现代城市超高层建筑电气设计要点

摘 要：当今社会,城市化问题不断尖锐,大量人口的涌入,使得城市住房逐渐向高层发展,并不断涌现出大量的超高层建筑,与此同时,城市超高层建筑电气设计逐渐成为当前的热点话题,成为影响人们日常生活、工作质量的重要因素之一.鉴此,提升城市超高层电气设计技术成为当前亟待解决的问题.

关 键 词：现代城市；超高层建筑；电气设计；方法要点

自人类社会进入电气时代之后,电力的应用日渐广泛,已经成为一个国家经济发展的重要因素.随着当前经济的发展,电气设计逐渐应用于高层建筑的施工过程中.城市超高层建筑电气设计是一项复杂切繁琐的工程,在设计方案制定的过程中,应该充分考虑众多外界影响因素,综合考虑各种情况,使之适应超高层建筑的实际需求,确保城市超高层建筑电气的顺利运行.笔者结合多年超高层设计、设计管理工作经验,对超高层建筑电气设计工作要点做如下总结.

一、合理计算用电负荷,合理设置变电站

21世纪是人类社会高速发展的时代,人们生活更加丰富,基本需求也逐渐拓展.现代城市用电量普遍较大,超高层建筑的电气设计要着重注意测量一下本地的电量负荷.城市超高层建筑大多由多种业态构成,包含商业、酒店、餐饮、办公、娱乐休闲场地等,其中,餐饮行业的用电负荷多集中于三餐时间,酒店多集中于夜间耗电,商业用电多集中于白天上班期间,要统一协调这些不同的用电现状,细致了解高层建筑的主要分布行业及用电集中高峰,计算出既满足业主的配电数据,保证用电无阻,又做到经济合理,同时应注意配电设计的灵活性,满足后期各种类型商业用电需求,管理方便.除此之外,还要注意高层建筑的变电所设计,因为现代城市超高层建筑的功用较为齐全,用电量也大,电量使用不规律,极易造成电压不稳.在用电高峰出现时,可以合理转变电压、电流情况.根据用电负荷分类、变电站设计接近负荷中心的原则,分楼层区域设置变电站,将变电站设置在高层建筑中的避难层中,能有效的减少电缆的用量,减少电能的损耗,更经济合理.例如：笔者设计的一个206米超高层建筑中,除地下一、二层设置的变配电站外,在十六层和三十二层避难层还分别设置了两个分变配电站分别为写字楼、酒店供电,笔者另一180米超高层项目,除地下一、二层设置变配电站外,在十七层和三十三层避难层分别设置分变配电站,供酒店、写字楼用电.这样就能更高效的实现各区域配电,减少损耗,使城市现代化超高层建筑的电气系统更高效的运行.

二、供电系统的主接线形式的选择

超高层项目一般体量较大,用电负荷大,一般为多路10KV市电进线,10KV的主接线形式多选用一路（或多路）为主用电源,另使用一路为备用电源的接线形式,这样既能满足用电的高可靠性,满足一级负荷供电要求,同时能有效的控制备用电源容量,从而降低系统的高可靠性费用,供电可靠且灵活.现代城市超高层建筑是多种业态的组合,而各种业态在初始建设和后期营运时对电能的使用和管理也各不相同,比如在一个超高层综合体项目中有酒店、商业、住宅等业态,而这些业态又由不同的管理公司管理,甚至有些业态要求在供电部门有独立的户头,能开具独立用等,这就要求在电气系统接线形式的设计上,充分考虑各业态的营运管理需求,合理设置电能计量的方式和计量位置,为后期高效运行、高效管理提供了必要的基础条件.

