论当代高层建筑电气设计存在的问题及对策

姚丽丽

湖南电气职业技术学院，湖南 湘潭 411101

随着我国经济的高速发展，城市化进程是越来越快，由此也带来了城市规模与人口数量的不断扩大。高层建筑因其在空间利用上的优越性出现频率与数量是越来越多，在各大中型城市呈现出快速增加的态势。高层建筑在发挥它巨大空间利优越性的同时，也带来让人们不可忽视的问题，人口多、面积大、层数多、功能复杂并且对信息化的要求较高，因此高层建筑对电气的依赖性也在不断增强。电气设计成功合理与否，在很大程度上决定着高层建筑的安全性与可靠性。因此，高层建筑的电气设计问题不可小视。

1 高层建筑特点

1）面积大。高层建筑的一个最显著特点就是面积大，这也是它受人褒奖的主要原因之一。纵观国内外的高层建筑，几万、几十万平米的高层建筑比比皆是。如：中央电视台新台址工程，CCTV主楼含两栋分别为52层、高234m和44层、高194m的塔楼，并由14层、56m高，重1.8万t的悬臂钢结构连接，总建筑面积47.3万m2，号称“中国公共建筑‘第一单’”。

2）高度大。高度大是高层建筑的另一个显著特点。由于追求建筑面积的巨大，并且还要减少占地面积，不可避免的要向高空发展。目前，国内外建筑物高度可达400 余米。如：在山东济南由上海绿地集团与济南市合作开发建设的“绿地普利项目”，位于济南经四纬二，总用地面积约250亩，规划总建筑面积约60万m2，在对外的计划书中称将建设超过400m的高楼。

2 电气设计主要内容和设备选型原则

2.1 主要内容

2.1.1 电力负荷

电力负荷是高层建筑中供电设计的主要依据参数，其计算准确与否，决定着设备的选择，以及安全可靠性。在行业内通常使用负荷密度法和需要系数法。

2.1.2 供电电源及电压

高层建筑的供电可靠性问题，在电气设计中表现得尤为重要。因为所有设备与基础设施正常运行的基础就是供电，因此供电系统设计是电气设计中的重中之中。为保证其可靠性，现代高层建筑中通常要设立两个独立的电源，但实际的具体数量可视建筑所需具体负荷大小及实际电网条件来定。多个独立电源运行方式是两路同时供电，并且是互为备用。

2.2 设备选型

2.2.1 高压开关柜。

现代高层建筑中变配电系统通常都设在地下层，在原则上不宜采用油开关。具本方案原则应根高层建筑的地下层设计标准，选用真空手车式高压开关柜。

2.2.2 电力变压器。

根据现代高层建筑的防火规范要求，主要楼层内应装设大容量的油浸电力变压器的。

2.2.3 变电所位置

现代高层建筑中的电力消耗量是相当的巨大，在变电所位置的选择上，应尽可能将高压负荷中心远离主要楼层。这在保障主要楼层的安全具有重要意义。

3 当代高层建筑电气设计存在的主要问题

3.1 消防设备供电系统没有合理的未采用专用回路供电

现代高层建筑施工过程中，存在设计施工人员将容量负荷较小的消防设备及其使用电源直接接引在非消防供电回路的情况，一旦发生火灾，在消防人员会切断与消防设备无关电源的情况下，消防设备电源也会被切断，这就导致消防设备无发发挥作用，将会给人民群众生命、财产安全造成无可挽回的严重损失。

3.2 公共建筑非消防电源切断区域设置不合理

在现代高层建筑具体的设计施工过程中，设计施工人员往往对“有关部位”概念理解不深入、不全面，导致直接将切断非消防电源的消防控制模块设在民用、常用的低压配电室楼层照明干线回路上。这种情况的出现势必会在突发性灾难发生时造成消防时断电范围过大，给高层建筑中的各楼层住户造成不必要的恐慌。

3.3 高层建筑住宅配电箱进线开关选择不合理

现代高层建筑中建筑住宅的本配电箱问题主要表现为进线开关选择不合理，通常设计施工人员会选择具有短路和过载功能的断路器，这会在一定程度上增加配电级数。

4 当代高层建筑电气设计问题的主要对策

1）针对消防设备供电系统没有合理的未采用专用回路供电问题，根据国家《高层民用建筑设计规范》GB50045-95(2005年版)规定“消防用电设施应采用专用的供电回路”。因此，现代高层建筑的消防用电设备的供电应尽可能的从配电间开始就设置专用的供电回路，通过消防用电设备的两路低压电源，由建筑物低压配电柜的两路不同电源直接接引来避免突发灾难发生的情况下，在切断民用用电系统的同时导致消防设备的无法使用。

2）针对公共建筑非消防电源切断区域设置不合理问题，根据《建筑设计防火规范》（GB50116-98）条规定，“消防控制室在确认火灾发生后，首先应能切断有关部位的非消防电源”。在火灾发生时，为扑救方便，消防人员首先在第一时间切断与消防设备无关的非消防电源，但是切断非消防电源应控制在一定的范围内。因此，在火灾发生情况下应将断开楼层干线电源改为切断火灾发生相应楼层电源。

3）针对高层建筑住宅配电箱进线开关选择不合理问题，根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）规定，“自变压器二次侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级”，主要原因是配电级数过多，可能会导致供电可靠性的大幅降低。因此，在使用放射式供电的进线配电箱，为了减少配电级数，进线开关应尽可能的采用为具有隔离功能的断路器或负荷开关。同时，住宅配电箱使用的进线开关还应该具备同时断开相线和中性线的功能，这样是为保证灾害发生时能最大限度的保障人民生命及财产的安全。

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