高层建筑电气设计模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇高层建筑电气设计，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

1 高层建筑电气专业的特点

用电设备种类繁多。高层建筑中用电设备包括电气照明设备、电梯设备、给排水设备、生活水泵、制冷设备、锅炉房用设备、空调系统用电设备和消防设备等。耗电量大。由于用途不同,高层建筑用电量也有一些差别,但总体而言,耗电量非常巨大。供电可靠性要求高。根据要求,消防用电、应急照明、主要通道照明、客梯电力、变频调速生活水泵等设备在设计时都需要由两个独立的电源供电。

2 高层建筑电气设计的主要内容

2.1 负荷的计算

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，安全可靠与经济运行，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。

2.2 供电电源及电压的选择

为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压，都采用10kV标准电压等级。

2.3 供配电系统的设计

高层配电系统的设计很大程度上关系到楼层电力分布与能源的合理有效利用，高层建筑配电要考虑到负荷及电网接入的式样，在此基础上再选择合适的电力设备。

2.3.1 高层建筑的电力负荷主要有消防设施，包括消防水泵，消防电梯，防烟排烟设施，火灾自动报警系统，自动灭火装置，火灾事故照明，疏散指示标志，电动防火门窗，卷帘和闸门等，照明装置包括正常照明、事故照明、应急照明、荧光灯广告、航标灯等；动力负荷包括升降电梯(载人电梯，货运电梯。人货混用电梯)、自动扶梯、传送带、供水、排水、供气等，以及空调制冷设备和其他电气设备(如保安监视、中央集控、微机管理中心等)。上述负荷中就用电量而言，动力和照明大约各占30％，其他占40％，就其重要性而言，消防用电是第一位的，因为高层建筑人员密集，内部装饰复杂，易燃材料多，发生火灾的可能性大。若一旦发生火灾，由于人员和物资的疏散极为困难，往往会造成重大经济损失和人员伤亡事故，有时甚至会造成不良政治影响。因此，有关规范规定，高层楼消防用电均属一级负荷。

2.3.2 供电电源电压及主接线

高层建筑由于用电负荷较大，它一般采用高压供电，供电电压国内多为l0kV。高压供电系统主结线一般多采用单母线制。单母线制主要特点是结构简单，所需设备和投资少，经济性好，因而一般高层建筑及工矿企业较多采用。高层建筑电力负荷性质为一级和二级负荷，按国家供用电规划规定，一级负荷应由两个独立电源供电，特别重要的一级负荷应由两个独立电源供电，二级负荷一般也由双回路线供电，但当取得双回路线很困难时，允许由一回路专线供电。高层供电的可靠性和连续性主要依赖供电方式的优化设计，其特点是：高压双回路或三回路进线，均采用内桥接法；低压采用单母线分段，设母线开关，负荷分布在各段母线上，有的互为备用；特别重要负荷由自启动(或手动启动)备用柴油机供电。需要指出的是，这些高压双回路或三回路进线来自不同的独立电源是十分必要的。上述供电接线可靠性较高，但是由于使用断路器数量多，变压器备用容量大，其经济性值要进一步计算。另外，供配电装置用了一些充油设备，会给变电所的布置及防火带来隐患。

2.3.3 变压器的选择

现在高层建筑中使用大容量变压器(单机容量超过l600KVA)并不少见，相对而言，大容量变压器效率较高，但投入时涉及的负荷面也宽。因此，科学地综合各种因素，再根据各相关专业的用电要求，适当地确定变压器单机容量及其台数。一般来说，根据空调设备的分组来设置专用变压器是比较合适的，这样就可以随着空调机组的投切来投切相应的变压器，从而取得良好的经济效益。

2.4 照明设计

2.4.1 光源

地下室、住宅客厅以荧光为主，设备用房、楼梯、走道和住宅(除客厅外)以白炽灯为主}商场照明仅设置总电源箱，具体灯具布置由二次装修设计。

2.4.2 事故照明

地下室、商场、楼梯间的照明系统有两个电源(备用电源由发电机供给)，另外在电梯前室、楼梯间、配电室、发电机房、水泵房及消防中心等重要场所设应急照明。电梯前室、楼梯间及走道等人员密集通道设诱导灯。

2.4.3 导线选择及线路敷设

住宅、商场及地下室照明线路，采用ZRBVV阻燃型塑料铜心导线。所有由照明配电箱配出的线路均采用金属线槽明敷。

2.5 防雷与接地

现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。

现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。

2.6 电梯

电梯按使用功能分，有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种；按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按电流分则有交流和直流两大类。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型，不是电气设计人员单方面所能决定的，必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。

