超高层建筑电气设计关键技术解析

1、 超高层建筑电气设计关键技术解析 摘 要：超高层建筑往往具有多种业态功能，集商业、办公、酒店等多种功能为一体，由于其建筑高度高，功能复杂，对建筑电气设计提出更高的要求。关键词：超高层建筑；电气设计；关键技术1 超高层建筑电气设计的特点超高层建筑的定义为整体建筑高度大于100m的建筑物。超高层建筑是社会进步重要表现，也是社会城市化的产物，并且超高层建筑具有建筑高度超高、功能较复杂、可容纳人数较多的特点。建筑电气在整个超高层的设计工作中具有较为重要的作用。例如，超高层建筑外部的立体照明可以表现出建筑结构的美感；内部的照明能够为其内部的人们提供生活便利；电梯的使用可以帮助人们以最快速达到任意楼层；自

2、动报警设备、火灾监控设备等安放系统有利于保证人民的生命安全。但是超高层建筑功能多、体量大的特点也对其中的电气设备的使用提出了较高的要求，另外超高层建筑中的电气设备后期维护难度大，应该根据现场情况以及用户的要求，科学设计建筑电气方案，在保证各种建筑电气设备可以安全使用的基础上尽量满足用户的使用需求。2 超高层建筑电气设计要点2.1 负荷等级设定在针对这一超高层建筑进行电气设计时，工作人员需要切实结合国家相关标准要求及建筑物本身，对项目负荷等级进行明确设定。一般情况下，极为重要的计算机系统、弱电系统用电等负荷等级为一级特别重要负荷。消防控制室与火灾应急照明灯消防负荷的等级应设定为一级负荷，而办公楼

3、层与商场中的一般照明或是建筑物内一般空调采暖系统等负荷，需设定为二级负荷。楼层通风空调与景观照明以及其他相关负荷等则需被统一划分至三级负荷范畴中。在计算具体负荷值时，相关工作人员需要对各业态负荷需求进行充分考量，一般我国超高层建筑的变压器单位容量基本为100130va/m3。在该超高层建筑中，变压器总负荷率不超过70%，设计负荷密度为101va/m3，变压器总负荷率达到55%，基本能够满足超高层建筑的实际需求。2.2应急备用电源超高层建筑具有一定的特殊性，相较于普通建筑的电气设计，工作人员还需要重点关注此类建筑的应急与备用电源设计。在相关设计规程的指导下，某项目选用柴油发电机组作为应急电源，机

4、组消防供电回路设计使用专用线路并与专用母线段进行相互连接，以此有效保障应急电源可不间断供电至少3h。另外，在规定中指出如果超高层建筑物自身高度超过400m，且在建筑物地下室内设置柴油发电机房，则需使用10kv柴油发电机组。若选用400v柴油发电机组，则在高区工作人员需要先利用升压变压器将其升至10kv，并为所在区配变电所进行供电，而后再利用该配变电所内的降压变压器对其进行降压处理，使之最终降为230v/400v。出于节约电气设计成本等因素的考量，建议超高层建筑中的应急与备用电源使用同一个柴油发电机组，并确保机组容量同时与规定的建筑物消防要求及备用要求相满足。不允许在应急供电系统中接入其他负荷，

5、如某超高层建筑工程项目中，工作人员设计使用单母线分段的低压系统，并在设置母联开关与机械联锁以有效提高建筑物电气设计安全性的基础上，还设置应急母线段与重要负荷母线段。由柴油发电机0.4kv母线进行放射式供电。2.3 楼层配电竖井根据我国相关规定要求，超高层建筑的低压配电线路总长度需控制在250m以内，由于超高层建筑通常在地下室及避难层中设置变配电房，因此在设计选用变压器时，相关工作人员需对其体积与质量进行严格控制。对于应用在超高层建筑中的三相变压器，其容量需控制在1250kva以内。该超高层建筑在配电竖井设计中，其主要设计内容包括高低压电缆与母线槽的敷设，以及布设楼层配电箱等。按照相关设计规程，

