超高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

【摘要】隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國的經(jīng)濟(jì)水平得到了空前的提高。與此同時(shí)，一些新興的技術(shù)和材料在生活中也得到了廣泛的應(yīng)用。不難發(fā)現(xiàn)，超高層建筑受到了人們的追捧，人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)也逐漸轉(zhuǎn)變成超高層建筑電氣設(shè)計(jì)，在居民區(qū)和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地段超高層建筑比較集中。超高層建筑的顯著特點(diǎn)就是高，因此相比較一般建筑物而言，在供電以及消防措施方面超高層建筑的要求也就嚴(yán)格了很多，這樣一來超高層建筑的電氣投資就會(huì)比較大，在日常運(yùn)行中所需的設(shè)備也相對(duì)要多。對(duì)于超高層建筑物而言，它的安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較高，這也就決定了超高層建筑的復(fù)雜度。因此，本文對(duì)超高層建筑電氣方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了有關(guān)探討。

【關(guān)鍵詞】超高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；供配電

近幾年來，在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，超高層建筑也在各大城拔地而起，逐漸流行起來，成為城市管理的重點(diǎn)。將超高層建筑進(jìn)行一定的推廣既能夠把人地矛盾緩和也能為城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展打下基礎(chǔ)。超高層建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是電氣設(shè)計(jì)。要想保證設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)合理就必須要把電氣設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容了如指掌，同時(shí)提高設(shè)計(jì)的實(shí)用性，考慮設(shè)計(jì)的安全性以及節(jié)能性。

1、超高層建筑電氣設(shè)計(jì)的基本要求

1.1安全性

在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中保證超高層建筑的安全應(yīng)該放在第一位，第二位便是超高層建筑物供電的可靠性。鑒于超高層建筑的高度問題，在塔樓中部的位置安裝配電房可以解決低壓配電的能耗問題。在配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要充分考慮多回路供電和備用發(fā)電機(jī)組的配置。通常情況下，柴油發(fā)電機(jī)在地庫都會(huì)有備用，與此同時(shí)要保證樓頂?shù)呐潆娬?，因此供電電壓的輸出?yīng)該保證在10KV，再通過變壓器的降壓降到低壓進(jìn)行配電。對(duì)供電的距離、電纜的長度和大小進(jìn)行嚴(yán)格要求是超高層建筑配電系統(tǒng)施工過程中的關(guān)鍵。當(dāng)遇到強(qiáng)風(fēng)時(shí)，超高層建筑會(huì)出現(xiàn)左右搖晃并且有一定的搖擺度，當(dāng)然，這種搖晃很難用肉眼去發(fā)現(xiàn)，搖擺度也很難進(jìn)行測(cè)量。為了防止事故的發(fā)生，要想使主干系統(tǒng)的使用周期得到延長就需要降低建筑物在發(fā)生搖擺時(shí)的拉扯力。超高層建筑比一般建筑的樓層、機(jī)電設(shè)備都多，這樣就會(huì)使得樓層的使用空間變小，而這和業(yè)主的要求是相悖的，這也就成了許多超高層建筑需要解決的問題。

1.2節(jié)能問題

在生活中，人們?cè)絹碓疥P(guān)注節(jié)能問題，這也正是目前我國建筑物的發(fā)展方向。在設(shè)計(jì)過程中，為了降低用電損耗采用能將電能轉(zhuǎn)化為光能的T5節(jié)能熒光管是相對(duì)比較理想的。相比較于T8、T10熒光管而言，T5熒光管的節(jié)能效果更加強(qiáng)大。變頻控制是當(dāng)前我國大多數(shù)水泵和空調(diào)風(fēng)機(jī)馬達(dá)所采用的主要設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)就是馬達(dá)的用電量可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需求來調(diào)節(jié)。相比較于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，它可以防止不必要的用電浪費(fèi)，以此來達(dá)到節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)。

2、超高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 負(fù)荷等級(jí)及供電電源

根據(jù)我國現(xiàn)行的規(guī)范要求一級(jí)負(fù)荷的供電是消防用電設(shè)備的基本要求。通過對(duì)城市電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行分析之后確定電源的電壓等級(jí)一般采用10KV。兩路 10k V 分別引自不同區(qū)域的變電站或同一變電站的不同母線段。所有電梯、機(jī)房的用電都是有每一路電源來承擔(dān)的，在肩負(fù)這一重任的同時(shí)兩路電源還要運(yùn)轉(zhuǎn)和供應(yīng)電能。超高層建筑需要高強(qiáng)度的供電能力，因此在供電方面需要將柴油發(fā)電機(jī)當(dāng)作后備電源用來保障消防設(shè)備供電的可靠與穩(wěn)定。

