摘要：随着城镇化的不断加剧城市规模不断扩大，城市建设逐步向立体式发展不断拓展高层空间，超高层项目建设成为城市规划的重点内容。在保证建筑整体质量的基础上进一步完善建筑的各项性能，是目前超高层建筑建设的基本要求。电气设计是超高层建筑设计的核心组成，本文将由超高层建筑电气设计的基本要求入手，对其电气设计的相关要点进行简单分析。
关键词：超高层建筑；电气设计；分析
随着城市规模的扩张，超高层建筑建设成为了城市管理的重点内容，为实现城市经济跨越式发展奠定基础。电气设计是超高层建筑设计的核心部分，是将电力能源输向各用电设备的重要通道。
1 超高层建筑电气设计的基本要求
在安全性层面，安全性要求是电气设计的首要要求，设计人员在电气设计过程中，应该在电气安全的基础上注意建筑物供电的可靠性。在考虑到建筑高度的基础上，电气系统变配电房应设置在楼宇中央部位，以降低低压配电的电能消耗；可在地库层设置柴油发电机，为保证整个建筑都能得到持续性的供电，可将输出电压控制在10KV，再经过变压器处理后，降为低压配电。在建筑配电系统施工中，应根据建筑物的实际高度要求控制电缆长度、供电距离与电缆大小。
在节能性层面，绿色节能已成为当前我国社会发展的主流趋势，因此超高层电气设计也应该体现节能的相关要求。目前，节能建筑的表面上减少电压是可以实现的，但为获得更好的节能效果，可采用高效能的T5 节能荧光管。在空调风机、水泵等马达的设计中，可采用我国主流的变频控制设计，这种设计法的主要优点是能够根据系统实际需求调整马达用电量，避免传统马达因长时间的连续工作而产生电量浪费的现象，最终实现节能。
2 超高层建筑电气设计要点
近年来，超高层建筑在全国各地大量涌现。超高层建筑中人员情况复杂且较为集中，机电设备种类及规格较多，电路错综复杂、用电负荷量大，对电能质量及用电可靠性要求非常严苛，针对消防用电的要求则更高，另外超高层建筑面积基本达到200 000 平方米以上，由此对超高层项目的电气设计提出了更高的挑战。
2.1中压供电设计方案
中压供电等级通常是由建筑物所在地区情况决定，不同城市地区，其中压供电电压选择是不同的。同为一线城市，深圳中心区采取的是10千伏供电，天津对大型建筑采用的是35千伏的电压供给，苏州工业园区则采用20千伏的供电。由于不同的电压等级相应的电源容量不同，其中的电路规划也不近相同。35千伏供电情况。天津的超高层建筑采用35 千伏供电时，超高层建筑通常有两路独立电源，两路电源互为备用，单母线分段带联络开关。该建筑采用直接降至0.4千伏可减少设备投资，另外需要增加设备的放置面积，每个供电回路负荷容量也加大，因此两个35千伏的供电回路基本可满足要求。10千伏供电情况。深圳中心区采用的便是该种供电方式，10千伏的供电系统有多种运行方式：当正常运行时，两路主供电源同时供电，负荷均衡分配，联络开关断开，备用电源开启。当其中一主路的电源发生失电情况，其备用电源开始启动。当两路主供电源均停电，联络开关自动投入，备用电源供电。当其中一路主供电源失压，同时备供电源失压，另一路主供电源供电，该侧联络开关保持断开。
2.2变电所设置设计注意事项
其一，根据相关规定，超高层建筑的地下部分要留有足够的空间用于商业、人防等用途，因此超高层建筑的地下部分至少要保证两层，考虑到超高层建筑的首层商业价值，交配电房通常设置在地下一层，这样既可避免占据商业资源又可减少季节性雨水倒灌的可能性。
其二，超高层建筑高度至少有100m，当其高度超过200m时，则有必要考虑在建筑上层避难层中设置变配电房，电力在长距离输送中往往会出现电压不稳的情况，避难层中变配电房的设置可以有效改善电力质量情况。如果不加设变配电房，电缆或是母线从地下到达顶层会加大电能的损耗，同时对电缆的规格要求也会提高从而加大了对电缆的不必要投资。
其三，避难层变配电房变压器运输的注意事项。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆利用现有的消防电梯或者货梯运输，以深圳某超高层建筑为例，货梯运输质量可以达到2.5吨，避难层变压器不带保护罩质量小于2.4吨，采用货梯可很好地解决运输问题，如果变压器质量近3 吨，则法直接用货梯运输。利用电梯井道运输，例如，超高层建筑高度为280m，货梯的安全运输质量为2.5吨，采用35千伏供电，结合避难层的面积情况，变压器台数受到限制，需要更换变压器的重量又超过货梯运载能力，便只能临时安装吊装设备。
