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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特点
电气设计对于超高层建筑来说具有非凡的意义，也是十分重要的一个设计环节，因为电气设计关乎着建筑用电安全。超高层建筑中的发电系统、供配系统、设备运输系统都依赖于电气设计。通常情况下，超高层建筑电气设计中需要设计较多的用电负荷，并且用电负荷的类型较多。为了保证电气设计的合理性，应该先分析超高层建筑的特点，因为超高层建筑不同的性质，对于电量的要求存在着较大的差异，因此，在设计超高层建筑电气系统时应该严格的遵循国家的标准选择合适的负荷等级，与此同时还应该综合考虑当地市政部门电力的实际情况选择电源，针对使用功能的情况选择电气设计的指标。
超高层建筑的配电距离较大，这会导致用电负荷显著增加，电气设计的关键问题是确保电力设备的可靠与安全。此外，超高层建筑的人员较为密集，如果出现事故，人员不能够在短时间内被疏散。在超高层建筑电气设计时应该采取相应的安全措施与保护装置，从而保证消防用电设备与应急照明的可靠性。
二、超高层建筑供配电设计要点
2.1超高层建筑负荷分级
超高层建筑的主要使用功能多为人员密集、疏散困难的酒店、写字楼、商业、公寓等，对于此类建筑的用户负荷分级应按特别重要用户考虑，其中主要用电设备的负荷分级可依据表1来分。
这里需要注意的是航空障碍标志灯电源应按一级负荷中特别重要的负荷要求供电。
其负荷密度与其自身的建筑功能、建筑面积、建筑高度以及附属功能等因素有关。一般在80～120W/m2
2.2超高层建筑电源设计
超高层建筑应按不少于两个电源供电，两个电源分别来自不同的电网或同一电网但在运行时电路相互之间联系很弱。电气距离较远，保证当一路电源断电时，另一路电源应能保证二级及以上负荷的供电。且超高层建筑的应急电源应采用柴油发电机，不可以使用煤油，天然气，汽油等作为动力源。电源的工作方式及其数量可以采用表2执行。
2.3超高层建筑变配电站设计
超高层建筑的最大特点就是建筑高度高，对电气设计的影响就是要考虑供电半径问题。低压配电线路的长度一般不允许超过250m。
建筑高度200m对供配电设计而言是个界限，通常超过此高度的建筑应设置多处变配电站。使变配电站设置在负荷中心，高压配电室宜设在主体建筑物的地下，也可设置独立的变电站、分配变电站应根据负荷情况设在避难层、顶层、冷冻机房附近等处。
变压器如果设置在楼上应该注意两个问题：一是要考虑与其相邻的住房的电磁屏蔽、减噪，降振，防水等。二是其选型要考虑在体积和重量上的运输要求，通常是能够满足货梯运输或者吊装运输的方式，因此不宜选择体积大、重量大的变压器。
三、超高层建筑电气设计的关键技术分析
3.1超高层建筑电气设备中配电站与避难层技术
建筑高度高是超高层建筑最主要的特点，在该特点的影响下，设计人员必须要重点考虑电气设计的供电半径。一般情况下，电气设计中，低压出线柜到末端配电箱的最佳长度应该控制在120m之内，并按照超高层建筑总电压5.0%的比例确定低压供电线路的要求。同时在设计中，需要采用分区域设计的方法处理变配电站，按照不同的功能情况，对供配电站各个功能区进行划分，包括地下区负荷中心、超高区负荷中心等。高压配电室一般会设置在超高层建筑底部，而在建筑空间面积足够的情况下，可以设置独立变电站。在设计避难层中，需要充分考虑不同楼层人员的求生需求，其中第一个避难层与地面之间的高度要小于等于50m，以后所有避难层与前一个避难层之间的高度都应该小于50m。在供电系统设计中，所有避难层的交直流电采用单独供应的方法，保证供电稳定性。
3.2超高层建筑电气设计中应急照明系统设计
超高层建筑电气设计中的应急照明系统，必要充分考虑避难层照明的需求，因此在设计中，应该选择平均照度值大于等于3lx的灯具；而对于避难层走廊等特殊位置，所选择的照明系统灯具水平照度值应该大于等于5lx。对于具有特殊要求的应急照明层，其避难区、疏散走道的平均照度值应该大于等于10lx。而如果超高层建筑裙楼为大型商场，则需要采用一级负荷供电系统，保证照明供给水平。
3.3应急电源与备用电源设计
考虑到超高层建筑具有高度高、人员密集的特点，疏散时间较长。因此为了进一步保证居民的生命安全，除了要配置可靠的市电电源外，还需要在建筑内设置一组柴油发电机组，作为面对突发事件时的应急电源。
在设计过程中，相关人员必须要重视以下几个问题：1）由于超高层建筑中的主要负荷量较大，因此正常的电源在断电之后需要在较长的时间内持续供电，因此需要配置具有稳定功率的柴油发电机组作为应急电源。2）建筑内电子信息系统机房需要设置柴油发电机电源，保证能随时满足建筑空调、制冷设备等重要，电气设备运行要求。3）在使用柴油机组过程中必须要认识到建筑高度因素的影响，要设置不同的柴油机组，并且接地方式要与市电电源保持一致。
四、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.
作者简介：
杨飞，（1985.6.19），男，四川.苍溪，汉，本科，电气工程师（中级），机电设计经理，研究方向：建筑电气。
论文作者:杨飞
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/18
标签：高层建筑论文; 电气设计论文; 负荷论文; 建筑论文; 电源论文; 关键技术论文; 高度论文; 《河南电力》2018年15期论文;