超高层建筑电气设计要点解析

摘 要：随着社会经济的进一步发展，超高层建筑建设成为城市现代化管理的重点内容，在保证建筑整体质量的基础上进一步完善建筑的各项性能，是目前超高层建筑建设的基本要求。电气设计是超高层建筑设计的重要组成部分，对建筑的功能输出产生重要影响。本文将由超高层建筑电气设计的基本要求入手，对其电气设计的要点进行简单分析。

关键词：超高层建筑；电气设计；高低压主结线

现阶段，超高层建筑建设是城市管理的重点，科学有效的推广超高层建筑，不仅能够缓解城市发展过程中出现的人地矛盾，也能为城市功能划分提供新的媒介，为实现城市经济跨越式发展奠定基础。电气设计是超高层建筑设计的重要组成部分，只有在充分掌握建筑功能的基础上确定电气设计的基本内容，才能保证设计环节的合理性；也要从安全性、节能性的角度，对超高层建筑的电气设计进行深入思考，提高设计的实用性。本文将以此为背景，对超高层电气设计的要点进行分析。

1 超高层建筑电气设计的基本要求

1.1 安全性要求

安全性要求是电气设计的首要要求，设计人员在电气设计过程中，应该在电气安全的基础上注意建筑物供电的可靠性。在考虑到建筑高度的基础上，电气系统变配电房应设置在楼宇中央部位，以降低低压配电的电能消耗；可在地库层设置柴油发电机，为保证整个建筑都能得到持续性的供电，可将输出电压控制在10KV，再经过变压器处理后，降为低压配电。在建筑配电系统施工中，应根据建筑物的实际高度要求控制电缆长度、供电距离与电缆大小。

1.2 节能性要求

绿色节能已成为当前我国社会发展的主流趋势，因此超高层电气设计也应该体现节能的相关要求。目前，节能建筑的表面上减少电压是可以实现的，但为获得更好的节能效果，可采用高效能的T5节能荧光管。在空调风机、水泵等马达的设计中，可采用我国主流的变频控制设计，这种设计法的主要优点是能够根据系统实际需求调整马达用电量，避免传统马达因长时间的连续工作而产生电量浪费的现象，最终实现节能。

2 超高层建筑电气设计要点

2.1 火警自动报警系统设计

结合超高层建筑的特点，按照特级保护对象的设置的相关要求设置火灾自动报警系统，能够进行火灾事故广播，火灾信息处理等，其感应系统设计结构如下图所示。

当火灾发生时，报警控制器会按照设置程序发送指令，其发送指令的主要依据是报警信号的发送时间，并及时启动消防设备。通常情况下，在超高层建筑消防设计中，应根据建筑的结构设置感温探测器，在建筑主入口、走廊、各种用房等区域，设置感烟探测器，并每隔一段距离设置手动火灾报警器。消防专用设备应设置在各避难层的20m处，妥善处理备用发电房、消防风机房等之间的距离。同时，建筑的每层都应设置广播扬声器，保证火灾发生时能在第一时间告知各层用户，为有效的组织撤离奠定基础。

2.2 供配电系统设计

（1）符合等级与供电电源。根据现阶段国家的相关要求，消防用电设备均按照一级负荷要求供电，电源电压等级为10KV，对于二路10KV电源，分别引自不同区域变电站或统一变电站内的不同线路，每条电路均承担电梯、消防等重要机房的用电需求，其中二路电源能够同时完成运转、供应电能的用电需要，并进行分开供电。为满足一般超高层建筑的消防设备的用电要求，在电气设计过程中，可在原有设计项目的基础上选取一定的柴油发动机做后备电源，保证在特殊时期能够第一时间调动消防设备。（2）变配电室设置。由于超高层建筑的水泵房、中央空调控制室等均建造在地表下，其余部分大型用电设备安置在1-5楼，为保证变压器能够尽可能接近负荷中心地带，可将变配电室设置在地下室，并将柴油发电机设置在变配电室周围。在高度大于等于200m的超高层建筑设计中，通常会在建筑避难层与屋顶设置一定的电气设备。在单个变配电室难以有效供电的情况下，可在避难层再增设一变配电室，可缓解其他变配电室的供电压力，提高供电性能。在确定变配电室过程中，还要综合考虑一下几点因素：1）全面考虑变压器垂直运送通道对变配电室设置的影响；2）分析设备楼板复合，单台变压器容量应小于等于800KVA。（3）高低压主结线设计。一般情况下，10KV用户变电室简化主结线方案主要采用SM6环网开关柜，这种设计方法所适用的范围主要是不设保护的电源进行柜，变压器出线开关主要采用断路器柜或熔断器-复合开关柜等。针对单台变压器容量不小于1600KV的情况，可选择断路器柜；在单台变压器容量不大于1250KV时，可采用熔断器-负荷开关柜作为10KV侧环网开关柜，其中熔断器可对变压器起保护作用。采用双路进行10KV电源，其中主结线为单母线分段，每段10KV母线设置一变压器，该变压器容量一般不超过5000KVA；二段母线合计装结的编容器容量不超过10000KVA。根据一般超高层建筑负荷计算结果来看，可选择5-6台SG10低损耗干式变压器，另设置1-2台1000KW高速柴油发动力。分组设置变压器，低压主结线采用单母线分段，二台变压器低压侧设置母联开关，并在平时运行中采用分列运行法运行变电所的变压器。当一台变压器出现故障时，系统可自动切除部分空调设备的供电，以保证系统负荷的稳定性；同时另一台变压器承担整个建筑消防、照明的用电。对于空调等季节性负荷，可根据设备的实际容量，集中设置空调负荷，并在过渡季节适当切除部分负荷（停用部分设备）。

3 结束语

本文简单分析了超高层建筑电气设计的要点，对设计人员而言，在电气系统设计过程中，应以本建筑的实际功能为基础，在充分考虑电气投入，建筑布局的基础上进一步优化设计内容，保证电气设计的科学性、经济性。

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