2.3自备发电机电压预设要点
超高层项目内部构成复杂，一旦出现临时停电的状况会造成极大商业损失。因此在电气设计上要考虑发电机电压方案以及柴油发电机的启动条件。
发电机输出电压的设计方案。针对高度超过250m的建筑项目，当低压（0.4千伏） 发电机组在地下1 层设置时，建筑顶层的用电设备电压将会很可能会偏离电压标准，这时高区的应急电源要考虑上中压（10千伏） 的柴油发动机组。10 千伏电缆通过电井敷设到高区的配电房后，通过变压器转换为低压电源。接入高区配电房的应急母线段，低压应急电缆或母线改为中压供电，可节省大量低压电缆或母线，缺点是在高区需增设相应的变压器。对于低区变配电房的应急电源，更适宜采用低压发电机组供电。
柴油发电机起动条件设计方案。通常柴油发电机启动条件是当给一级负荷供电的两台变压器母线均失电时，柴油发电机才会起动，这种未充分利用柴油发电机组。对于三路10千伏供电的情形，当两路电源同时失电时，应要求发电机起动，由发电机组带一级负荷，同时通过电力监控系统减少部分空调、通风、采暖负荷，两两联络的变压器联络开关合上，由另外一路电源带所有低压配电柜的所有负荷。该方法充分利用了发电机的电力，减小了停电范围。
2.4竖向配电干线的相关施工设计
对于普通的高层建筑，用母线便可以完成竖向配电，并能满足各个楼层商户对用电负荷的需求量。在普通高层商业性建筑中，由于各商户用房功具有很大的不确定因素，所以利用母线可以很好解决用电量不确定问题。但是，对于超高层项目而言，遭受到强风时超高层楼体会产生晃动，且晃动的幅度通常与楼体高度成正相关变化，但这种晃动用肉眼通常很难察觉，例如，深圳的标志性建筑地王大厦，该项建筑的底部与顶部水平振幅可达到80cm，针对这种超高层楼体在设计上就要考虑通过电缆连接铜母线槽的方式进行配电，这样可以有效减少超高层建筑物在摇摆时对铜母线槽接驳组件位置的拉扯压力，在明显减少发生故障及维修的可能的基础上，也相对地增加了主干系统的使用寿命。
2.5节约电力能源方案设计
超高层项目的建筑容纳量远远超过普通建筑，其所耗费的电力能源也是倍数增加，如何提高电能的高效利用，减少电能损耗浪费，我们可以从以下三个方面着手考虑。
首先，在照明灯具的选择上，设计采用将电光能转化效果较好的高效能节能荧光管，在荧光管型号的选择上，T5节能荧光管相较于T8、T10 型号能够在满足日常照明的基础上，发挥更好的节能效应。
其二，在照明控制上，由于超高层建筑空间较大，需要较大的公共照明区域，另外各商户还需要加装繁多的灯具，因此，单纯依靠人工实施管理难度较大。在诸如大会议厅、室外泛光照明、室外LED 显示屏、公共走道、大堂等等公共区域中，灯具设计采用总线控制技术，这样便可根据需求对相应的灯具开关进行自动控制，这样可以有效减少长明灯现象，在节约能源的同时降低灯具寿命的过度损耗。
其三，在能源管理上，可以设计采用能源管理系统，该系统主要将抄表数据进行整合并应用在后期管理和服务上，通过常规化的数据分析，以了解建筑设备的运行状态。能源管理系统同时兼具有数据分析、判断、评估能耗和智能识别等多用途，还能自动生成各种类型的报表，为设计提供相应决策。
参考文献
[1]张宁六.高层建筑电气设计与高层电气施工管理方案探讨[J].中华民居(下旬刊),2013,(06):289-290.
[2]傅勇平,朱亮亮.超高层建筑电气设计[J].现代建筑气,2012,3(03):52-56.
[3]王根东,王家生.某超高层建筑的电气设计[J].中国建材科技,2014,（05）：237-239.
[4]包清瑞,张远.浅析建筑电气设计存在的问题及主要对策[J].建材与装饰,2016,(32):107-108.
论文作者:钱考生
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/19
标签：高层建筑论文; 配电房论文; 电气设计论文; 建筑论文; 电源论文; 高层论文; 母线论文; 《基层建设》2017年第26期论文;