2.2 變電所的安裝設(shè)置

我們都知道在地表下層建造的一般都是水泵房、中央空調(diào)控制房等，而另外一些用電量比較大的設(shè)備基本都在一到五樓。鑒于以上原因，我們就要將變電所設(shè)立在地下，柴油發(fā)電機(jī)房建立在其周邊地帶，以便讓變壓器盡量接近于負(fù)荷的中心地帶。200m以上的超高層建筑一般都會(huì)在建筑物頂層和避難層放置多個(gè)設(shè)備，這樣的話如果是單個(gè)變電所就會(huì)導(dǎo)致供應(yīng)的電能不足，所以我們建議在避難層再安裝一個(gè)變配電所。不過值得我們注意的是，在進(jìn)行變電所的配置過程中我們要充分考慮變壓器的垂直運(yùn)輸通道以及樓板的荷重。

2.3 高低壓主結(jié)線設(shè)計(jì)

通常情況下，SM6環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜是10KV用戶變電所簡(jiǎn)化主結(jié)線方案所采用的，不設(shè)保護(hù)的電源進(jìn)線柜、采用熔斷器-負(fù)荷開關(guān)柜的變壓器出線開關(guān)都可以使用SM6環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜。如果單臺(tái)變壓器的容量等于或者是大于1600KV的話就需要采用斷路器柜；在單臺(tái)變壓器的容量等于或者是小于1250KV的情況下，熔斷器-負(fù)荷開關(guān)柜就可以替代10KV的側(cè)環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜，其中熔斷器起主要的保護(hù)作用。10KV電源是雙路進(jìn)行的，其中主結(jié)線是單母線分段。5000KV是每段10KV母線上設(shè)置的變壓器的最大容量，二段母線的合計(jì)變壓器容量不允許超過10000KV。通過對(duì)超高層建筑的負(fù)荷結(jié)果進(jìn)行計(jì)算之后得出結(jié)論：在項(xiàng)目中需要6臺(tái)SG10低損耗干式變壓器，此外還需要1臺(tái)1000KW的高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組。SM6負(fù)荷開關(guān)柜用于保護(hù)變電所中的干式變壓器，在10KV高壓主結(jié)線的中間沒有母聯(lián)，運(yùn)用的是單母線分段的設(shè)計(jì)。變壓器采用分組設(shè)置，分列運(yùn)行。其中低壓主結(jié)線是單母線分段的，二臺(tái)變壓器的低壓側(cè)內(nèi)設(shè)母聯(lián)開關(guān)。如果其中的一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或者是進(jìn)行檢修的時(shí)候就能夠先將部分設(shè)備的供電切斷，換另一臺(tái)變壓器負(fù)責(zé)一些重要設(shè)備的供電。根據(jù)要求，在一些重要的地域比如機(jī)房、消防設(shè)備等需要采用雙回路放射供電，并且將ATS裝置安裝在末端。在設(shè)計(jì)過程中要充分考慮到季節(jié)性負(fù)荷，根據(jù)季節(jié)負(fù)荷的特點(diǎn)需要將其進(jìn)行集中設(shè)置，這樣就可以在過渡季節(jié)將其切斷，停用相應(yīng)的變壓器，降低損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)【1】。

2.4 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及控制系統(tǒng)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮了超高層建筑獨(dú)有的特點(diǎn)，在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候能夠?qū)ζ溥M(jìn)行廣播，對(duì)火災(zāi)信息進(jìn)行處理?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的感應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)下圖所示。

