論當代高層建筑電氣設計存在的問題及對策

姚麗麗

湖南電氣職業技術學院，湖南 湘潭 411101

隨著我國經濟的高速發展，城市化進程是越來越快，由此也帶來了城市規模與人口數量的不斷擴大。高層建筑因其在空間利用上的優越性出現頻率與數量是越來越多，在各大中型城市呈現出快速增加的態勢。高層建筑在發揮它巨大空間利優越性的同時，也帶來讓人們不可忽視的問題，人口多、面積大、層數多、功能復雜并且對信息化的要求較高，因此高層建筑對電氣的依賴性也在不斷增強。電氣設計成功合理與否，在很大程度上決定著高層建筑的安全性與可靠性。因此，高層建筑的電氣設計問題不可小視。

1 高層建筑特點

1）面積大。高層建筑的一個最顯著特點就是面積大，這也是它受人褒獎的主要原因之一。縱觀國內外的高層建筑，幾萬、幾十萬平米的高層建筑比比皆是。如：中央電視臺新臺址工程，CCTV主樓含兩棟分別為52層、高234m和44層、高194m的塔樓，并由14層、56m高，重1.8萬t的懸臂鋼結構連接，總建筑面積47.3萬m2，號稱“中國公共建筑‘第一單’”。

2）高度大。高度大是高層建筑的另一個顯著特點。由于追求建筑面積的巨大，并且還要減少占地面積，不可避免的要向高空發展。目前，國內外建筑物高度可達400 余米。如：在山東濟南由上海綠地集團與濟南市合作開發建設的“綠地普利項目”，位于濟南經四緯二，總用地面積約250畝，規劃總建筑面積約60萬m2，在對外的計劃書中稱將建設超過400m的高樓。

2 電氣設計主要內容和設備選型原則

2.1 主要內容

2.1.1 電力負荷

電力負荷是高層建筑中供電設計的主要依據參數，其計算準確與否，決定著設備的選擇，以及安全可靠性。在行業內通常使用負荷密度法和需要系數法。

2.1.2 供電電源及電壓

高層建筑的供電可靠性問題，在電氣設計中表現得尤為重要。因為所有設備與基礎設施正常運行的基礎就是供電，因此供電系統設計是電氣設計中的重中之中。為保證其可靠性，現代高層建筑中通常要設立兩個獨立的電源，但實際的具體數量可視建筑所需具體負荷大小及實際電網條件來定。多個獨立電源運行方式是兩路同時供電，并且是互為備用。

2.2 設備選型

2.2.1 高壓開關柜。

現代高層建筑中變配電系統通常都設在地下層，在原則上不宜采用油開關。具本方案原則應根高層建筑的地下層設計標準，選用真空手車式高壓開關柜。

2.2.2 電力變壓器。

根據現代高層建筑的防火規范要求，主要樓層內應裝設大容量的油浸電力變壓器的。

2.2.3 變電所位置

現代高層建筑中的電力消耗量是相當的巨大，在變電所位置的選擇上，應盡可能將高壓負荷中心遠離主要樓層。這在保障主要樓層的安全具有重要意義。

3 當代高層建筑電氣設計存在的主要問題

3.1 消防設備供電系統沒有合理的未采用專用回路供電

現代高層建筑施工過程中，存在設計施工人員將容量負荷較小的消防設備及其使用電源直接接引在非消防供電回路的情況，一旦發生火災，在消防人員會切斷與消防設備無關電源的情況下，消防設備電源也會被切斷，這就導致消防設備無發發揮作用，將會給人民群眾生命、財產安全造成無可挽回的嚴重損失。

3.2 公共建筑非消防電源切斷區域設置不合理

在現代高層建筑具體的設計施工過程中，設計施工人員往往對“有關部位”概念理解不深入、不全面，導致直接將切斷非消防電源的消防控制模塊設在民用、常用的低壓配電室樓層照明干線回路上。這種情況的出現勢必會在突發性災難發生時造成消防時斷電范圍過大，給高層建筑中的各樓層住戶造成不必要的恐慌。

3.3 高層建筑住宅配電箱進線開關選擇不合理

現代高層建筑中建筑住宅的本配電箱問題主要表現為進線開關選擇不合理，通常設計施工人員會選擇具有短路和過載功能的斷路器，這會在一定程度上增加配電級數。

4 當代高層建筑電氣設計問題的主要對策

1）針對消防設備供電系統沒有合理的未采用專用回路供電問題，根據國家《高層民用建筑設計規范》GB50045-95(2005年版)規定“消防用電設施應采用專用的供電回路”。因此，現代高層建筑的消防用電設備的供電應盡可能的從配電間開始就設置專用的供電回路，通過消防用電設備的兩路低壓電源，由建筑物低壓配電柜的兩路不同電源直接接引來避免突發災難發生的情況下，在切斷民用用電系統的同時導致消防設備的無法使用。

2）針對公共建筑非消防電源切斷區域設置不合理問題，根據《建筑設計防火規范》（GB50116-98）條規定，“消防控制室在確認火災發生后，首先應能切斷有關部位的非消防電源”。在火災發生時，為撲救方便，消防人員首先在第一時間切斷與消防設備無關的非消防電源，但是切斷非消防電源應控制在一定的范圍內。因此，在火災發生情況下應將斷開樓層干線電源改為切斷火災發生相應樓層電源。

3）針對高層建筑住宅配電箱進線開關選擇不合理問題，根據《民用建筑電氣設計規范》（JGJ/T16-92）規定，“自變壓器二次側至用電設備之間的低壓配電級數不宜超過三級”，主要原因是配電級數過多，可能會導致供電可靠性的大幅降低。因此，在使用放射式供電的進線配電箱，為了減少配電級數，進線開關應盡可能的采用為具有隔離功能的斷路器或負荷開關。同時，住宅配電箱使用的進線開關還應該具備同時斷開相線和中性線的功能，這樣是為保證災害發生時能最大限度的保障人民生命及財產的安全。

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