摘要：超高层建筑电气设计与一般的建筑区别较大，且设计更为复杂。需要设计人员充分意识到电气设计的重要性，在实际设计中，严格遵循安全性以及节能环保原则，根据超高层建筑的实际情况合理制定设计方案，以保证建筑使用性能得到良好发挥，保障建筑安全性、可靠性。因此，本文对超高层建筑电气设计关键技术进行了分析。
关键词：高层建筑；电气设计；技术解析
一、超高层建筑电气设计的特点
超高层建筑一般是指整个建筑高度大于100m的民用建筑。在超高层建筑的设计中，电气设计是非常重要的环节。众所周知，超高层建筑中的供配电系统、发电机系统以及设备的垂直运输等都要依靠电气设计。一般情况下，超高层建筑中的电气设计会涉及较多的用电负荷，而且这样的用电负荷种类较多，不同性质的高层建筑对用电量的要求不同，存在较大的差异，因此，要根据国家颁布的关于超高层建筑的规范和标准确定负荷供电的等级，也要结合当地的市政电力情况确定具体的电源，在不同的使用功能下确定整个电气设计的指标。
超高层建筑输配电的距离大，使得用电的负荷也会增加，电力设备的安全性和可靠性是电气设计的关键，对其要求也相当高。因此，在电气设计中，一定要保证应急照明灯以及消防用电设备的安全可靠性。一般情况下，为了满足超高层建筑的供电需求，在建筑内部避难层的设计上，要根据楼层的设置设计具体的楼层变电所。
二、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。
三、超高层建筑电气设计关键技术解析
3.1超高层建筑电气设计中负荷分级技术
超高层建筑在使用过程中，具有人员数量较多、火灾防范难度大、疏散困难等特点。在设计过程中，应针对用户需求和用电负荷的不同，严格按照国家标准，对用电负荷进行合理分级（如表1）。
在这一过程中，设计人员需要注重注意两点：①将消防负荷按照特一级负荷要求供电；②航空障碍灯电源也需要按照消防负荷供电要求进行供电。
3.2超高层建筑电气设计中配电站及避难层设计技术
超高层建筑的最大特点就是建筑高度高。这也使设计人员必须在电气设计中对供电半径进行充分考虑。一般情况下，低压出线柜到末端配电箱线路最适宜的供电半径应在120m之内，低压供电线路的总长度应根据超高层建筑总电压将5%以内的要求进行确定。另外，高压的配电室通常都会设置在超高层建筑的底层，也可以设置独立变电站。为节省资源，可以设置紧凑型组合式变电站，并尽可能的缩短变压器与10kV高压开关柜以及0.4kV低压开关柜之间的距离。分配电站的设置应按照超高层建筑负荷情况分析，一般设置在避难层、冷冻机房周边以及顶层。在避难层设计上，超高层建筑第一个避难层楼面应与救援场地地面高度不超出50m，且每一个避难层与前一个避难层之间的高度都不应超出50m。
3.3应急电源和备用电源的设计技术
高层建筑的规模大、高度高、人员密集，疏散时所用的时间较长，因此，除了设置可靠的市电电源外，应该设计柴油发电机组，以作为应急的电源。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。
3.4超高层建筑电气设计防灾技术
火灾自动报警系统的设计中，除了溜冰场、游泳池外，在超高层建筑中的每一功能分区都需要设置这一自动报警系统。同时，每一个避难层都需要设置火灾应急广播，且每一个广播都是独立设置，保证其既能够接收到有线信号，也能够接收到无线信号，以保证在火灾发生时，避难层内人员可以及时接收到消防控制中心发出的信息。在每一个避难层，也需要安装呼救通信，同样保证其能够发出有线与无线两种信号，以确保在火灾发生时，避难层内人员能够与消防控制中心进行良好沟通。消防控制主中心应设置在超高层建筑的第一层或是地下一层，中心工作人员可以通过监控系统对建筑各个部分进行实时监控，以提升火灾防范的安全性。除了常规自动报警系统外，还需要设置电气火灾监控系统、烟雾探测系统等，并在楼梯间出入口处设置应急照明系统和明显指示标志，以帮助人员疏散、逃生。
3.5合理选择供电电压、电源
在超高层建筑中选择电压、电源，必须要根据建筑负荷分析与用电容量等情况进行确定，一般可以按照 1 级负荷分级进行确定。同时，为了保证整个电气设计具有可靠性与安全性，在电气设计中可以至少选择两个电源供电方法，并且两个电源之间的运行电路联系不密切，保证在一条电路出现故障后，另一条电路也能完成正常供电。
在电气设计中，根据建筑电气设备的不同功能用途，确定项目变压器总装机容量情况。一般而言，超高层建筑中的 1、2 级负荷在总用电负荷中所占的比例较大；建筑规模越大，其用电量越多，所产生的电压需求量也会有所增加。因此在设计阶段，应该对本地区市政电网进行咨询，在了解本次工程项目电源电压等级后，再做出比较选择。
四、结束语
综上所述，伴随着城市建设的发展，城市人们对生活质量的要求逐步提高，相应地，对于超高层楼的电气设计也提出了较高的要求。安全稳定的电气设备与人们的生活息息相关，需要逐步优化完善设计过程中的各种环节，确保之后的用电用气实现高效、稳定、安全，切实做到避免因为任何人为设计操作的因素给人们带来经济损失或责任事故。
参考文献：
[1]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.
[2]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
作者介绍：
吴晓平（1967.9.24），性别：男；籍贯：黑龙江；民族：汉；学历：本科、学士；职称：高级工程师；职务：建筑电气设计工程师；研究方向：建筑电气设计及施工管理；单位：哈尔滨综合建设开发有限公司；
论文作者:吴晓平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/20
标签：高层建筑论文; 电气设计论文; 电源论文; 建筑论文; 负荷论文; 火灾论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第24期论文;