摘要：相较于普通建筑，超高层建筑更高且规模更大，火灾危险大、疏散难度大，机电设备数量多而且需要更多的电力负荷，对消防也提出了更高的要求，为确保建筑中的各种机电设备的可靠而又经济运行，以及满足防火要求，超高层建筑的建筑电气设计工作显得非常重要。基于此，本文对超高层建筑的电气设计的关键技术进行分析。
关键词：超高层建筑；电气设计；关键技术
1超高层建筑电气设计的特殊性
建筑高度达到100m的建筑，即属于超高层建筑。一方面，低压配电半径无法满足超高层建筑的要求，超高层建筑的总建筑面积大，相应的用电量也大，并存在大量的一级负荷中的特别重要负荷，这对超高层建筑的供配电系统有非常高的要求；另一方面，超高层建筑火灾具有火势蔓延快、疏散困难、扑救难度大的特点，这对超高层的火灾自动报警有非常高的要求。在为超高层建筑进行电气设计时，要严格遵循国家相关规范及标准。
2超高层建筑电气设计的关键技术
2.1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1。
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2.2负荷分级
根据超高层建筑的特点，其消防用电应按该建筑物中最高负荷等级要求供电；对于建筑高度大于250m的公寓，其负荷等级按高一级要求供电；建筑高度大于250m的公共建筑中的通道照明、值班照明、警卫照明、航空障碍照明、客梯用电、主要业务和计算机系统用电、安防系统用电、电子信息设备机房用电按一级负荷中的特别重要负荷考虑，除市电外，柴油发电机组应为其供电；柴油发电机组远置散热系统的循环水泵、散热器风机、冷却塔、油泵电源等也按一级负荷中的特别重要负荷考虑。
2.3变电站和配电站的设计
在变电站和配电站的设计中，要考虑建筑高度。根据建筑高度，可以估算出供电半径，其中低压配电线路有着一定的长度要求，需要控制在250m以内。由于低压配电线路的长度要求，对于超高层建筑的电气设计提出一定的要求，出现了供电设计的分界线。在200m以上，就要设计多个变电站和配电站，并且对于设置的位置也有着一定的要求，需要选择负荷的中心进行变、配电站的设置。在这种情况下，要将配电室放置在建筑底层位置。除此之外，还可以进行福利变电站的设计。一般按照避难层设置位置，进行变电站和配电站的位置选择，按照建筑运行的是负荷，做好变配电站的设计工作，才能为超高层建筑的电气设计打下良好的基础。
2.4科学选择电线电缆
高度超过250m的超高层建筑物的消防回路干线应选择耐火等级为NA，燃烧性能等级为B1的电缆，其消防回路分支干线应选择耐火等级为NA，燃烧性能等级为B2的电缆，非消防回路干线应选择燃烧性能等级为B1的电缆，非消防回路分支干线应选择燃烧性能等级为B2的电缆；高度为100~250m的超高层建筑物的消防回路干线及消防回路分支干线均应选择耐火等级为NA，燃烧性能等级为B2的电缆，非消防回路干线及非消防回路分支干线均应选择燃烧性能等级为B2的电缆。
2.5应急电源和备用电源的设计
在具体的应急电源及备用电源的设计中，要注意两个方面的问题。一方面超高层建筑中的重要负荷量较大，正常的电源在断电后要求持续供电的时间较长，因此要配备柴油发电机组作为应急的电源。另外，整个建筑内的消防用电、应急照明等电源的供电也应该采用柴油发电机组。另一方面，建筑内电子信息系统的机房应该设置柴油发电机的电源，保证基本的容量可以满足空调、制冷设备以及不间断电源系统的负荷容量。在使用柴油机组时要考虑建筑物的高度，设置不同的柴油机组，具体的柴油机组的接地形式要与市电系统保持一致。而对于柴油机组油管的设置要考虑到油管的总容量等因素，确保其设置的合理性。
2.6防雷系统的设计
超高层建筑都属于第二类防雷建筑，需沿屋顶周边设置接闪带并在屋面设置接闪网格来防直击雷，屋面上所有金属管道、金属构件均应与接闪带可靠连接。在60m以上需设置防侧击雷的措施。建筑物的设备、管道等主要金属物就近接到直击雷接地装置上，以便做防闪电感应。超高层建筑越高，其建筑物电子信息系统雷击防护等级越高，国内大多数超高层建筑物的防护等级为A级。采用TN-S系统，做好屏蔽、接地、总等电位连接，并安装好SPD，以便防雷击电磁脉冲。航空障碍灯也应设置防雷措施。
2.7照明系统
超高层建筑应设置航空障碍灯，并应该符合下列规定:（1）在建筑物或构筑物的最高部位设置障碍标志灯。当高程点面积较大或建筑物复杂时，除在顶部设置障碍标志外，还应在其外角顶部设置障碍标志。（2）障碍标志的水平和垂直距离不应大于45米。（3）障碍标志灯应采用自动通断电的控制装置，并应有改变光强的措施。（4）障碍标志灯的设置应便于更换光源。（5）障碍标志灯电源应按主楼最高负荷等级供电。
2.8火灾自动警报系统的设计
超高层建筑应采用集中报警系统，并设置一个消防控制室，超高层建筑群也可用控制中心报警系统，群中各超高层建筑采用集中报警系统，超高层建筑的各避难层应设置区域火灾报警控制器，对于超高层住宅、公寓来说，每间卧室、起居室至少设置一只感烟探测器。除消防控制室内设置的控制器外，每台控制器直接控制的火灾探测器、手动报警按钮及模块等设备不应跨越避难层，各区域火灾报警控制器可装置在首层的消防控制室或分别设置在各自避难层。超高层建筑消防应急广播系统建议采用数字音频网络系统，各避难层内应设独立的火灾应急广播系统，能接收消防控制室的有线或无线两种播音信号。各避难层内的交直流电源，应按避难层分别供给，并能末端自投。
3结语
综上所述，超高层建筑往往属于民用建筑或者是综合性建筑，其用电负荷大小与供电范围往往较大，再加上其内部人员密集程度较高，具有诸多用电设备，所以设计人员除了要做好负荷的计算、供电电源的确定、变配电所合理布设、科学选择电线电缆以及解决地震对电气设备的影响之外，还需要注重疏散指示标志的布设以及消防应急照明系统的安装，并做到节能设计，这样才能够使超高层建筑项目的电气使用安全性得到保障。
参考文献:
[1]超高层建筑电气设计要点探析[J].胡伟奇.住宅与房地产.2019(36)
[2]浅析超高层建筑电气设计策略[J].苏清评.安徽建筑.2018(05)