2.7 防火和报警系统

由于高层建筑面积大、人员复杂，引起火灾的可能性很大，加之竖向孔洞多、现代化的塑料贴面材料、全部窗户密封、设备庞杂、人员和物质等都很集中，发生火灾时火势容易蔓延，疏散人员和扑灭火灾也很困难，所以现代化的高层建筑除了在建筑设计方面采取很多措施(如合理布局、采用耐火材料、划分若干防火区等)外，还应设置完善的自动消防系统和防火报警系统。自动消防和防火报警系统一般由检测、报警、确认判断和初期灭火设备、疏散诱导系统、排烟灭火系统组成。

3 高层建筑电气设计需要注意的问题

由于社会人口膨胀和用地紧张, 高层建筑越来越多,其高容积率也逐渐被大家认可。然而,高层建筑电气设计的质量保证却是非常重要而复杂的一个问题,需要从安全性、适用性、可靠性、经济性等多方面进行考虑。

首先, 高层建筑电气设计必须在正常情况和停电火灾等特殊情况下,保证人员和建筑物安全。其次,电气设计在满足使用要求和规范的前提下,要减化供配电系统的结构,从而减少设备的数量和容量,便于操作和维修。最后,设计时确定合理的负荷等级, 缩短停电的时间及次数,减少故障。

篇2

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

高层建筑已成为现代城市的标志，同时它也象征着科技的进步。电气设计是高层建筑工程里必不可少的部分。但是，由于高层建筑的电力负荷过大，怎么合理的运用电气设计让建筑具有节能、智能、安全的特点，已成为人们关注的问题。

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。传统建筑电气设计只包括供电和照明，而今天一般将其设计的内容形容为强电和弱电。将供电、照明、防雷归类在强电，而其余部分，如电话、电视、消防和楼宇自控等内容统统归于弱电。这种分类以电压的高低为依据，容易理解，所以很快被人们所接受。

2 高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，全部划为照明计价系统，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 高层建筑电气设计中的需要注意几个问题

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

在科学技术日新月异的今天，随着微机自动检测及控制技术、计算机网络技术、通讯技术的发展，楼宇智能化的实现已成为可能。未来的住宅楼应有一个由检测单元、执行单元、数据采集单元、控制单元和微机组成的智能监控系统，由该系统对楼宇内的设备运行、电气故障、火灾、盗情等进行集中监控。再设置综合布线系统，将一定区域内的楼宇按星型拓朴结构建成小区局域网，进而所有局域网连接，同时与公安、消防、电讯、广播住宅管理等部门连网从而建成城市住宅管理信息网络，实现住宅的全天候、全方位监控和管理。

6 结束语

随着城市规模的不断发展，高层建筑越来越多，因此，高层建筑电气设计就成为设计者不得不面对的问题，同时，在能源紧张的今天，更要注重节能的设计。

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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).

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现代建筑向“纵深”发展，成为社会向前推进的必然趋势。随之而来的高层建筑电气设计也已成为一门综合性的应用技术，智能化、环保化的要求还在不断给我们提出新的研究课题。如何在不影响功能的情况下改善高层建筑高耗电量的现状，也迫切需要我们找到应对措施。本文针对高层建筑电气设计阶段相关问题。提出自己的看法。

1. 高层建筑电气设计要点

1.1 电力负荷的确定

电力负荷是供电设计的主要依据，按国家现行规范，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、应急照明等)、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别重要的负荷要求供电，其它用电负荷分别为二级或三级负荷。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。

1.2 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。

1.3 配电系统的设计

一般高压采用单母线分段形式。母线分段数目取决于电源进线回路数目，如有多台变压器组可分多段、自动切换，互为备用。10KV外部接线考虑环网接线形式，以提高配电网的可靠性。电源进线采用电缆进线，当供电电源分为主电源和副电源时，也可选用单母线不分段的结线。

高压供电系统及低压干线基本采用放射式供电，楼层配电则适合采用混合式系统。配电设备中的主要部分是干线，高层建筑的竖井多采用插接式母线槽，各楼层竖井设有配电间，水平干线较难走线，可采用全塑电缆与竖井母干线联接。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。如果高层建筑需要较大供电负荷，应分散设立区域配电中心(可考虑设备层、中间层或最顶层)。

低压配电系统各级开关均采用自动空气开关，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。

单台变压器的容量选择一般都大于1000 KVA以便控制变压器数量。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。单台变压器的配置对一些超高层建筑有经济上的弊端，由于这些建筑负载多而分散，可在负载相对集中的区域(如顶层)另设一配电间，以减少该区域的供电半径，降低电能损耗。

电梯应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。

计费采用高供高计，照明与动力分开，分别安装总电表和动力电表，总表减去动力表即为照明电。

1.4 主要设备的选型

1.4.1 高压开关柜

通常高层建筑的变配电室设在主楼地下层，不宜采用油开关。根据高层建筑地下室的规定，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。

