關于超高層建筑電氣設計

◎梁小平 曾之健

（作者單位：中機國際工程設計研究院有限責任公司）

本文重點針對超高層建筑電氣設計工作展開了全面分析和研究，有效結合我國湖南省某地區一處超高層建筑設計工作進行深入探討，針對超高層建筑電氣設計工作中的關鍵要點進行全面闡述，有效提高超高層建筑電氣設計工作的整體質量和效果，為后續建筑正常安全使用打下良好的基礎。

當前隨著我國城市化建設發展速度不斷加快，各大城市的經濟發展趨勢一片良好，城市內部各種超高層建筑不斷涌現，帶動著城市經濟的快速提升。在超高層建筑設計工作中，電氣設計工作是其中非常重要的組成部分，電氣設計工作質量直接影響到了后續建筑體的使用安全性和穩定性。由于超高層建筑和普通建筑相比具有一定的特殊性，在具體的設計工作中具有用電設備較多、供電量較大以及對供電可靠性要求更高等多種特點。因此，本文結合我國湖南省某地區一處超高層建筑工程進行了全面分析和研究，針對超高層建筑電氣設計工作要點進行全面闡述，針對超高層建筑電氣的負荷等級，設定供電電源、應急電源以及超高層樓層配電豎井等，有效提高超高層建筑電氣設計的整體效果和質量。

一、工程概況

針對我國湖南省某地區一處超高層建筑電氣設計工作展開分析，相關設計工作人員對該超高層建筑電氣設計要點進行深入研究。本次研究的超高層建筑屬于一處及民用住宅、辦公、商業等諸多功能為一體的高大型綜合建筑結構。該超高層建筑的總樓層數為44層，其中包含了地上40層，地下4層晶體總設計高度為216.5m，裙房建筑總高度為20m，該超高層建筑總面積達到了18萬m2。

二、超高層建筑電氣設計工作要點分析

1.供電電源設計。在超高層建筑電氣設計工作中，供電電源設計是其中非常重要的設計環節。由于超高層建筑主和普通建筑相比，在整個建筑規模和供電需求量上相對較大，但是單路各級供電電壓線路在供電能力上會受到一定的限制。因此，相關電氣設計工作人員必須要充分結合建筑體自身的用電量大小、建筑電氣設備的負荷等級以及整體的供電狀況展開綜合分析，對超高層建筑供電電源進行合理設計。在本次超高層建筑工程項目當中，由于該地區市政變電站可以為其提供出4組具有獨立性的10kV供電電壓，同時每兩路10kV供電電壓，在整體的供電方式上，主要是以單母線分段供電方式為主。相關設計工作人員根據電氣設計工作的相關規范要求，對母聯開關進行針對性調整。通常情況下，超高層建筑兩段母線分別作為供電備用，即使某段線路產生供電故障問題，相關工作人員只需要對門開關進行開關閉合，即可啟動備用線路來進行供電，所有的供電負荷均可以通過備用電源組來進行承擔。除此之外，相關工作人員，還可以直接通過電氣將鑰匙連鎖裝置和母聯開關以及其他線路之間進行銜接，不管何種情況處于閉合工作狀態下的開關總數量不能超過兩個，必須要充分保證建筑電氣設計工作的安全性，同時不會對其他的電氣設備正常運轉產生干擾。

2.供電負荷等級設定。在針對本次超高層建筑工程的電氣設計工作當中，相關設計工作人員必須要充分明確我國國家的相關建筑電氣設計工作標準，結合建筑體自身的結構特性，對超高層建筑負荷等級加以明確。通常情況下，在超高層建筑電氣的供電工作當中，計算機系統弱電系統等設計是其中中非常重要的系統工程，通常是以一級負荷等級來加以設定。消防控制室和火災應急照明防火等級需要設定為一級負荷，而針對操作層建筑內部的辦公場所和商場，通常情況下在照明等級方面設定為二級負荷，辦公樓層和商場當中的普通照明以及建筑室內的普通空調采暖等級負荷，同樣需要設定為二級負荷。建筑室內通風、空調和景觀照明以及其他的供電線路負荷，通常需要劃分到三級負荷的范圍當中。在計算具體的負荷值過程中，相關工作人員需要對各級負荷的供地要求進行充分考量，通常情況下，我國在超高層建筑變壓器單位容量范圍在100～130VA/m3，同時在該超高層建筑設計工作中，變壓器的總負荷率達到了70%，同時設計負荷總密度為101VA/m3，動力系統變壓器總負載率達到55%，可以充分滿足超高層建筑的供電工作要求。

3.超高層建筑應急備用電源設計。由于超高層建筑整體結構構成相比比較復雜，在針對建筑電氣設計工作中具有較強的特殊性。相比于普通的建筑電氣設計工作來講，相關設計工作人員需要對超高層建筑，應急備用電源設計工作加以充分重視，在應急備用電源的設計過程中，需要基于相關設計工作規程，有效選擇柴油發電機組來作為應急電源組，建筑消防供電回路設計工作需要使用專用線路，同時和專用線段之間直接進行銜接，以此來充分保證應急電源可以實現至少不間斷三小時以上的正常用電。除此之外，在應急備用電源的設計規定當中明確指出，如果超高層建筑體自身高度超過400m以上，并且在建筑體地下室內設置柴油發電機組，則需要使用10kV柴油發電機組來進行供電，如果選擇400V柴油發電機組，在高層區域需要先使用升壓變壓器，將其提升到10kV，然后再對所在區域進行供電，保證電壓大小可以降到230V或400V。出于節約電氣設計成本方面因素考慮，建議超高層建筑設計工作中應急和備用電源，需要同時使用同一個柴油發電機組來進行工作，同時在確保柴油發電機組供電容量的同時，需要充分遵循建筑體消防工作要求以及電源備用工作要求，不允許在應急供電系統內部直接進入其他的供電負荷。在本次超高層建筑電氣設計工作當中，相關工作人員設計使用單母線分段低壓系統之后，需要設置出母聯開關和機械連鎖開關，全面提高建筑電氣設計的安全性以及工作的穩定性，同時還是一出應急母線段和重要復合母線段，充分保證超高層建筑供電的安全性和穩定性。

4.樓層配電豎井。根據我國超高層建筑電氣設計工作要求，超高層建筑堤壓配電線路，在設計種長度上需要控制在250m以內。針對超高層建筑電氣設計工作來講，需要在地下室和避難層內部設置變配電房，因此在設計選用變壓器工作過程中，相關工作人員需要對建筑體的體積以及質量進行有效控制。對于使用在超高層建筑當中的三相變壓器設備而言，在設計容量方面需要控制在1250kVA范圍之內。超高層建筑在配電井設計工作中，包含了高低壓電纜、母線槽鋪設以及配電箱設計等。根據樓層配電豎井設計工作要求，電氣設計工作人員需要將高壓電纜豎井、低壓配電豎井等直接設置在超高層建筑樓層的配電豎井內不，同時運用雙路由消防供電方法。供電配電干線不允許同時設置在同一個豎井內部，由于本次超高層建筑設計工作，將強弱電井和10kV豎井分別設計在核心系統內部，重點要求設計工作內容需要和配電豎井設計相符合。

三、結語

由此可以看出，在超高層建筑電氣設計工作過程中，必須要對每一個環節的電氣設計工作要點進行全面把控，相關設計工作人員需要全面提高自身的電氣設計工作技能，提高自身的專業素養，全面提高超高層電氣設計工作的整體質量和效果，為后續的建筑體用電安全性以及使用的穩定性打下良好的基礎。