1、超高层建筑电气设计要点简析摘要：超高层建筑中电气的设计全面、合理与否，直接关系到整个建筑的使用安全与正常，超高层建筑相对于普通的高层建筑而言，供应电能的可靠与否要求更高。文章旨在对超高层建筑电气设计特点进行分析，探讨其设计要点。 关键词：超高层建筑；电气设计；要点 中图分类号：TU208 文献标识码： A 1、超高层建筑物的发展 在中国，建筑按地上层数或高度分类规定：建筑高度大于等于 100m的民用建筑为超高层建筑。每一次科学技术的变革中，都会引起建筑空间及形态的相应变化，这也正是科学技术是第一生产力的真实写照。可以说现代科技决定着现代建筑空间及形态，也促使了现代超高层建筑的发展。例如：台北
2、101 大厦，高度为 509 米，是目前世界上最高的建筑物；上海世界金融中心的高度为 492 米；马来西亚“国家石油公司双塔大厦”的高度为 452 米(1,482 英尺)；“希尔斯大厦”的高度为 442 米(1,450 英尺)；上海“金茂大厦” ，88 层，高度为 421 米；香港国际金融中心高 420 米。 2、超高层建筑电气设计的特点 (1) 由于空调负荷及照明负荷较多，超高层建筑的用电量较大，对供电可靠性的要求非常高；(2) 在超层建筑中，照明负荷与动力负荷是分别进行供电的。动力系统中的负荷大多采用放射式供电方式，而照明系统则大多采用母线槽的配电方式；(3) 超高层建筑由于内部的空间较大
3、，且其配置的电气设备较多，这就导致墙面的埋线是较多的，地面中的管道也非常多；(4) 超高层建筑的主体主要是利用干法进行施工的，并且采用建筑构件的预配装置缩短工期，这就要求在进行电气施工时要效率要较高；(5) 超高层建筑对消防的要求较高。由于超高层建筑的高度高，设备较多，且装修豪华，火灾隐患较大，因此其对消防的要求较高。在设计中要有选择性的进行消防设计；(6) 超高层建筑的用电设备较为分散，其管理难度较大，要求进行微机监控和设计。 3、超高层建筑的电气设计问题 超高层建筑中的电气问题主要有以下方面： (1)高层建筑由于用电设备、电梯运输、给排水设备多，导致用电量大，对供电的可靠性要求高。另外一方
4、面，由于空间大，人员多，设备多，也要对节省能源提出要求，节电的设计，应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定；(2)在高层建筑中，由于在结构上多数采用大柱距，形成大空间，使墙面安装的设备增多，使地面管道增多；(3)因为高层建筑高度高，体量大，人员密集，设备多，装饰豪华，建筑本身火灾隐患多，对消防的要求高；(4)供电要求高，由于高层建筑用电密集，供水，供电，通风，电梯，消防等必须依赖电力系统才能工作，一旦出现停电故障，将会严重影响整个建筑内人员的生活、工作和安全，造成重大事故，因此，必须有效的提高建筑供电系统的可靠性和安全性；(5)高层建筑中电气故障检查繁琐，在高层建筑中
5、，由于空间大，用电设备多，难免产生电气故障，在电气设计时就要设计合理，出现故障时尽量排除在电气布局中出现的问题，采用科学分析方法的排除故障。 4、超高层建筑电气的设计要点 4.1、供配电系统 4.1.1、电力负荷 作为配电设计的主要依据，电力负荷需要按照相关的国家规范进行确定，其中电梯、消防用电设备、电话机房及航空障碍等应该按照一级负荷的标准来确定，而其他的负荷应划分为二级负荷或三级负荷。在进行负荷计算时需要分别对照明负荷和动力负荷进行计算，电力负荷能否正确计算，关系到电气设备的选择和配置，对整个超高层建筑电气设计的经济性都具有重要影响，通常采用需要系数法和负荷密度法进行超高层建筑电气负荷计算
6、。 4.1.2、供电电源 超高层建筑的正常电源数量不应少于二个，且要求二个电源应为不同路由的电源线路，以保证一个电源发生故障时，另一个电源不致同时受到损坏。电源的电压等级一般为 10KV，当然负荷容量大的可以为35KV。超高层建筑应设柴油发电机作为应急电源或者备用电源，一般低于 200 米的超高层建筑宜采用低压柴油发电机。 4.2、变配电所的设置 变配电所应尽量靠近负荷中心，主变配电所宜设置在地下一层、首层或设置单独的变配电所。根据全国民用建筑工程设计技术措施电气 ，低压线路的供电半径一般不宜超过 250 m，当供电容量超过 500 kW，供电距离超过 250m 时宜考虑增设变配电所。如果建筑
7、高度超过 200 m，再加上 50 米平面距离，建筑上部的供电半径一般会超过 250 m，电压降有可能超过规定值，供电质量将下降，电能损耗加大，肯定会影响电梯等设备的运行。因此建筑高度超过 200m 的超高层建筑， ，宜设置分变配电所。分变配电所要结合避难层和技术层设置，考虑到防噪声及位于负荷中心等因素，分变配电所一般位于顶层设备层，高、低压配电柜出线方式宜为上进上出，考虑变压器的垂直运输通道以及设备对楼板荷重的影响，单台变压器的容量不宜超过 630KVA。变压器运输可考虑通过货梯井道吊装。变配电所附近设置柴油发电机组，分变配电所附近考虑 EPS 或者容量不超过 200KW 柴油发电机。 4.