1.4.2 电力变压器

主楼内不能装置油浸电力变压器，高层建筑单体面积大、负载多，可选择多台大容量变压器组合使用，对季节性负载集中设置，以便在过渡期停用相应变压器，从而降低能耗。

1.4.3 低压配电屏

多为大容量出线，建议采用手车式。

1.4.4 应急备用发电机组

应急发电机组应自成系统，避免接入其他负荷，位置宜靠近各区域配电中心。发电机选型建议采用燃汽轮发电机，较之传统的柴油发电机这种发电机具有体积小、重量轻、故障率低的优势，尤其适用于高层建筑。

1.5 变电所位置的确定

缩短供电半径是提高供电质量、降低电耗的基本出发点。高层建筑的主要用电负荷(如中央空调机房、泵房)都设在地下层，通常情况下，变配电所也设在地下层就具有经济上及环保方面的双重意义。

1.6 电气照明设计

高光效电光源是节能的需要。以此为出发点，根据使用功能、照度设计、眩光控制进行光源的选择、布局，由于电光源的装饰特性，它的布局还必须符合人们的审美情趣，力求在使用功能与艺术境界方面达到统一。

1.7 电缆与电线

一般动力设备与照明回路采用阻燃电缆线：消防设备与应急照明应选择矿物绝缘的防火缆线，才能保证其紧急状态下的正常功能。

1.8 防雷与接地

高层建筑主体都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接牢固，关键是做好金属管线的接地。在高层建筑中防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合为一体组成联合接地系统，接地电阻按最小的要求而定，通常是在4欧以下。联合接地网利用建筑物底板内的钢筋作为接地网。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位、提高安全性都有好处。

1.9 消防自动报警灭火系统

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。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。

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。

2. 高层建筑电气设计的特点与对策

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，对供电的可靠性要求很高；②高层建筑中，动力电与照明电各成系统、分别供电。动力负荷多采用放射式供电，照明负荷则采用母线槽配电方式：③高层建筑内部空间大、柱距大，又因其电气设备多，导致墙面埋线多、地面管道多：④高层建筑主体通常采用干法施工，并且建筑构件的预制装配化使施工周期缩短，要求电气施工科学地高效运行；⑤消防要求高。高层建筑高度高、设备多、人员密集、装修豪华、火灾隐患多，施救难度大，故对消防提出很高的要求。设计中对选材要有消防方面的针对性；⑥用电设备分散，管理难度大。要求微机系统监控管理；⑦防震要求：配电屏、灯具等电气设备的防震处理：管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理；⑧节能要求：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。围绕经济、节能和环保护的原则，采用技术先进、安全适用的配电方式，选用高效率变压器、电动机和高光效电光源、无功功率补偿装置和设备监控系统，减少电耗，节约用电；⑨电梯：电梯按供电电流分有交直流两大类，据不同使用功能又有客梯、货梯、自动扶梯、观光梯、消防梯、服务梯之分。电梯的数量、性能选择、布局配置要符合建筑本身的功能需求，需要工程各方集思广益而定。

3 高层建筑电气设计中的节能原则

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建筑电气不仅包括居民用电的设计，大型工程诸如商场、写字楼、工厂等建筑也应被涵盖进去。过去的社会发展水平有限，因此对建筑物的设计要求也并不高，只要做好供电和照明两个方面的设计就行，而随着社会生产力和生产水平的提高，人们生活需求变得越来越多，建筑物也建造得越来越高，这就对当前的建筑电气设计提出了新的要求，除了传统的供电和照明外，还需要对建筑的防雷、通讯设备、智能工具等方面用电进行设计，这给相关行业和设计人员带来了机遇和挑战。

1 高层建筑电气设计的特点

高层建筑电气设计工作自身具备一些特质，这些特质是同高层建筑的特点以及建筑内的电气有很紧密的联系。首先，高层建筑中所涉及到的建筑电气相关联的电气设备类别不断增加，使用功能以及要求越来越复杂。其中最常见的包括：室内室外的一些安全照明装置、冷却塔风机等电力制冷设备，货梯、客梯内的电梯电力设备，鼓风机、排风扇、空调、冰箱以及生活用水以及消防泵等给排水设备，吹风机、洗衣机等用电设备。

此外，高层建筑中存在的电气系统类别较多，用电量差别较大，同时对于供电设备要求也有较大差别。所以电力设备不同，所配备的电源也不同，所需要的供电设备也有不同的要求。高层建筑中主要涉及到消防用电、电梯用电以及应急用电，这些方面必须配备专门的独立电源，以免外部供电系统发生了故障之后，对于居民的正常生活与生产产生带来不利影响。

