探究超高层建筑电气的设计要点--中国期刊网

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探究超高层建筑电气的设计要点

发表时间：2020/11/23 来源：《基层建设》2020年第22期作者：张宇强

[导读] 摘要：高层建筑的字面意思是指楼层系数较高的建筑，超高层建筑是指高度在100米以上的建筑。

        深圳市建筑设计研究总院有限公司广东省深圳市 518000
        摘要：高层建筑的字面意思是指楼层系数较高的建筑，超高层建筑是指高度在100米以上的建筑。由于超高层建筑的楼层多，建筑高度高，对供电的可靠性以及消防等的要求也比普通的高层建筑要高得多，所以也给建筑电气的设计增加了一定的难度。
        关键词：超高层建筑；电气设计；电气应用
        1、超高层建筑的电气设计的基本要求
        1.1节能性要求
        随着社会的进步，节能降耗已经成为了超高层建筑电气设计中一个非常重要的设计环节，要求电气设计的工作人员在进行电气设计的工作之前，必须要充分的了解并掌握建筑的实际情况，将其内部的各项能耗类型与电气设备进行全面的分类，并为不同的能耗设备设计出不同的节能措施，促使整个电气系统都能够充分的达到节能降耗的效果。例如为了能够更加全面地展现出超高层建筑电气的节能设计，我们通常可以采用具有更高效能的T5节能荧光管或LED灯，并将变频控制系统充分的应用到空调的风机与水泵等主要的动力控制设计中，使其能够合理地依据实际使用需求把设备运行的状态控制在最佳的范围之内，从而有效地降低因长时间的连续工作而造成的浪费现象，确保设计既能充分满足实际需要，又能进一步实现供电系统节能降耗的目标。
        1.2安全性要求
        在进行超高层建筑的电气设计时，要求设计人员必须在确保其安全性的前提下，来提高建筑供电的稳定性与可靠性。当采用400V发电机不能满足供电要求时，可采用10KV柴油发电机，将柴油发电机设置在地库层中确保其能够为整座建筑物进行持续性的供电，然后通过楼层变压器将其转换成低压配电。此外，为了能够更好地提升超高层建筑的供电稳定性与安全性，要求我们必须依据建筑物的实际高度与周围的环境因素，来进一步控制电缆的长度和供电的实际距离。
        1.3经济性
        在开展超高层建筑电气设计时，需要对设计方案的成本进行把握。在实际的设计过程中，设计人员需要在保障建设材料质量的基础之上，降低材料、设备的成本，促进相关经济效益的获得。此外，设计人员在设计的过程中，还需要加强对于电气类型、用电负荷等要素的掌握，并在平衡设计原则下进行作业，促进电气设计适用性的提升。
        2、超高层建筑电气系统的设计要点分析
        2.1超高层建筑变配电系统的设计要点
        可靠性作为超高层建筑变配电系统的重要内容，其直接关系到电力系统能够不间断地向用户输送稳定的电能，因此做好超高层变配电系统的可靠性设计对于超高层建筑的设计来说具有至关重要的作用。具体说来，要想保证变配电系统的可靠性设计，就必须做好以下几个方面的内容：
        2.1.1设计好负荷等级
        在超高层建筑的电气设备的设计过程中，通常来说，要分为单个负荷等级，各个负荷等级所对应的电气设备简要介绍如下：
        一级负荷：消防水泵、消防电梯、消防控制室用电、主要通道照明、客梯、应急照明、安防系统用电、网络机房用电、生活水泵等；
        二级负荷：主要办公室的照明用电；
        三级负荷：普通办公空调系统、电热水器用电等。
        在不同电气设备的负荷等级的选择上，要根据电气的实际应用情况来进行选择，这样才能有效地保证负荷的科学性。
        2.1.2科学选择电源及配电方式
        （1）供电电源：多路10KV电源。由于超高层建筑用电设备非常之多，只有采取多路供电电源，才能保证供电的不间断性。当一路电源出现问题的时候，另一路电源可以立马候补上来，如此才能保证超高层建筑的正常供电。同时，由于超高层建筑本身高耸的特点，因此在供电设计上也要有所改进，才能减少因高度的增加而使得设置在地下室的高压配电中心往楼上输送电流时由于高度原因导致电流的大量浪费。

