超高层建筑电气设计探索董正宝--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

超高层建筑电气设计探索董正宝

发表时间：2020/9/9 来源：《基层建设》2020年第14期作者：董正宝

[导读] 摘要：超高层建筑是在土地资源紧张的背景下产生的，和普通高层不一样，高度更高，住户更多，而且电气设备种类繁多，电气设计若不科学合理，很容易留下安全隐患。如何提高电气设计的安全性，是我们电气设计人员面临的问题之一。

        深圳市建筑工务署工程设计管理中心
        摘要：超高层建筑是在土地资源紧张的背景下产生的，和普通高层不一样，高度更高，住户更多，而且电气设备种类繁多，电气设计若不科学合理，很容易留下安全隐患。如何提高电气设计的安全性，是我们电气设计人员面临的问题之一。本文主要对超高层电气设计的重点问题进行分析，并提出一些建议，供同行借鉴参考。
        关键词：超高层建筑电气；电气设计重点；电缆导线选择；防雷
        一、超高层建筑电气设计的特征
        超高层建筑主要指建筑高度大于或等于100m的民用建筑，在整个建筑设备中，电气设计一直是关键环节。这是因为在整个建筑中，发电系统、供配电系统和设备垂直运输系统的运行都需要电气设计。同时，与其他建设项目相比，超高层建筑具有明显的特殊性，且用电负荷种类繁多，存在一定的差异。因此，在超高层的电气设计中，必须严格按照国家颁布的有关规定和方法确定负荷供电水平，最终确定不同使用功能下的电气设计指标参数。在设计过程中需要注意的是，由于超高层建筑输配电距离大，整个电力系统的用电负荷将明显高于常规建筑。根据这一特点，在超高层建筑电气设计中，电力设备的安全可靠性成为整个电气设计的关键，应引起有关人员的重视。同时，考虑到超高层人口众多，逃生难度大，应急照明灯和消防用电设备的安全应该是整个建筑设计的重点。
        二、超高层建筑电气设计的重点问题
        （一）电力负荷的计算
        在高层建筑供电设计中，电力负荷参数的准确选择至关重要。为了保证电力系统的安全可靠运行，必须保证其计算的准确性。一般来说，电力负荷的计算方法主要采用负荷密度法和需要系数法。
        （二）高压供电系统及应急电源
        一般来说，为保证超高层建筑消防等电气设备的持续、稳定、安全供电，项目通常由2~3路10KV（或20KV）高压独立电源供电，互为部分备用或全备用。常用的主接线形式有：a.两路10KV独立电源，互为备用；b.两路10KV独立电源作为常用电源，一路作为备用电源；c.三路10KV独立电源，均作为常用电源，互为备用。以上形式的共同特点是：高压进线侧不设联络开关，二次侧设联络开关，平时分列运行，手动或自动切换。这几种主接线形式运行管理相对简单，系统的供电可靠性也在可接受的范围内，故比较常用。
        超高层建筑规模较大，建筑高度高，若发生火灾，疏散时间长，除设置可靠的市电电源以外，还应设置柴油发电机组作为应急电源。
        （三）变配电所的设置
        由于超高层建筑的主要用电负荷很大一部分来自中央空调机房、水泵房等设备，这些设备位于地下一层，造成地下一层电压负荷较大。而其他大型用电负荷主要设置在一至五层的裙楼内，考虑到经济性问题，为了使变压器尽可能靠近负荷中心，一般电气设计将变电所设在地下一层或一层。为保证变电所到屋顶电气设备的供电距离也比较经济合理，柴油发电机房设在变配电室附近。变电站设置时应注意以下问题：为避免电气设备的供电半径过大，对于200米以上的超高层建筑，因为建筑物上部避难层和屋顶一般设置较多的电气设备，应在上部避难层另设一座变配电所。
        （四）低压变配电系统
        对于超高层建筑，设计人员应遵循以下原则：应按避难层划分供电分区、采用竖向大干线配电形式、动力和照明分开配电、不同的功能分区单独配电。
