超高層辦公建筑變配電及電氣消防設計

摘要：隨著社會的快速發展以及城市化進程的加快，城市樓宇數量和規模都在快速發展，超高層辦公建筑已經成為了最重要的部分之一。這些建筑的功能復雜性越來越高，電氣作為建筑的重要部分也要不斷發展從而適應建筑功能的需要，所以研究建筑變配電及電氣消防設計就顯得非常重要。本文主要分析超高層辦公建筑變配電及電氣消防設計方面的內容，希望能夠對相關人士有所幫助。

關鍵詞：超高層辦公建筑;變配電;電氣消防

1 引言

超高層建筑中電氣設備需要承擔著非常多的電氣使用量，所以在超高層建筑電氣設計中一定要重視變配電和電氣設計關鍵技術的研究，從而確保超高層建筑功能的順利實施。本文以擬建的B301-0081地塊建安大廈（暫定名）項目為例場，地位于深圳市南山區竹子林片區，建安大廈項目地處深圳CBD商務板塊與華僑城生態板塊交界處，東鄰園博園，南臨深南大道，北接建安竹盛花園，東與敦煌大廈緊鄰。建筑高度為126.84m，本項目是一座集辦公、多功能會議、商業配套為一體的超高層辦公樓。

2 超高層建筑變配電設計

2.1 設計依據建安大廈基坑支護施工及土石方工程安全施工專項方案專家誓咋

2.1.1 施工現場情況及本施工組織設計中的機械設備計劃

2.1.2 《施工現場臨時用電安全技術規范》JGJ46-2005

2.1.3 《建筑安全檢查標準》JGJ59-99

2.1.4 《供配電系統設計規范》GB50052-95

2.1.5 《低壓配電設計規范》GB50054-95施工組織設計批 準： 宋

2.2 基坑支護施工及土石2.2負荷等級情況

該建筑可以分為三級負荷，其中一級負荷主要為：消防系統、安防監控系統、應急及疏散照明只是、通訊機房等用電負荷等較為重要的負荷;二級負荷主要為客梯、生活泵以及污水泵等;三級負荷主要是其他電力負荷和一般性照明等等。

2.3 配電系統高壓供電系統

從案例工程負荷等級和所在區域的供電情況來看，該工程采取的是10kV斷路器采用真空斷路器，額定短路分斷能力為31.5kA，在10kV出線開關柜內裝設氧化鋅避雷器作為真空斷路器的操作過電壓保護。真空斷路器選用彈簧儲能操作機構，采用直流110V/65AH鉛酸免維護電池柜作為操作、繼電保護及信號的電源。變電所采用兩路高壓進線，高壓母線為分段單母線，兩段母線間設母聯開關，平時分列運行?？偱潆娤湎潴w采用2mm鐵皮材料訂做，內板為絕緣膠板，內設隔離開關、250A漏電保護開關，電表等。

2.4 供電電源及電壓等級

本工程采用兩路10kV電源供電。擬從不同的市政變電站各引一路10kV電纜至本工程地下一層變電所，采用電力電纜埋地人戶，進戶處采用鍍鋅鋼管保護，保護管伸至室外電纜手孔井，室內引至高壓開關柜。為確保一、二級負荷供電的可靠性，設一臺1000kW應急柴油發電機組一臺。市電與發電機的自投切換開關加機械與電氣聯鎖，防止倒供。市電失壓后，2秒內自動啟動應急發電機組，15秒內自動切換。

2.5 低壓配電系統設計

該建筑工程的低壓配電系統采取220/380V放射式和樹干式相結合的方式，其中照明等普通負荷主要采取樹干式和放射式相結合的方式。

第一，一級負荷主要采用兩臺變壓器不同母線段的兩路電源供電，同時要在末端進行互投;

第二，二級負荷主要采用兩臺變壓器不同母線段的兩路電源供電，可以在末端互投，也可以在其他合適位置互投;

第三，三級負荷主要采用單電源進行供電。

對于標準層來說，可以利用封閉式插接母線進行供電，相對分散的負荷可以通過電纜或者導線進行供電。

3 超高層建筑電氣消防設計

3.1 消防設備供電

第一，消防電源專用性。一定要保證消防線路具有專用性，可以從變電所開始將消防以及非消防供電干線進行區分。另外，對于15層和27層的避難層交直流電源實施針對性供給，同時在末端實施自投。一般情況下從專線引到避難層設置的應急配電箱當中，要嚴格和其他樓層進行區分。

第二，電纜井設置和消防電纜設定。在超高層辦公建筑避難層設置變電站時需要設置10kV的電纜井以及低壓電纜井。由于超高層建筑功能較多，存在很多的低壓線纜，一定要將常規的低壓電纜井和消防電纜井進行有效區分。超高層辦公建筑中的消防供電電纜可以采用礦物絕緣電纜，最大程度降低燃燒時產生的煙氣。

第三，消防線路以及設備的保護。要確保消防供電線路供電前端斷路器具有過載保護只報警而不跳閘的功能，而對于供電設備的末端來說，其斷路器可以采用無過載保護功能的單磁型斷路器。

通過上述相應措施的綜合性應用，能夠保證消防救援可以在18分鐘內完成。

3.2 火災應急照明分析

第一，應急電源設定。常規火災應急照明系統應急電源主要情況如表2所示。

第二，智能疏散系統設置。辦公樓的常規層平面設置相對簡單，一般情況下辦公人員對于該層的樓梯間位置和疏散情況相對熟悉，所具有的應急照明系統可以很好滿足消防疏散方面的標準要求。

案例中辦公建筑的樓層達到了30層，存在較多的應急燈具，如果采取自帶蓄電池供電方式，雖然可以提升可靠性但是若某些燈具的蓄電池發生故障是很難及時發現的。如果都采取較高智能等級的應急燈具，那么會消耗大量費用。對于此種情況來說可以分樓層在應急照明箱處設置應急電源系統，同時要采取相應的網絡監控，確保其始終處在可靠運行狀態。

第三，15層以及27層避難層火災應急照明設計。從GB50016-2014的規定中可知，要在避難層進入樓梯間入口位置以及疏散樓梯通向避難層的出口位置設置較為明顯的指示標識。要保證避難層應急照明時間≥60min，也要確保消防工作場所應急照明時間≥180min。對于避難層辦公區應急照明系統來說，要和普通辦公建筑具有相同的設置。

3.3 火災自動報警系統

第一，消防控制室設置。超高層辦公建筑一定要設置火災自動報警系統，對于需要聯動控制的消防設備建筑來說也要設置消防控制室。

第二，消防聯動控制。除了消防泵之外，在其他系統方面消防聯動系統和常規辦公建筑是相同的。而超高層建筑的1樓和2樓大堂區域也具有消防炮系統，在設計過程中一定要明確消防炮以及噴淋泵啟動關系以及聯鎖要求，同時要確保消防報警主機可以和消防炮控制器進行有效通信。

4 結語

本文以某超高層辦公建筑為例闡述了變配電以及電氣消防設計方面的內容，通過本文的介紹能夠對超高層建筑設計以及施工提供一定參考和幫助，對于超高層建筑的順利應用具有現實意義。

參考文獻：

[1]陳小琴. 某超高層辦公建筑變配電及電氣消防設計探討[J]. 福建建筑， 2019（05）：15-17

[2]劉漢賢. 城市綜合體建筑的供配電系統及電氣防火設計分析[J]. 綠色環保建材， 2019（05）：18-19

作者簡介：杜娟（1986—），女，本科，工程師，主要從事建筑電氣設計工作。