超高层建筑电气设计关键技术解析

超高层建筑电气设计关键技术解析

方丽娟

吉林省境和设计工程有限公司

摘要：鉴于超高层建筑的不断增加，总体建筑设施应用机电设备的同一时间，也提升了电力负荷量。因而，在超高层建筑设计过程中，有必要特别关注电气设计，以达到不同机电设备的用电供需。国内早已明文规定了超高层建筑的各种设计过程，而且具有了清晰的技术指标，电气设计也是这样，在具体设计过程中，应严格的遵循国家相关规范开展，并对全部电气设计开展不断健全完善。

关键词:超高层;建筑电气设计;关键技术

1特征概述

通常情况下，建筑设施的总体高度超出民用建筑高度一百米之上的工程建筑称之为超高层建筑。在此种类别的建筑规划设计中，电气设计是最核心的阶段。超高层建筑中，发电机系统、电源系统、配电系统、设备的垂直运输等均与电气设计密切相关。一般说来，与超高层建筑电气设计关于 的用电负荷总量众多、种类多种多样，由于不同性质的超高层建筑，其所需电能量和电力的区别非常大，因而务必依照国内制订的关于 超高层建筑的负载供电标准，确立其负载供电级别，并依照本地具体情况制订不同的应用功能模块。

伴随着输配电间距的提升，超高层建筑用电负荷将连续不断提升，电气设备的安全性能稳定性能是电气设计的重中之重，对电气设备的安全性能运作也明确提出了更高一些的标准。除此之外，由于超高层建筑人群密集，如果突发意外，人群疏散难度系数大，因而在电气设计环节中，务必保证消防用电设备的安全性能、稳定性能，并保证应急照明的安全性能稳定性能。一般说来，还应依照建筑设施内部避难层的设定，设计针对性的楼层变电所，以充分满足超高层建筑的供电需求。

1.1工程建筑电气设计的基本原则

为保证工程建筑电气设计品质和工艺水平的提升，电气设计务必依照相对应的基本原则。第一步，在工程建筑电气设计环节中，务必遵循国家相关职能部门颁布实施的电气设计政策法规，依照工程建筑电气设计的规定和标准开展工作，保证电气设计环节的规范化，提升工程建筑电气设计的技术完整性，为安装品质带来必要的保证；第二步，工程建筑电气设计要满足工程建筑实际的基本原则。工程建筑电气设计应当为改进建筑设施的应用功能模块服务项目。如果不考虑工程建筑的具体情况，用最合适的材料作出最合适的制定也于事无补，由于最合适的制定才算是最合适的制定。与此同时，工程建筑电气设计还要依照对客户经济收益负责的基本原则，在客户需求和资金的相互配合下，尽量保证“减少耗材，节能降耗”。工程建筑电气设计节能降耗刻不容缓，不但是成本控制问题，更要突破技术瓶颈，让员工不断学习，不断完善，以充分满足长期性的市场的需求。因而，遵循节能降耗基本原则是很重要的。因而，在工程建筑电气设计环节中，侧重实用性、经济性、技术先进性的协调发展，必然要依照工程建筑电气设计的基本原则，以提升工程建筑电气设计企业的经济收益。

1.2超高层建筑的电气设计特点

超高层建筑电气设计是超高层建筑制定的关键构成部分，各类电气系统的常规运作关键在于优良的电气设计。超高层建筑与其他工程建筑相比较，涉及到众多用电负荷，且各用电负荷差别比较大，差别比较大。对超高层建筑的电气设计，应严格依照国家相关标准，科学合理地确立超高层建筑的负载供电水平，确立相对应的电气设计基本参数。超高层建筑的电气设计中，

2超高层建筑电气设计基本要求

2.1超高层建筑电气设计安全要求

超高层建筑的电气设计首先要考虑的是安全性问题。为确保电力系统的安全运行，设计人员应充分考虑电气系统的稳定性和可靠性。因楼层较高，可将整层楼的电气系统配电室设在楼层中央，有效降低了低压配电时的电压损失；可在地下室设有柴油发电机，确保高层建筑随时持续供电。整个建筑物的电气系统设置必须与实际楼层高度结合，控制电缆和电线的实际长度。

2.2超高层建筑电气设计应尽量达到节能设计要求

目前，节能、环保越来越受到人们的重视。低碳节能、环保已成为社会发展的主流。为实现超高层建筑的节能效果，可在泵或空调风机的安装过程中采用T5节能阴极荧光灯。其主要优点是能根据系统的实际运行需要，自动调整并实现电机的功耗。

3超高层建筑物电气设计的关键技术

3.1电缆的正确选择

任何超高层建筑的实际施工都需要反复模拟和计算。超高层建筑中的电气设备类似于人体中的血管。如果人类没有血管就无法生存，那么电气设备就无法正常运行，就会出现一系列故障。超高层建筑电气设备中电缆的工作原理是一样的。建筑中任何一根电缆的故障都会造成整个建筑的安全可靠性，因此正确选择和安装电缆非常重要。

