浅谈电气工程在现代超高层建筑中的应用

徐旭茂

【摘要】随着国民经济和社会事业的迅速发展，建筑用地需求越来越多，土地资源越来越珍贵，这促使各类建筑向高层乃至超高层发展。超高层建筑的出现和发展有效地缓和了人地矛盾， 同时也为城市的建筑和发展节约了更多的空间。于此同时，做好电气系统的设计对于超高层建筑有着重要的作用。超高层建筑的供配电可靠性、楼宇的智能化、消防安全等问题越来越引起人们的注重。想要做好超高层建筑电气设计工作， 必须掌握电气设计的基本要点， 这样才能设计出安全、可靠的电气。电气设计的整个过程从初始阶段到后面的深入阶段， 每一个阶段思维的宽度、 深入程度都不同， 才能更加符合实际的需要。超高层建筑的电气设计要反复研究，并不断进掘，这样才能让每个环节的设计都更加合理，伴随着设计思维发展的成熟，建筑电气设计也将发展到一个全新的高度。

【关键词】超高层建筑 电气系统 设计与安装

1建筑电气设计的概念

设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。设计过程从一开始到深入下去，各阶段思维的广度、深度都不同，表达方式、工具也可能是多样化的。表达方式和工具要适应思维的速度，推动思维发展成熟。

2超高层建筑的特点及对供电安全可靠性的要求通常超高层建筑具有以下特点：

（1）建筑高度高，面积大。

（2）建筑功能多样，齐全，通常汇集高级酒店、办公、高档商场、餐饮、观光及其他功能于一

体的超大型现代化多功能建筑。

（3）机电设施多而复杂，技术要求高。

（4）用电负荷大，对电源的可靠性、安全性要求很高。由于超高层建筑中电能作为建筑内满足各种功能需求，保障建筑正常、安全运营的最重要的能源，因而对其用量、质量及可靠性、安全性有着特殊的要求。通常超高层建筑的正常电源由两路或多路35kV、20kV、10kV独立电源供电。在超高层建筑中对于一级负荷中的特别重要负荷，除由不少于两个电源供电外，还应增设自备应急发电机组，在正常外供电源故障时作应急供电。建筑内对停电时间有严格要求或不允许间断电源的设备及重要场所应急照明通常会分别采用UPS及EPS装置供电，而且是与应急发电机组配合使用的，停电初期先使用UPS、EPS装置，待应急发电机组进入正常运行后，再投入发电机组电源。

（5）对建筑消防、安全有特殊的要求。超高层的火灾自动报警系统是超高层建筑电气设计的重中之重，与普通的建筑不同，超高层建筑必须要对智能化的要素进行充分地运用。普通的建筑由于楼层不多，建筑的高度不是很高。当有火灾发生时，居民们好逃生， 所以它们大部分采用的是非编码探测器。而超高層建筑由于楼层很多，建筑的高度太高。一旦有火灾发生，后果将极其严重。所以，它们大部分采用的是智能型的地址编码探测器。这样当发生火灾时，能给居民争取大量的宝贵时间供其逃生，能大大增加建筑的安全系数。报警体系智能从外在的体系来说，其具体指的是体系的联动性。对于超高层建筑来说，拥有了智能报警体系不仅能带来很大的政治效益，还能带来很大的经济效益。如果火灾发生后，扑救不够及时，那将会造成非常严重的后果。而当我们使用联动模式，就能及时的对火灾进行扑救。比如，我们将火灾报警系统与保安监控系统进行联动。一旦有火灾发生，值班工作者就能够根据具体的情况，及时地采取方法，对火灾进行有效地控制，以减少损失。此外，报警体系还能够与广播相联系。一旦有火灾发生，就能利用广播来有效地疏散人群，从而将损失降到最低，大大提高了超高层建筑的使用寿命，使人民群众的生命安全得到了保障。

3发电机组设置原则

超高层建筑中通常将发电机组设置在地下一、二层或首层，设置在首层的发电机组从机组设置的自身合理性来说是较好的，运输、通排风、排烟、燃油的输送等往往比较方便，但首层一般是建筑中最重要的楼层，面积非常珍贵，发电机组难以占用。设置在地下层的发电机组除要考虑机组的运输、通排风、排烟、冷却、噪声等因素外，对于超高层建筑而言还需特别考虑机组的电压等级和电源接入方式。通常对于高度不超过150m的超高层建筑，发电机组的电压等级主要是以0.4kV为主，虽然受发电容量等因素影响，也可能会采用高压10（6）kV，但由于此时0.4kV发电电源与负荷使用的0.4kV正常电源切换相对较简单，且无需配置高压保护装置及降压变压器，电源的可靠性要相对高些。

4注意超高层建筑电气设计中的几个问题

4.1 用电负荷多，用电量特别大，且供电的可靠性要求很高，要求供电系统尽量简单可靠。

4.2 供电的回路多，供电距离大，供电线路电能损失应充分考虑。

4.3智能弱电系统多且复杂，布线难度大，设计时尽量优化系统，降低布线难度。

4.4电气设备的管线的防火要求高。

4.5火灾自动报警系统复杂且非常重要，应给予足够重视。

5建筑电气设计中的节能原则

由于人口的增加，工业的发展，生活水平的提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源——电能，也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则：

5.1满足建筑物的功能 即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

5.2考虑实际经济效益 节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

5.3节省无谓消耗的能量 节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。 因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。民用建筑的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再选定节能设备，以达到真正节能的目的。

6结语

人口增长、土地资源稀缺等因素，城市超高层建筑正朝着更高更智能化的方向发展。研究超高层建筑供配电系统设计主要目的是以最经济、安全、可靠的方式向超高层建筑提供电能，确保超高层建筑正常运转，且在发生灾害意外时保障其内部人身、财产安全。根据国家经济增长及规划的预测，我国建筑设计市场无论是现在还是到将来都将有巨大的需求。民用建筑是构成城市的有机组成部分，也是一个城市和社会的缩影，其规划与建设水平，反映着居民在生活和文化上的追求，关系到城市的面貌，是社会物质文明和精神文明发展的主要标志，因此，对超高层建筑电气的研究设计是必要的。

参考文献：

[1]陈萍. 浅谈福清某超高层建筑电气设计[J]. 福建建筑，2011，09：96-100.

[2]宝晶. 超高层建筑电气系统设计与线路安装要点探析[J]. 内蒙古石油化工，2012，01：70-71.

[3]王晔，曹承属. 基于物联网技术的智能电网在超高层建筑及超高层建筑群中的应用[J]. 现代建筑电气，2010，08：7-9+14.

[4]吴雁波. 高层建筑的电气安全和电气节能[J]. 电力安全技术，2013，08：22-25.