建设超高层建筑可以节省占地面积，但是建筑体量大，能耗高。根据世界高层建筑学会（CTBUH）公布的数据，超高层建筑能耗比普通公共建筑高2～3倍，因此有必要对超高层建筑电气的能效进行分析，在现有基础上提高能效，实现绿色可持续发展。
悉地国际设计顾问有限公司电气总工程师 李炳华
1972年，在美国宾夕法尼亚州伯利恒市（Bethlehem）的国际高层建筑会议上，将40层以上或建筑高度在100 m 以上的建筑称为超高层建筑。我国GB 50352—2019《民用建筑设计统一标准》规定，民用建筑按地上建筑高度或层数进行分类应符合下列规定：
1）建筑高度不大于27 m的住宅建筑、建筑高度不大于24 m的公共建筑及建筑高度不大于24 m的单层公共建筑为底层或多层民用建筑。
2）建筑高度大于27 m的住宅建筑和建筑高度大于24 m的非单层公共建筑，且高度不大于100 m的，为高层民用建筑。
3）建筑高度大于100 m的为超高层建筑。
建设超高层建筑可以节省占地面积，但是建筑体量大，能耗高。根据世界高层建筑学会（CTBUH）公布的数据，超高层建筑能耗比普通公共建筑高2～3倍，因此有必要对超高层建筑电气的能效进行分析，在现有基础上提高能效，实现绿色可持续发展。
为推动我国超高层建筑的可持续发展，规范绿色超高层建筑评价标识，2012年5月14日，中国住房和城乡建设部以建科［2012］76号印发《绿色超高层建筑评价技术细则》。该《细则》分总则、术语、基本规定、节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理9部分。
超高层建筑的数据
首先需要对超高层建筑中的负荷进行分类，根据在编的《建筑电气及智能化通用规范》，高度为150 m及以上建筑物的消防系统用电、安防系统用电、应急照明和航空障碍照明为特级负荷。
对已经建成的一些超高层建筑进行调研，整理出的电气参数如表1所示。
从表1可以看出，超高层建筑的建筑面积都是比较大的，变压器的单位面积装机容量也比较大，大部分超过了100 V·A/m2，只有少数项目变压器的单位面积装机容量在100 V·A/m2以下。超高层建筑变压器容量指标与建筑功能、建筑面积、建筑高度和附属功能等因素有关，一般在90～140 V·A/m2区间被认为是比较合理的，能满足90%以上超高层建筑的需要。
超高层建筑的垂直运输及楼上变电所
民用建筑宜按不同业态和功能分区设置变电所，当供电负荷较大，供电半径较长时，宜分散设置；超高层建筑的变电所宜分设在地下室、裙房、避难层、设备层及屋顶层等处。
当变电所设置在建筑物内时，应向结构专业提出荷载要求，并应设有运输通道。当其通道为吊装孔或吊装平台时，其吊装孔和平台的尺寸应满足吊装最大设备的需要，吊钩与吊装孔的垂直距离应满足吊装最高设备的需要。
设置在超高层建筑避难层、设备层的变电所，变压器的容量不宜大于1 250 kV·A，当采用单相变压器组成三相变压器时，单相变压器容量不大于800 kV·A时可不专设运输通道。
超高层建筑由于高度过高，电气设备的运输存在困难，可以采取的运输方案如表2所示。
采用货梯运输方式需要货梯的载重量要大，则货梯的井道也必须足够大，这样会占用建筑物的使用面积。采用室外吊装的方式在超高层的建设阶段是可行的，但是在施工完成阶段实施室外吊装容易损坏建筑物外立面和电气设备，不推荐采用。
目前有一些建议是将变压器拆分后运输上楼，但是变压器在工厂生产组装完成后，需要经过各项试验、检测后再交付给用户，在现场拆卸、组装有一些试验条件不能达到要求，变压器性能难以保证，因此不推荐将变压器分拆上楼。
为了解决超高层建筑变压器的运输问题，一款敞开式干式变压器SGB－NX1被研发出来。该型号变压器与SCB－NX1产品对比质量减轻约34%，与SCB11对比质量减轻约37%；体积与SCB－NX1产品对比平均小约0.67 m3，与SCB11对比平均小约1.1 m3。10 kV系列变压器参数对比如表3所示。
超高层建筑的核心筒和电气竖井
超高层建筑的核心筒就是在建筑的中央部分，由电梯井道、楼梯、通风井、电缆井、公共卫生间和部分设备间围护形成中央核心筒，与外围框架形成一个外框内筒结构。超高层建筑中的核心筒设计合理则能有效提高建筑物的使用面积。
筒标比＝核心筒面积/标准层面积，部分超高层建筑的筒标比数值如下图所示。可以看出，调查表明超高层建筑的筒标比在14%～38%，平均值为26%。筒标比过小，则电梯数量较少，舒适性和便利性要差一些；筒标比过大，电梯数量较多，舒适性和便利性更好一些，但实际使用面积相对少一些。
在超高层建筑中，强电竖井一般应设置2个及以上，高度高、功能复杂的项目竖井数量相应较多，重要项目设置了高压竖井和应急竖井。弱电竖井多为1个和2个，高度较高的建筑建议设置不少于2个弱电竖井。
对超高层建筑电气竖井的平均面积进行调查表明，强电竖井平均面积为6 m2/个，最大面积超过11 m2；最小为高压竖井0.7 m2，只能走线。弱电竖井平均面积为7 m2/个，最大为18.5 m2，最小为2.5 m2，最大面积与最小面积出现在同一个项目。
井筒比＝电气竖井面积/核心筒面积，调查表明，超高层建筑中井筒比平均值为4.2%，多在2%～8.5%范围内。
结束语
通过对超高层建筑数据进行分析，可以得出如下结论。
1）建筑高度超过100 m的为超高层建筑。
2）超高层建筑中有一些特殊负荷，可以节省用地。
3）超高层建筑统计数据表明：除住宅外，超高层建筑变压器安装容量一般在90～140 V·A/m2。
4）超高层建筑的垂直运输及楼上变电所小型化有助于提高超高层建筑有效利用率。
5）超高层建筑的核心筒和电气竖井统计数据表明：电气竖井数量和面积需在一定的合理范围内。
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