2 高层建筑电气设计的主要工作

2.1 按照不同设计内容进行设计

现在高层建筑的风格呈现多元化的发展趋势，建筑高度越来越高、占地面积很广，功能齐全多样化，所以高层建筑电气设计内容也与日俱增，设计水准也在提高。在狭义上讲高层建筑的电气设计就是指的高层建筑内部供业主正常使用的电气设备及线路的设计，广义上的高层建筑电气设计涉及到构筑物、道路、广场等许多附属结构的电气设计。传统意义上的建筑电气设计仅仅就是照明以及供电，但现阶段的高层建筑电气设计除了照明以及供电之外，还包括防雷击等强电部分和电话、电视、消防和楼宇自控等弱电部分。按照电压的高低类别进行划分可知，高层建筑电气设计可以分为强电、弱电两部分。弱电中所涉及到的消防、电讯以及自控内容和传统意义上的电气设计理念存在较大出入。但是高层建筑电气设计也不是完全将这两类型单独进行设计，最常见的包括动力设备的二次控制回路，电压较低属于弱电，但是设计的时候按照强电标准进行设计；消防回路中的联动电压较高，但是设计的时候依旧遵守弱电标准。

2.2 按照设计步骤进行设计工作

首先对计划任务书进行审议，通过之后建筑工程设计紧接着迈入初步设计以及施工图设计。如果所涉及到的建筑工程比较重要或者规模较大，那么应该制定多个备选方案以便优选，但对于小型的高层建筑可以直接选取方案进行初步设计。在建筑设计任务确定之前首先应该做的是，认真理解领会设计任务书的各项任务，将各项批准文件准备齐全，认真核实需要检查的各设计项目、设计范围和设计内容。等到上述工作完成之后开始办理设计委托文件。设计人员在各项设计工作开展之前，首先要对设计目的和设计内容进行认真审读并领会理解，结合合计内容，进行深入的调研，搜集相关资料，为设计高质量和快进度的完成创造条件。编制的分项设计文件必须根据设计工作中各阶段的不同要求和特点，然后上交主管部门，经过审核通过后交付施工单位，根据设计方案展开施工。在施工之前，设计人员应该把设计的技术路线等内容向施工单位的专业人员进行技术交底。

2.3 与相关部门就设计中的问题进行交流

高层建筑工程项目的电气设计中，建设单位必须做好设计单位的初步设计文件的审核工作，建设主管部门审核通过后，下一步的设计工作方可进行。其中高层建筑电气设计涉及到的有关的政府及行政部门主要有城乡规划部门、供电部门、人防部门、消防部门、环境保护部门、邮电部门以及文物部门等，如果工作中存在了一些持有异议的问题，应该上报上面所述的部门，展开研讨论证得出一致的意见后才可进行。

3 高层建筑电气设计发展要求

3.1 满足高层建筑物的使用功能

高层建筑的电气设计必须同建筑的使用功能相吻合，照明方面必须达到照度、色温、显色指数等技术等相关技术标准，制冷取暖方面，空调的温度以及风速等也行符合设计要求，为使用者创造一个舒适的居住环境，同时也应满足相关部分的卫生标准。所涉及到的应急通道以及消防设施要达到防火规范，为突发事件情况下的居民创造一个畅通无阻的通道，满足应急要求。其中所涉及到的一些娱乐场所或者公共场所，必须所需的专业技术要求，例如电影院中，照明设备必须做好专业的电力设计。

3.2 满足高层建筑节能和经济的要求

设计中应该做到"经济合理、价值实用、技术先进"，高层建筑的耗电量非常的大，有很大的节能空间，设计过程中应该充分的挖掘节能空间。如果一些地方可以安装电气节能设备，那么应该尽可能的采取节能设备，综合各方面的樱色考虑设备的性能、原理以及效果等方面，不仅仅要达到技术以及技能方面的标准，同时也要符合预期的成本要求，做到真正意义上的节能。

在满足节能要求的同时也应顾及到经济方面的因素，如果因为节能导致大成本的投入，那将是无意义的，徒劳的。节能的本质就在于节能设备在使用期限内的使用成本及投入成本之和远远小于非节能设备的使用成本及投入成本之和。

3.3 处理好高层建筑电气设计稳定、安全、经济三者的关系

高层建筑电气设计必须做到安全、稳定、经济这一预期目标，如果稳定、安全与经济之间难以同时兼得，那么优先考虑高层建筑电气设计的安全和稳定，在此基础之上再去追求经济方面的问题。作为一个高水准的高层建筑电气设计方案，必须合理的把握这三方面的度。安全和稳定是前提，在此基础之上做好经济措施，创造更多的经济效益。

4 结束语

综上所述，高层建筑电气设计是关系到人们日常生活和国家经济水平发展的重要工程项目。因而在实际工作中，要重视对该环节的施工，务必要使工程质量安全达到国家规定的标准。同时，国家也要不断加大对该项目的支持和投入，相关行业专家和研究人员也要不断深化对该领域课题的探索，在目前已有的技术上加以改进和升级，使该项目施工的技术水平更高。随着高层建筑电气更加科学化和先进化，人们的生活质量和办公质量都会得到较大水平的提高，国家的现代化建设也能早日实现。

参考文献

[1] 郑梅阳. 高层建筑电气设计特点及发展研究[J]. 科技风，2012（07）.

