超高層建筑電氣設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)解析

王利

WANG Li

（上海林同炎·李國(guó)豪土建工程咨詢有限公司山東分公司）

(Shanghai T.y.lin Li Guohao Civil Engineering Consulting Co., Ltd. Shandong Branch)

超高層建筑電氣設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)解析

王利

WANG Li

（上海林同炎·李國(guó)豪土建工程咨詢有限公司山東分公司）

(Shanghai T.y.lin Li Guohao Civil Engineering Consulting Co., Ltd. Shandong Branch)

主要結(jié)合實(shí)踐，簡(jiǎn)述了在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行超高層的建筑電氣設(shè)計(jì)所具備的特點(diǎn)，以及設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的關(guān)鍵點(diǎn)，包括電壓、電源的具體選擇，以及超高層建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)。僅供參考。

高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；技術(shù)解析

1 引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平得到了顯著的提升，城市建筑大規(guī)模地展開。尤其值超高層建筑隨著建筑施工工藝的進(jìn)步，建筑的樓層不斷增加。建筑樓層的增加，對(duì)與之配套的樓層電氣，也提出了較高的要求，國(guó)家有關(guān)規(guī)定都對(duì)超高層的建筑中電氣設(shè)計(jì)提出了詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)與要求。因此，電氣設(shè)計(jì)者需要參照標(biāo)準(zhǔn)，不斷優(yōu)化完善電氣設(shè)計(jì)，使其在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮較好的作用。

2 超高層建筑

超高層建筑主要是指整個(gè)建筑高度超過100m的民用建筑，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市人口越來(lái)越多，這種建筑方式非常適合城市用地緊張的局面，同時(shí)較多的超高層建筑設(shè)計(jì)在城市中拔地而起，也彰顯了該地發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁和發(fā)達(dá)的城市形象。在超高層建筑發(fā)展過程中，融入了較多的科學(xué)設(shè)計(jì)理念，其

中的電氣設(shè)計(jì)就是一項(xiàng)最基本的設(shè)計(jì)要求，這一設(shè)計(jì)對(duì)人們的生產(chǎn)生活影響十分重大，并且超高層建筑電氣設(shè)計(jì)又是一項(xiàng)十分艱巨的工作，它對(duì)電氣輸電系統(tǒng)有著極為較高的要求。首先要確保，輸電線路足夠長(zhǎng)，承受用電的負(fù)荷量要足夠大，供電的安全性要能夠有效得到保障，等一系列的要求，使相關(guān)的設(shè)計(jì)人員必須設(shè)計(jì)合理的方案，確保其科學(xué)性與合理性，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)際使用過程中的安全性與穩(wěn)定性，確保超高層建筑各方面符合國(guó)家要求的有關(guān)規(guī)定。

3 超高層建筑電氣設(shè)計(jì)基本要求

3.1 超高層建筑電氣設(shè)計(jì)的安全性要求

任何建筑設(shè)計(jì)首先必須考慮安全性，尤其是超高層建筑電氣設(shè)計(jì)更是不可例外，實(shí)際設(shè)計(jì)人員在有效確保安全性的同時(shí)，還需考慮電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，一般綜合考慮。由于樓層較高，可以將負(fù)責(zé)整個(gè)樓層的電氣系統(tǒng)變配房設(shè)置在位于樓層的中央位置，這樣的操作方式可以實(shí)現(xiàn)能夠有效降低低壓配電時(shí)的電壓損失；同時(shí)可以考慮在建筑物的地下層設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)，以確保任何時(shí)候下高層建筑可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)供電的可能。整個(gè)建筑在進(jìn)行電氣系統(tǒng)的設(shè)置時(shí)，一定要結(jié)合樓層的實(shí)際高度，控制電纜與電線的實(shí)際長(zhǎng)度。

