超高层建筑电气设计关键技术解析郑永坚郑永坚

超高层建筑电气设计关键技术解析郑永坚郑永坚

郑永坚

东莞市裕邦实业发展有限公司广东东莞523000

【摘要】随着我国经济水平的迅速提升，我国建筑业也呈现出蓬勃发展的态势。作为建筑业的核心，建筑电气设计直接影响到了建筑工程的建设质量。近些年来，超高层建筑的建设需求也越来越大。因此，对超高层建筑的电气设计越来越受到人们的关注。本文将对超高层建筑电气设计的关键技术作简单的探究。

【关键词】超高层建筑；电气设计；关键技术

超高层建筑的定义是：建筑高度超过一百米的民用建筑。由于超高层建筑的楼层数非常多，并且人员众多，一旦出现火灾，扑救的难度大，并且对火灾的防范要求也较高。因此，在对超高层建筑时，设计人员必须掌握超高层建筑电气设计的关键技术，并且能灵活运用，做出的设计方案，需要符合相关的设计规范，在此前提下，不断优化设计，尽量保证超高层建筑与人员的质量与安全。

1.超高层建筑的现状

随着我国城市化的不断推进，农村人口涌入城市，大量涌入的人口造成城市住房需求越来越大，这促进了城市建筑业的发展。但是随着建筑工程的大力建设，城市用地的矛盾日益凸显，因此，作为解决城市用地矛盾方法之一，超高层建筑的建设越来越受到人们的关注。超高层建筑在缓解城市用地紧张问题时，也代表了一座城市的建筑水平，展现了一座城市的文化风貌与审美取向。超高层建筑作为高度超过一百米的民用建筑，占用的建筑面积非常大，并且在超高层建筑的内部，安装了大量的电气设备[1]。因此，在设计超高层建筑时应该考虑到建筑内部的电气设计。对超高层建筑的电气设计，需要进行大量的计算与安排，这是超高层建筑工程设计中最困难的一部分。

2.超高层建筑电气设计的技术关键

2.1超高层建筑的分级负荷

一般在人员多、无法轻易疏散的酒店公寓等超高层建筑，需要对这些超高层建筑进行负荷分级，以特别重要用户为负荷分级的标准。在超高层建筑的负荷分级中，主要为：消防负荷与障碍照明用电的负荷级别为特一级，值班照明、计算机用电、客梯用电、生活水泵用电的负荷级别定为一级。在这里面，对于航空障碍标志灯电源的供电，需要按照一级负荷当中特别重要的负荷的要求进行。

2.2对超高层建筑电源的设计

对超高层建筑电源的设计，需要设计两个以上的电源。这些电源，不能设计在同一个电网之内，或者即便在同一个电网之内，也需要切断电源之间相互的联系。当某一电源出现问题无法供电时，可以启用另一路电源，从而使超高层建筑的供电不会受到太大的影响。在设计超高层建筑电源时，还需要设计柴油发电机充当应急电源，应急电源的选用需要尽量避免使用其它动力源的发电机[2]。

2.3对超高层建筑变配电站的设计

在超高层建筑的电气设计中，由于超高层建筑的楼层数多，建筑高度较高，供电的半径非常大，这给电气设计的变配电站设计带来了一定的困难。一般低压配电线路的最大长度在250米，对于超高层建筑，低压配电线路作用的范围在两百米之内，当建筑超过两百米的高度时，需要在超高层建筑内配置多个变配电站。在对变配电站进行配置时，需要将其安装在建筑负荷的中心，对于高压配电室，在设计时，可以将其配置在地下。同时，也可以根据实际情况，设置独立的变电站或分配变电站[3]。如果在设计时，考虑到变压器的设置，应该注意一下这些问题，对变压器所处的环境是否能防水、防震，还有对于变压器的大小、体积等需要实际的考虑，以及变压器的运输以及安放等。

