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要点分析
1.1供电电源以及负荷等级
超高成建筑的消防用电具有较高的要求，要严格按照国家的规范进行。结合实际来说，电源电压一般的等级是10kV或35kV，需要从不同的两路母线分别引进来多路成组电源，达到分列运行，同时供电。由于在实际中超高层建筑对供电
要求特别高，在确保各项电气设备合格与稳定的基础上，必须设置柴油发电机为备用电源，才能确保超高层建筑配电的稳妥。
1.2对变配电所的设计
在超高层建筑设计中，除了中央空调冷站和水泵房是建在地下室以外，其他的一些电气设备都分散在地上各楼层。电气设计中将变配电所设于地下室以及中间各设备层，主要是为了使其能够更大限度的接近负荷中心。柴油发电机一般设置在地下室。对于建筑高度在300m以下的建筑，采用低压柴油发电机；建筑高度在300m-400m之间时，采用低压柴油发电机或10kV柴油发电机；建筑高度在400m以上的建筑，采用10kV柴油发电机。对于设置在设备层（避难层）的变配电所，考虑到变压器首次吊装以及日后维修更换的垂直及水平运输通道，单台变压器的容量一般控制在1000kVA及以下。
二、超高层建筑的供配电设计
2.1超高层建筑电气负荷的分级
城市中的写字楼、宾馆、住宅公寓多为超高层建筑，人员密集、疏散困难是它的关键特征。因而用电设备的负荷要求的等级就很高了，一般情况下应用一级负荷。但一级负荷一旦出现供电中止的问题，就极有可能引发爆炸、火情和中毒的险情。非常重要的位置就不能出现中中止电的负荷，应为相当重要的负荷。一级负荷中特别的重要负荷应适当增设应急电源，且不能将其他负荷接入应急供电系统中。
2.2超高层建筑电源的规划
对超高层建筑来说，供电电源是最为重要的。应有预先设计两个电源，且这两个电源出自于不同电气网络，亦或是它们在同一电网中但彼此独立，没有关联。一旦发现某一个电源中断时，另一个电源就能及时地供电，保障二级及以上负荷的供电。并且超高层建筑采用的应急电源应使用柴油发电机，不能使用天然气、汽油、煤油等燃料的发电机。
2.3超高层建筑的变配电设计
超高层建筑最显著的特点就是高度高，倘若只在地下室配置变配电的装置，就会发生供电的半径超标的问题，因为低压配电线路受压降和能耗的限制，长度一般不应超过250m。一般情况下，建筑高度超过200m的建筑物应该在中间避难层，或者是屋顶等靠近负荷中心的位置设置变配电站。也就是说先在建筑物的地下室配置高压配电室和变配电站等。再依据负荷的实际需要在避难层、冷冻机房或顶层周边的位置设分配变电站。
在楼上配置变压器就需要注意以下几点问题：
（1）要充分考虑它对周边相邻住房电磁、防水情况、减震降噪等情况的影响。
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（2）在选择变压器的时候还要考虑是否能够满足垂直运输的需求。在一般的情况下都是使用货梯运输，或者是吊装运输。所以，体积或重量偏大的变压器是不能使用的。
（3）变压器要使用符合消防要求的干式变压器和相应的开关设备。
2.4火灾自动报警及其他电气设计
按照超高层建筑的一般特点，火灾自动报警系统（控制中心报警系统）应至少设置1台集中火灾报警控制器、1台专用消防联动控制设备和2台区域火灾报警控制器；或至少设置1台火灾报警控制器、1台消防联动控制设备和2台区域显示器。通常条件下，办公室、商业、走道、大厅、电子计算机房、通信机房、楼梯间、电梯机房等场所均应设置点型感烟探测器，但游泳池、卫生间等位置除外。消防控制室需建立对应的消防设备设施，在出现火灾情况下控制器会根据设置完成相关消防动作。根据国家相关规范要求，设置感温探测设备时要设置消防专用电话分机（包括消防水泵发电机房）。此外，需要在所有位置设计广播事故扬声器，以便能及时对人员进行疏散。
为完善超高层建筑电气系统设计，应从电气施工与技术管理等方面优化。超高层建筑结构相对复杂，在工程建筑施工中常出现各种问题，以保证各单位进度一致而进行工期协调。与低层建筑相比，超高层建筑在施工建设过程中一旦改变建筑使用性能或建筑原本分区，电气方面应做出全面调整，这就要求电气系统设计相关单位要通过配电功能的调整来达到建筑使用需求。
2.5超高层建筑物的照明设计
在超高层的建筑物中，避难层的疏散照明是非常重要的，它的照度值要高于地面平均水平照度值3LX，尤其是在垂直疏散的范围内，用于避难的走廊内照度值要高于5LX。特别是人群密集的特大城市，超高层建筑另外还需要应用一些加强的措施，譬如在避难区、疏散走道区、疏散楼梯区域，它地面最低的应急照度值应维持在10LX以上，其他范围的数值也应维持在5LX以上。建筑高度高于100m的超高层建筑的疏散照明所用的电源必须按照一级负荷来考虑，并使用双电源在末端用以切换。
在超高层建筑物中，应重视障碍标志灯的安装设置工作。在整个建筑物的最高处和最边缘处设置，如果发现物体的顶部超过周围地面45m，那么就需要在中间层增加障碍灯；中间层的距离必须小于或等于45m，尽可能地保持相等。注意增加的中间层障碍灯，不能让居民出现不快的感觉。一般情况下，要求从地面只能看到散逸的光线。建筑群外形广大的部分，所设置的障碍灯应能从各个方面看到物体的轮廓。水平方向上也可以考虑在45m左右设置障碍灯。应在超高层建筑顶端设置中光强A型障碍灯，并为白色闪光，其下部分层设置红色中光强B型障碍灯。高于150m的超高层建筑物，应在其顶端设置高光强A型障碍灯，并且应以中、高光强障碍灯配合使用。
建筑照明设计中还需要考虑的重要问题是节能。超高层建筑物的用电量和相关的消耗量是非常巨大的，因而有效的节能技术就非常得关键了。照明设计可以在满足建筑物各种功能需要的前提下，增加能源的利用率，可以选用节能型照明设备，科学地调节照明参数。根据不同场地的需求，来合理地配置光源，最大限度地利用天然光，降低能源消耗。在照明设计中还可以积极引入智能化控制系统，提高节能管控效率，进而使得电气设计做到环保、节能与高效。
三、结论
超高层建筑电气设计与一般的建筑区别较大，且设计更为复杂。需要设计人员充分意识到电气设计的重要性，在实际设计中，严格遵循安全性以及节能环保原则，根据超高层建筑的实际情况合理制定设计方案，以保证建筑使用性能得到良好发挥，保障建筑安全性、可靠性。
参考文献：
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[2]李锐.超高层建筑电气设计关键技术分析[J].山西建筑，2015，11（33）：147~149.
[3]范玉山.超高层建筑电气设计的关键技术分析[J].江西建材，2016，2（2）：22~24.
论文作者:王正正
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/23
标签：高层建筑论文; 负荷论文; 建筑论文; 电气设计论文; 电源论文; 建筑物论文; 发电机论文; 《基层建设》2019年第2期论文;