关于超高层建筑电气设计

◎梁小平 曾之健

（作者单位：中机国际工程设计研究院有限责任公司）

本文重点针对超高层建筑电气设计工作展开了全面分析和研究，有效结合我国湖南省某地区一处超高层建筑设计工作进行深入探讨，针对超高层建筑电气设计工作中的关键要点进行全面阐述，有效提高超高层建筑电气设计工作的整体质量和效果，为后续建筑正常安全使用打下良好的基础。

当前随着我国城市化建设发展速度不断加快，各大城市的经济发展趋势一片良好，城市内部各种超高层建筑不断涌现，带动着城市经济的快速提升。在超高层建筑设计工作中，电气设计工作是其中非常重要的组成部分，电气设计工作质量直接影响到了后续建筑体的使用安全性和稳定性。由于超高层建筑和普通建筑相比具有一定的特殊性，在具体的设计工作中具有用电设备较多、供电量较大以及对供电可靠性要求更高等多种特点。因此，本文结合我国湖南省某地区一处超高层建筑工程进行了全面分析和研究，针对超高层建筑电气设计工作要点进行全面阐述，针对超高层建筑电气的负荷等级，设定供电电源、应急电源以及超高层楼层配电竖井等，有效提高超高层建筑电气设计的整体效果和质量。

一、工程概况

针对我国湖南省某地区一处超高层建筑电气设计工作展开分析，相关设计工作人员对该超高层建筑电气设计要点进行深入研究。本次研究的超高层建筑属于一处及民用住宅、办公、商业等诸多功能为一体的高大型综合建筑结构。该超高层建筑的总楼层数为44层，其中包含了地上40层，地下4层晶体总设计高度为216.5m，裙房建筑总高度为20m，该超高层建筑总面积达到了18万m2。

二、超高层建筑电气设计工作要点分析

1.供电电源设计。在超高层建筑电气设计工作中，供电电源设计是其中非常重要的设计环节。由于超高层建筑主和普通建筑相比，在整个建筑规模和供电需求量上相对较大，但是单路各级供电电压线路在供电能力上会受到一定的限制。因此，相关电气设计工作人员必须要充分结合建筑体自身的用电量大小、建筑电气设备的负荷等级以及整体的供电状况展开综合分析，对超高层建筑供电电源进行合理设计。在本次超高层建筑工程项目当中，由于该地区市政变电站可以为其提供出4组具有独立性的10kV供电电压，同时每两路10kV供电电压，在整体的供电方式上，主要是以单母线分段供电方式为主。相关设计工作人员根据电气设计工作的相关规范要求，对母联开关进行针对性调整。通常情况下，超高层建筑两段母线分别作为供电备用，即使某段线路产生供电故障问题，相关工作人员只需要对门开关进行开关闭合，即可启动备用线路来进行供电，所有的供电负荷均可以通过备用电源组来进行承担。除此之外，相关工作人员，还可以直接通过电气将钥匙连锁装置和母联开关以及其他线路之间进行衔接，不管何种情况处于闭合工作状态下的开关总数量不能超过两个，必须要充分保证建筑电气设计工作的安全性，同时不会对其他的电气设备正常运转产生干扰。

2.供电负荷等级设定。在针对本次超高层建筑工程的电气设计工作当中，相关设计工作人员必须要充分明确我国国家的相关建筑电气设计工作标准，结合建筑体自身的结构特性，对超高层建筑负荷等级加以明确。通常情况下，在超高层建筑电气的供电工作当中，计算机系统弱电系统等设计是其中中非常重要的系统工程，通常是以一级负荷等级来加以设定。消防控制室和火灾应急照明防火等级需要设定为一级负荷，而针对操作层建筑内部的办公场所和商场，通常情况下在照明等级方面设定为二级负荷，办公楼层和商场当中的普通照明以及建筑室内的普通空调采暖等级负荷，同样需要设定为二级负荷。建筑室内通风、空调和景观照明以及其他的供电线路负荷，通常需要划分到三级负荷的范围当中。在计算具体的负荷值过程中，相关工作人员需要对各级负荷的供地要求进行充分考量，通常情况下，我国在超高层建筑变压器单位容量范围在100～130VA/m3，同时在该超高层建筑设计工作中，变压器的总负荷率达到了70%，同时设计负荷总密度为101VA/m3，动力系统变压器总负载率达到55%，可以充分满足超高层建筑的供电工作要求。

3.超高层建筑应急备用电源设计。由于超高层建筑整体结构构成相比比较复杂，在针对建筑电气设计工作中具有较强的特殊性。相比于普通的建筑电气设计工作来讲，相关设计工作人员需要对超高层建筑，应急备用电源设计工作加以充分重视，在应急备用电源的设计过程中，需要基于相关设计工作规程，有效选择柴油发电机组来作为应急电源组，建筑消防供电回路设计工作需要使用专用线路，同时和专用线段之间直接进行衔接，以此来充分保证应急电源可以实现至少不间断三小时以上的正常用电。除此之外，在应急备用电源的设计规定当中明确指出，如果超高层建筑体自身高度超过400m以上，并且在建筑体地下室内设置柴油发电机组，则需要使用10kV柴油发电机组来进行供电，如果选择400V柴油发电机组，在高层区域需要先使用升压变压器，将其提升到10kV，然后再对所在区域进行供电，保证电压大小可以降到230V或400V。出于节约电气设计成本方面因素考虑，建议超高层建筑设计工作中应急和备用电源，需要同时使用同一个柴油发电机组来进行工作，同时在确保柴油发电机组供电容量的同时，需要充分遵循建筑体消防工作要求以及电源备用工作要求，不允许在应急供电系统内部直接进入其他的供电负荷。在本次超高层建筑电气设计工作当中，相关工作人员设计使用单母线分段低压系统之后，需要设置出母联开关和机械连锁开关，全面提高建筑电气设计的安全性以及工作的稳定性，同时还是一出应急母线段和重要复合母线段，充分保证超高层建筑供电的安全性和稳定性。

4.楼层配电竖井。根据我国超高层建筑电气设计工作要求，超高层建筑堤压配电线路，在设计种长度上需要控制在250m以内。针对超高层建筑电气设计工作来讲，需要在地下室和避难层内部设置变配电房，因此在设计选用变压器工作过程中，相关工作人员需要对建筑体的体积以及质量进行有效控制。对于使用在超高层建筑当中的三相变压器设备而言，在设计容量方面需要控制在1250kVA范围之内。超高层建筑在配电井设计工作中，包含了高低压电缆、母线槽铺设以及配电箱设计等。根据楼层配电竖井设计工作要求，电气设计工作人员需要将高压电缆竖井、低压配电竖井等直接设置在超高层建筑楼层的配电竖井内不，同时运用双路由消防供电方法。供电配电干线不允许同时设置在同一个竖井内部，由于本次超高层建筑设计工作，将强弱电井和10kV竖井分别设计在核心系统内部，重点要求设计工作内容需要和配电竖井设计相符合。

三、结语

由此可以看出，在超高层建筑电气设计工作过程中，必须要对每一个环节的电气设计工作要点进行全面把控，相关设计工作人员需要全面提高自身的电气设计工作技能，提高自身的专业素养，全面提高超高层电气设计工作的整体质量和效果，为后续的建筑体用电安全性以及使用的稳定性打下良好的基础。