超高层建筑电气设计要点浅析

卢应国

摘要：当前我国经济持续发展，超高层建筑项目也越來越多，在建设过程中不仅要满足其基本的居住功能，还要在电气设计方面符合现代建筑发展的要求，保证建筑电气在使用过程中的安全性与可靠性。因此，本文针对电气设计中的几个重点环节进行阐述，对提高超高层建筑电气设计水平具有一定的推动作用。

关键词：超高层建筑；电气设计；要点

根据超高层建筑的特点来看，超高层建筑电气设计必须注重供电可靠性、电气设备使用安全性等，才能真正确保居民的生命安全。随着超高层建筑楼层的不断增多，超高层建筑电气设计的环境变得越来越复杂，必须严格按照相关规定和要求执行，才能避免重大安全事故发生。

一、电源供电方面的要点

一般情况下，高度在100米以上的建筑被称作是超高层建筑，并且，根据其用途、建筑面积、高度等的不同，电源供电方面的电气设计要求也不一样，通常情况下负荷密度需要控制在每平方米80瓦和每平方米120瓦之间。根据我国电气设计方面的相关规定可知，超高层建筑的客梯电力、排水泵、航空障碍灯、生活水泵等用电设备的供电等级是一级负荷，而消防用电设备如应急照明灯、消防控制中心、消防电梯等的供电等级也是一级负荷。因此，在相关规范中提出一级负荷的电源供电是二路独立电源，目前较多采用的10千伏的电压，在通过不同的变电站和不同母线段后，超高层建筑建筑所需的电量可以得到充足供应。与此同时，将备用发电机作为第三电源，以便停电、超负荷等情况下及时供电。

二、供电与配电系统方面的要点

根据超高层建筑的使用情况来看，在正常供电状态下，电源的数量必须在两个或者两个以上，并采用专线方式从上级变电站或者开关站进行放射式的供电。电源电压的等级一般为10千伏、20千伏、35千伏和110千伏，如果出现一路电源断电情况，则可以使用其它的电源及时供电。一般情况下，变配电所应该尽量在负荷中心附近，而民用建筑在高度不超过150米的时候，水泵房和中央空调机房等都是设置在地下的，在一定程度上可以降低电源供电的成本。如果变配电所到屋顶的距离不是很远，则可以在地下室中设置变配电所，并在其附近设置柴油发电机房，以备特殊情况下及时供电。在超过200米的高度后，可以在超高层建筑物的避难层设置变配电所，变压器的容量要低于或者等于1000kVA，持续工作时间不能超过负载的60%，可以有效减少电能和电压的损耗率，是重要的节能措施。一般情况下，应急柴油发电机和超高层建筑的正常供电电源之间设置有连锁，如果出现断电情况，应急柴油发电机会自动启动，并在10秒和30秒之间提供消防负荷和相关重要负荷，而应急照明设置有EPS应急电源，也可以与柴油发电机相结合使用，时间在10分钟以上。

在实际的超高层建筑电气设计中，配变电所的高低压开关柜布置型式主要有下进上出、下进下出、上进下出和上进下出四种，在遇到电缆截面较大或者数量较多的情况下时，要及时设置电缆夹层，将其高度控制在1.8米和3.2米之间的范围内。在电气设备的正常运行中，超高层建筑的高压一般采用的集中控制方式，分段断路器、变压器主断路器等一般采用集中监视方式，并且，主配变电所一般使用直流操作电源，而分配变电所采用的是交流操作电源或直流操作电源。在低压配电系统中，配电方式是应选用三级，以在总配电室、终端配电和配电间之间设置良好的开关动作。同时，超高层建筑中消防设备所使用的供电干线、分支干线都必须此阿勇矿物绝缘电缆，在合理控制矿物绝缘电缆长度的同时，有效减少偏移量。而电缆端部要严禁出现芯线溅水情况，与电缆相连接的配电箱和相关设备的接线盒的防护等级应在IP55或者以上。

三、照明方面的要点

根据国家相关规定，超高层建筑要最高位置处设置航空障碍灯，其供电标准与超高层建筑的主体建筑的最高负荷等级相同，如果遇到最高处面积比较大或者是建筑群的情况，还需要在建筑物外侧转角的顶端位置设置航空障碍灯。一般采用具有可自动通电和断电电源控制装置的灯，在按照相关标准进行选择的同时，确保障碍标志灯的光强可以不断变化，以便于进行光源进行定期更换。在部分超高层建筑的楼顶设置有直升机停机坪，其照明方面的设计需要严格遵守我国飞行场地的技术标准执行，在满足相关要求的同时，才能确保直升机停降的安全性。另外，为了避免停电或者特殊情况发生时出现重大人员伤亡事故，要在超高层建筑中设置相应的疏散指示和应急照明系统，以便居民下楼时使用。在进行公共区域或者停车场的照明设计时，要尽可能的采用智能照明系统，通过分区域和分时段等方式设置灯具的照明时间和用电量，是现代超高层建筑电气设计中的重要节能措施。

四、防雷与接地方面的要点

地震会给建筑物带来前所未有的灾难，此时必须应该注意的是供电系统在地震作用下是否会发生进一步的危害或者事故，例如供电系统可能发生爆炸或者火灾。即是说有些情况无法避免，也应控制在一定的范围之内。超高层建筑建筑高度大，面积大，所需的电缆面积大，长度长。在发生地震的情况下，电缆也会随之发生晃动，所以对于电缆的长度以及固定方式应该进行优化设计。确保电缆具有一定的富余量，确保其不至于在地震作用下发生损坏进而影响整个供电系统，同时注重对母线槽的保护措施。

根据我国超高层建筑的电气设计的相关规范可知，应将其防雷等级看作二类，而电子信息系统的防雷击电磁脉冲防护等级应该是A级，并按照相关规定设置各级的SPD。由于超高层建筑的主体结构基本是钢结构、金属框架结构或砼结构，在进行接闪器的设计时，必须设计相应的避雷针或避雷带，并有效控制避雷针给直升飞机带来的营销，才能保证超高层建筑电气设备的正常使用。

五、消防预警方面的要点

根据国家相关规定和建筑施工的相关要求可知，超过一百米的超高层建筑都应设置为特级保护对象，因此，消防方面的设计要点主要有：在进行火灾探测器的设置时，必须严格遵守国家制定的相关标准，以在火灾发生前及时发出报警提醒。如果出现空间较大情况下感烟或感温探测器不能正常发挥作用的现象，可以根据不同楼层的结构特点，设置红外光束感烟探测器，是提高超高层建筑电气设计水平的重要措施。同时，在超高层建筑的重要场所范围设置预警系统，可以及时对意外情况进行报警，以便安全控制中心及时采取应对措施，避免重大经济损失事件发生。现代发展中，信息技术的不断推广和应用，使超高层建筑电气设计水平得到快速提高，因此，全数字化的安防监控系统的应用，很好的满足了超高层建筑的安全需求，对于推动超高层建筑电气设计的现代化发展有着重要影响。

结束语

综上所述，超高层建筑电气设计必须在保证居民正常生活的同时，提高安全性和可靠性，才能避免各种意外安全事故发生。根据超高层建筑电气设计的要点，注重现代节能技术、安全防范技术等的充分运用，是超高层建筑电气设计水平不断提升的重要保障，对于真正推动超高侧建筑电气设计的数字化、集成化和信息化发展。

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