[2] 刘彬. 高层建筑的电气设计特点[J]. 今日科苑，2007（20）.

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关键词：高层建筑；电气设计；重点分析

我国的城市化进程在不断的加快，在城市化进程的过程中，高层建筑的数量在不断的增加，因此必须要重视高层建筑的设计，保证高层建筑的安全，要想提高高层建筑的安全性，就必须要重视建筑电气的设计，在对建筑电气设计的过程中，一定要进行反复的推敲，认真、仔细，保证建筑电气的功效得到充分的发挥，满足高层建筑的实际需求。

1 高层建筑电气设计的特点

高层建筑中有许多的设备会和电器相连接，这些设备的种类较多，楼梯过道室内和安全照明等电器设备，消防水泵和生活水泵等排水设备，客梯或者是电梯等电梯设备，鼓风机和引风机等锅炉房设备，除此之外，还有其他的一些家用电器，这些设备要想正常的运行，都必须要利用电能，因此必须要重视高层建筑电气的设计。高层建筑电气设计是一项十分复杂的工作，不同的建筑在功能方面存在着极大的差异，由于高层建筑的功能不同，导致了用电量也存在着显著的差别，为了能够最大限度地降低电能的消耗，就可以对一些有着独特性能的电气设备配置独立电源，在这样的情况下，一旦发生事故，就能够及时的避免一些重要设备发生损坏，降低事故可能会产生的损失。

2 高层建筑电气设计的重点

2.1 供电电源和电压的选择

高层建筑要想正常的运转是离不开电能的，为了充分的保证供电的安全性与可靠性，在一般的情况下，高层建筑都会设置2个相对独立的电源，这样即使一个电源出现问题，另外的一个电源也可以保证高层建筑正常的运转。电源的数量还要根据实际的电网情况和电负荷大小来决定，不同的建筑设置的电源数量也存在着差异。如果使用的是两个独立的电源，那么在运行的方式上，就可以使用同时供电的方式，在这样的情况下，这两个电源就能够起到互为备用的作用，除此之外，为了充分的保证高层建筑供电的安全性，可以使用柴油发电机进行发电，柴油发电机可以在较短的时间内保证建筑物恢复供电，使得一些电气设备能够正常的运行。

2.2 负荷计算

电力负荷在高层建筑供电设计的过程中是非常重要的，可以为电气设计提供参考数据，而且电力复负荷的数据准确性较高，使用电力负荷参数可以充分的保证整个建筑物的电力能够安全的运行，通过参数计算，可以明确气设计的要点，最大限度地发挥建筑电气的功效，一般的高层建筑电气在设计的过程中，对电力负荷的计算方式会采取需要系数法和负荷密度法。

2.3 配电系统

高层建筑电气使用的是高低压电的配电系统，在一般的情况下，高压配电系统使用的是两路的电源，两路电源是在供电的过程中所使用的，可以充分的保证整个供电过程的可靠性。而且高压配电系统使用的是单母线分段形式，这种形式可以进行自动切换，相互备用，保证建筑物内的一些电器能够正常的运行。无论是低压干线还是高压系统，其配电方式都是放射式系统，对于楼层所使用的配电方式是混合式系统，正是基于这一特点，有许多的高层建筑在施工的过程中都会使用插接式母线槽，插接式母线槽在进行水平走线的过程中比较困难，可以根据实际的情况，采取其他的方式。

2.4 防雷与接地

高层建筑在进行接地设计的过程中，由于在地基施工的过程中会使用钢筋混凝土剪力墙技术，在这样的情况下，就能够保证墙体和地板进行有效的连接。因此，在进行建筑电气接地设计的过程中，必须要对金属管线做好保护措施，由于高层建筑在施工的过程中会将工作接地、电气设备保护接地和防雷接地合在一起，形成一种混合接地系统，因此，在钢筋混凝土基础施工的过程中，就能够将钢筋混凝土基础当做是接地板，如果遇到特殊的情况，还需要进行人工接地，这样才能够充分的保证建筑物的可靠性。

2.5 设备的选型

在高层建筑中，变配电室通常情况下都是在主楼的地下层，因此，在这种情况下不适合采用油开关，而高压开关柜在应用方面却有着非常好的优势。高压开关柜是一种真空开关，在进行操作的时候更加安全和方便。根据相关的防火要求，在主楼内是不允许安装大容量的电力变压器，因此，在电力变压器的容量方面要进行充分的考虑。为了更好的保证高层建筑的供电可靠性，通常都是要准备应急发电机组的，以前都是准备柴油发电机组的，但是，现在，很多的高层建筑使用了汽轮发电机，这种发电机在体积和重量方面都是非常轻的，而且，在反映速度方面也是非常好的。

