乌鲁木齐建筑设计研究院有限责任公司 830092
摘要：在现阶段的城市中，超高层建筑越来越多。在超高层建筑电气设计中，需要全方位考虑建筑的需求以及电气设备状况，尽可能提升电气设计的节能性。文章对现代超高层建筑电气设计内容展开了分析，并提出建议，以供参考。
关键词：超高层建筑；电气设计；内容
引言
随着社会经济发展，各城市相继出现超高层建筑，并成为城市地标性建筑。超高层建筑具有用电设备多、用电容量大、对供电可靠性要求高和各业态对供电需求不同等特点。本文通过对超高层建筑供配电系统、变配电所设置、应急电源、电梯配电及垂直运输通道设置等内容进行分析与探讨。
1高层民用建筑电气设计特点
高层民用建筑最为明显的特征就是高度，在电气设计中需充分考虑建筑高度问题，合理规划电气系统设备，注重电压的稳定性。另外，高层民用建筑电气系统的复杂性较强，所需的设备种类较多，要想改善电气系统运行质量，设计中就需对各环节予以综合考量，加强设备使用的合理性，设备间连接的有效性。在高层民用建筑电气设备中，加强设计的准确性也是非常重要的，能够有效降低系统运行中的安全隐患，在改进系统运行效率的同时，降低维护成本，节省更多经济效益。
2超高层建筑电气设计要点
2.1负荷等级设定
在针对这一超高层建筑进行电气设计时，设计人员需要切实结合国家相关标准要求及建筑物本身，对项目负荷等级进行明确设定。以乌鲁木齐凯盈广场B座超高层办公楼为例，防排烟风机、防火卷帘、消防电梯、消防应急照明、水箱间动力等消防负荷为一级消防负荷；公共照明、避难层照明、航空障碍照明、客梯、给水机组、换热站、空调动力、商业营业厅的照明负荷为一级非消防负荷；楼层照明以及其他相关负荷等划分至三级负荷范畴中。在计算具体负荷值时，设计人员需要对各业态负荷需求进行充分考量，一般我国超高层建筑的变压器单位容量基本为90～140VA/平米。在该超高层建筑中，采用两台1250KVA办公专用变压器、两台1000KVA空调专用变压器及两台1000KVA商业专用变压器，变压器安装容量为103VA/平米，变压器总负荷率达到70%，基本能够满足超高层建筑的实际需求。
2.2电源设计
电源设计是超高层电气设计过程中的基础问题，同时也是无法缺失的关键设计工作，有可靠且稳定的电源，电气设备才能运行，后续电气控制与管理需求才能实现。参考超高层建筑的常规情况来看，其往往需要超过两路的电源，在设置电源时，需要使其保持相互独立的状态。以凯盈广场B座超高层办公楼为例，电源采用双回10KV双重电源，供电电源一路工作，一路备用，工作及备用电源均能负担所有一级负荷，另设柴油发电机组作为第三电源。照明等向各防火分区供电点供电的干线，采用分区树干式配电，较大容量动力负荷及重要负荷采用放射式供电。各避难层内的交直流电源，应按避难层分别供给，并能在末端自投。该建筑的变电所设在地下一层及地下二层，变电所应当最大限度地接近负荷中心，通过这种设计方法来缩减供电半径，消除影响供电的不良因素。
2.3电气设备选择
一是高压开关柜的选择。高层民用建筑中的变配电室一般会设置在地下室。针对高层建筑的施工标准，有明确规定，在地下室和地下一层建预检室，高压开关柜内配电开关必须是具有“五防”功能的真空手车式高压开关柜。二是变压器选择。变压器的选择除要按照规范要求操作外，还需对其防火性能予以重点考量，禁止在高层民用建筑中使用油式变压器，以免油变引发火灾事故，对人们生命财产安全构成威胁，本工程采用SCB13型立体卷铁心干式变压器。三是应急备用发电机组。以往高层建筑的应急发电机组以柴油发电机为主，之后随着技术的完善，燃烧涡轮发电机应运而生，在高层建筑中起到显著作用。该发电机比柴油发电机的反应速度快，可以在发生故障后第一时间快速起动，满足应急发电和供电需求，缩小故障范围。
2.4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室上下层为办公用房时，应采取屏蔽、降噪等措施。不推荐将变压器分拆上楼后再组装，因为工地上没有检测条件，无法保障产品质量。
2.5照明设计问题
设计超高层建筑的照明系统时，应关注灯具的选择，包括材质、布设位置与形状。另外，照明方案中需设有照度与照明时间方面的内容，电气设计单位完善照明方案时，需要把握建筑的装饰主题，使照明系统与装饰系统可以保持相互配合，提升室内环境的品质。同样以以凯盈广场B座为例，重点对车库中的照明系统进行解析，选用荧光灯作为该处空间的主要照明灯具，车库中的车位与交通要道的照度设置要求不同，车道的要求更严苛，车位上方的光照度要保持比较低的水平，因此给车道使用双管式的荧光灯，车位上方则选择单管式的这种灯具。除此之外，还增加了安全照明装置，考虑到在夜晚这一时间段中，出入车库中的人员不多，为了在电气设计中体现节能化理念，在照明配电系统中应用多回路式的配电方法。
2.6楼层配电竖井
根据我国相关规定要求，超高层建筑的低压配电线路总长度需控制在250m以内，由于超高层建筑通常在地下室及避难层中设置变配电房，因此在设计选用变压器时，相关工作人员需对其体积与质量进行严格控制。对于应用在超高层建筑中的三相变压器，其容量需控制在1250kVA以内。该超高层建筑在配电竖井设计中，其主要设计内容包括高低压电缆与母线槽的敷设，以及布设楼层配电箱等。按照相关设计规程，工作人员需将高压电缆竖井、低压配电竖井设置在超高层建筑楼层配电竖井中。并且使用消防配电线路与非消防配电线路双路由的供电方式，其供配电干线不允许设置在同一个电缆桥架当中。
3电气设计问题解决对策研究
需要严格按照国家出台的有关高层建筑电气设计标准要求，在为消防设备供电时，应该从配电所引出专门的供电回路，消防设备用电采用两路低压电源直接接引，这样就能够在火灾发生时，如果切断了民用设备的用电系统，也不会影响整个消防设备的使用。在切断非消防电源时，也避免其他住户正常用电受到影响。需要将低压配配电级数控制在三级以内，建议选择的负荷开关或者是断路器。
结语
综上所述，在对高层建筑进行电气设计的过程中，传统电气系统已经满足不了现代高层建筑的多样化需求，这需要设计人员全面的了解当前高层建筑电气设计的要求以及人们的用电需求，科学合理的分配不同时间段的用电负荷，并且还要在电气设计中融入一些节能技术，与此同时要综合性的考虑高层建筑的美观性和安全性，保证电气设计方案能够在实际中推动我国建筑行业的持续性发展。
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