摘要：為了提高大型商場(chǎng)等現代高層建筑電氣設計質(zhì)量，本文結合規范和工程管理經(jīng)驗，詳細闡述了現代高層建筑電氣設計的主要內容，并從設計上滿(mǎn)足系統用電負荷安全性要求，同時(shí)提出了設計中應注意的電氣節能問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設計；電氣節能

　　大型商場(chǎng)等高層建筑電氣設計質(zhì)量保證是比較復雜的一個(gè)課題，同時(shí)高層建筑耗能浪費的現象也是一個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題。作為商場(chǎng)的電氣工程師，不應只停留在電氣維護和商業(yè)裝修工程現場(chǎng)的日常管理上，還應該主動(dòng)熟悉和掌握與高層建筑電氣有關(guān)的設計規范、設備選型和節能改造上。

　　1 高層建筑電氣設計的主要內容

　　1.1 負荷的計算

　　電力負荷是供電設計的依據參數。計算準確與否，對合理選擇設備，安全可靠與經(jīng)濟運行，均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算，基本上采用負荷密度法和需要系數法。

　　1.2 供電電源及電壓的選擇

　　為了保證供電可靠性，現代高層建筑至少應有兩個(gè)獨立電源，具體數量應視負荷大小及當地電網(wǎng)條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時(shí)供電，互為備用。另外，還須裝設應急備用柴油發(fā)電機組，要求在15 秒鐘內自動(dòng)恢復供電，保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。國內高層建筑的供電電壓，都采用10kV標準電壓等級。

　　1.3 高低壓配電系統的設計

　　1.3.1 高壓配電系統：現代高層建筑均是采用兩路獨立的10kV電源同時(shí)供電。一般高壓采用單母線(xiàn)分段，自動(dòng)切換，互為備用。母線(xiàn)分段數目，與電源進(jìn)線(xiàn)回路數相適應。只有當供電電源為一主一備時(shí)，才考慮采用單母線(xiàn)不分段的結線(xiàn)。電源進(jìn)線(xiàn)幾乎全部采用電纜進(jìn)線(xiàn)。1.3.2 高壓系統及低壓干線(xiàn)的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線(xiàn)�，F代高層建筑的豎井多采用插接式母線(xiàn)槽。

　　水平干線(xiàn)因走線(xiàn)困難，多采用全塑電纜與豎井母干線(xiàn)聯(lián)接。每層樓豎井設配電小間。層間配電箱經(jīng)插接自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)從豎井母干線(xiàn)取得電源。當層數較多負荷數較大時(shí)，一般按層數分區供電，或將變壓器分散設在地下層、中間層或最頂層。1.3.3 功率因數按規定應補償到0.9~0.95.無(wú)功補償都采用集中補償方式。為降低變壓器容量，多集中裝設在低壓側，與配電屏放在一起，但必須采用于式移相電容器。

　　1.4 主要設備的選型

　　1.4.1 高壓開(kāi)關(guān)柜�，F代高層建筑的變配電室設在主樓地下層，按規定不宜采用油開(kāi)關(guān)。國外用于高層建筑的開(kāi)關(guān)有三種類(lèi)型可供選用：高壓空氣斷路器，SF6 開(kāi)關(guān)和真空斷路器。其中高壓空氣斷路器因技術(shù)陳舊，SF6 開(kāi)關(guān)尺寸數大，氣體具有毒性，故目前10kV真空斷路器應用的較為普遍。

　　因此，應根據高層建筑地下室的標準，選用具有“五防”功能的真空開(kāi)關(guān)手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜。1.4.2電力變壓器。根據防火要求，主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器的。目前有干式變壓器、SFe 變壓器和硅油變壓器等三種產(chǎn)品可供選用。

　　1.4.3 低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構，幾乎都做成抽屜式，特別是大容量的出線(xiàn)，則做成手車(chē)式。1.4.4 應急備用發(fā)電機組。過(guò)去大多是采用柴油發(fā)電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開(kāi)始采用燃汽輪發(fā)電機。這種發(fā)電機具有體積小、重量輕、反應速度快，故障率低等優(yōu)點(diǎn)。應急備用發(fā)電機組必須是快速自起動(dòng)的。一般應能在15s內恢復供電。從可靠性出發(fā)最好選用兩臺，自動(dòng)并車(chē)。容量較小時(shí)也可選用一臺。