2.6 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。照明线路和供电方式要求安全可靠、经济合理、电压稳定。由于电气照明线路与人们接触的机会较多，所以电气照明设备外露的、不应带电的金属部分都须绝缘或接地。重要场合的照明和事故照明，要有两个电源供电，确保供电可靠。照明线路最好专用，以免影响电光源的寿命和照明质量。

3 高层建筑电气的节能设计

我国一直以来都是一个地域发展不平衡，能源相对缺乏、人口较多的国家，目前前全球能源紧缺、人口不断增长的情况下，城市高层建筑电气设计呈节能化发展趋势。在城市高层建筑设计中注重节能是十分必要的，具有的意义也是较为深远的。近年来，随着"绿色工业革命"的兴起，节能成为当前经济建设的重要目标。城市高层建筑电气设计的节能化发展代表着建筑行业技术应用的高水平阶段，是建筑行业传统工业技术与现代的信息技术完美结合的产物。由于高层建筑多建筑功能全面而设施复杂，所以其对设计和管理的要求就非常严格。有鉴于不同的设备其功能和性能存在着很大的差别，所以盲目的追求最新和最全是非常不切合实际的。电气系统的操作简单，设计要经济合理，技术先进但要选择可靠实用经过实例证明成功应用的产品，选择稳妥、可靠的新技术，尽可能简化系统，力求做经济节约、技术可靠和质量过关，切勿盲目求新贪大。

4 结论

经济社会在不断发展，高层建筑也将获得更好的发展，在高层建筑设计过程中要对电气设计工作进行重视，这样能够在设计过程中减少能源的浪费情况，同时，也能降低环境污染问题，给人们提供一个舒适和安全的居住环境。

参考文献

[1]陈志民.探讨高层建筑电气节能设计[J].广东科技，2009（18）.

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1 高层建筑电气设计要点

1.1 准确计算电力负荷

电力负荷作为供电设计的重要依据。在计算高层建筑的电力负荷过程，通常使用两种方法：负荷密度法和需要系数法。在进行高层建筑的电力负荷预算过程对照明电和动力电要分开计算，通过准确的计算，选择合理电气设备，从而保障高层建筑电气系统的安全性、可靠性和经济型。

1.2 合理选择电源及电压

为了保证高层建筑供电系统的可靠性，在设计现代化高层建筑时，要设计至少两个独立的电源现，并依据建筑物的功能及周边的环境，确定具体的独立电源的数量。其中对于独立的供电电源，在实际的运行过程中，要保证两路同时供电，互为备用。除此之外，还要适当的设置部分应急备用发电机，如柴油发电机组，从而保障在供电断路之后在15秒钟内自行恢复，保证建筑内的正常照明，避免因故障造成电脑设备、消防设备、电梯等设备的瘫痪。

1.3设计配电系统

通常建筑电气系统都是单母线分段。该电气系统中计费方式一般是高供高计，并且在电气系统的低压侧，也需要设置电度表，在计算电气系统的电价过程，要将照明和动力电分开计算。其中高压供电系统和低压干线配电方式则基本上采用放射式的系统。楼层配电一般是混合式，且配电设备中的重要部分都采用干线。高层建筑的竖井则通常设置插接式母线槽，各楼层竖井都设有单独的配电间。此外，变压器的容量要不小于1000kva，这样的标准能够减少变压器的使用数量。

1.4主要设备的选型

1.4.1 高压开关柜

高层建筑的变配电室一般不能都是设置在主楼地下层，避免使用油开关。根据高层建筑地下室的相关要求，一般高压开关柜选择有“五防”功能的真空开关手车式。

1.4.2电力变压器

根据建筑电气的相关规定选择，主楼内不能设置油浸变压器，通常选择节能型干式变压器。高层建筑由于面积大，负载过多，在选择变压器过程可以选择多个大容量变压器共同工作。

1.4.3应急备用发电机组

过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有很多的优点，如体积较小、重量轻、反应灵敏，不容易出现故障等。

1.5 变电所位置的确定

随着经济的发展和人们生活水平的提高，现代高层建筑的用电量往往非常大，在选择变电所位置过程，最好使得高压能够深入到负荷内部。从而实现节约电能，提高建筑电气系统的供电质量。

1.6 电气照明

在设计建筑电气照明系统时，要选择合理的光源、灯具造型及布置，精确的计算照度，有效的控制眩光和调光，严格遵照照明配电线路的敷设要求等。照明设计和布局一方面要满足人们的审美需求.另一方面能达到照明的功能。其中为了有效的实现节能，可以选择高光效电光源。

