超高层建筑电气系统设计要点

郭俊海

摘 要近几年来，我国的高层建筑数量猛增，据不完全统计，我国目前正在建设中的高度在250米以上的高层建筑总数量超过200座，未来5年之内，我国的超高层建筑总数将会超过800座，那将会是美国超高层建筑总量的4倍之多。这些高层建筑不仅投资巨大，建成周期也很长，建筑难度也很大，对建筑各方面的要求也比较高，特别是建筑的电气设计上难度更大，更需要我们关注。本文针对超高层建筑的设计要点进行系统分析，希望能够对超高层建筑的设计工作带来一些启发。

【关键词】超高层建筑 电气设计 设计要求

1 供配电系统设计要点

1.1 保证供电电源的可靠性

高层民用建筑用电设备多，用电负荷大。其中一、二类负荷较多。为保证供电的可靠性和企业人员及设备的安全，一般取两路或两路以上的独立电源供电，并设置柴油发电机组作为应急电源。

1.2 供配电系统力求简单可靠

供配电系统应该操作安全，运行灵活，检修方便。正常工作电源与柴油发电机组的应急电源应自成系统、独立配电，事故时应能自动切换。消防用电等一类负荷在火灾情况下，由应急电源保证连续供电，二类负荷应保证两回路切换供电。低压配电级数不宜过多。如从变电所的低压配电装置算起，则配电级数一般不多于四级，重要负荷不超过一级。总配电长度一般不宜超过200m，每路干线的负荷计算电流一般不宜大于200A。

1.3 变配电设备的布置应便于安装和维护

高层民用建筑的地下层通常有两层，宜将总配电室（变电所）设在地下一层。柴油发电机宜用风冷式机组，且机房最好设置在地下一层；一是便于通风冷却；二是可与变配电室中的设备共用运输通道。为防火的需要，不宜设置可燃油浸的电力变压器、高压电容器和多油开关，而应采用干式变压器与高压真空开关。各楼层配电室宜设在电气竖井内，一般情况下配电箱与电缆分装在竖井内的不同侧面。

1.4 供配电系统的网络设计应合理

高层民用建筑中的低压配电网络多采用混合式配电系统。其中地下室与裙楼部分采用放射式配电，主体部分采用树干式配电。根据负荷大小和楼层层数的多少，决定选用分区树干式还是母线树干式配电系统。树千式的配电形式一般为电缆或插接式绝缘母线槽沿垂直的电气竖井内敷设。

2 照明系统设计要点

2.1 泛光照明

超高层建筑通常都是具有标志性的建筑，因此，泛光照明的总体效果是非常重要的。泛光照明首先要注意入射角的问题，正是阴影将立面起伏突现出来，因此，照明应始终能提供表面成像，以正对角度射向立面的灯光将不会形成阴影，并使表面显示为平面状。阴影尺寸取决于表面起伏和灯光的入射角。平均照明方向角应为45°。若起伏极小，此角应大于45°。然后还要注重照明方向，为了使表面照明看起来平衡，所有阴影应投射在同一方向，为一个投影区域中的表面提供照明的所有灯具应有相同的投射方向。例如，如果两盏灯对称地瞄准某一表面的垂直方向，阴影将会减少并可能会出现混乱。因此有可能无法看清表面起伏。然而，大型突出物可产生大的密集阴影，为了避免破坏立面的整体性，建议在与主光照明成90°的角度提供较弱的照明来弱化阴影。

2.2 走廊、室外道路和运输通道等区域

在建筑物服务区内对该区域的照明控制进行设定，通常都会采用自然光进行照明，当自然亮度无法满足使用需要时就会采用人工照明，采用人工照明时，要依据当时的自然光强度，使用照度传感器和定时器等装置对照明系统进行分段控制和分时控制，用以达到最佳的照明效果。另外，室外道路的照明控制要具备一定远程控制功能，运输通道走廊还应该设计有智能开关控制功能。

2.3 智能疏散指示系统

在智能疏散指示系统的实际设计中应该注意照明区域内地面中心线水平照度不应低于1.0lx，照明区域边缘的水平照度不应低于0.5lx；楼梯间内的地面中心线水平照度不应低于5.0lx。设置消防疏散指示时，应采用消防应急标志灯或消防应急照明标志复合灯具；非灯具类疏散指示标志可作为辅助指示标志。

消防应急灯具连接的主电供电方式與控制方式应保证在火灾发生时，能使所有消防应急灯具全部切换到应急工作状态。应急照明投入时间不应大于5s。给消防应急灯具供电的回路中严禁设置可关断灯具充电及关断灯具应急状态的灯开关装置、插座及其它负载。

3 防雷系统设计要点

综合布线与防雷设施安装对整个建筑的整体质量有非常重要的影响，为了防止雷击事故对建筑物造成损害，必须要不断提高建筑施工的要求标准，在建筑物施工中，应用接地技术的同时，还可以利用高层建筑物的剪力墙等建筑结构合理设置，形成防雷引下线，这样才能避免雷击造成的损害，进一步提高建筑工程的安全性与可靠性。

3.1 防雷与接地

接闪器是防雷系统中非常重要的组成部分，利用接闪器可以直接把大气中的雷电进行吸收，再通过避雷引下线将其传向大地，在高层建筑电气施工中，通常采用两根避雷带的镀锌圆钢或者相关的截面镀锌扁钢来进行焊接。而接地装置的主要功能是把防雷引下线的电流输送到接地装置，接地装置也是决定整个防雷系统安全性和稳定性的重要环节，接地装置的电阻阻值大小对建筑物的防雷能力起着决定作用。在高层建筑中，一般情况下主要是利用密布钢筋网作为接地体，并通过钢筋焊接成环型闭合体与建筑内的各引下线钢筋形成牢固的焊接。

3.2 综合布线系统

建筑内工作区的电子系统主要由跳线与插座两大主要部分组成，为了保证建筑内计算机的网络系统的正常、安全运行，必须将信息插口的型号固定，同时保证传输速率稳定在一定的范围之内。为了确保综合布线的系统不会影响到建筑内部的整体外观，通常情况下都是将插座安装在地面或者是墙面上，避免插座凸显在外面影响美观。

为了确保用电安全，综合布线施工实施必须要严格按照国家的相关规定执行，严格把控电力电缆的布设距离，严格控制电阻范围在4Ω以内。为了防止综合布线的系统路由受到外界干扰，应该使用金属管用以屏蔽静电，或是应用新型屏蔽系统进行布线，施工前提是必须包保证电力系统的屏蔽连续性。

4 结束语

超高层建筑相对于其他建筑而言其功能更为复杂，结构更加多元，用电负荷也比较大，因此，其电气系统的设计要求就比较高，本文重点分析了供配电系统设计要点、照明系统设计要点以及防雷系统的设计要点，除此之外，超高层建筑电气系统设计要点还有很多，这都需要我们不断研究和创新才能不断完善和提高的。

参考文献

[1]黄国富.超高层建筑配电系统设计简介[J].建筑电气，2010（06）.

[2]韩凤明.超高层办公建筑电气设计[J].现代建筑电气，2011（01）.

作者单位

阜新市凯迪新能源开发有限公司 辽宁省阜新市 123000