摘要：几十年前，东方明珠的建成，让世界记住了上海的另一个名字，而今另一个超高层建筑“上海环球金融中心”更聚焦了世人的目光。超高层建筑越来越成为体现和检验现代建筑技术的最高标准，在建筑行业，这些建筑不仅具有其本身的身份，更是这座城市的标志性建筑。在其本身作为建筑的属性中，配电系统的安全性必须要着重考虑。如何形成一套合理的超高层建筑配电系统，对已经建成和建设计划中的超高层建筑都具有重要的参考意义。
关键词：超高层建筑；配电系统；合理性
一、超高层建筑概述
在我国悠久的历史长河中，木质建筑一直是古代甚至近代建筑的主流风格。但随时间推移，逐渐转向了石质构造的建筑风格，石料兼具了坚固实用和美观的双重特征，越来越成为主流。随着人类文明的进步和时代的发展，土地资源日益稀缺，为了增加居住面积，如今的城市建筑越来越高，向高空增加面积。超高层建筑逐渐成为现代化大都市的主要建筑发展方向。在当今世界，最有名的超高层建筑莫过于大名鼎鼎的“迪拜塔”了。超高层建筑不仅是建筑工艺的集中展示，更彰显了时代的气息，成为一个城市的地标性建筑，也是身份的象征。
早在1972年，于美国召开的国际高层建筑会议上，就详细划分了建筑物的种类：9-16层且高度不超过50米的属于第一类高层建筑；17-25层且高度不超过75米的为第二类高层建筑；26-40层且高度不超过100米的属于第三类高层建筑；40层以上且高度超过100米的就是超高层建筑。而在我国的建筑规范中规定，建筑物的高度超过100米的民用建筑就是超高层建筑了。
作为一个超高层建筑，在设计时不仅要美观大方，其结构也要安全，配电系统更要兼具稳定性和节能性相统一。超高层建筑的特点都是通用的，其建筑规模大，高度高，在配电方面存在多种配电形式，切配电系统十分复杂，对用电负荷的要求较高，供电传输距离很长，供电的安全性也是重中之重。所以，如何根据不同高度和负荷分配的超高层建筑进行配电系统的设计，需要仔细考察分析，最终设计合理性强的供配电方式，为其他项目设计和建设工程提出指导性的方案。
二、超高层建筑配电系统分析
我国的建筑规范中明确规定，所有的超高层建筑都必须设置避难层，这么做的目的在于，当出现火灾或者地震这些人为或是自然灾害的时候，可以快速及时的进行人员疏散和救援工作，防止出现人员疏散不及时的现象。以火灾为例，当火情发生在两个避难层之间的话，那么这个范围内的人员就可以快速到相邻的避难层中暂避危险，等火情变小，危险解除后，再根据具体情况进行下一步的疏散。如此一来，不仅可以大大缩短超高层建筑内人员逃离危险的速度，也避免了群众直接逃到建筑外而造成的不必要的混乱，并且有助于消防人员更高效的实施救援行动，而不会忙中出错，或者出现更多例如踩踏事故等不必要的麻烦和危险。并且，安置避难层能使其他楼层的受害几率降到最低，是非常有必要的措施。
因为避难层的存在，在进行超高层建筑配电设计时，要根据避难层的相关特点，调整相关配电方案。因为避难层的隔离，楼层之间的配电系统其实是相对独立的，也就是说，部分楼层的用电故障或破坏并不会影响到其他楼层的正常用电，这样一来就可以将因为故障而出现的损失降到最小。因此，本文以避难层的数量作为区分点，针对单个避难层和多个避难层的超高层建筑有区别的进行系统分析。
（一）单个避难层超高层建筑配电系统分析
这种建筑物一般只设有一处避难层，部分变电配电室会设置在地下二层，承担超高层部分和附近范围的用电负荷，而避难层一般设置在自然楼层的中间高度，其中只设置分配电室而没有变配电所，其功能只用来满足避难层以上楼层部分的用电和分配。
（二）多个避难层超高层建筑配电系统分析
