超高層建筑電氣系統設計要點

郭俊海

摘 要近幾年來，我國的高層建筑數量猛增，據不完全統計，我國目前正在建設中的高度在250米以上的高層建筑總數量超過200座，未來5年之內，我國的超高層建筑總數將會超過800座，那將會是美國超高層建筑總量的4倍之多。這些高層建筑不僅投資巨大，建成周期也很長，建筑難度也很大，對建筑各方面的要求也比較高，特別是建筑的電氣設計上難度更大，更需要我們關注。本文針對超高層建筑的設計要點進行系統分析，希望能夠對超高層建筑的設計工作帶來一些啟發。

【關鍵詞】超高層建筑 電氣設計 設計要求

1 供配電系統設計要點

1.1 保證供電電源的可靠性

高層民用建筑用電設備多，用電負荷大。其中一、二類負荷較多。為保證供電的可靠性和企業人員及設備的安全，一般取兩路或兩路以上的獨立電源供電，并設置柴油發電機組作為應急電源。

1.2 供配電系統力求簡單可靠

供配電系統應該操作安全，運行靈活，檢修方便。正常工作電源與柴油發電機組的應急電源應自成系統、獨立配電，事故時應能自動切換。消防用電等一類負荷在火災情況下，由應急電源保證連續供電，二類負荷應保證兩回路切換供電。低壓配電級數不宜過多。如從變電所的低壓配電裝置算起，則配電級數一般不多于四級，重要負荷不超過一級。總配電長度一般不宜超過200m，每路干線的負荷計算電流一般不宜大于200A。

1.3 變配電設備的布置應便于安裝和維護

高層民用建筑的地下層通常有兩層，宜將總配電室（變電所）設在地下一層。柴油發電機宜用風冷式機組，且機房最好設置在地下一層；一是便于通風冷卻；二是可與變配電室中的設備共用運輸通道。為防火的需要，不宜設置可燃油浸的電力變壓器、高壓電容器和多油開關，而應采用干式變壓器與高壓真空開關。各樓層配電室宜設在電氣豎井內，一般情況下配電箱與電纜分裝在豎井內的不同側面。

1.4 供配電系統的網絡設計應合理

高層民用建筑中的低壓配電網絡多采用混合式配電系統。其中地下室與裙樓部分采用放射式配電，主體部分采用樹干式配電。根據負荷大小和樓層層數的多少，決定選用分區樹干式還是母線樹干式配電系統。樹千式的配電形式一般為電纜或插接式絕緣母線槽沿垂直的電氣豎井內敷設。

2 照明系統設計要點

2.1 泛光照明

超高層建筑通常都是具有標志性的建筑，因此，泛光照明的總體效果是非常重要的。泛光照明首先要注意入射角的問題，正是陰影將立面起伏突現出來，因此，照明應始終能提供表面成像，以正對角度射向立面的燈光將不會形成陰影，并使表面顯示為平面狀。陰影尺寸取決于表面起伏和燈光的入射角。平均照明方向角應為45°。若起伏極小，此角應大于45°。然后還要注重照明方向，為了使表面照明看起來平衡，所有陰影應投射在同一方向，為一個投影區域中的表面提供照明的所有燈具應有相同的投射方向。例如，如果兩盞燈對稱地瞄準某一表面的垂直方向，陰影將會減少并可能會出現混亂。因此有可能無法看清表面起伏。然而，大型突出物可產生大的密集陰影，為了避免破壞立面的整體性，建議在與主光照明成90°的角度提供較弱的照明來弱化陰影。

2.2 走廊、室外道路和運輸通道等區域

在建筑物服務區內對該區域的照明控制進行設定，通常都會采用自然光進行照明，當自然亮度無法滿足使用需要時就會采用人工照明，采用人工照明時，要依據當時的自然光強度，使用照度傳感器和定時器等裝置對照明系統進行分段控制和分時控制，用以達到最佳的照明效果。另外，室外道路的照明控制要具備一定遠程控制功能，運輸通道走廊還應該設計有智能開關控制功能。

2.3 智能疏散指示系統

在智能疏散指示系統的實際設計中應該注意照明區域內地面中心線水平照度不應低于1.0lx，照明區域邊緣的水平照度不應低于0.5lx；樓梯間內的地面中心線水平照度不應低于5.0lx。設置消防疏散指示時，應采用消防應急標志燈或消防應急照明標志復合燈具；非燈具類疏散指示標志可作為輔助指示標志。

消防應急燈具連接的主電供電方式與控制方式應保證在火災發生時，能使所有消防應急燈具全部切換到應急工作狀態。應急照明投入時間不應大于5s。給消防應急燈具供電的回路中嚴禁設置可關斷燈具充電及關斷燈具應急狀態的燈開關裝置、插座及其它負載。

3 防雷系統設計要點

綜合布線與防雷設施安裝對整個建筑的整體質量有非常重要的影響，為了防止雷擊事故對建筑物造成損害，必須要不斷提高建筑施工的要求標準，在建筑物施工中，應用接地技術的同時，還可以利用高層建筑物的剪力墻等建筑結構合理設置，形成防雷引下線，這樣才能避免雷擊造成的損害，進一步提高建筑工程的安全性與可靠性。

3.1 防雷與接地

接閃器是防雷系統中非常重要的組成部分，利用接閃器可以直接把大氣中的雷電進行吸收，再通過避雷引下線將其傳向大地，在高層建筑電氣施工中，通常采用兩根避雷帶的鍍鋅圓鋼或者相關的截面鍍鋅扁鋼來進行焊接。而接地裝置的主要功能是把防雷引下線的電流輸送到接地裝置，接地裝置也是決定整個防雷系統安全性和穩定性的重要環節，接地裝置的電阻阻值大小對建筑物的防雷能力起著決定作用。在高層建筑中，一般情況下主要是利用密布鋼筋網作為接地體，并通過鋼筋焊接成環型閉合體與建筑內的各引下線鋼筋形成牢固的焊接。

3.2 綜合布線系統

建筑內工作區的電子系統主要由跳線與插座兩大主要部分組成，為了保證建筑內計算機的網絡系統的正常、安全運行，必須將信息插口的型號固定，同時保證傳輸速率穩定在一定的范圍之內。為了確保綜合布線的系統不會影響到建筑內部的整體外觀，通常情況下都是將插座安裝在地面或者是墻面上，避免插座凸顯在外面影響美觀。

為了確保用電安全，綜合布線施工實施必須要嚴格按照國家的相關規定執行，嚴格把控電力電纜的布設距離，嚴格控制電阻范圍在4Ω以內。為了防止綜合布線的系統路由受到外界干擾，應該使用金屬管用以屏蔽靜電，或是應用新型屏蔽系統進行布線，施工前提是必須包保證電力系統的屏蔽連續性。

4 結束語

超高層建筑相對于其他建筑而言其功能更為復雜，結構更加多元，用電負荷也比較大，因此，其電氣系統的設計要求就比較高，本文重點分析了供配電系統設計要點、照明系統設計要點以及防雷系統的設計要點，除此之外，超高層建筑電氣系統設計要點還有很多，這都需要我們不斷研究和創新才能不斷完善和提高的。

參考文獻

[1]黃國富.超高層建筑配電系統設計簡介[J].建筑電氣，2010（06）.

[2]韓鳳明.超高層辦公建筑電氣設計[J].現代建筑電氣，2011（01）.

作者單位

阜新市凱迪新能源開發有限公司 遼寧省阜新市 123000