摘要：随着我国超高层建筑的不断增多，建筑工程对各种机电设备的使用也更加的频繁，这就对超高层建筑工程项目中的电气设计工作提出了新的要求。研究表明，电气设备需要承担非常大的电量使用，通过增加电气设备的承载，来提高设备的负荷。所以在超高层建筑电气设计中，工作人员一定要加强对电气设计关键技术的研究，从而保证超高层建筑工作顺利进行。
关键词：超高层建筑；电气设计；关键技术
1导言
伴随着经济的发展，人们的物质生活水平得到了显著的提升，城市建筑大规模地展开。尤其值超高层建筑随着建筑施工工艺的进步，建筑的楼层不断增加。建筑楼层的增加，对与之配套的楼层电气，也提出了较高的要求，国家有关规定都对超高层的建筑中电气设计提出了详细的标准与要求。因此，电气设计者需要参照标准，不断优化完善电气设计，使其在实际应用中发挥较好的作用。
2超高层建筑电气设计基本要求
2.1超高层建筑电气设计的安全性要求
任何建筑设计首先必须考虑安全性，尤其是超高层建筑电气设计更是不可例外，实际设计人员在有效确保安全性的同时，还需考虑电气系统的稳定可靠性，一般综合考虑。由于楼层较高，可以将负责整个楼层的电气系统变配房设置在位于楼层的中央位置，这样的操作方式可以实现能够有效降低低压配电时的电压损失；同时可以考虑在建筑物的地下层设置柴油发电机，以确保任何时候下高层建筑可以实现持续供电的可能。整个建筑在进行电气系统的设置时，一定要结合楼层的实际高度，控制电缆与电线的实际长度。
2.2超高层建筑的电气设计尽可能的满足其节能性设计要求
现代社会的发展，越来越关注节能与环保了，低碳节能环保已经成为社会发展的主流趋势，超高层建筑在实现节能上，可以借助采用市场上较为流行的T5节能荧光管，其次在水泵或者是空调风机的设置过程中，可以通过采用我国设计的比较主流的变频控制实现，这种设计的优势主要在于能够根据系统地实际操作需求，自动调整实现马达的用电量。这样就可以实现避免传统的由于马达运转时间过长而带来的对用电量的消耗浪费的情况。
3超高层建筑电气设计关键技术
该项目总建筑面积约为13.9万m2；地下室三层，局部两层，建筑面积约为1.9万m2，主要为车库、设备用房、后勤管理用房和库房；地上58层，建筑面积约为12万m2，主要为会议、餐饮、娱乐、酒店式公寓、办公和会所。
3.1超高层建筑负荷分级
超高层建筑的使用功能比较多样，一般包括酒店、商场、写字楼、商业公寓等，都属于人员密集并且疏散难度大的建筑功能。对于这种功能较多，消防难度较大的建筑，其用户负荷分级需要针对其特别的重要用户进行针对性的设计，从而保证在关机时刻重要功能的顺利实现，稳定运行。其管理部分的负荷级别可以参照表1中所示。
表1
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。
3.2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，按照不同的功能清苦情况，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。
3.3超高层建筑供电电源设计
超高层建筑的供电来源应该至少有两个，并且这两个电源的联系不应该太大，以免两个电源同时断电，让建筑陷入停电的风险。一般而言，当一路电源出现故障，中断供电，另一路电源能够为建筑用户提供一级以上的负荷供电，从而提高建筑的用电稳定。并且超高层建筑应该注意应急电源的设计，一般由柴油发电机组担当，其容量能够在两路电源同时断电后能够维持二级以上负荷用电即可。电源数量和工作方式建议如表2。
表2
3.4应急电源与备用电源设计
一般超高层的建筑物中，人员分布比较集中，人流密集大，所以一旦发生任何用电用气的事故，就会造成较大的影响，过多的人员无法实现即时迅速的疏散。针对这种情况，电气设计人员，需要在超高层建筑中除设计安装基本的安全电源之外，还需要设计应急与备用电源。设计这两个电源时需要注意以下几项内容：建筑物中其他的用电设备负荷量比较大的时，正常运行的电源如果断电了，设计的备用电源可以实现持续的供电，建筑物中的应急照明灯的电源应该采用柴油发电；建筑物内部的各种电子信息设备用电，也应该采用柴油机发电，采用这种方式主要是确保系统设备能够正常运转，避免由于其他电源断电造成影响。对于柴油机组的供电设备设计要结合建筑物的实际高度而定，其形式也要与市政供电系统保持一致。
3.5超高层建筑变配电站设计
超高层建筑由于建筑高度高、建筑密度大、用电量多的原因，其电气的供电半径较大。一般而言，低压配电线路的长度不超过250m。从而对于建筑高度在200m以上的建筑需要对其供配电方案进行特殊的设计才能保证建筑的正常用电。通常的设计方案是超过200m高度的建筑设置多出变电站和配电站，从而使得变配电站设置在建筑用电负荷的中心位置，高压电配电室设置在建筑物地下。并且设置独立的变电站、配电站，根据建筑中电气负荷的分布设置。并且在建筑物的高楼层上设置变压器需要考虑与邻近房间的电磁屏蔽降噪防水等建筑效果，而且根据设备的体积和重量选择折当的运输安装方式。一般不采用体积或重量较大的变压器，从而降低设计运输以及安装难度。
在节能功效上，应根据高层楼宇建筑实际用电负荷需求，首先按略高于配电变压器最佳负荷率选择配电变压器，一般配电变压器负荷率在70%更加节能。其次在配电变压器优选三角形立体卷铁芯高效节能经济型配电变压器其不仅有效提高建筑供配电系统的电能转换效率、降低配电变压器的运行能耗，同时还可以降低配电变压器空载电流延长配电变压器的综合使用寿命。再次电机拖动系统能耗约占整个建筑电气能耗的91%，同时大多数电机拖动系统中其电能转换利用效率普遍较低，存在非常大的节能降耗优化设计潜力，应根据实际情况针对其进行专门的配电设计，降低电能的损耗。
4结论
综上可知，超高层建筑电气系统设计是比较复杂的过程。在市场化的今天，新技术、新思维非常活跃，对问题的看法往往是多元的。要综合各方面的因素，寻找到令各方都满意的平衡点很不容易。总之，掌握和完善超高层建筑电气系统设计技术，需要设计人员不断地去努力探索、积累，更需要同行互相积极主动地交流、创新，与时俱进。
参考文献
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论文作者:李建功
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：高层建筑论文; 建筑论文; 电气设计论文; 电源论文; 负荷论文; 变压器论文; 楼层论文; 《基层建设》2017年第30期论文;