摘要：在当下的建筑工程建设当中，电气设计是极为关键的一项组成内容，会直接影响到部分功能的展现。通过对某超高层建筑的供配电系统设计、应急发电机组选择、变配电所设计等内容的介绍，分析设计难点与需注意问题，供参考。
关键词：超高层；建筑；电气设计；措施
1导言
随着国家建设领域的快速发展，越来越多的年轻人加入到了建筑电气设计行列。对于这些刚入职或入职时间不长的设计师来说，常会被一些技术性的问题所困扰，特别是建筑工程项目中那些需要设计师来“定性”的问题。对此这就要求电气设计人员要依照具有的设计要求，在满足基本功能的前提下，减少能源损耗，保证基本的节能性和安全性。
2项目概况
河南某市超高层酒店项目有地下2层，其中－1F局部为夹层，地上共34层，建筑高度为159．8m，总建筑面积为134231．49m2，其中地上建筑面积为95684．6m2，地下建筑面积为38546．89m2。－2F、－1F及夹层为机动车库、非机动车库、酒店配套用房以及设备用房;1F、2F为商业用房;3F、4F为酒店宴会厅和西餐厅;5F、6F为健身区和娱乐区;7F为会议层;8F～31F为五星级酒店客房;其中10F、22F为避难及设备层，21F为行政酒廊;32F为咖啡厅;33F为厨房;34F为旋转餐厅。
3电气设计要点分析
3.1强化电力供应
对于建筑功能来说，只有确保电力供应的顺利性才能够进一步促进有效实施。当建筑出现断电之后，一般都会直接陷入瘫痪状态，就拿上述案例来说，在医院一旦出现断电的情况，就有可能会导致患者的治疗机器停运，由此威胁到生命安全等，因此确保电力供应的安全性和稳定性，就是电气设计当中最需要特别关注的一个问题：①从确保供电可靠性角度进行分析，高层建筑一般需要最少两个独立性的电源，具体的数量可以依照建筑负荷的实际状况和当地的电网条件去进行设计，各个电源之间必须要互为备用。上述案例之中可以从市政处引进二路独立10kV的电缆线路供电，另外还可以配备柴油发电机组，运用功率为1200kW当作第三路电源。②一定要设计出来应急备用的发电机组，这样就能够保证在停电之后马上给建筑恢复供电，从而使其中的电梯以及各类消防设施都可以正常使用。比如就可以配备一台柴油发电机组。当某一路市政电源停电，就可以实现从变配电室的开启柴油发电机组的启动信号，由此保证正常供电。③在设计的时候还可以在电力输送的终端设置空气开关，这样在出现触电或者是漏电情况的时候，就可以及时进行断电，从而在最大程度上保证用电的安全性。
3.2负荷等级
超高层建筑负荷分级根据GB50052—2009《供配电系统设计规范》和GB50016—2014《建筑设计防火规范》（2018版）相关要求，参考14D801《超高层建筑电气设计与安装》中负荷分级表，本建筑负荷分级如下。
（1）楼内所有消防用电设备负荷、乘客电梯、生活水泵、排污水泵、主要通道照明、通信及安防设备用电、大型商业经营管理及设备管理用计算机系统用电等为一级负荷；其中所有消防用电设备、通信及安防系统、经营管理及设备管理用计算机系统按一级负荷中特别重要负荷供电。（2）大型商业的自动扶梯和空调用电为二级负荷。（3）其他用电负荷为三级负荷。应注意的是超高层建筑内的消防用电建议按建筑内最高用电负荷等级供电，建筑高度大于250m的超高层建筑主要通道照明、值班照明、安防系统用电、经营管理计算机系统用电和电梯用电宜设柴油发电机组供电。
3.3应急电源系统
在应急柴油发电机房内设1台1500kW应急柴油发电机作为应急电源，向消防负荷与酒店重要负荷供电。柴油发电机组在变压器低压总开关处与市电切换。如果市电发生故障断电或其中一台变压器的低压总开关故障断开时，柴油发电机组应在30s内快速起动，柴油发电机在自动切换开关(ATS)快速切换后向应急负荷供电。当市政电源恢复供电30～60s后，由ATS动作切换到市政供电电源，然后在经过冷却后柴油发电机自动停止运转。应急电源不应接入市政电源，或者与其并网运行。
3.4注重消防控制
