淺論超高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

【摘要】隨著城市的發(fā)展，大量外來人口的涌入，使得城市住房逐漸向高層發(fā)展，城市中不斷涌現(xiàn)出大量的超高層建筑，超高層建筑中電氣設(shè)計(jì)全面、合理與否，直接關(guān)系到整個建筑的使用安全與正常。鑒此，提升城市超高層電氣設(shè)計(jì)技術(shù)成為當(dāng)前亟待解決的問題。

【關(guān)鍵詞】超高層；建筑電氣設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

引言：超高層建筑相對于普通的高層建筑而言，層數(shù)較多，供應(yīng)電能的可靠與否以及消防安全疏散等要求也較高，因此，超高層建筑需要的建設(shè)用的資金投入大，需要的處于運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備也比較多，所以，其設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度也比一般高層建筑要高很多。

1、供配電系統(tǒng)

1.1負(fù)荷等級及供電電源

根據(jù)現(xiàn)在國家規(guī)范的要求來說，超高層建筑需要按一級的負(fù)荷要求供應(yīng)電能的有應(yīng)急照明、客梯電力、電話機(jī)房、保安和排污水泵等用電設(shè)備，還有其他的用電設(shè)備，如消防水泵、防排煙風(fēng)機(jī)、消防電梯和消控中心等消防用電設(shè)備。其他一般照明、空調(diào)、風(fēng)機(jī)等用電設(shè)備可按二級負(fù)荷供電。

10kV的電壓等級是供電電源一般采用的電壓等級，并且往往由來自同一或不同變電站的兩段不同母線引進(jìn)10kV電源。兩路電源同時(shí)供電，分列運(yùn)行，每路電源均應(yīng)能承擔(dān)工程中全部用電負(fù)荷。為確保超高層建筑中消防等用電設(shè)備的可靠供電，以滿足超高層建筑的高要求供電，保證超高層建筑持續(xù)、穩(wěn)定、安全的供電，另外可設(shè)置一組柴油發(fā)電機(jī)以作為備用電源，增強(qiáng)消防等用電的可靠程度。

1.2變配電所的設(shè)置

變配電所的所址選擇宜接近負(fù)荷中心，應(yīng)方便進(jìn)出線，不應(yīng)在廁所、浴室等經(jīng)常有積水場所的正下方。超高層建筑地下部分主要用電負(fù)載為風(fēng)機(jī)、水泵。地上部分以中央空調(diào)、風(fēng)機(jī)、水泵等為主要用電負(fù)載。因此，在地下室可設(shè)置變電所給地下室設(shè)備供電，當(dāng)?shù)叵率逸^大時(shí)，可分散設(shè)置變電所，供電半徑不超過規(guī)范要求時(shí)也附帶地上部分一起供電。從變配電所引至屋頂需要用電的設(shè)備所需的輸電費(fèi)用仍是相對來說比較經(jīng)濟(jì)合理的。而對于那些高度較高的超高層建筑物，上部的避難層和屋頂相對于一般建筑物而言多了許多用電設(shè)備，設(shè)置單個的變配電所供電可靠性較差，所以可以根據(jù)需要可以在避難層、設(shè)備層和屋頂設(shè)置配電所、變電所，但應(yīng)設(shè)置設(shè)備的垂直搬運(yùn)及電纜敷設(shè)的措施，與地下一層的變配電所同時(shí)運(yùn)行，以達(dá)到配電要求。

1.3 高低壓主結(jié)線設(shè)計(jì)

項(xiàng)目10kV的高壓主結(jié)線采用的是單母線分段的方式供電，而且不在中間部位設(shè)置母聯(lián)，為達(dá)到供電要求兩路的10kV電源同時(shí)供電，但不合在一起運(yùn)行。 變壓器分組設(shè)置，面對冬夏兩季空調(diào)所占負(fù)荷較高，而春夏兩季較低的問題，將設(shè)計(jì)中的部分荷載集中設(shè)置到一起，然后在春夏兩季中，根據(jù)情況摘除部分負(fù)荷，以達(dá)到減少變壓器損耗、節(jié)約電能的目的。低壓主結(jié)線采用單母線分段的方式，在變壓器低壓的一邊設(shè)置一個母聯(lián)開關(guān)，變電所的兩臺變壓器在平時(shí)的時(shí)候分開運(yùn)行，互不干擾，當(dāng)發(fā)生意外導(dǎo)致其中一臺變壓器故障時(shí)，就可摘除部分空調(diào)等季節(jié)性負(fù)載，閉合低壓母聯(lián)的開關(guān)，由另外一臺變電器來為大樓中的一些應(yīng)急消防設(shè)備提供持續(xù)供電。

2、超高層建筑電氣的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1低壓配電系統(tǒng)

低壓配電系統(tǒng)采用三級配電方式，即總配電（變配電所）、區(qū)域配電（配電間）、終端配電。三級配電系統(tǒng)相互之間保護(hù)開關(guān)要求具有選擇性。低壓系統(tǒng)一般采用單母線分段+一段應(yīng)急母線的形式，即二路市電為分段的母線供電，中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，設(shè)置一段應(yīng)急母線，為應(yīng)急負(fù)荷及備用負(fù)荷供電。

2.2安全的避雷系統(tǒng)

