超高层建筑电气设计的关键技术

摘要：当前，超高层建筑数量日趋增多，机电设备在建筑工程中得到了日渐广泛的使用，相应地增加了建筑工程的电力负荷。要高度重视超高层建筑的电气设计，确保对各类机电设备相应用电需求的有效满足。我国对包括电气设计在内的超高层建筑设计的各个方面均具有相关技术标准要求。因此，要严格遵循超高层建筑设计的相关标准，重点把握电气设计的关键技术要点，确保超高层建筑电气设计的质量。

关键词：超高层建筑；电气设计；关键技术

一、超高层建筑电气设计关键技术研究重要性

我国在1976年在广州建成了国内第一栋超高层建筑——广州白云宾馆。该建筑高度为112m，共33层，是当时国内第一高楼。近几年，随着建筑行业的进步和相关技术、材料的不断优化，我国的超高层建筑逐渐增多（如图1）。且其功能较为综合，包括酒店、金融等多种业态。

电气设备在超高层建筑中应用较多，设计难度较大，随着建筑数量的增多和高度的不断增长，建筑设计中的电气设计的要求日益提高。因而，为了保证建筑质量，提升建筑安全性、可靠性，必须要加强对电气设计关键技术的研究，提高技术水平，以保障超高层建筑的使用安全。

二、變压器的电气节能分析

2.1节能型变压器的选择

GB20052-2013《三相配电变压器能效限定值及能效等级》中对三相10kV电压等级，容量30kVA～1600kVA范围内的油浸式变压器及容量30kVA～2500kVA范围内的干式变压器的能效等级进行了详细的划分。其中1级为节能效果最好、自身功率损失最低的产品，符合我国变压器设备节能的最高水平。在设备的实际选择中，不管所选用的设备类型是油浸式还是干式都应达到限定标准中的最低要求即第3级标准。而要使变压器达到节能标准，则两种类型设备的相关功率损失指标都不应高于限定标准中的第2级。电工钢也叫做硅钢片是变压器中普遍采用

的软磁金属材料，而非晶合金是目前最有可能替代电工钢的金属材料，相比之下，非晶合金的有着良好性能指标，在导磁、抗腐蚀、磨损、强度、电流通过率等方面优势明显。

2.2变压器容量与台数的判定

变压器容量的选择不应仅仅考虑其在运行中的经济性，应该更加综合的考虑整个运行周期所产生的费用，根据用户的具体需求，选择适应用户使用的变压器容量。变压器台数的选择方法需要求出不同台数变压器的节电效果、经济效益、社会效益，然后进行比较，选择最佳变压器的最佳台数。

三、超高层建筑电气设计的关键技术分析

3.1超高层建筑电气设备中配电站与避难层技术

建筑高度高是超高层建筑最主要的特点，在该特点的影响下，设计人员必须要重点考虑电气设计的供电半径。一般情况下，电气设计中，低压出线柜到末端配电箱的最佳长度应该控制在120m之内，并按照超高层建筑总电压5.0%的比例确定低压供电线路的要求。同时在设计中，需要采用分区域设计的方法处理变配电站，按照不同的功能情况，对供配电站各个功能区进行划分，包括地下区负荷中心、超高区负荷中心等。高压配电室一般会设置在超高层建筑底部，而在建筑空间面积足够的情况下，可以设置独立变电站。

3.2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。

3.3应急电源与备用电源设计

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。

3.4合理选择供电电压、电源

在超高层建筑中选择电压、电源，必须要根据建筑负荷分析与用电容量等情况进行确定，一般可以按照一级负荷分级进行确定。同时，为了保证整个电气设计具有可靠性与安全性，在电气设计中可以至少选择两个电源供电方法，并且两个电源之间的运行电路联系不密切，保证在一条电路出现故障后，另一条电路也能完成正常供电。

四、结束语

综上所述，伴随着城市建设的发展，城市高层楼建筑工程增多，规模不断扩大，城市人们对生活质量的要求逐步提高，相应地，对于超高层楼的电气设计也提出了较高的要求。安全稳定的电气设备与人们的生活息息相关，工作人员在按照国家基本要求的基础上，还需要逐步优化完善设计过程中的各种环节，确保之后的用电用气实现高效、稳定、安全，切实做到避免因为任何人为设计操作的因素给人们带来经济损失或责任事故。

参考文献：

[1]徐鸿达.浅谈高层建筑电气设计要点分析[J].城市建设理论研究：电子版，2016，23（10）：114-115.

[2]冯欢.浅谈现代城市高层建筑电气设计要点[J].科技创新与应用，2014，37（25）：221-222.

（作者单位：辽宁省人防建筑设计研究院有限责任公司）

作者简介：冯生顺、1980年1月、男、汉、辽宁沈阳、高级工程师、研究方向：建筑电气。