6、工作人员需将高压电缆竖井、低压配电竖井设置在超高层建筑楼层配电竖井中。并且使用双路由的消防用电供电方式，其供配电干线不允许设置在同一个竖井当中。2.4 照明系统2.4.1光源的选择照明系统内部所选用的光源必须满足美观、节能、清洁以及高效四大原则，并且根据建筑性质、功能以及场景的不同还应该选择特定的照明灯具。例如：室外照明选择时应该考虑尽可能减少光源对附近产生的光污。一般来说；工作照明应该尽可能选择防眩光、寿命长、美观的照明设备。2.4.2室内照明室内照明的配电方式应该选用三相五线制电源，并且电源应该由地下供电设备提高。此时应该注意，在高层建筑中应该尽可能利用自然光进行室内照明，并且在室内照明的

7、光源应该尽可能选用节能型荧光灯，采用一灯一控的控制方式；对大厅、公共走廊等面积较大的取悦应该采用多灯集中控制；对楼梯间之中的灯具选用节能声控灯；车库内部的照明选用智能照明系统，并且可以对照明时间进行精准控制，在上班以及下班高峰期打开所有照明设备，在夜间定时将大面积的照明关闭，以减少能源消耗。2.4.3应急照明应急照明的电源应该采用集中电源集中控制的方式，在应急照明供电电源上应该具有明显的警示标志。在标准的疏散通道、电梯前、楼梯间以及安全通道等位置应该添加应急疏散标志，疏散通道的照明照度应该高于1.01x，在人员较为密集的场所照度应该高于3.01x，在避难走廊、面积较大的楼梯间照度应该高于5.0

8、1x。另外，在建筑外部较为开阔的公共场所，其地面上每两米应该设置出紧急疏散标志，作为应急照明的补充。作为应急照明来说，其目的就是为了满足实际安全疏散的需求，所以各个应急照明设备的供电持续时间应该大于100min，另外在水泵房、消防控制室、变电设备室等较为核心的区域应该设置备用的应急照明设备，并且还应该保证应急照明设备的持续时间应该大于180min。2.5 火灾自动报警及联动系统设计 火灾自动报警系统主要分为 3 种：区域型、集中型、控制中心型。应按照建筑规模，选择合适的报警系统。在建筑消防设计中，为了精确获得火灾位置，迅速识别火情，要科学设计火灾联动系统，利用传感设施对火灾进行快速的判断，迅速

9、确定火灾位置，进而快速展开救援。除了火灾自动报警系统和联动控制系统之外，超高层建筑中还有其他消防系统，如消防电源监控、防火门监控、漏电火宅监控等。消防电源监控系统：通过监控模块对消防电源的状态进行检测，及时发现消防电源的故障，避免火灾发生时消防电源失效。防火门监控系统：主要是对所有的防火门进行监控，一旦发生火灾，通过监控系统获取火灾情况，快速获取火灾位置，进行防火门的防护操作，确保人员的安全疏散，阻断火灾的扩散，减少财产的损失及人员的伤亡。漏电火灾报警系统：可以通过探测线路中的漏电流的大小，判断出发生火灾的概率，由此做好提前的预防措施。 2.6 电气节能设计 在建筑电气设计中，要充分考虑超高层

10、建筑的电气负荷类型、容量以及用电等级等因素，合理采取设计方案，降低电能消耗。通过智能仪表和大数据后台数据库分析比对，匹配优化设备控制使用及管理模式，减少能源浪费。比如在设计过程中，要做好系统的优化工作，减少电能浪费；优化布线方式，降低线路上的能源消耗；利用变频技术，提高电机拖动系统的运行效率;选择节能照明设备等。总之，电气设计要在经济合理的基础上，遵循绿色设计原则，达到节能环保的目的。结束语当前，城市超高层建筑不断涌现，国家规范和标准不断更新和完善，对电气专业设计人员提出更高的要求，超高层电气系统复杂，除电气专业设计外，还是多专业沟通协调的过程。我们在超高层电气设计中应根据各建筑的性质和特点，结合当地相关主管部门要求，在方案