超高層建筑電氣設計關鍵技術解析

黃小凡

摘 要：在當前超高層建筑設計中，電氣設計一直是整個設計工作的重要環節，對整個建筑功能產生重要影響。本文重點分析了超高層建筑電氣設計關鍵技術的相關問題，先介紹了當前超高層建筑電氣設計的特點，再對超高層建筑電氣設計的關鍵技術進行分析，希望能對相關學者研究有所幫助。

關鍵詞：超高層建筑；電氣設計；關鍵技術

隨著當前超高層建筑數量越來越多，建筑工程對機電設備的使用越來越頻繁，這就對整個建筑工程項目的電氣技術水平提出了一定的要求。相關研究表明，電氣設備需要承擔很多的電氣使用量，這一增加電氣設備承載，進而提高設備負荷。因此在超高層建筑設計過程中，必須要重視對電氣設計關鍵技術的研究，才能更好的推動超高層建筑項目順利完成。

1 超高層建筑電氣設計的特征

超高層建筑主要指建筑高度大于等于100m的民用建筑，在整個建筑設備中，電氣設計一直是其中的關鍵環節。這是因為在整個建筑中，發電機系統、供配電系統、設備垂直運輸系統的運行都需要電氣設計。同時與其他建筑項目相比，超高層建筑具有明顯的特殊性，其用電負荷種類較多，并且存在一定的差異。因此在超高層電氣設計中，必須要嚴格按照國家頒布的相關規定與辦法確定負荷供電等級，最終確定不同使用功能下的電氣設計指標參數。

在設計過程中需要注意的是，由于超高層建筑輸配電的距離較大，因此整個電力系統的用電負荷也會明顯高于常規建筑。根據這一特點，在超高層建筑電氣設計中，電力設備的安全性與可靠性，成為整個電氣設計的關鍵所在，應該得到相關人員的重視。同時，考慮到超高層的人員數量較多，并且逃生存在一定困難，因此，應急照明燈、消防用電設備的安全性，應該成為整個建筑設計的重點。

2 超高層建筑電氣設計的關鍵技術分析

2.1 超高層建筑電氣設備中配電站與避難層技術

建筑高度高是超高層建筑最主要的特點，在該特點的影響下，設計人員必須要重點考慮電氣設計的供電半徑。一般情況下，電氣設計中，低壓出線柜到末端配電箱的最佳長度應該控制在120m之內，并按照超高層建筑總電壓5.0%的比例確定低壓供電線路的要求。同時在設計中，需要采用分區域設計的方法處理變配電站，按照不同的功能清苦情況，對供配電站各個功能區進行劃分，包括地下區負荷中心、超高區負荷中心等。高壓配電室一般會設置在超高層建筑底部，而在建筑空間面積足夠的情況下，可以設置獨立變電站。

在設計避難層中，需要充分考慮不同樓層人員的求生需求，其中第一個避難層與地面之間的高度要小于等于50m，以后所有避難層與前一個避難層之間的高度都應該小于50m。在供電系統設計中，所有避難層的交直流電采用單獨供應的方法，保證供電穩定性。

2.2 超高層建筑電氣設計中應急照明系統設計

超高層建筑電氣設計中的應急照明系統，必要充分靠考慮避難層照明的需求，因此在設計中，應該選擇平均照度值大于等于3lx的燈具；而對于避難層走廊等特殊位置，所選擇的照明系統燈具水平照度值應該大于等于5lx。

對于具有特殊要求的應急照明層，其避難區、疏散走道的平均照度值應該大于等于10lx。而如果超高層建筑裙樓為大型商場，則需要采用一級負荷供電系統，保證照明供給水平。

2.3 應急電源與備用電源設計

考慮到超高層建筑具有高度高、人員密集的特點，疏散時間較長。因此為了進一步保證居民的生命安全，除了要配置可靠的市電電源外，還需要在建筑內設置一組柴油發電機組，作為面對突發事件時的應急電源。

在設計過程中，相關人員必須要重視以下幾個問題：

1）由于超高層建筑中的主要負荷量較大，因此正常的電源在斷電之后需要在較長的時間內持續供電，因此需要配置具有穩定功率的柴油發電機組作為應急電源。

2）建筑內電子信息系統機房需要設置柴油發電機電源，保證能隨時滿足建筑空調、制冷設備等重要電氣設備運行要求。

3）在使用柴油機組過程中必須要認識到建筑高度因素的影響，要設置不同的柴油機組，并且接地方式要與市電電源保持一致。

2.4 合理選擇供電電壓、電源

在超高層建筑中選擇電壓、電源，必須要根據建筑負荷分析與用電容量等情況進行確定，一般可以按照1級負荷分級進行確定。同時，為了保證整個電氣設計具有可靠性與安全性，在電氣設計中可以至少選擇兩個電源供電方法，并且兩個電源之間的運行電路聯系不密切，保證在一條電路出現故障后，另一條電路也能完成正常供電。

在電氣設計中，根據建筑電氣設備的不同功能用途，確定項目變壓器總裝機容量情況。一般而言，超高層建筑中的1、2級負荷在總用電負荷中所占的比例較大；建筑規模越大，其用電量越多，所產生的電壓需求量也會有所增加。因此在設計階段，應該對本地區市政電網進行咨詢，在了解本次工程項目電源電壓等級后，再做出比較選擇。

3 結論

本文主要研究了超高層建筑電氣設計關鍵技術的相關問題。從本次研究結果來看，在電氣關鍵技術研究中，必須要重點分析超高層建筑對電氣的需求，再根據超高層建筑功能實際情況，選擇相對應的關鍵技術形式，為保證超高層建筑功能奠定基礎。

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