超高層建筑電氣設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)

摘要：當(dāng)前，超高層建筑數(shù)量日趨增多，機(jī)電設(shè)備在建筑工程中得到了日漸廣泛的使用，相應(yīng)地增加了建筑工程的電力負(fù)荷。要高度重視超高層建筑的電氣設(shè)計，確保對各類機(jī)電設(shè)備相應(yīng)用電需求的有效滿足。我國對包括電氣設(shè)計在內(nèi)的超高層建筑設(shè)計的各個方面均具有相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，要嚴(yán)格遵循超高層建筑設(shè)計的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)把握電氣設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，確保超高層建筑電氣設(shè)計的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；電氣設(shè)計；關(guān)鍵技術(shù)

一、超高層建筑電氣設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究重要性

我國在1976年在廣州建成了國內(nèi)第一棟超高層建筑——廣州白云賓館。該建筑高度為112m，共33層，是當(dāng)時國內(nèi)第一高樓。近幾年，隨著建筑行業(yè)的進(jìn)步和相關(guān)技術(shù)、材料的不斷優(yōu)化，我國的超高層建筑逐漸增多（如圖1）。且其功能較為綜合，包括酒店、金融等多種業(yè)態(tài)。

電氣設(shè)備在超高層建筑中應(yīng)用較多，設(shè)計難度較大，隨著建筑數(shù)量的增多和高度的不斷增長，建筑設(shè)計中的電氣設(shè)計的要求日益提高。因而，為了保證建筑質(zhì)量，提升建筑安全性、可靠性，必須要加強(qiáng)對電氣設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)的研究，提高技術(shù)水平，以保障超高層建筑的使用安全。

二、變壓器的電氣節(jié)能分析

2.1節(jié)能型變壓器的選擇

GB20052-2013《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》中對三相10kV電壓等級，容量30kVA～1600kVA范圍內(nèi)的油浸式變壓器及容量30kVA～2500kVA范圍內(nèi)的干式變壓器的能效等級進(jìn)行了詳細(xì)的劃分。其中1級為節(jié)能效果最好、自身功率損失最低的產(chǎn)品，符合我國變壓器設(shè)備節(jié)能的最高水平。在設(shè)備的實(shí)際選擇中，不管所選用的設(shè)備類型是油浸式還是干式都應(yīng)達(dá)到限定標(biāo)準(zhǔn)中的最低要求即第3級標(biāo)準(zhǔn)。而要使變壓器達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，則兩種類型設(shè)備的相關(guān)功率損失指標(biāo)都不應(yīng)高于限定標(biāo)準(zhǔn)中的第2級。電工鋼也叫做硅鋼片是變壓器中普遍采用

的軟磁金屬材料，而非晶合金是目前最有可能替代電工鋼的金屬材料，相比之下，非晶合金的有著良好性能指標(biāo)，在導(dǎo)磁、抗腐蝕、磨損、強(qiáng)度、電流通過率等方面優(yōu)勢明顯。

2.2變壓器容量與臺數(shù)的判定

變壓器容量的選擇不應(yīng)僅僅考慮其在運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該更加綜合的考慮整個運(yùn)行周期所產(chǎn)生的費(fèi)用，根據(jù)用戶的具體需求，選擇適應(yīng)用戶使用的變壓器容量。變壓器臺數(shù)的選擇方法需要求出不同臺數(shù)變壓器的節(jié)電效果、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益，然后進(jìn)行比較，選擇最佳變壓器的最佳臺數(shù)。

三、超高層建筑電氣設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1超高層建筑電氣設(shè)備中配電站與避難層技術(shù)

建筑高度高是超高層建筑最主要的特點(diǎn)，在該特點(diǎn)的影響下，設(shè)計人員必須要重點(diǎn)考慮電氣設(shè)計的供電半徑。一般情況下，電氣設(shè)計中，低壓出線柜到末端配電箱的最佳長度應(yīng)該控制在120m之內(nèi)，并按照超高層建筑總電壓5.0%的比例確定低壓供電線路的要求。同時在設(shè)計中，需要采用分區(qū)域設(shè)計的方法處理變配電站，按照不同的功能情況，對供配電站各個功能區(qū)進(jìn)行劃分，包括地下區(qū)負(fù)荷中心、超高區(qū)負(fù)荷中心等。高壓配電室一般會設(shè)置在超高層建筑底部，而在建筑空間面積足夠的情況下，可以設(shè)置獨(dú)立變電站。

3.2超高層建筑電氣設(shè)計中應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計

超高層建筑電氣設(shè)計中的應(yīng)急照明系統(tǒng)，必要充分靠考慮避難層照明的需求，因此在設(shè)計中，應(yīng)該選擇平均照度值大于等于3lx的燈具；而對于避難層走廊等特殊位置，所選擇的照明系統(tǒng)燈具水平照度值應(yīng)該大于等于5lx。

對于具有特殊要求的應(yīng)急照明層，其避難區(qū)、疏散走道的平均照度值應(yīng)該大于等于10lx。而如果超高層建筑裙樓為大型商場，則需要采用一級負(fù)荷供電系統(tǒng)，保證照明供給水平。

3.3應(yīng)急電源與備用電源設(shè)計

1）由于超高層建筑中的主要負(fù)荷量較大，因此正常的電源在斷電之后需要在較長的時間內(nèi)持續(xù)供電，因此需要配置具有穩(wěn)定功率的柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源。

2）建筑內(nèi)電子信息系統(tǒng)機(jī)房需要設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)電源，保證能隨時滿足建筑空調(diào)、制冷設(shè)備等重要電氣設(shè)備運(yùn)行要求。

3）在使用柴油機(jī)組過程中必須要認(rèn)識到建筑高度因素的影響，要設(shè)置不同的柴油機(jī)組，并且接地方式要與市電電源保持一致。

3.4合理選擇供電電壓、電源

在超高層建筑中選擇電壓、電源，必須要根據(jù)建筑負(fù)荷分析與用電容量等情況進(jìn)行確定，一般可以按照一級負(fù)荷分級進(jìn)行確定。同時，為了保證整個電氣設(shè)計具有可靠性與安全性，在電氣設(shè)計中可以至少選擇兩個電源供電方法，并且兩個電源之間的運(yùn)行電路聯(lián)系不密切，保證在一條電路出現(xiàn)故障后，另一條電路也能完成正常供電。

四、結(jié)束語

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，城市人們對生活質(zhì)量的要求逐步提高，相應(yīng)地，對于超高層樓的電氣設(shè)計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)，工作人員在按照國家基本要求的基礎(chǔ)上，還需要逐步優(yōu)化完善設(shè)計過程中的各種環(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)計操作的因素給人們帶來經(jīng)濟(jì)損失或責(zé)任事故。

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（作者單位：遼寧省人防建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司）

作者簡介：馮生順、1980年1月、男、漢、遼寧沈陽、高級工程師、研究方向：建筑電氣。