超高层建筑电气设计关键技术解析

文/齐瑞杰 范玉奎 ，.身份证号：6540988065003；.身份证号：4009808705

超高层建筑电气设计关键技术解析

文/齐瑞杰1范玉奎2，1.身份证号：654201198806150031；2.身份证号：410102198108217051

超高层建筑的电气系统要求与普通的建筑电气系统要求有所差异，为了保证超高层建筑的正常供电及用电，在设计过程中，必须结合超高层建筑的不同特点进行合理设计，文章简述了在实际应用中进行超高层的建筑电气设计所具备的特点，以及设计应该注意的关键点，包括电压、电源的具体选择，以及超高层建筑电气设计应该注意的关键部位设计。仅供参考。

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1 导言

随着国家经济的快速发展和人们利用科技开发能源的能力不断提升，社会的发展对能源的需求也在不断的增加，而有限的资源和无限的需求以及不断提升的资源开发能力，使得人们逐渐意识到能源危机的迫近，从而使得节能意识逐渐成为现阶段人类发展的共识。因此在超高层建筑设计过程中，必须要重视对电气设计关键技术的研究，才能更好的推动超高层建筑项目顺利完成。

2 超高层建筑电气设计的特征

超高层建筑主要指建筑高度大于等于100m的民用建筑，在整个建筑设备中，电气设计一直是其中的关键环节。这是因为在整个建筑中，发电机系统、供配电系统、设备垂直运输系统的运行都需要电气设计。同时与其他建筑项目相比，超高层建筑具有明显的特殊性，其用电负荷种类较多，并且存在一定的差异。因此在超高层电气设计中，必须要严格按照国家颁布的相关规定与办法确定负荷供电等级，最终确定不同使用功能下的电气设计指标参数。

在设计过程中需要注意的是，由于超高层建筑输配电的距离较大，因此整个电力系统的用电负荷也会明显高于常规建筑。根据这一特点，在超高层建筑电气设计中，电力设备的安全性与可靠性，成为整个电气设计的关键所在，应该得到相关人员的重视。同时，考虑到超高层的人员数量较多，并且逃生存在一定困难，因此，应急照明灯、消防用电设备的安全性，应该成为整个建筑设计的重点。

3 超高层建筑电气设计基本要求

3.1 超高层建筑电气设计的安全性要求

任何建筑设计首先必须考虑安全性，尤其是超高层建筑电气设计更是不可例外，实际设计人员在有效确保安全性的同时，还需考虑电气系统的稳定可靠性，一般综合考虑。由于楼层较高，可以将负责整个楼层的电气系统变配房设置在位于楼层的中央位置，这样的操作方式可以实现能够有效降低低压配电时的电压损失；同时可以考虑在建筑物的地下层设置柴油发电机，以确保任何时候下高层建筑可以实现持续供电的可能。整个建筑在进行电气系统的设置时，一定要结合楼层的实际高度，控制电缆与电线的实际长度。

3.2 超高层建筑的电气设计尽可能的满足其节能性设计要求

现代社会的发展，越来越关注节能与环保了，低碳节能环保已经成为社会发展的主流趋势，超高层建筑在实现节能上，可以借助采用市场上较为流行的T5节能荧光管，其次在水泵或者是空调风机的设置过程中，可以通过采用我国设计的比较主流的变频控制实现，这种设计的优势主要在于能够根据系统地实际操作需求，自动调整实现马达的用电量。这样就可以实现避免传统的由于马达运转时间过长而带来的对用电量的消耗浪费的情况。

4 超高层建筑电气设计关键技术

4.1 超高层建筑电气设计中应急照明系统设计

超高层建筑电气设计中的应急照明系统，必要充分靠考虑避难层照明的需求，因此在设计中，应该选择平均照度值大于等于3lx的灯具；而对于避难层走廊等特殊位置，所选择的照明系统灯具水平照度值应该大于等于5lx。对于具有特殊要求的应急照明层，其避难区、疏散走道的平均照度值应该大于等于10lx。而如果超高层建筑裙楼为大型商场，则需要采用一级负荷供电系统，保证照明供给水平。

4.2 供电电源及电压的选择

一般来说，建筑供电的电源及电压的选择需要根据建筑的用电负荷情况确定，在设计过程中，考虑到超高层建筑的用电负荷情况，在电源选择方面，至少应该设计两个电源进行供电，并且这两个电源应该分别来自两个不同的电网，或者是彼此之间的相互影响较弱，当其中一个电源因为意外原因停止供电时，另一个电源至少应该能够提供二级以上的负荷；规模较大的超高层建筑建议选择三路电源或四路电源，三路电源应该设计为两用一备或同时工作模式，而四路电源则可以采用两两工作、不设联站或者三用一备等方式。在电压的选择方面，根据我国《国家电网公司业扩供电方案编制导则》规定，当缺少35kV等级时，10kV电压等级最大供电容量可为15MVA，因此在大中型城市的供电电压一般为10kV。超高层建筑也可以选择10kV供电的方式，但是我国电网也在技术上进行了突破，并逐步启用了20kV电压等级配电网。相比于10kV电压来说，20kV电压增加了输送功率，降低了电压损耗，因此在当地电网允许的情况下，超高层建筑更适宜选择20kV供电，中压系统的配电级数不宜超过两级。

4.3 应急电源与备用电源设计

考虑到超高层建筑具有高度高、人员密集的特点，疏散时间较长。因此为了进一步保证居民的生命安全，除了要配置可靠的市电电源外，还需要在建筑内设置一组柴油发电机组，作为面对突发事件时的应急电源。在设计过程中，相关人员必须要重视以下几个问题：(1)由于超高层建筑中的主要负荷量较大，因此正常的电源在断电之后需要在较长的时间内持续供电，因此需要配置具有稳定功率的柴油发电机组作为应急电源。(2)建筑内电子信息系统机房需要设置柴油发电机电源，保证能随时满足建筑空调、制冷设备等重要电气设备运行要求。(3)在使用柴油机组过程中必须要认识到建筑高度因素的影响，要设置不同的柴油机组，并且接地方式要与市电电源保持一致。

5 结束语

综上所述，在进行超高层建筑电气设计时，应该要满足多种需求，需要综合考虑实际的经济效益与建筑电气设计中的节能措施，保证通过合理科学的方式实现减排的目的。从本次研究结果来看，在电气关键技术研究中，必须要重点分析超高层建筑对电气的需求，再根据超高层建筑功能实际情况，选择相对应的关键技术形式，为保证超高层建筑功能奠定基础。

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