1.7 合理选择电缆与电线

为了保障在发生安全事故的紧急状态电力系统能正常运行，动力设备与照明回路通常都是选择阻燃缆线；而消防设备与应急照明的电缆一般是矿物绝缘的防火缆线。

1.8 设置防雷与接地

近几年来，随着科技的发展，高层建筑的防雷措施不仅有避雷针和避雷，还出现了一些更先进的方式，如消雷器和放射性避雷针。目前，高层建筑通常都是与楼板的连接紧密的钢筋混凝土剪力墙，因而，为了做好防雷措施，必须加强金属管线接地的处理。

1.9 消防自动报警灭火系统

随着自动化和计算机网络技术的发展，出现了很多火灾自动报警灭火系统，该系统一般是由四部分组成：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。当火灾出现之后，探测器就会接到信号，并将其转换为电信号传输给报警系统，报警系统在接到信息之，通过自动控制系统及时的进行火灾扑救，从而实现火灾自动报警灭火。

2 高层建筑电气设计中的原则

2.1 节能性

随着能源的紧缺，我国当已经将节能环保作为了一项国策。高层建筑作为电能消耗的主体，设计在进行建筑电气设计的过程中，要不断的改革创新，实现节能性电气技术和设备的更新换代。

2.2 适用性

在建筑电气的设计过程中，要根据相关的规定进行设计、操作和运行，尽可能的采用先进的设备和技术，简化供配电系统，降低电气设备数量，从而保障电气系统的操作维修方便，提高电气的适用性。

2.3 可靠性

在设计电气系统时，必须保障电气系统的运行，设置必要的应急措施，来保障故障时的电气的正常运行。

2.4 安全性

高层建筑的电气系统，在保障建筑物电力供应的正常时，还需要提高其的安全性，制定合理的负荷等级，尽可能的避免故障发生，从而有效的降低电气运行成本。

3 高层建筑电气的节能性和安全性

3.1提高建筑电气设计的节能性

提高建筑电气的节能性主要可以从以下几个方面考虑：1选择合理的变压器。为了提高建筑电气的节能性，根据建筑的特点选择适当的变压器，一般是节能型变压器。2仔细分析研究，实现电动机的节能。综合各方面因素，详细的分析电动机的节能问题，一方面可以通过就地电容器补偿来降低线路损耗，同时还可以通过降低电动机在低效率下的轻载或空载来实现。除此之外，还可以通过使用变频调速控制电动机，来适应变化的负载，从而提高电动机的工作效率，节约电能。3.在建筑电气设计过程中，合理设置照明系统，在保障照明的前提下，尽量的使用日光，从而降低照明系统中电能的消耗，提高建筑电气的节能效果。

3.2高层建筑电气的安全性

加强建筑电气设计的安全性主要可以选择合理的电力供应系统；保障供电线路的稳定，不能随意的更改供电线路，以防出现安全事故；利用建筑物中的保护接地系统实现接地，并且采用共用接地体方式，因而，在实际的接地设置过程中，为保证电气使用人员的安全，共用接地体的电阻必须小于l欧姆；通过计算计算技术、网络技术及自动化技术等先进的技术，设计高效的消防控制系统。总之，提高建筑电气的安全性，必须合理的设计建筑电气系统，不断的进行技术和工艺改进。

4 结束语

总而言之，随着技术的发展，智能化的高层建筑正在逐渐的增加，人们对建筑电气关注越来越高。但是由于建筑电气涉及的因素众多，在实际的设计和施工、运行过程中，仍旧存在问题，因而研究者需要不断的吸收外国先进的经验技术，在融会贯通的基础上，进行改革和创新，提高建筑电气的节能性和多功能性，从而给人们提供一个安全、舒适、高效、节能的居住环境。

参考文献：

[1] 陈锋.高层建筑电气设计的探讨[J].建材发展导向，2011，（06）.

[2] 刘群、张洪艳、陈永刚.超高层建筑电气设计探讨[J].科技创业月刊.2011，（04）.

[3] 陈宏飞.浅谈高层建筑电气设计的特点[J].建筑设计管理.2013，（03）.

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1、引言：

高层建筑因其在空间利用上的优越性出现频率与数量是越来越多 ，在各大中型城市呈现出快速增加的态势。高层建筑在发挥它巨大空间利优越性的同时 ，也带来让人们不可忽视的问题 ，人口多、面积大、层数多、功能复杂并且对信息化的要求较高 ，因此高层建筑对电气的依赖性也在不断增强。电气设计成功合理与否 ，在很大程度上决定着高层建筑的安全性与可靠性。因此，高层建筑的电气设计问题不可小视。

2、高层建筑电气设计的特点

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备; 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负荷的计算

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，安全可靠与经济运行，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。

3.2供电电源及电压的选择

为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在巧，内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。

3.3高低压配电系统的设计

现代高层建筑均是采用两路独立的电源同时供电。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。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。采用放射式系统配电方式对高压系统及压干线进行配电。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。每层楼竖井设层问配电小间。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。