報(bào)警控制器在火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候會(huì)根據(jù)提前設(shè)計(jì)好的程序?qū)⒅噶畎l(fā)送出去，消防設(shè)備的啟動(dòng)是根據(jù)接收到的報(bào)警信號(hào)來完成的。根據(jù)相關(guān)的規(guī)定在超高層建筑的消防設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)設(shè)置感溫探測(cè)器，同時(shí)感煙探測(cè)器應(yīng)該安裝在走廊、大堂及各種用房中。在每一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)都應(yīng)該設(shè)置一定數(shù)量的手動(dòng)報(bào)警按鈕，還有就是在消防風(fēng)機(jī)室、消防水泵房、備用發(fā)電機(jī)房等場(chǎng)所安裝專門用于消防的電話分機(jī)。在安裝消防專用電話的時(shí)候要特別注意的是電話插口的位置要確定在手動(dòng)報(bào)警按鈕和避難層相隔二十米的地方【2】。當(dāng)然，在超高層建筑的消防控制中心絕對(duì)不能缺少能夠直接報(bào)警的外線電話?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)為了保障所有人員能夠有序的撤離必須要在建筑物內(nèi)的每一層都安裝揚(yáng)聲器，并且保證每層的揚(yáng)聲器都能夠自動(dòng)接通，這樣就能夠在火災(zāi)發(fā)生時(shí)進(jìn)行事故的廣播，減少損失，降低傷亡。

2.5超高層建筑電氣施工

電氣設(shè)計(jì)的施工是超高層建筑另一個(gè)值得關(guān)注的問題。由于超高層建筑非常復(fù)雜，因此就會(huì)在施工工期上出現(xiàn)很多問題，例如在施工工期緊張的時(shí)候要配合其他單位，做好相應(yīng)的協(xié)調(diào)工作。生活中我們經(jīng)常遇到這種事情：前幾天某個(gè)地方還是一個(gè)大型的商鋪，可是轉(zhuǎn)眼幾天的時(shí)間就變成了幾個(gè)小型的店面。這就說明底層商場(chǎng)的變化性比較大。針對(duì)這種轉(zhuǎn)變的情況，設(shè)計(jì)單位就必須要做出迅速的反應(yīng)，在建筑使用性能改變的同時(shí)，電氣功能也要做出相應(yīng)的調(diào)整，以便可以滿足業(yè)主的要求。要想解決這個(gè)難題就需要在強(qiáng)電方面利用母線槽來配合不同的用電負(fù)荷。

2.6抗震問題

提到地震，人們就會(huì)感覺非常的害怕，當(dāng)建筑物遭遇地震襲擊后會(huì)受到重大的損壞。為了減少建筑物給我們帶來更大的災(zāi)害，我們應(yīng)該首先考慮供電系統(tǒng)會(huì)不會(huì)發(fā)生爆炸引起火災(zāi)，再者就要考慮供電系統(tǒng)的安全性和可靠性，盡力將災(zāi)難降低到最小。超高層建筑物的樓層一般都很高，面積也很大，樓層內(nèi)也布滿了電纜。發(fā)生地震的時(shí)候，大樓會(huì)有一定的晃動(dòng)，與此同時(shí)電纜也會(huì)如此。因此為了避免這種情況的發(fā)生就要對(duì)電纜的長度和固定方法加以改善，讓電纜系統(tǒng)不會(huì)受到損壞以至于影響供電系統(tǒng)的使用。在超高層建筑遭遇地震時(shí)母線槽的損壞幾率比電纜要大得多?！?】在橋架的設(shè)計(jì)方面應(yīng)該多加入彈簧支架，有了彈簧支架就會(huì)存在一個(gè)緩沖過程，這樣就可以減少下墜的機(jī)會(huì)，不會(huì)造成損壞嚴(yán)重，從而破壞整個(gè)配電功能。

結(jié)語：

隨著時(shí)代的不斷變化，高層建筑變得越來越多，這樣就使得高層建筑電氣設(shè)計(jì)成為設(shè)計(jì)者必須要解決的問題。與此同時(shí)節(jié)能設(shè)計(jì)在能源稀缺的今天也得到了重視。鑒于人口密集、高度高、樓層多是超高層建筑的特點(diǎn)，所以做好超高層建筑的供電系統(tǒng)和消防系統(tǒng)就顯得尤為重要，與此同時(shí)控制好高低壓配電系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李炳華，劉文坤.民用建筑中供配電系統(tǒng)若干問題的再思考[J].建筑電氣.2010（12）.

[2]趙國富.超高層建筑配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介[J].建筑電氣.2010（06）.

[3]錢觀榮，沈冬冬，曹金蘭.世茂國際廣場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)工程總結(jié)[J].建筑電氣.2007（09）.

作者簡(jiǎn)介：

曲美霞（身份證號(hào)碼：210203198303072040），出生年份：1983.3，女，漢族，籍貫：遼寧大連，職務(wù)：電氣工程師，職稱：中級(jí)工程師，碩士研究生，研究方向：建筑電氣設(shè)計(jì)。