电气防火之中包含有很多方面的内容，比如应急照明、火灾自动报警等等。防火的关键是要在不同的场所之中做好适合的防火措施，比如电缆不能和燃气管道敷设在同一个管沟之中、消防用电必须要满足火灾时连续供电的基本要求、灯具发热部件要使用合理地隔热措施、消防管线需要穿过金属管敷设，且使用耐火的电缆电线。一般设计人员最常忽视的线路谐波电流引起的短路事故，这种事故产生的原因主要是非线性的设备较多，使得中性线之中的非线性谐波电流叠加，最终的电流大约等于相线电流的两倍，这样就会使得绝缘皮迅速老化，从而出现短路火灾；还有些设计人员在设计时会把中性线截面取成相线的一半，因此非线性设备一旦变多就会引起短路火灾。对此在实际进行设计时就要确保相线和中性线是相同的，或者设计出更为可靠的接地形式。
3.5变配电所设置
超高层建筑变配电所设置综合其功能复杂、用电容量大和供电距离等因素设置，当然还需考虑业态租户对用电需求设置。根据经验，一般建筑高度150m以内时，可以考虑将变配电所集中设置在地下室内。当建筑高度超过150m时，应根据用电需求在高区避难层（或机电层）分段设置配电所。是否在每个避难层设置配电所主要根据用电容量、业态需求和变压器运输条件综合考虑，本项目应业态需求和考虑楼上配电所按单台变压容量不大于1250kVA设置，在每个避难层设置配电所。应注意设在地上的配电所应综合运输、维护管理、用电负荷及结构荷载等因素，选用体积小、重量轻型变压器，有条件时宜选用紧凑型配电设备。设置楼上配电所还应考虑当配电房上下层为办公用房时，应采取屏蔽、降噪等措施。
3.6照明
①电气照明设计的过程中必须要加大对节能性的考虑。如果是分区布局的处理，还应该要使用不同颜色进行有效区分，对于那些分辨率要求比较高的空间来说，还要有效促进整合利用，适当将照明系数提升上去。②必须要强化控制端节能，将当下最为先进的照明控制系统引入进来，比如声控、光控等等，以此减少一些不必要的损耗。比方在楼道或者走廊当中就可以选用声控的形式，当人在通过的时候灯光就会自动亮起，经过一段时间之后自动熄灭，以此最大程度上降低能耗。③可以加大对天然光源的运用。在进行设计的时候，可以和土建工程相互配合，及时优化门窗设计，使天然光源能够被引入到室内，实现照明的目的，比如天窗采光、侧窗采光等等，以此降低居住者对于人工光源的需求。④可以引入新的光源，比如LED节能灯等等，从而降低照明系统带来的能耗，达到节能的目的。在使用新光源的时候，必须要加强研究，最好可以和自动化智能化控制相互配合起来，使节能的效果可以发挥到最大。比如在上述案例当中就可以在护理单元过道以及病房之中设置“夜间照明”，交给护士站统一进行调配。
3.7节能设计
为减少线路的损耗，该项目变配电所设在塔楼下的地下室内，并且靠近空调主机房等大型用电设备机房，即靠近负荷中心;为了把高压侧功率因数提高到0．9以上，在变电所低压侧设置电容补偿装置，每台变压器的设置原则是按照变压器容量的30%来考虑的;选用的节能SCB11型干式变压器满足现行国家标准GB20052—2013《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》的节能评价要求，以达到节能环保、低损耗、低噪声的目的。在电容器回路中设置抑制谐波的串联电抗器，以减少谐波影响。
结束语
综上所述，目前建筑电气需求日益增多，强化电气设计，确保设计的节能性和安全性是非常关键的，会直接影响到建筑功能的进一步发挥。除电气专业设计外，还是多专业沟通协调的过程。我们在超高层电气设计中应根据各建筑的性质和特点，结合当地相关主管部门要求，在方案阶段对电气系统进行分析与比较，选择合理、经济可行方案。
参考文献
[1]赵磊.建筑电气设计节能技术初探[J].中国室内装饰装修天地，2016
（1）：372.
[2]民用建筑电气设计规范：JGJ16—2008[S].
[3]建筑设计防火规范（2018年版）：GB50016—2014[S].