3.4 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。

3.5 防雷与接地

现代高层建筑的防雷设计, 除采用避雷针和避雷带的传统做法外近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用, 但在理论上一直是有争议的。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙,与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地,都是合在一起的, 组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定,通常是在4 欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求, 仍需要装设水平的人工接地体将主要的建筑物基础连接成接地网, 这对均衡电位,提高安全性都有好处。

3.6电梯

电梯按使用功能分,有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种。按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等。按电流分则有交流和直流两大类。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型,不是电气设计人员单方面所能决定的必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。

3.7 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。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。

4、高层电气设计存在的问题

4.1 消防设备供电系统没有合理的未采用专用回路供电

高层建筑施工过程中 ，存在设计施工人员将容量负荷较小的消防设备及其使用电源直接接引在非消防供电回路的情况 ，一旦发生火灾 ，在消防人员会切断与消防设备无关电源的情况下 ，消防设备电源也会被切断 ，这就导致消防设备无发发挥作用 ，将会给人民群众生命、财产安全造成无可挽回的严重损失。

4.2 公共建筑非消防电源切断区域设置不合理

在现代高层建筑具体的设计施工过程中 ，设计施工人员往往对“有关部位”概念理解不深入、不全面 ，导致直接将切断非消防电源的消防控制模块设在民用、常用的低压配电室楼层照明干线回路上。这种情况的出现势必会在突发性灾难发生时造成消防时断电范围过大 ，给高层建筑中的各楼层住户造成不必要的恐慌。

4.3 高层建筑住宅配电箱进线开关选择不合理

现代高层建筑中建筑住宅的本配电箱问题主要表现为进线开关选择不合理 ，通常设计施工人员会选择具有短路和过载功能的断路器 ，这会在一定程度上增加配电级数。

4、结束语

本文主要介绍了高层结构电气设计的内容，总结出一些设计上存在的问题，本文还存在不足之处，希望设计人员遵从国家相关规范，从技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的设计原则出发，使建筑电气设计更加合理，满足功能完备、适用安全的目的。

参考文献

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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。

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中图分类号： TU97 文献标识码： A

一、现代高层建筑电气设计的特点

1.高层建筑的特点

（1）建筑面积大、高度高。现阶段的高层建筑一般达到几万到几十万平米。由于建筑面积大，为减少占地面积，大型建筑物都必须向空中发展，因此建筑的高度也不断刷新纪录。

（2）地下层功能复杂。考虑到实用、安全、结构等因素，高层建筑都设有若干的地下层，并且发挥着越来越重要的作用，例如地下停车库、变电所等。

2.高层建筑电气专业的特点

（1）用电设备种类繁多。高层建筑中用电设备包括电气照明设备、电梯设备、给排水设备、生活水泵、制冷设备、锅炉房用设备、空调系统用电设备和消防设备等。

（2）耗电量大。由于用途不同,高层建筑用电量也有一些差别,但总体而言，耗电量非常巨大。

（3）供电可靠性要求高。根据 《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑电气设计规范》的要求，消防用电、应急照明、主要通道照明、客梯电力、变频调速生活水泵等设备在设计时都需要由两个独立的电源供电。

二、现代高层建筑电气设计的主要内容

1.电力负荷的确定

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.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。国内高层建筑的供电电压，都采用10kV 标准电压等级。

3.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。

(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。每层楼竖井设层问配电小问。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。

(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。

4.变电所的设计

现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。国外高层建筑的变电所都设在主楼内。建筑高度在 30层左右的， 大都集中在底层；60层左右的，则分散在地下层、中间层和顶层。也有仅在中间层或仅在地下层、顶层设变电所的。变电所的数量及其位置的分布，应通过技术经济比较决定。

现代高层建筑规模很大， 所以其变电所的规模也较大。整个供电系统很复杂， 对这样一个供电系统，要求供电可靠，各种供电参数及开关状态、变压器运行状态和各机房运行状态，若用人工值班 通过电话联系或人工巡视，工作量大，速度也很慢。设计人员在预留的控制室内使用微电脑进行监测、管理，能迅速发现故障，使设备作最佳工况运行，实现遥控遥测，达到节约能源，减少人力，安全、合理运行。

5.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。

6.防雷与接地

现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。广州花园酒店、南京金陵饭店都装设了放射性避雷针。但是也有人认为，从国外引进的这种放射性避雷针，维护复杂，价格又不便宜， 还是采用传统的避雷方法简单可靠， 更加经济合算。但必须保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。

现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网， 这对均衡电位，提高安全性都有好处。

7.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。

三、现代高层建筑电气设计中应注意的问题

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。

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.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。

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。

5.电气设备的管线应采取防火措施。

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。

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。

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。

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。

四、结束语

随着城市规模的不断发展，高层建筑越来越多，因此，高层建筑电气设计就成为设计者不得不面对的问题，同时，在能源紧张的今天，更要注重节能的设计。

参考文献