由于超高層建筑高度較高，且大部分均為玻璃幕墻，在雷雨時(shí)節(jié)，就要注意自然發(fā)生的雷雨天氣，注意玻璃幕墻的等電位聯(lián)接，做好防雷接地措施。在避雷方面做好雷電直擊，防感應(yīng)雷和防高電位入侵。在頂層板鋼筋作為避雷網(wǎng)，設(shè)計(jì)將主鋼筋引入地下，基礎(chǔ)鋼筋作為接地裝置；另外，可設(shè)計(jì)在樓頂安裝專業(yè)的避雷裝置。對弱電機(jī)房、消防控制室等設(shè)備接地LEB板，采用專用接地體引至基礎(chǔ)接地。樓內(nèi)所有電氣設(shè)備運(yùn)行情況下，不帶電的外露導(dǎo)電體及單相三孔插座的保護(hù)接地裝置均與PE保護(hù)接地線連接。室外高出金屬欄桿也應(yīng)要求接地，各層金屬桿、金屬窗、金屬玻璃幕墻都要與周圍防雷接地體連接。有效避免自然雷擊，保護(hù)整個高層建筑的人和物安全?，F(xiàn)代超高層建筑的防雷接地、電氣設(shè)備的保護(hù)接地和工作接地等共用接地體，接地電阻按最小的要求而定，通常是在1 歐以下。電源總進(jìn)線設(shè)置一級過電壓保護(hù)器，重要設(shè)備配電箱設(shè)有二級過電壓保護(hù)器，最末級配電箱根據(jù)需要可設(shè)三級過電壓保護(hù)器。

2.3完善的消防系統(tǒng)

消防系統(tǒng)就類似一種意外保險(xiǎn)，在火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候盡量減小破壞的程度。對于超高層建筑的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)要充分考慮火災(zāi)的預(yù)防處理措施，安裝整個完善的消防應(yīng)急系統(tǒng)，超高層建筑高度高，人員密集，超高層建筑宜設(shè)置建筑設(shè)備管理系統(tǒng)，滿足不同區(qū)域的管理要求，已利于管理和節(jié)能。 對供電的可靠性以及消防等的要求必須安全可靠，對高低壓配電系統(tǒng)應(yīng)能靈活控制，滿足在不同的區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時(shí)都能準(zhǔn)確啟動相應(yīng)的消防水泵，供水滅火。超高層建筑各層的消防疏散樓梯口部和消防電梯前室內(nèi)宜設(shè)置帶光閃爍的樓層火警指示燈。面對火災(zāi)的安全隱患，消防措施一定要準(zhǔn)備充分，使各個消防設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。應(yīng)急疏散系統(tǒng)建議使用集中式智能應(yīng)急系統(tǒng)，對人員疏散起到更好的指導(dǎo)作用。并設(shè)置消防電源監(jiān)控和漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。對消防電源設(shè)備的電源工作狀態(tài)和電壓進(jìn)行監(jiān)控，對線路的剩余電流進(jìn)行監(jiān)控，從而提高供電可靠性。

2.4工作照明系統(tǒng)

超高層建筑存在面積大，電力設(shè)備多等實(shí)際因素，為了使動力電氣設(shè)備用電對照明線路電壓不造成波動影響，應(yīng)該使照明用電與電力動力用電線路要分開設(shè)計(jì)，構(gòu)成一般照明和應(yīng)急照明系統(tǒng)，設(shè)計(jì)上要一分為二，一條為正常使用，另一條為應(yīng)急使用，保證安全照明燈和其他電氣設(shè)備的正常工作。另外，在照明設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)最大程度地滿足建筑的功能，不僅要考慮照度水平、燈具布置，還需考慮視覺環(huán)境及照明節(jié)能效果。

2.5合理的供配電系統(tǒng)

合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，使供配電系統(tǒng)在運(yùn)行中的損耗減至最低，實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。設(shè)計(jì)應(yīng)考慮一下要點(diǎn)：第一，供配電系統(tǒng)應(yīng)盡量簡單可靠，同一電壓等級供電系統(tǒng)變配電級數(shù)不宜多于兩級，盡量減少電能損耗。第二，合理選擇供電電壓。第三，變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心。第四，根據(jù)負(fù)荷情況合理選擇變壓器容量與數(shù)量。

2.6節(jié)電節(jié)能設(shè)計(jì)

節(jié)電設(shè)計(jì)，根據(jù)技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的原則為出發(fā)點(diǎn)，采用合理的配電方式，采用高效率變壓器、電動機(jī)和照明光源、無功功率補(bǔ)償裝置和設(shè)備監(jiān)控電腦系統(tǒng)等措施，減少電能損耗，節(jié)約用電。照明光源選擇應(yīng)從發(fā)光效率高、顯色性好、使用壽命長、啟動可靠、方便快捷、性能價(jià)格比高等方面選擇高效光源。按不同的工作場所，選擇相適應(yīng)的高效光源，可以降低電能消耗，節(jié)約能源。公共部分照明可采用智能控制系統(tǒng)照明，可對燈具的開斷進(jìn)行定時(shí)設(shè)置，實(shí)行統(tǒng)一管理，達(dá)到節(jié)能的目的。

3、結(jié)語

超高層建筑所承載的人員量較大、樓層較高，因此對火災(zāi)等危急情況時(shí)消防等設(shè)施的持續(xù)供電要求較高，漏電火災(zāi)時(shí)需要有足夠的時(shí)間來疏散人群。由于超高層建筑電氣設(shè)計(jì)和普通建筑有著不同的設(shè)計(jì)理念和特殊的關(guān)鍵性設(shè)計(jì)處理，照建筑行業(yè)及電氣安裝設(shè)計(jì)中的規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)的結(jié)果上，達(dá)到安全可靠，全面合理，節(jié)能節(jié)電的目的。

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