超高层建筑电气设计关键技术解析 张良超

超高层建筑电气设计关键技术解析张良超

发表时间：2018-12-05T11:28:05.597Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第23期作者：张良超

[导读] 本文简要介绍了超高层建筑电气设计的特征，并介绍了超高层建筑电气设计技术：防雷系统设计，配电站及避难层设计技术，应急电源和备用电源的设计，合理选择供电电压、电源，超高层建筑照明设计。以供相关工作人员参考。

张良超

富力南京地产开发有限公司 210000

摘要：本文简要介绍了超高层建筑电气设计的特征，并介绍了超高层建筑电气设计技术：防雷系统设计，配电站及避难层设计技术，应急电源和备用电源的设计，合理选择供电电压、电源，超高层建筑照明设计。以供相关工作人员参考。

关键词：超高层建筑；电气设计；技术

随着当前超高层建筑数量越来越多，建筑工程对机电设备的使用越来越频繁，这就对整个建筑工程项目的电气技术水平提出了一定的要求。相关研究表明，电气设备需要承担很多的电气使用量，这一增加电气设备承载，进而提高设备负荷。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。

1 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。

2 超高层建筑电气设计关键技术

2.1 防雷系统设计

依据规范，超高层建筑物一般应划为第二类防雷建筑物，由于超高层建筑物的用户多为重要企业办公或特级，一级金融机构，五星级酒店等。从使用性质和价值等多角度考虑，系统的雷电防护等级宜按2级设计。设计时应计算建筑物年预计雷击次数，防雷装置拦截效率、超高层建筑各项雷击风险指数均很高。由于超高层建筑的建筑高度均超过滚球半径，所以有侧击雷击中建筑物中上层表面的几率，具体实施应采用防直击雷、侧击雷、闪电感应、电磁脉冲等措施，并做好总等电位连接。此外强电机房，智能化电子信息机房接地宜采取接地干线方式，各层强、弱电机房分别接至强、弱电竖井内的接地干线上。如果在超高层的屋顶设有直升机的停机坪，那么安全区内不设避雷针。设在安全区以外的避雷针上应装设航空障碍标志灯。

此外，在进行防雷接地的安装时，应提高焊接工人的安全意识和焊接技术，严格按照设计要求来进行焊接，同时在施工前，施工单位也要对焊接工人进行相关的专业培训，并严格要求焊接工人依据相关法律规定对避雷引下线正确连接。

2.2 配电站及避难层设计技术

超高层建筑的最大特点就是建筑高度高。这也使设计人员必须在电气设计中对供电半径进行充分考虑。一般情况下，低压出线柜到末端配电箱线路最适宜的供电半径应在150m之内，低压供电线路的总长度应根据超高层建筑总电压降 5%以内的要求进行确定。同时应在变配电站的设计中采用分区设置的形式，根据不同用电负荷的分布情况，将建筑划分成不同的功能区，在各个功能区中分别设置变配电站。例如超高区负荷中心、地下区负荷中心、低中区负荷中心、中高区负荷中心等。另外，高压的配电室通常都会设置在超高层建筑的底层，也可以设置独立变电站。为节省资源，可以设置紧凑型组合式变电站，并尽可能的缩短变压器与10kV高压开关柜以及0.4kV低压开关柜之间的距离。分配电站的设置应按照超高层建筑负荷情况分析，一般设置在避难层、冷冻机房周边以及顶层。在避难层设计上，超高层建筑第一个避难层楼面应与救援场地地面高度不超出50m，且每一个避难层与前一个避难层之间的高度都不应超出50m。同时，所有避难层的交直流电源都应单独供给，且在末端互投，电缆竖井则需要采取错位设置的方法进行设计。

2.3 应急电源和备用电源的设计

高层建筑的规模大、高度高、人员密集，疏散时所用的时间较长，因此，除了设置可靠的市电电源外，应该设计柴油发电机组，以作为应急的电源。在具体的应急电源及备用电源的设计中，要注意两个方面的问题。一方面超高层建筑中的重要负荷量较大，正常的电源在断电后要求持续供电的时间较长，因此要配备柴油发电机组作为应急的电源。另外，整个建筑内的消防用电、应急照明等电源的供电也应该采用柴油发电机组。另一方面，建筑内电子信息系统的机房应该设置柴油发电机的电源，保证基本的容量可以满足空调、制冷设备以及不间断电源系统的负荷容量。在使用柴油机组时要考虑建筑物的高度，设置不同的柴油机组，具体的柴油机组的接地形式要与市电系统保持一致。而对于柴油机组油管的设置要考虑到油管的总容量等因素，确保其设置的合理性。

2.4 合理选择供电电压、电源

在超高层建筑中选择供电电压、电源的时候，必须要根据建筑用电负荷分级与用电容量等情况进行确定。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。

在电气设计中，需要根据建筑电气设备的不同功能以及用途，确定项目变压器总装机容量情况。一般而言，超高层建筑中的一、二级负荷在总用电负荷中所占的比例较大；建筑规模越大，其用电量越多，所产生的电压需求量也会有所增加。因此在设计阶段，应该对本地区市政电网进行咨询，在了解本次工程项目电源电压等级后，再做出比较选择。

2.5 超高层建筑照明设计

超高层建筑的避难层疏散照明的地面平均水平照度值不应低于3lx，垂直疏散区域、避难走道不应低于5lx。在南京市建设的超高层建筑建议采取加强措施，疏散走道、疏散楼梯间和避难区内的地面最低应急照度值不应低于10lx，其他区域不应低于5lx。建筑高度大于