8、3、电缆电线选择 目前在我国的输电系统中，电缆电线的老化和过载使用的情况屡见不鲜，其导致的电气火灾也数不胜数。电缆电线中的可燃绝缘和护套材料不仅仅只是做火灾的助燃剂，它燃烧后所放出来的有毒气体也会危及到正在逃离火灾现场的人员或是正在阻止火势蔓延的消防人员的生命 4.4、应急照明系统 消防控制中心、变配电所等重要机房在火灾发生时起着无比重要的作用，因此这些重要场所的值班照明应能在火灾发生时有至少能够达到3 个小时的供电时间的电量；对于避难层中的应急照明来说，应急电源的供电时间显得尤为重要，所以火灾时应保持不少于 1 个小时的持续供电；疏散走道的地面水平照度按最低的 1.0lx 来考虑，也至少有不
9、少于 30 分钟的供电时间。 4.5、火灾自动报警及控制系统 (1)超高层建筑应按特级保护对象设置火灾自动报警系统，除游泳池、溜冰场、卫生间外，均应设置火灾自动报警系统；(2)超高层建筑的探测器应选用自带地址码的智能型，一般是平顶、层高小于 6 米的楼层平面，感烟探测器可以按 R5.8 米、感温探测器可以按 R3.6 米在整体上合理布局，消除死角；(3)超高层建筑除按国家规范的一类高层建筑标准设置消防广播、手动报警按钮、消防报警电话外，各避难层应设独立的消防广播，且能接收消防控制中心的有线和无线两种广播信号；(4)超高层建筑各层的消防疏散楼梯口部和消防电梯前室内宜设置带光闪烁的楼层火警指示灯；
10、(5)超高层建筑的各避难层与消防控制中心之间应设置独立的有线和无线呼救通信。 4.6、防雷与接地 超高层建筑按不低于第二类防雷建筑物设防。一般采用法拉第笼式保护，屋面设置避雷带结合避雷针的联合保护方式；其次，超高层建筑一般采用基础联合接地，接地电阻小于 l Q；另外，超高层建筑电子信息系统防雷击电磁脉冲防护等级应采用三级浪涌保护。楼内所有电气设备运行情况下，不带电的外露导电体及单相三孔插座的保护接地装置均与PE 保护接地线连接。室外高出金属栏杆也应要求接地，各层金属杆、金属窗都要与防雷接地体连接。有效避免自然雷击，保护整个高层建筑的人和物安全。 4.7、节电节能设计 节电设计，根据技术先进、安
11、全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则为出发点，采用合理的配电方式，采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施，减少电能损耗，节约用电。照明光源选择应从发光效率高、显色性好、使用寿命长、启动可靠、方便快捷、性能价格比高等方面选择高效光源。按不同的工作场所，选择相适应的高效光源，可以降低电能消耗，节约能源。5、结束语 在高层建筑的电气设计上，应在科学论证的前提下展开设计工作，按照建筑行业及电气安装设计中的规定及标准进行设计工作，达到安全可靠，全面合理，节能节电的目的。 参考文献： 1高层民用建筑设计防火规范GB50045-95(2005 年版). 2民用建筑电气设计规范JGJ16-2008. 3.邓星文.浅析高层建筑电气设计J.城市建设与商业网点,2009(30).