　　1.5 變電所位置的確定

　　現代高層建筑的用電量相當大，在確定變電所位置時(shí)，應盡可能使高壓深入負荷中心。這對節約電能，提高供電質(zhì)量都有重要意義。

　　1.6 電氣照明設計

　　電氣照明設計，包括光源選擇、照度計算、燈具造型，燈具布置，眩光控制和調光控制和照明配電線(xiàn)路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著(zhù)非常密切的關(guān)系，應該相互配合，在使用功能及藝術(shù)意境方面求得統一。選用高光效電光源，可以取得節能的明顯效果。

　　1.7 防雷與接地

　　現代高層建筑的防雷設計，采用避雷針和避雷帶的做法簡(jiǎn)單可靠、經(jīng)濟合算。但必須保證各層樓面鋼筋、金屬管道與該層用作引下線(xiàn)的柱筋有可靠的連接，形成等電位層�，F代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的。關(guān)鍵是做好金屬管線(xiàn)的接地�，F代高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統。接地電阻按最小的要求而定，通常是在4 歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎作接地板。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿(mǎn)足接地電阻的要求，仍需要裝設水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎連接成接地網(wǎng)，這對均衡電位，提高安全性都有好處。

　　1.8 電梯

　　電梯按使用功能分，有高級客梯、普通客梯、觀(guān)景梯、服務(wù)梯、消防梯、貨梯、自動(dòng)扶梯等許多種；按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按電流分則有交流和直流兩大類(lèi)。設計人員的任務(wù)是要確定電梯臺數和決定電梯功能。電梯的配置和造型，不是電氣設計人員單方面所能決定的，必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。

　　1.9 消防

　　自動(dòng)報警和自動(dòng)滅火系統現代高層建筑的火災自動(dòng)報警滅火系統，包括：火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心和氣體自動(dòng)噴射滅火及自動(dòng)灑水滅火系統等四個(gè)部分，實(shí)現報警滅火自動(dòng)化。探測器探測到火災信號后轉換成電信號，進(jìn)入分區報警器和消防中心，發(fā)出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監控和消防指揮。關(guān)于高層建筑中消防用電的設計問(wèn)題，涉及到其他許多學(xué)科，而且規模越大，功能越多，控制內容越廣泛，設計內容也就越復雜2 建筑電氣設計中的節能原則及主要措施現今社會(huì )能源消耗急劇增加，能源危機迫在眉睫。因此，各行各業(yè)提出了節能的要求，節約二次能源---電能，也就成為民用建筑電氣設計的焦點(diǎn)。建筑電氣設計節能的原則建筑電氣節能應堅持以下三個(gè)原則：

　　2.1 滿(mǎn)足建筑物的功能即滿(mǎn)足照明的照度、色溫、顯色指數；滿(mǎn)足舒適性空調的溫度及新風(fēng)量，也就是舒適衛生；滿(mǎn)足上下、左右的運輸通道暢通無(wú)阻；滿(mǎn)足特殊工藝要求，如娛樂(lè )場(chǎng)所的一些電氣設施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。

　　2.2 考慮實(shí)際經(jīng)濟效益節能應按國情考慮實(shí)際經(jīng)濟效益，不能因為節能而過(guò)高地消耗投資，增加運行費用。而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時(shí)間內用節能減少下來(lái)的運行費用進(jìn)行回收。

　　2.3 節省無(wú)謂消耗的能量節能的著(zhù)眼點(diǎn)，應是節省無(wú)謂消耗的能量。

　　首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無(wú)關(guān)的，再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線(xiàn)路上的有功損耗都是無(wú)用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進(jìn)技術(shù)使其能耗降低。

　　因此，節能措施也應貫徹實(shí)用、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進(jìn)的原則。

　　在工程實(shí)踐中，公共建筑暖通空調系統和照明系統能耗分別占建筑總能耗的50%和20%以上，系統節能潛力是巨大的。目前，暖通空調系統的自動(dòng)控制基本上采用建筑設備自動(dòng)化系統，簡(jiǎn)稱(chēng)BAS 或BA系統，節能效率達10%~30%.而《建筑照明設計標準》（GB50034- 2004） 推動(dòng)了照明領(lǐng)域的科技進(jìn)步，有利于提高照明能效并推進(jìn)綠色照明的實(shí)施，如用細管徑直管型三基色T8 和T5 熒光燈代替T12 熒光燈，節能率為25%~35%;自鎮流緊湊型熒光燈取代白熾燈（40~100W），節能率為30%~75%.

　　民用建筑的節能潛力很大，應在設計中精心考慮。但是在選用節能的新設備上，應具體了解其原理、性能、效果，從技術(shù)、經(jīng)濟上進(jìn)行比較后，再選定節能設備，以達到真正節能的目的。

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