3.超高层建筑的报警系统设计与防雷设计

3.1超高层建筑的消防报警系统

因为温度和烟雾探测器受到一定的高度限制，在超过限定高度的超高层建筑无法发挥作用。因此，可以将红外光束感烟探测器安置在超高层建筑的不同高度位置上。在进行超高层建筑的消防报警系统设计时，需要按照规定的要求进行设计，比如：对早期火灾探测的现场，可以应用吸气式烟雾探测火灾报警系统。在设计超高层建筑时，超高层建筑的消防报警系统需要有控制中心报警的功能。同时设置分控中心，对不同功能的超高层建筑，分别设置不同的分控中心，使超高层建筑的报警和联动指令可以同时在所有的控制中心显示[4]。

3.2超高层建筑的防雷系统

超高层建筑的防雷系统设计需要符合相关的设计规范，依据建筑物不同的分类等级，选择不同等级的防雷设计。在相关的规范当中，同时从建筑物的使用功能与价值等方面考虑，可以将超高层建筑划分为二类防雷建筑等级，防护设计等级为二级设计。在对超高层建筑防雷设计时，需要预先计算建筑物的年均雷击次数，还有防雷装置的有效率。由于超高层建筑的建筑高度较高，超过了雷击滚球的半径，因此，在建筑的中上部分很容易受到雷击。因此，需要对超高层建筑物的中上部分采取有效地保护措施，比如：闪电感应、电磁脉冲等，同时需要总等电位的连接保障。还需要做好机房等接地的设计，对机房的接地设计需要应用接地干线的方式，对各层级的强弱机房需分别接入到强弱的接地干线上。在屋顶有停机坪的超高层建筑上，需要在安全区外设置避雷针，同时还需要在避雷针上装障碍标识灯。对避雷装置的安装时，需要安装工人有极高的安全意识与技术，同时需要具备专业的安装知识，并且，在安装避雷装置时，需要遵循相关的规范。

4.对于超高层建筑照明的设计

4.1照明设计

在对超高层建筑的照明设计时，并不需要设置单独的备用照明设备。对于建筑的照明与备用照明设备，需要按照一级负荷的负荷级别进行供电。在超高层建筑的照明设计中，需要在建筑物的顶部设置障碍标识灯。如果超高层建筑物周边没有比较高的建筑或物体存在，在建筑物的最高处设置障碍标识灯的同时，还需要在建筑物最高处的外侧设置障碍标识灯。由于建筑物最高处的障碍标识灯高度较高，以此，在设计时需要考虑到障碍标识灯的更换还有电源控制问题[5]。在障碍标识灯照明时，需要消耗的电力非常大，因此，需要考虑到障碍标识灯的能耗问题，尽量应用到最新的节能技术，在满足人们各种需求的同时，需要合理的配置照明系统，选择合适的灯具，引进智能照明系统，从而提高能源的利用效率，实现超高层建筑设计的高效节能环保。

5.结语

超高层建筑是高度超过一百米的民用建筑，建筑的占地面积非常大，并且超高层建筑的内部安装了大量的电气设备。因此，电气设计是我国超高层建筑设计重要的一部分。超高层建筑需要对建筑内部的电气设备或系统进行负荷分级，不同的负荷等级将提供不同的电力供应等级。对于超高层建筑的电源设计，设计需要保证两个以上的电源，并且不能将这些电源设计在同一个电网之内，如果是在同一个电网之内，需要切断电源之间相互的联系。在对超高层建筑变配电站的设计时，需要考虑到变配电线路的有效工作范围。超高层建筑的报警系统设计与防雷设计需要依据实际情况做好相关的安全防范，同时需要遵循相关标准进行设计。对于高层建筑的照明设计，要尽量采用节能新技术，实现超高层建筑设计的节能环保。

参考文献：

[1]艾瑞生.超高层公共建筑消防电气设计中的几个技术问题[J].科技创新与应用，2013，06：23-05.

[2]潘明明，丁坚勇，周凯，田世明.基于分层搜索算法的超高层建筑供用电可靠性评估[J].电网技术，2015，06：16-31.

[3]冯冰清.超高层建筑供电方案差异化设计及流程优化[J].农村电气化，2015，10：21-24.

[4]孙兰，汪浩.住宅建筑火灾自动报警系统设计——解读《〈火灾自动报警系统设计规范〉图示》[J].建筑电气，2014，09：7-12.

[5]中国建筑学会建筑电气分会成立三十周年庆典暨2014年现代建筑电气设计论坛召开[J].建筑电气，2014，10：6-8.