        变压器的设置应考虑不同季节的用电负荷。春秋空调负荷较低，冬夏空调负荷较高。针对这种情况，一般采用两种方式：一是空调等季节性负荷设置专用变压器，二是低压主接线采用单母线分段法，当电力负荷降低时，在变压器低压侧设置一座母联开关，可关闭变压器以减少电力供应。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        （五）电缆、导线的选择及敷设
        据统计，由于电缆、导线老化和超载使用引起的电气火灾占比很大。因此，超高层建筑内的电缆、导线的选择及敷设方式是电气设计中必须认真思考、落实的问题。
        消防配电线路的选择应符合《民用建筑电气设计规范》和《建筑设计防火规范》相关规定，并应根据火灾时各消防设备持续运行时间合理选择电缆和敷设方式。对于所有消防配电干线应采用矿物绝缘电缆，消防应急照明及末端消防线路应采用低烟无卤阻燃耐火电缆、导线。当消防配电线路明敷时，应穿金属导管或采用封闭式金属槽盒保护，并应采取防火保护措施；对于分支导线、电缆应尽可能地穿金属管暗敷在墙壁和楼板内，且保护层厚度不应小于30mm。各楼层板电气安装孔洞，在设备安装施工后期应做好防火封堵。
        非消防配电线路如采用普通聚氯乙烯绝缘电缆，燃烧时会产生大量浓烟及有毒气体使人窒息。为了保证人员安全疏散，非消防配电线路应采用低烟无卤阻燃电缆、导线，穿金属管暗藏在墙壁和楼板内，或敷设在普通电缆槽盒内。
        超高层建筑中的电缆竖井，宜按避难层上下错位布置，且消防配电线路宜与其他配电线路分开敷设在不同的电缆竖井中。
        （六）消防应急照明和疏散指示照明
        如何确保火灾疏散安全是超高层建筑的重点和难点之一，超高层建筑存在疏散距离长及人员密度高等特点，因而在进行应急照明和疏散指示照明设计时应充分考虑这些因素。消防应急照明和疏散指示系统按消防应急灯具的控制方式可分为集中控制型系统和非集中控制型系统。因超高层建筑均设置了消防控制室，所以均应选择集中控制型系统。根据《建筑设计防火规范》对消防应急照明和灯光疏散指示的备用电源连续供电时间要求为不应小于1.50h。而根据上海金茂大厦的体验，普通体力的年轻人从观光层（离地面380m）经疏散楼梯不停歇的下行到首层地面，大约需要30~40分钟，到达首层时人已晕头转向，不辨方向。如果在火灾时的混乱状况下，尤其对于体弱者和儿童，耗时势必更长，90min时间也未必充足。据报道，某超高层建筑，儿童从建筑楼顶有序地不行下楼，大约用时2小时。由此看来，超高层建筑中应急照明和疏散指示的连续供电时间的取值在满足规范要求的前提下，还应根据项目情况充分论证。
        （七）防雷设施
        因超高层建筑各项雷击风险指数较高，应采取防直击雷、侧击雷、闪电感应、电磁脉冲等措施，并做好总等电位连接。配电房、弱电机房等应采取接地干线方式，强、弱电井做好竖向接地干线连接。
        在建筑物内部所有电气设备和单相三孔插座保护接地装置的操作下，所有未带电的裸露导线均应与保护接地线连接。才能有效地避免自然雷击，保护整个高层建筑中人、物的安全。
        三、结束语
        综上所述，超高层建筑的电气的安全设计非常重要，上文主要对超高层建筑电气设计的重点问题进行阐述，提出了安全可靠的供配电系统设计及完善的消防应急照明、疏散指示等方面建议，有效避免由于电气设计问题而引起安全问题。
         参考文献：
        [1]房广威.浅析高层建筑电气设计的内容及节能原则[J].黑龙江科技信息，2011.
        [2]况东，刘小芳.浅析民用建筑电气设计节能的几大环节[J].智能建筑电气技术，2012.
        [3]杜斌.超高层建筑施工管理质量问题及提高措施[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010.
        [4]李丽.超高层建筑电气节能设计要点解析[J].中国新技术新产品，2014，03：29.
        [5]赵柯宇.建筑电气设计关键技术解析[J].绿色环保建材，2016，10：72.
        [6]孟庆元.超高层建筑电气节能设计技术[J].科技创新导报，2015，07：79.