超高層建筑電氣設計關鍵技術解析

文/齊瑞杰 范玉奎 ，.身份證號：6540988065003；.身份證號：4009808705

超高層建筑電氣設計關鍵技術解析

文/齊瑞杰1范玉奎2，1.身份證號：654201198806150031；2.身份證號：410102198108217051

超高層建筑的電氣系統要求與普通的建筑電氣系統要求有所差異，為了保證超高層建筑的正常供電及用電，在設計過程中，必須結合超高層建筑的不同特點進行合理設計，文章簡述了在實際應用中進行超高層的建筑電氣設計所具備的特點，以及設計應該注意的關鍵點，包括電壓、電源的具體選擇，以及超高層建筑電氣設計應該注意的關鍵部位設計。僅供參考。

超高層；建筑電氣；技術

1 導言

隨著國家經濟的快速發展和人們利用科技開發能源的能力不斷提升，社會的發展對能源的需求也在不斷的增加，而有限的資源和無限的需求以及不斷提升的資源開發能力，使得人們逐漸意識到能源危機的迫近，從而使得節能意識逐漸成為現階段人類發展的共識。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。

2 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。

3 超高層建筑電氣設計基本要求

3.1 超高層建筑電氣設計的安全性要求

任何建筑設計首先必須考慮安全性，尤其是超高層建筑電氣設計更是不可例外，實際設計人員在有效確保安全性的同時，還需考慮電氣系統的穩定可靠性，一般綜合考慮。由于樓層較高，可以將負責整個樓層的電氣系統變配房設置在位于樓層的中央位置，這樣的操作方式可以實現能夠有效降低低壓配電時的電壓損失；同時可以考慮在建筑物的地下層設置柴油發電機，以確保任何時候下高層建筑可以實現持續供電的可能。整個建筑在進行電氣系統的設置時，一定要結合樓層的實際高度，控制電纜與電線的實際長度。

3.2 超高層建筑的電氣設計盡可能的滿足其節能性設計要求

現代社會的發展，越來越關注節能與環保了，低碳節能環保已經成為社會發展的主流趨勢，超高層建筑在實現節能上，可以借助采用市場上較為流行的T5節能熒光管，其次在水泵或者是空調風機的設置過程中，可以通過采用我國設計的比較主流的變頻控制實現，這種設計的優勢主要在于能夠根據系統地實際操作需求，自動調整實現馬達的用電量。這樣就可以實現避免傳統的由于馬達運轉時間過長而帶來的對用電量的消耗浪費的情況。

4 超高層建筑電氣設計關鍵技術

4.1 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。

4.2 供電電源及電壓的選擇

一般來說，建筑供電的電源及電壓的選擇需要根據建筑的用電負荷情況確定，在設計過程中，考慮到超高層建筑的用電負荷情況，在電源選擇方面，至少應該設計兩個電源進行供電，并且這兩個電源應該分別來自兩個不同的電網，或者是彼此之間的相互影響較弱，當其中一個電源因為意外原因停止供電時，另一個電源至少應該能夠提供二級以上的負荷；規模較大的超高層建筑建議選擇三路電源或四路電源，三路電源應該設計為兩用一備或同時工作模式，而四路電源則可以采用兩兩工作、不設聯站或者三用一備等方式。在電壓的選擇方面，根據我國《國家電網公司業擴供電方案編制導則》規定，當缺少35kV等級時，10kV電壓等級最大供電容量可為15MVA，因此在大中型城市的供電電壓一般為10kV。超高層建筑也可以選擇10kV供電的方式，但是我國電網也在技術上進行了突破，并逐步啟用了20kV電壓等級配電網。相比于10kV電壓來說，20kV電壓增加了輸送功率，降低了電壓損耗，因此在當地電網允許的情況下，超高層建筑更適宜選擇20kV供電，中壓系統的配電級數不宜超過兩級。

4.3 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。

5 結束語

綜上所述，在進行超高層建筑電氣設計時，應該要滿足多種需求，需要綜合考慮實際的經濟效益與建筑電氣設計中的節能措施，保證通過合理科學的方式實現減排的目的。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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