1、高层建筑的综合电气设计摘要：随着国民经济和社会事业的迅猛发展，建筑用地需求量的急剧增加，使土地资源越来越珍贵，这促使各类建筑向高层发展，这样就对高层建筑的电气设计提出了更高的要求。笔者根据自身近几年的实际经验，对高层建筑电气设计进行了分析。 关键词：高层建筑；电气设计；供配电系统；电缆电线；火灾自动报警系统 Abstract: With the rapid development of the national economy and social career, building a sharp increase in demand for land, so that land resour
2、ces are becoming more and more rare, this to all kinds of high-rise buildings to development, it has put forward higher requirements on the electrical design of high-rise buildings. According to the practical experience in recent years, the electrical design of high-rise buildings were analyzed. Key
3、 words: high-rise building; electrical design; power supply system; cable; automatic fire alarm system 中图分类号：TU2 由于地面用地越来越紧张，使得高层建筑物的数量不断增加，从而对其供电安全可靠性和消防安全等方面有了更高的要求，对高层建筑电气设计要求越来越高。如笔者参与的某工程项目设计为：地上两座 33 层，其中裙楼有 5 层为商用楼层，5-33 层位写字楼，地下有 2 层，建筑总高度为 128.95 米，总面积为 19.2 万平方米。以下是依此工程为例，对高层建筑电气设计部分进行了分析。
4、 一、 供配电系统设计 1.供电需求与电源设置 高层建筑供配电系统设计应从整体来进行，至少需要两路独立的市电电源，另外，还需要应急电源或备用电源的配置。通常高层建筑所需两个正常电源，并采用专线由上级变电站。可以使用 10kV、20kV、35kV或 110kV 等不同级别电源电压。当某路电源断电时，需保证剩余电源供电负荷需在二级以上。应急电源和备用电源，可采用柴油发电机，柴油发电机的额定输出电压需依据负荷大小、供电半径等因素来进行确定。当建筑物高度在 100 米400 米时，应进行相应的技术分析、比较，来确定柴油发电机的额定电压;假如建筑物高度大于 400 米时，宜采用高压柴油发电机。 2高压供
5、配电系统 通常高层建筑的高压供配电系统多采用主配变电所与分配变电所的结构。主配变电所需采用单母线分段的主接线形式放射式至分配变电所。高压系统配电等级需依据供电部门的规定，35kV 电压等级可直降到0.4kV，或先降压到 10kV，再将 10kV 降到 0.4kV。 3配变电所及相关系统的设置 配变电所选址要根据民用建筑电气设计规范JGJ 16、 10kV 及以下变电所设计规范GB50053、 35110kV 变电所设计规范GB 50059 中的相关规定执行。配变电所选址要远离人口密集区，变电所、配电间要禁止在伸缩缝、沉降缝及存在漏水危险的地方选址。另外配电变压器的长期工作负载率要低于 60%。
6、配变电所最好设置于负荷中心，在地下一层和首层设置主配变所，或设独立的变电站。设置于避难层、顶层的分配变电所内的变压容器容量需小于 1000kVA。高层建筑的主配变电所要设置单独的值班室，或者与相应的配电装置室相通。根据高层建筑的具体情况，配变电所的高、低压开关柜有多种选择。当大截面电缆或电线、电缆数量很多时，需设置电缆夹层，其高度通常控制在 1.8 米至 3.2 米范围内。配变电所内应设置低压集中自动电容补偿装置。补偿要求依据供电部门的规定执行，如没有明确规定，补偿后低压侧进线处的功率因数应超过 0.90。电容补偿装置的选择需考虑配电系统中高次谐波的影响。继电保护装置需按民用建筑电气设计规范J