三、电气设备的选择

现代城市超高层建筑是不同于其他城市建筑的,其主要特征表现在以下几个方面：建筑实体高、功用性大、基础设备多等.这些特点使得城市超高层建筑电气设计不可小觑.因此,电气设备的选择也显得由为重要.采用国家有关部门审批鉴定、合乎标准的电缆电线.超高层的一般配电电缆选用低烟无卤电缆,消防电缆选用矿物绝缘电缆,在消防电缆的选择上,由于矿物绝缘电缆材质较硬,安装使用不便,有时会选择柔性矿物绝缘电缆.设计时需注意由于矿物绝缘多芯电缆一般只做到25mm2,25mm2以上截面的电缆应选用单芯电缆,单芯电缆在过楼板或隔墙时严禁穿金属预埋管或采用闭合高导磁材料固定（如铁丝等）.

超高层建筑中,楼层多、竖向配电系统负荷大,竖向系统多采用母线配电,母线具有载流量大,配电灵活等优点,竖向母线配电能很好的解决竖向电缆众多,占用大量出线开关、安装复杂等,由于接线简单,有效的减少了故障点,也能提高供电可靠性.对于供电可靠性要求要高的楼层,为进一步提高供电可靠性和灵活性,可采用双母线供电,两条母线取自不同的变压器,两条母线每层都设置插接箱,分奇偶层供电,当一路母线故障则可由另一母线插接箱取电,系统更可靠.

四、超高层建筑的消防设计要点

超高层建筑的消防设计除满足基本的消防电源负荷等级的要求,在消防电缆选择上采用上文提及的矿物绝缘电缆外,应急照明系统也显得尤为重要,按照消防部门要求,一般采用智能照明疏散系统,包括地面疏散指示、空间疏散指示、通道疏散照明等,这样有利于提高疏散的智能性,能适应更复杂的火灾情况,当出现火灾时能更有效的疏散,更大程度的保证人民财产的安全.

五、完善电气节能机制

纵观全球发展态势,资源紧张已经成为当前各个国家所面临的共同问题.城市超高层电气设计要着重考虑电气节能机制,要合理的规划、组织灯光系统,选择节能可靠的电气产品,采用智能灯光系统等.对于一般的楼梯间照明普遍采用声光控灯照明,该种灯光系统能够有效做到人走灯灭,且非常方便,有效解决了电力浪费的问题.智能灯光系统凭借其先进、节能的优势,在众多工程实例中得到应用,它不仅是节能,更是为人们提供更舒适的照明环境而不断努力.它是符合时下的资源发展方向,在未来高层建筑中的应用也会更加广泛.

智能照明系统常用于停车场,通过初始设置控制停车场在不同时间段的照度值,系统能自动的选择点亮或熄灭一部分光源,既达到满足设定要求的照度值,又能有效的节约能源.智能调光系统在酒店中运用更为广泛,更多是为客人提高更多的舒适度,可设置迎宾场景、白天营业场景、夜晚营业场景、晚间休憩场景、节能场景等,随着现在智能建筑的发展,智能照明系统将是现代建筑发展中一个重要的技术.

六、对应外界干扰

此外,外界的干扰是城市超高层建筑电气设计的要点问题,所谓外界干扰,主要包含季节、天气等因素的影响.夏季是雷雨季节的高发季,因此,城市超高层建筑的电气设计要做好防雷工作,可以采用传统的防雷接地工作,即：避雷针、避雷带.做好雨雪防灾工作,及时排除外界干扰,这也是现代化城市超高层建筑电气设计的要点之一.

七、运行的节能和灵活；

电是一个长期的使用的能源,除在初始建设时的初投成本,在后期运行中的能耗也是十分重要的,在后期的维护管理中,如何更好的提供能源使用率,降低能耗,节省电费的支出也是重要的一项工作,做好后期运行的数据记录,并作出科学合理的分析,对运行及后期建设做出指导意见,保证高层电气设计的质量.

结束语：现代城市超高层建筑对于电气设计的要求越来越高,随着时代的不断推移,新材料、新技术的不断涌现,电气设计方案及技术也得到了不同程度上的完善.因此,我们仍需要不断剖析城市超高层建筑电气设计的特征,着力培养专业化人才,为城市高层电气化设计输送专业性人才,提升电气设计的技术水平,进而保证供电系统的可靠性和安全性.