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因此，可以在超高层建筑的每十五到二十层之间，在避难层设置分配电房，以减小低压线路的配电长度，减小电压损失。此外，在配电房的设计上，也应该注重备用设备的设置，这样当其中一个设备发生故障时，另一台设备才能第一时间进入工作状态，以保证设备的正常运行。
        （2）低压配电系统接线及运行方式的选择：超高层建筑的低压配电系统主要采用单母线分段、同时工作并互为备用的结线型式，这种接线形式才能够保证低压配电系统的正常运行。另外，在变压器的设置上，还要设置联络开关，这样才能保证变压器的正常开断，让两个变压器正常运行。
        2.2超高层建筑智能化系统的设计要点
        在超高层建筑的智能化系统的设计过程中，主要要做好以下几个方面的内容：
        2.2.1构建控制网络的通信平台
        在构建超高层建筑的控制网络平台时，一般是以建筑物的规模和功能需求作为参考对象来进行设计，并且在设计过程中要保证通信平台的智能化特性。同时，在建筑监控设备的设置上，要确保将监控点的数量控制在万点以上，同时采用RS485总线式传输系统，并从该系统向外辐射多于10条的总线。另外，在安防系统的设置过程中，可以用数字IP网络化监控，同时保持视频监控系统的前端摄像机数量在一千台左右，这样能够减少工程的施工成本。另外，我们一般将广播系统进行分区处理，通常划分为100个小区域，如此才能保证广播的有效性。
        2.2.2使系统实现互联
        超高层建筑在建设过程中，要根据建筑物的规模和功能需求来建立互联机制，这样才能有效地实现系统的互联互通。同时，由于超高层建筑具有多方面的功能，因此在设计过程中，要注重不同功能的实际需求，以确保实现不同功能之间的互联互通。各个功能区在设计的过程中，要保证运行的独立性，才能让各个分区正常工作。要根据功能的不同来设置不同的运营部门，并设置相对独立的子系统，以保证不同管理部门之间子系统能够稳定运行；另外，实现不同分区的信息互通一般是借助总机房的统领作用，将通信系统、有线电视系统以及停车场管理系统联合起来，然后在各功能分区设置中心设备，形成主从式互联的方式来实现系统的运作。
        2.3超高层建筑接地防雷系统设计要点
        通常来讲，超高层建筑的高度通常是控制在100m以上，相比于一般建筑物来说，它们更容易受到雷电的伤害，因此在设计过程中，要结合建筑物本身的特点来进行合理的设计，同时还要结合雷电的活动规律来进行合理的接地防雷设计，如此才能有效地保证防雷接地系统设计的合理性，提高超高层建筑的接地防雷能力。
        2.3.1防雷引下线的布置要点
        防雷引下线主要是将雷电流通过接闪器的作用传递到建筑物的接地装置上，这样才能有效地减少电磁的干扰作用和雷闪所带来的经济损失。在建筑物的防雷引下线的设置上面，要参照国家防雷标准来进行设计。当前现行的标准中注明：一类建筑物的防雷间距要保持在12米以内，二类建筑物的防雷距离要控制在18米以内，三类建筑区的防雷距离则应当不大于25米。
        2.3.2防雷接地装置设置要点
        考虑到施工的便捷性及接地的可靠性，在超高层建筑防雷接地装置的设置上，我们首先要考虑建筑物的结构基础钢筋构成的自然接地极，以此来形成闭合环形接地网，如此才能有效地保持接地电位的平衡，减少反击情况的出现。另外，由于超高层建筑物的电气设备是共用一个接地装置的，所以在设计接地电阻时，通常要将电阻值控制在1Ω以内。
        结束语：
        本文主要讨论的是在超高层建筑中的电气设计中，对超高层建筑电气设计中的特殊性和针对性进行有效的分析，并根据对超高层电气设计的要点进行总结，如此才能有效地保障超高层建筑电气设计的可靠性。与此同时，在超高层电气的设计过程中，也要不断完善该方面的技术标准，以不断推进超高层电气设计的建设水平，从而有效地保障超高层电气设计的安全。
        参考文献：
        [1]王杰奇.刍议超高层建筑电气设计要点[J].基层建设.2019.
        [2]李留旺.超高层建筑电气设计的研究与应用[J].建筑学研究前沿，2019.
        [3]杜垣江.超高层建筑电气设计关键技术分析[J].电力设备.2019.