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摘要：随着经济发展和城市化进程的推进，超高层建筑的发展建设方兴未艾。电气设计在超高层建筑设计中占据着至关重要的地位，对于超高层建筑的整体设计质量具有关键性的影响。本文简述了超高层建筑的概况，分析了超高层建筑电气设计特征，探究了超高层建筑电气设计的关键技术要点，以期为超高层建筑电气设计提供借鉴。
关键词：超高层建筑；电气设计；要点
1工程概况
某超高层5A甲级写字楼位于深圳，建筑造型采用双塔形式，总的建筑面积约为26万m2，地下4层，地上45层，建筑高度为199．75m，建筑造型高度为210m。其中1F～5F为办公、商业配套，6F以上为办公空间，15F、31F为避难层。塔楼周围附有1F～4F的裙房。该工程根据深圳南山后海片区的供电条件确定供电电源的供电回路数及电压等级（10kV），建筑电气设计包含10kV供配电及10/0.4kV变电所、低压配电系统和照明系统、防雷及接地等内容。
2电气设计原则
首先，经济性原则，电气设计与人们日常生活息息相关，使用量巨大，在设计的过程中从用户角度出发，做好节能减排措施，在控制成本的同时，提高技术水平，保证设计的科学性、经济性，从而更好的为用户服务。其次，安全实用可靠性原则，在建筑工程项目当中，不管是使用什么样的电气设计理念，或者使用怎样的电气设计模式，还是需要使建筑电气应用要求得到满足，在建筑电气系统实际运行的过程当中，不仅要要让业主提出的实际要求得到满足，也要满足安全可靠原则，因此在建筑电气设计工作进行的过程当中，应当切实地遵循安全实用可靠性原则当中提出的要求。在建筑电气系统实际运行的过程当中，首先需要考虑到的问题是实际用电要求以及其他功能性要求，尤其是大型的商业综合体，由于供电量需求非常巨大，需考虑周围市政配套供电，避免后期运行过程造成供电量不足，所以供电方案必须经过严格的论证。最后，在可持续发展战略部署下，电气设计应该以节能环保为己任，适应时代发展需求，以绿色环保、节能降耗为新时期行业标准内容，推动建筑业社会效益、经济效益、生态效益的多方面发展。由此可见，电气设计的健全与完善是建筑整体目标得以实现的关键内容，可以说电气是整个建筑运行的心脏，动力的源泉。电气设计必须保障质量、安全、可靠，结合具体情况进行优化设计，做好设计前的可行性研究、初步设计方案的论证、设计施工图纸的技术交底，保证电气施工和安装流程的有序进行，充分考虑住宅小区所在区域的经济发展情况与周边市政配套环境，为用户提供优质的供电服务。
2超高层建筑电气设计要点
2.1变配电站与避难层技术
超高层建筑具备较高的建筑高度，因此，超高层建筑电气设计要加强对供电半径的科学设计。通常，在电气设计时，要加强对低压出线柜距离末端配电箱的长度控制，使之保持在120米范围之内，并遵循总电压降5%的比例，对低压供电线路的具体要求进行确定。同时，在电气设计中，要通过分区域设计对变配电站进行妥善处理，以各类功能情况为依据，对超高层建筑的变配电站实施科学的功能区域划分。在明确了各变配电室的供电半径、供电方式后，需从经济的角度考虑高低压设备和电缆的选型，接地系统一般采用TN-C-S系统，即从配电室低压柜出线采用四芯至二级配电箱处做重复接地后，N线和PE线分开采用五芯电缆接至末端箱；消防负荷的电缆可采用矿物绝缘电缆和耐火电缆，但从施工的工艺难度和成本考虑，在满足规范的情况下，尽量选用耐火电缆。通常，在超高层建筑底部，对高压配电室进行设置，当具备充足的建筑空间时，对变电站进行独立设置。对超高层建筑的避难层进行设计，要对不同楼层内的人员逃生需求进行综合考虑。第一个避难层距离地面的高度要控制在50米以下，全部相邻避难层相距的高度均应在50米以下。对超高层建筑的供电系统进行设计，要对全部避难层单独对交直流电进行供应，有效保障供电具备良好的稳定性。
2.2供电负荷的确定和供电电源的选择
超高层建筑单位负荷功率100～130VA/m2，采用单位面积法估算用电负荷存在一定误差。采用需要系数法来计算用电负荷，用电负荷计算结果如下：总设备容量为24612kW，有功功率为17212kW，总需要系数为0．69，低压电容补偿容量为7200kvar，补偿后功率因素为0．95，变压器容量为22000kVA。根据国家相关规范的设计要求，当一路电源断电时，另一路电源应能保证二级及以上负荷的供电。根据深圳南山后海片区的供电优势，提出改善建议，即由城市电网两个独立的10kV区域变电站供电，每个高压配电房内的2路电源同时工作，互为备用，每一回路均可承担相应供电区域的全部用电负荷，当一回路故障时联络开关投入使用。10kV配电室以放射式电缆线路向10/0.4kV的变压器馈电。根据国家相关规范的设计要求，当一路电源断电时，另一路电源应能保证二级及以上负荷的供电。为满足该超高层建筑的用电需求，采用多个10kV及以上电源供电。
2.3应急照明系统
在超高层建筑应急照明系统设计中，要对平均照度值在3lx以上的灯具进行选用；对避难层的特殊照明部位，诸如走廊等，要选用平均照度值在5lx以上的灯具。对于应急照明层的避难区照明以及疏散走道照明，要选用平均照度值在10lx以上的灯具。对于将裙楼设置为大型商场的超高层建筑，对其供电系统进行设计，要采一级负荷，以有效保障良好的照明供给。此外，在人流比较集中的拐角、楼梯口和走道都要安装应急照明灯，而且要为这些灯配备蓄电池，设置一个独立的线路，这样在发生火灾时也能正常使用。应急照明电源采用双回路供电，在最末级配电箱进行切换，双回路电源就是柴油发电机的应急母线，采用ATS柜做热备处理，如图所示。正常来说应急照明灯应就近控制，如果发生火灾就要到消防中心点亮。
结语
综上所述，我们可以得知，当前我国国民经济快速发展，人们生活水平日新月异，对于高层建筑电气设计的要求也在逐渐发生改变，住宅建筑中电气设计存在的问题不仅影响居民的安全用电，还会降低建筑物的整体效益，是设计人员在工作中应该重点关注的话题。在电气设计中应该以住宅小区的实际情况，综合考虑使用需求，不仅保证住宅环境的舒适、美观，还要能够发挥建筑物的效益价值，从而推动建筑业的健康发展。
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云南电网有限责任公司新建住宅配套项目供电设施技术导则_试行（2015年）
论文作者:李小桃
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第24期
论文发表时间:2018/11/17
标签：高层建筑论文; 电气设计论文; 建筑论文; 电源论文; 负荷论文; 系统论文; 电缆论文; 《建筑模拟》2018年第24期论文;