3.2 超高層建筑的電氣設(shè)計(jì)盡可能的滿足其節(jié)能性設(shè)計(jì)要求

現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，越來(lái)越關(guān)注節(jié)能與環(huán)保了，低碳節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的主流趨勢(shì)，超高層建筑在實(shí)現(xiàn)節(jié)能上，可以借助采用市場(chǎng)上較為流行的T5節(jié)能熒光管，其次在水泵或者是空調(diào)風(fēng)機(jī)的設(shè)置過程中，可以通過采用我國(guó)設(shè)計(jì)的比較主流的變頻控制實(shí)現(xiàn)，這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)主要在于能夠根據(jù)系統(tǒng)地實(shí)際操作需求，自動(dòng)調(diào)整實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的用電量。這樣就可以實(shí)現(xiàn)避免傳統(tǒng)的由于馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長(zhǎng)而帶來(lái)的對(duì)用電量的消耗浪費(fèi)的情況。

4 超高層建筑電氣設(shè)計(jì)中關(guān)鍵技術(shù)分析

在高層建筑設(shè)計(jì)過程中，為了進(jìn)一步設(shè)計(jì)出更為科學(xué)合理的電氣設(shè)計(jì)方案，需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合超高層建筑的主要特點(diǎn)，并在有效滿足國(guó)家相關(guān)的技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)上，著重關(guān)注電氣設(shè)計(jì)的重要關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。電氣設(shè)計(jì)人員本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，任何細(xì)節(jié)都要全方位地考慮到，為以后的施工操作以及之后的使用與運(yùn)轉(zhuǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.1負(fù)荷等級(jí)選擇恰當(dāng)合適

在一般的情況下，城市發(fā)展中建設(shè)超高層建筑投入使用的都是民用公寓、高檔的寫字樓、或者是大型的酒店。從這些使用建筑的商家來(lái)看，高層建筑中的人員分布都是較為密集的，所以設(shè)計(jì)師應(yīng)考慮建筑用戶的實(shí)際需求，與國(guó)家對(duì)于高層建筑中使用的電氣設(shè)備負(fù)荷分級(jí)的相關(guān)規(guī)定，恰當(dāng)合適地對(duì)用戶實(shí)施比較合適的分級(jí)，從而確保整個(gè)高層建筑電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的安全穩(wěn)定。

4.2 電壓與電源的選擇要合適

電源與電壓是整個(gè)高層用電系統(tǒng)中較為關(guān)鍵的部分，在進(jìn)行這兩方面的選擇時(shí)，一定要綜合考慮多種因素，如用電容量、負(fù)荷等級(jí)等。在電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以設(shè)計(jì)兩個(gè)電源的供電系統(tǒng)，確保兩個(gè)電源分別是屬于不同的電網(wǎng)。如果是兩個(gè)電源都屬于同一用電網(wǎng)，也必須避免兩個(gè)電源在電路上的連接，這樣設(shè)計(jì)的主要目的就是為了當(dāng)其中的一個(gè)電源不能供電時(shí)，另一個(gè)電源可以保證整個(gè)電力系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，有效確保整個(gè)高層建筑可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)不斷的供電需求。其次，由于超高層建筑實(shí)際使用功能的不同，在電氣設(shè)計(jì)上也存在著較為巨大的差異，其中最為重要的就是變壓器的選擇。高層建筑本身就有著規(guī)模較大的需求，所以對(duì)電壓也有著較高的要求，如果實(shí)際運(yùn)行中電壓線路的實(shí)際供電能力有限，可以借助采用多個(gè)較為小型的電源實(shí)現(xiàn)供電。此外，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)還需要首先與當(dāng)?shù)氐氖姓娋W(wǎng)取得聯(lián)系，結(jié)合意見建議選擇合適的電壓與電源。

在這兒著重強(qiáng)調(diào)，一定要結(jié)合國(guó)家的相關(guān)規(guī)定選擇合適的電壓，國(guó)家明確規(guī)定過，如果實(shí)際電網(wǎng)中沒有35kV的輸電電壓，10kV就是最大的電壓等級(jí)，電容量不能再大了，同時(shí)考慮地理位置的因素，各個(gè)地區(qū)之間對(duì)于電壓的需求與整個(gè)電力運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的承受的負(fù)荷量有著各自的差異。因此在超高層建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w實(shí)際情況，盡可能提高高效、安全、穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。