7、GJ 16、 电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062 的要求执行。且符合以下规定： (1)当高压系统采用中性点经小电阻接地方式时，需设置零序速断保护，零序保护装置动作于跳闸，其信号接入事故信号回路。 (2)分变电所与配变电所距离较远，或者上级保护不能达到分变电所进线处的保护灵敏度要求时，分变电所进线处应设一级保护。 (3)高层建筑内可采用综合继保单元，分散布置在高压配电装置上；低压系统采用多功能仪表即可。由高压、低压、柴油发电机这三部分组成较完整的电气控制系统并接入 BMS 系统。 高层建筑高压适宜采用集中控制方式，所有电气部分尽量采用集中监视方式。主配、变电所需采用直流操作电源，
8、而分配变电所视具体情况可以采用直流操作电源或交流操作电源。高层建筑对备用、应急电源有如下要求： (1)采用独立于正常电源的备用电源， （2）设置应急电源(3)将柴油发电机设在负一层，或单独设立柴油发电机房。 二、电缆电线的选择与敷设 高层电气设计方面存在的主要问题：高层建筑干线电力线路的选型与敷设方式。因为大容量配电干线所采用的封闭式母线具有载流量大的特性，因此，在本工程中普通电源、空调动力大容量用电的干线都采用了上述方法。配电干线在变配电室内部分的敷设使用了开敞式电缆托盘，变配电室到电气竖井间部分则使用了封闭式防火电缆桥架敷设。而在电气竖井内的敷设则采用电缆明敷固定在阶梯式电缆梯架上的方式。
9、这就将安装施工及上述问题得到了有效解决，并为日后的维修也带来便利。在楼层间的分支干线导线敷设则根据所配设备的消防负荷等级来选择防火类型，并尽可能地采用钢管暗敷在墙壁和楼板内方式，明敷防火线路在外套保护钢管上全部喷涂防火涂料。在各层电气竖井内的楼板孔洞和各处墙壁上的电气安装孔洞，在设备安装施工的后期使用防火胶泥等防火材料进行严实封堵，这些是在设计规范要求中需明确的。 三、火灾自动报警系统 因为高层建筑的楼层高、人员密集，一旦发生火灾现象，将造成不可估量的损失。因此，电气线路火灾的防止必须提起高度重视。在高层民用建筑设计防火规范(GB50045-95 2005 年版)中规定：高层建筑内火灾危险性大
10、、人员密集等场所需设置漏电火灾报警系统。高层建筑需要根据保护对象设置相应火灾自动报警系统，除游泳池、溜冰场、卫生间以外，都要设置火灾自动报警系统。在消防控制室内需设置火灾报警及联动控制器、消防联动控制设备、通讯设备、彩色 CRT、打印机等相关设备。火灾自动报警系统除消防电源作为主要电源以外，还需安装直流备用电源。CRT 显示器、消防通讯设备等相关电源，另外需设 UPS 装置供电。本工程报警设备按全面保护方式进行配置，依照高层民用建筑设计防火规范(GB50045-95 2005 年版)和汽车库、修车库、停车场设计防火规范(GB50067-97)等相应规定以及根据火灾危险程度、消防功能、需要在不同
11、的场所设置火灾探测器。因为本工程 13 层商业部分的中庭高度超过 12 米，所以装置了自动消防炮系统。在其他防火分区部分均设置手动火灾报警按钮，在同一防火分区内任何位置到最接近的一个手动按钮距离均小于 30 米;系统还可随时接受水流指示器、压力开关、信号阀、消火栓启动泵按钮、防火阀等相关设备的报警信号，并能及时监视防排烟阀、消防水泵、消防风机的运行状态、地下水池或消防水箱水位状态信号、市电与自备电及消防水泵主备用电源的工作状态、消防电梯的故障与停用状态等相应信息。消控室里的彩色 CRT 应能随时显示保护对象的重点部位、疏散通道及消防设备所在位置的平面图。在消防水泵房、备用发电机房、变配电所、消
12、防风机房、消防电梯机房中需要配备消防专用电话分机，在手动报警按钮和各避难层每隔 20 米设置消防专用电话接口。根据相关规范要求，在各层均设置适合数量的广播扬声器。火灾事故发生后能将着火层及上、下层的事故情况通过广播扬声器自动接通，能及时指挥人员有秩序地进行疏散。消防设备的控制、显示等功能应按消防控制室通用技术要求GA767-2008 的规定进行设计。 结束语：由于高层建筑物的火灾危险系数较大、扑救难度大、人疏散人员困难，所以对高层建筑的电气设计提出了更高要求。当前我国高层建筑中的电气火灾防范措施还不是特别健全，与发达国家相比还有差距，在向这些国家学习的同时，还要结合我国具体国情进行合理设计，以保证人民群众的生命和财产安全。 参考文献： 1 赵国富 超高层建筑配电系统设计简介J. 建筑电气. 2010(06) 2 韩风明 超高层办公建筑电气设计J. 现代建筑电气. 2011(01) 3 王勃 浅谈新时期建筑电气设计J. 中国高新技术企业. 2010(18)
