联开关及母线PT装置，装设备自投装置，可自投自复。

与居民建筑非独立异地建设的地下配电室或楼层配电室，应采用干式变压器设计，配电室门窗防火等级按Ⅱ级设计。

1.3.2 保安电源设计

保安电源与公网电源之间有电气和机械联锁设计，不得并网运行，能满足消防及应急照明一级负荷的末端切换，并保证在非事故情况下，给部分重要负荷供电的可能，如底层大型商场电梯，照明或导向指示照明系统等。

根据其负荷分类，可参照二类负荷标准，但因属于居民建筑，考虑维护运营成本，不必设计大型的UPS电源或者成套的直流屏柜设计，也不必设计自备发电机设计，但可以考虑对消防系统的楼外泵房等负荷，除了本供电系统的双电源外，在条件允许情况下还可以增加外部公网低压电源作为另外一路备用电源设计，提高一级负荷的供电可靠性。

1.4供电二次系统设计

根据电气一次设计，保护装置应按终端配电室设计，进线柜设微机线路保护装置，受电柜设变压器保护装置，母联保护装置，独立配电室的油变，应含非电气量温度瓦斯保护功能，备自投等功能。

双电源之间，应设计可靠的电气闭锁装置。低压装置中应设电容自动投切装置。

2 低压配电系统设计

在土建设计中，应有配电通道设计，每层设配电间，配电间最小门宽不低于0.8米，门高不低于2.1米，配电间面积不小于2.5平方米，与热、水、通信等管道不在同一通道通过，配电间应有移动通讯信号。

低压配电系统应按TN-S系统设计；低压总断路器不应采用欠压脱扣装置。不同楼宇不同单元的配电，应从配电室低压柜引出的电缆分支箱二次分配电能，楼宇和单元间设电缆观察井，便于维护和检修。

在低层居民建筑中，一般都采用三相四线电缆配电，计量箱内分层分相配电，因户数少，负荷小，配电设计简单，大型高层居民建筑配电方式因同一单元内负荷集中，配电距离长等因素并存。

高层居民建筑内各单元负荷分配，单层间的负荷较为集中，用电容量大的特点，一般考虑不同楼层段分段供电，即在几个楼层间共用一个母线桥，用多个相对独立的封闭式母线桥将整个建筑分为多段，从低压配电室每个馈路电缆向不同的封闭式母线桥进行供电，每层再通过电缆向计量箱引入三相电源及零线和PE线。

零线和PE线采用与多段母线桥贯通的整根铜排设计，零线和PE线应该按两点接地设计。

3 接地与防雷

大型高层居民建筑，属于人口密集建筑，高压电缆T接点及进线柜均设避雷器，高低压进户线绝缘子铁脚、母线桥外壳均应可靠接地。因贯通的PE线距离较长，等电位联接要以总等电位联接为主，辅助等电位联接和局部等电位联接为辅的方式。

高层建筑的楼顶设计有避雷针和避雷带，雷击以后接地线引出电流向大地泄流，同时在接地线上会留有泄流残压，将对供配电系统的接地、零线甚至相线形成反击电压，目前在居民建筑中没有设计室内低压避雷器和浪涌保护等避雷措施，造成电气设备损坏。这是低层建筑和大型高层居民建筑设计中不同的地方，应引起民用建筑设计人员的足够重视。

与混砖结构的低层居民建筑不同，高层建筑防雷接地和电气接地必须做到两者分离，两个接地装置接地点距离3米以上，接地电阻单独校验计算，在设计过程中应加以区别。

4 用电计量设计

应根据供电部门要求集中装表，分别安装负荷控制终端，集中器，通讯采用GPRS无线移动通讯系统。高层建筑混凝土建筑结构对通讯信号有屏蔽作用，配电室应设计引入GPRS无线移动通讯信号。

参考文献：

[1]杜秀兰.等电位联结与接地故障保护[J].低压电器，2009（8）.

[2]陈家斌.接地技术与接地装置[M].中国电力出版社，2003.