在中国的高层建筑火灾中，大部分原因是由电缆故障引起的，其中功耗过大和电缆线路老化是主要原因。电缆运行过程中，如果功耗过大或电路老化，严重时甚至会烧坏护套和绝缘。因此，在选择电缆时，有必要选择低烟、环保的电缆，这样可以最大限度地减少故障的发生，节省人们在故障时的逃生时间。电气线路电线电缆的燃烧性能等级根据现行国家标准《电缆及光缆燃烧性能分级》GB31247确定，B1级即为阻燃1级电线电缆。

3.2防雷和消防系统的合理安装

防雷系统和消防系统在超高层建筑的电气设备中起着重要的作用。超高层建筑一般都在100米以上，雷雨天气容易发生雷击，需要加强防雷和接地措施。在安装防雷及防雷系统时，需要保证PE保护连接线与单个三孔插座和不带电荷的裸露导体连接，以有效防止自然雷击，最大限度地保证建筑物的安全。消防系统类似于日常生活中的意外险。虽然火灾不可能频繁发生，但是设置正确合理的消防系统可以在发生火灾时尽可能降低伤害程度。在高层建筑电气设备消防系统设计中，要加强预防措施的处理，不断完善消防应急系统，能够提前发现安全隐患，灵活控制高低压配电系统。

火灾自动报警系统应符合下列规定：

1系统的消防联动控制总线应采用环形结构；

2应接入城市消防远程监控系统；

3旅馆客房内设置的火灾探测器应具有声警报功能；

4电梯井的顶部、电缆井应设置感烟火灾探测器；

5旅馆客房及公共建筑中经常有人停留且建筑面积大于100m2的房间内应设置消防应急广播扬声器；

6疏散楼梯间内每层应设置1部消防专用电话分机，每2层应设置一个消防应急广播扬声器；

7避难层（间）、辅助疏散电梯的轿箱及其停靠层的前室内应设置视频监控系统，视频监控信号应接入消防控制室，视频监控系统的供电回路应符合消防供电的要求；

8消防控制室应设置在建筑的首层

3.3合理的照明、供配电系统

照明、供配电系统在超高层建筑电气设备中占有重要地位。在设计工作中，要尽可能实现经济供配电，最大限度地降低供配电运行损耗，既能减少故障的发生，又能合理节约资源。在工作照明系统的设计中，不仅要考虑照明效果和视觉环境，还要考虑灯具的布置和照明水平。其次，万一发生火灾，照明系统至少可以提供三个小时的电力，让人们更快地逃离高层建筑。在电气设备的关键技术设计中，应遵循科学性、合理性和经济性原则，提高超高层建筑电气设备的安全性和可靠性。

消防供配电线路应符合下列规定：

1消防电梯和辅助疏散电梯的供电电线电缆应采用燃烧性能为A级、耐火时间不小于3.0h的耐火电线电缆，其他消防供配电电线电缆应采用燃烧性能不低于B1级，耐火时间不小于3.0h的耐火电线电缆。电线电缆的燃烧性能分级应符合现行国家标准《电缆及光缆燃烧性能分级》GB31247的规定；

2消防用电应采用双路由供电方式，其供配电干线应设置在不同的竖井内；

3避难层的消防用电应采用专用回路供电，且不应与非避难楼层（区）共用配电干线。

3.4应急电源设计

除了为高层建筑电气设备提供运行电源外，还需要加强柴油发电机组的设计，属于应急电源的设计内容。由于高层建筑耗电量大，柴油发电机组需要能够在停电后提供连续供电。其次，建筑物内的应急照明、消防用电、电子信息系统机房需要使用柴油发电机组，设计柴油发电机组时要充分考虑建筑物的高度，以设计不同类型的柴油发电机组，强化合理的设计理念。

3.5电源电压和电源的有效选择

超高层建筑需要根据建筑负荷分析和用电量来选择电压和电源，通常可以根据一级负荷分类来确定。同时，在电气设计中，至少要选择两种供电方式，在两个电源之间的工作电路没有紧密连接的情况下，保证一个电路发生故障后，另一个电路也能实现正常供电，从而保证整个电气设计的安全性和可靠性。

在电气设计中，变压器的总装机容量需要根据建筑电气设备的不同用途和功能来确定。一般来说，在超高层建筑的总电力负荷中，一次负荷和二次负荷所占比例较大；超高层建筑的用电量会随着建筑规模的扩大而增加，由此产生的电压需求也会增加。因此，在设计过程中，在了解本项目的供电电压水平后，应咨询当地市政电网进行比较和选择。

结束语:

总之，电气设计是超高层建筑设计的重要组成部分。超高层建筑的电气设计要严格按照国家有关标准进行。为确保超高层建筑的安全、及时，在设计阶段应考虑以下关键技术：应急照明系统、报警系统、应急电源、备用电源设计。

参考文献：

[1]孔嵩．超高层建筑电气设计关键技术解析[J]．建筑电气，2015，5:39-44

[2]高国重．超高层建筑电气设计要点浅析[J]．科技致富向导，2015，6:192-192