当超高层建筑的避难层超过两个的时候，电路的垂直传输距离无法保证正常稳定的电压，可能会超出线路所能负荷的极限，极易出现电压不稳、线路故障等问题。因此，必须要采取措施提高电压的等级，从而减少在楼层向上传输过程中形成的电力损费。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以要在避难层中设置变配电所，它可以和地下的另一个变配电所相连接，从而形成一个牢固完整的配电系统，如此一来，电流传输的稳定性就会大大提高。
三、配电形式分析
目前存在三种形式，以满足避难层以上的楼层独立用电的需要：
（一）低压侧双母分段并列运行，设置母线联络开关。这是我国的民用建筑中最为常见的配电形式，能够根据设备功能和用途的不同特性，由变电所的低压配电柜将电缆牵引到避难层以上的楼层的竖井电箱里，然后再传输到设备本身上，这种方案下用到的电缆很多，母线长度较短，并且避难层没有分配电所。
（二）这是在第一种配电形式的基础上，把最末端的用电设备进行总结归纳，具体可以分为照明、备用、动能、消防等类别，在变配电室进行一系列转化处理之后迁出避难层，然后分配到各个电室之中，再由各个变配电室传输到避难层以上的用电竖井的配电箱里，最后才最终传输到末端，这种方案下，避难层不仅有380V低压柜，还有分配电所。
（三）第三种配电形式由将第二种的特征更加扩大化。在地下二层的配变电室设置独立的变压器，其作用是为了给避难层和避难层以上的用电设备持续供电。将变压器低压一端直接传输给避难层，然后在避难层设置为并列运行，并设母联开关，最终由避难层中的低压柜按照之前具体的用途类别传送到各个楼层的配电箱里。这种方案下母线的数量最少，但横截面最大。
这三种配电方案的差别主要体现在配电干线的电缆以及低压配电柜的设置上。第一种方案用到的电缆很多，母线长度较短，并且避难层没有分配电所，所以也就没有了380V低压柜。而第二种方案则是通过减少电缆的数量，以达到扩大母线的数量的目的，并且这种情况下，避难层不仅有380V低压柜，还有分配电所。第三种方案是直接从地下层的配电室中输出，所以母线的数量在这三种方案中是最少的，但其截面会变大。
总体而言，第二种配电方式是最合理最理想化的方案。其在供电范围上，存在一个变配电所，可以同时负担两个避难层的用电负荷，这样既满足了配电系统的正常运行要求，也解决了建筑和施工的成本。
结语
通过以上对三种配电方式的分析，我们可以看出，其实这三种配电方式都具备一个合格配电系统的要求，其存在的可行性。但从解决成本和经济层面的角度考虑，第二种配电方案更加合理，其性价比也远高于第一种和第三种配电方式。第二种方式可以增强配电的稳定性和安全性，是一种比较成熟、可靠的配电模式。而第一种配电形式，经常出现在我国的民用建筑中，这种模式下，干线电路可以根据用电的具体情况单独设立，这样一来，如果有个别电路出现问题，其他的设备也可以正常的用电而不受其影响。
本文所论述的单个避难层和多个避难层这两种建筑形式，和对应的三种配电方式，经过组合可以形成六种不同的配电方案可供选择。经过对比和分析之后我们找到了最符合超高层建筑的配电系统，以满足不同特征的建筑对用电的需求。即对于只有单个避难层的建筑来说，采取由地下室变配电室直接输送电缆到楼上各层的电箱中，是最高效可行的方法；对于有多个避难层的建筑来说，采用一个变电所来负荷两个避难层的模式是最合理的。
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论文作者:胡磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/13
标签：高层建筑论文; 建筑论文; 系统论文; 楼层论文; 方案论文; 母线论文; 低压论文; 《基层建设》2018年第12期论文;