4.3 配電站與變電站設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

著眼于超高層建筑自身的獨(dú)有特點(diǎn)，在進(jìn)行配電站和變電站的設(shè)計(jì)時(shí)。重要關(guān)注事項(xiàng)就是供電半徑的考慮，以及選取合適的低壓配電線路，在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，一般高層建筑不要超過200m。如果建筑物超過200m就需要考慮，設(shè)計(jì)建立多個(gè)配電站以及變電站，對(duì)于這兩站的位置選擇應(yīng)盡可能結(jié)合建筑條件，具體安排在比較合理的位置。底層或是頂層居中，根據(jù)實(shí)際需求而定。

4.4 電氣設(shè)計(jì)中的備用電源及其應(yīng)急電源的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

結(jié)合以上分析，一般超高層的建筑物中，人員分布比較集中，人流密集大，所以一旦發(fā)生任何用電用氣的事故，就會(huì)造成較大的影響，過多的人員無(wú)法實(shí)現(xiàn)即時(shí)迅速的疏散。針對(duì)這種情況，電氣設(shè)計(jì)人員，需要在超高層建筑中除設(shè)計(jì)安裝基本的安全電源之外，還需要設(shè)計(jì)應(yīng)急與備用電源。設(shè)計(jì)這兩個(gè)電源時(shí)需要注意以下幾項(xiàng)內(nèi)容：（1）建筑物中其他的用電設(shè)備負(fù)荷量比較大的時(shí)，正常運(yùn)行的電源如果斷電了，設(shè)計(jì)的備用電源可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的供電，建筑物中的應(yīng)急照明燈的電源應(yīng)該采用柴油發(fā)電；（2）建筑物內(nèi)部的各種電子信息設(shè)備用電，也應(yīng)該采用柴油機(jī)發(fā)電，采用這種方式主要是確保系統(tǒng)設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免由于其他電源斷電造成影響。對(duì)于柴油機(jī)組的供電設(shè)備設(shè)計(jì)要結(jié)合建筑物的實(shí)際高度而定，其形式也要與市政供電系統(tǒng)保持一致。

4.5 配電方式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)

一般而言，超高層建筑采用的主要配電方式有兩種，分別是樹干式與放射式。其中的放射式配電方式具有較強(qiáng)的可靠穩(wěn)定性，在實(shí)際應(yīng)用中是比較廣泛的。在設(shè)計(jì)使用樹干式配電方式時(shí)，要注意電氣系統(tǒng)中的每一個(gè)電纜層數(shù)，應(yīng)該結(jié)合國(guó)家的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，避難層的電源實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的供給，不能進(jìn)行相互的交叉，確保供電設(shè)備的穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市高層樓建筑工程增多，規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市人們對(duì)生活質(zhì)量的要求逐步提高，相應(yīng)地，對(duì)于超高層樓的電氣設(shè)計(jì)也提出了較高的要求。安全穩(wěn)定的電氣設(shè)備與人們的生活息息相關(guān)，工作人員在按照國(guó)家基本要求的基礎(chǔ)上，還需要逐步優(yōu)化完善設(shè)計(jì)過程中的各種環(huán)節(jié)，確保之后的用電用氣實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、安全，切實(shí)做到避免因?yàn)槿魏稳藶樵O(shè)計(jì)操作的因素給人們帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失或責(zé)任事故。

[1]孟紅玲, 韓曉虎, 李美玲. 超高層建筑電氣設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)解析[J]. 工程技術(shù):文摘版, 2016(9):00048-00048.

Analysis of Key Technology for Electrical Design of Super High Rise Building

In this paper, and combined with the practice, in this paper, the characteristics of the high-rise building electrical design in practice, and the key points in the design should pay attention to the specific choice, including the voltage, power supply, the key parts of the design should pay attention to the electrical design of high-rise building, only for reference.

high-rise building; electrical design; technical analysis