關(guān)于超高層建筑電氣設(shè)計(jì)

◎梁小平 曾之健

（作者單位：中機(jī)國際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）

本文重點(diǎn)針對超高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作展開了全面分析和研究，有效結(jié)合我國湖南省某地區(qū)一處超高層建筑設(shè)計(jì)工作進(jìn)行深入探討，針對超高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作中的關(guān)鍵要點(diǎn)進(jìn)行全面闡述，有效提高超高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作的整體質(zhì)量和效果，為后續(xù)建筑正常安全使用打下良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)前隨著我國城市化建設(shè)發(fā)展速度不斷加快，各大城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢一片良好，城市內(nèi)部各種超高層建筑不斷涌現(xiàn)，帶動著城市經(jīng)濟(jì)的快速提升。在超高層建筑設(shè)計(jì)工作中，電氣設(shè)計(jì)工作是其中非常重要的組成部分，電氣設(shè)計(jì)工作質(zhì)量直接影響到了后續(xù)建筑體的使用安全性和穩(wěn)定性。由于超高層建筑和普通建筑相比具有一定的特殊性，在具體的設(shè)計(jì)工作中具有用電設(shè)備較多、供電量較大以及對供電可靠性要求更高等多種特點(diǎn)。因此，本文結(jié)合我國湖南省某地區(qū)一處超高層建筑工程進(jìn)行了全面分析和研究，針對超高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作要點(diǎn)進(jìn)行全面闡述，針對超高層建筑電氣的負(fù)荷等級，設(shè)定供電電源、應(yīng)急電源以及超高層樓層配電豎井等，有效提高超高層建筑電氣設(shè)計(jì)的整體效果和質(zhì)量。

一、工程概況

針對我國湖南省某地區(qū)一處超高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作展開分析，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員對該超高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行深入研究。本次研究的超高層建筑屬于一處及民用住宅、辦公、商業(yè)等諸多功能為一體的高大型綜合建筑結(jié)構(gòu)。該超高層建筑的總樓層數(shù)為44層，其中包含了地上40層，地下4層晶體總設(shè)計(jì)高度為216.5m，裙房建筑總高度為20m，該超高層建筑總面積達(dá)到了18萬m2。

二、超高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作要點(diǎn)分析

1.供電電源設(shè)計(jì)。在超高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作中，供電電源設(shè)計(jì)是其中非常重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。由于超高層建筑主和普通建筑相比，在整個建筑規(guī)模和供電需求量上相對較大，但是單路各級供電電壓線路在供電能力上會受到一定的限制。因此，相關(guān)電氣設(shè)計(jì)工作人員必須要充分結(jié)合建筑體自身的用電量大小、建筑電氣設(shè)備的負(fù)荷等級以及整體的供電狀況展開綜合分析，對超高層建筑供電電源進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在本次超高層建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中，由于該地區(qū)市政變電站可以為其提供出4組具有獨(dú)立性的10kV供電電壓，同時每兩路10kV供電電壓，在整體的供電方式上，主要是以單母線分段供電方式為主。相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員根據(jù)電氣設(shè)計(jì)工作的相關(guān)規(guī)范要求，對母聯(lián)開關(guān)進(jìn)行針對性調(diào)整。通常情況下，超高層建筑兩段母線分別作為供電備用，即使某段線路產(chǎn)生供電故障問題，相關(guān)工作人員只需要對門開關(guān)進(jìn)行開關(guān)閉合，即可啟動備用線路來進(jìn)行供電，所有的供電負(fù)荷均可以通過備用電源組來進(jìn)行承擔(dān)。除此之外，相關(guān)工作人員，還可以直接通過電氣將鑰匙連鎖裝置和母聯(lián)開關(guān)以及其他線路之間進(jìn)行銜接，不管何種情況處于閉合工作狀態(tài)下的開關(guān)總數(shù)量不能超過兩個，必須要充分保證建筑電氣設(shè)計(jì)工作的安全性，同時不會對其他的電氣設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生干擾。

2.供電負(fù)荷等級設(shè)定。在針對本次超高層建筑工程的電氣設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員必須要充分明確我國國家的相關(guān)建筑電氣設(shè)計(jì)工作標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合建筑體自身的結(jié)構(gòu)特性，對超高層建筑負(fù)荷等級加以明確。通常情況下，在超高層建筑電氣的供電工作當(dāng)中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)弱電系統(tǒng)等設(shè)計(jì)是其中中非常重要的系統(tǒng)工程，通常是以一級負(fù)荷等級來加以設(shè)定。消防控制室和火災(zāi)應(yīng)急照明防火等級需要設(shè)定為一級負(fù)荷，而針對操作層建筑內(nèi)部的辦公場所和商場，通常情況下在照明等級方面設(shè)定為二級負(fù)荷，辦公樓層和商場當(dāng)中的普通照明以及建筑室內(nèi)的普通空調(diào)采暖等級負(fù)荷，同樣需要設(shè)定為二級負(fù)荷。建筑室內(nèi)通風(fēng)、空調(diào)和景觀照明以及其他的供電線路負(fù)荷，通常需要劃分到三級負(fù)荷的范圍當(dāng)中。在計(jì)算具體的負(fù)荷值過程中，相關(guān)工作人員需要對各級負(fù)荷的供地要求進(jìn)行充分考量，通常情況下，我國在超高層建筑變壓器單位容量范圍在100～130VA/m3，同時在該超高層建筑設(shè)計(jì)工作中，變壓器的總負(fù)荷率達(dá)到了70%，同時設(shè)計(jì)負(fù)荷總密度為101VA/m3，動力系統(tǒng)變壓器總負(fù)載率達(dá)到55%，可以充分滿足超高層建筑的供電工作要求。

3.超高層建筑應(yīng)急備用電源設(shè)計(jì)。由于超高層建筑整體結(jié)構(gòu)構(gòu)成相比比較復(fù)雜，在針對建筑電氣設(shè)計(jì)工作中具有較強(qiáng)的特殊性。相比于普通的建筑電氣設(shè)計(jì)工作來講，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員需要對超高層建筑，應(yīng)急備用電源設(shè)計(jì)工作加以充分重視，在應(yīng)急備用電源的設(shè)計(jì)過程中，需要基于相關(guān)設(shè)計(jì)工作規(guī)程，有效選擇柴油發(fā)電機(jī)組來作為應(yīng)急電源組，建筑消防供電回路設(shè)計(jì)工作需要使用專用線路，同時和專用線段之間直接進(jìn)行銜接，以此來充分保證應(yīng)急電源可以實(shí)現(xiàn)至少不間斷三小時以上的正常用電。除此之外，在應(yīng)急備用電源的設(shè)計(jì)規(guī)定當(dāng)中明確指出，如果超高層建筑體自身高度超過400m以上，并且在建筑體地下室內(nèi)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組，則需要使用10kV柴油發(fā)電機(jī)組來進(jìn)行供電，如果選擇400V柴油發(fā)電機(jī)組，在高層區(qū)域需要先使用升壓變壓器，將其提升到10kV，然后再對所在區(qū)域進(jìn)行供電，保證電壓大小可以降到230V或400V。出于節(jié)約電氣設(shè)計(jì)成本方面因素考慮，建議超高層建筑設(shè)計(jì)工作中應(yīng)急和備用電源，需要同時使用同一個柴油發(fā)電機(jī)組來進(jìn)行工作，同時在確保柴油發(fā)電機(jī)組供電容量的同時，需要充分遵循建筑體消防工作要求以及電源備用工作要求，不允許在應(yīng)急供電系統(tǒng)內(nèi)部直接進(jìn)入其他的供電負(fù)荷。在本次超高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，相關(guān)工作人員設(shè)計(jì)使用單母線分段低壓系統(tǒng)之后，需要設(shè)置出母聯(lián)開關(guān)和機(jī)械連鎖開關(guān)，全面提高建筑電氣設(shè)計(jì)的安全性以及工作的穩(wěn)定性，同時還是一出應(yīng)急母線段和重要復(fù)合母線段，充分保證超高層建筑供電的安全性和穩(wěn)定性。

4.樓層配電豎井。根據(jù)我國超高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作要求，超高層建筑堤壓配電線路，在設(shè)計(jì)種長度上需要控制在250m以內(nèi)。針對超高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作來講，需要在地下室和避難層內(nèi)部設(shè)置變配電房，因此在設(shè)計(jì)選用變壓器工作過程中，相關(guān)工作人員需要對建筑體的體積以及質(zhì)量進(jìn)行有效控制。對于使用在超高層建筑當(dāng)中的三相變壓器設(shè)備而言，在設(shè)計(jì)容量方面需要控制在1250kVA范圍之內(nèi)。超高層建筑在配電井設(shè)計(jì)工作中，包含了高低壓電纜、母線槽鋪設(shè)以及配電箱設(shè)計(jì)等。根據(jù)樓層配電豎井設(shè)計(jì)工作要求，電氣設(shè)計(jì)工作人員需要將高壓電纜豎井、低壓配電豎井等直接設(shè)置在超高層建筑樓層的配電豎井內(nèi)不，同時運(yùn)用雙路由消防供電方法。供電配電干線不允許同時設(shè)置在同一個豎井內(nèi)部，由于本次超高層建筑設(shè)計(jì)工作，將強(qiáng)弱電井和10kV豎井分別設(shè)計(jì)在核心系統(tǒng)內(nèi)部，重點(diǎn)要求設(shè)計(jì)工作內(nèi)容需要和配電豎井設(shè)計(jì)相符合。

三、結(jié)語

由此可以看出，在超高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作過程中，必須要對每一個環(huán)節(jié)的電氣設(shè)計(jì)工作要點(diǎn)進(jìn)行全面把控，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員需要全面提高自身的電氣設(shè)計(jì)工作技能，提高自身的專業(yè)素養(yǎng)，全面提高超高層電氣設(shè)計(jì)工作的整體質(zhì)量和效果，為后續(xù)的建筑體用電安全性以及使用的穩(wěn)定性打下良好的基礎(chǔ)。