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摘 要：由于土地资源的有限，超高层建筑逐渐的增加。面对超高层建筑当中电气设备的数量之大，如何提高其设计的安全性就成为了我们必须解决的问题。由于超高层建筑的电气设备一般数量巨大、种类繁多，本文对超高层电气设计的一些重点进行探讨，给出一些有益的建议及措施。
关键词：超高层结构；电气设计重点；火灾防范；供电设计
1. 引言
19世纪30年代，美国的纽约马哈顿区已经高楼遍地，我国随着改革开放之后，高楼开始在沿海城市破土而出。由于土地资源的有限，超高层建筑逐渐的增加，然而电气设备的使用安全性问题尚未很好地解决。面对超高层建筑当中电气设备的数量之大，如何提高其设计的安全性就成为了我们必须解决的问题。由于超高层建筑的电气设备一般数量巨大、种类繁多，这导致设计问题复杂、施工工艺繁多、设备的维护复杂以及安全人员的管理问题比较庞大。针对这些超高层建筑电气设计问题，我们探讨超高层建筑电气设计特点、变配电所设置、火灾自动报警系统、电缆电线的选择等问题进行一系列探讨，并尝试给出有益的建议。
2. 超高层建筑电气设计特点
（1）超高层建筑电气设计具有以下几个特点：用电负荷大、供电安全性要求高、变配电系统结构复杂、输配电距离长的电气特点，这是由于超高层建筑规模大，建筑高度高，电气设备数量巨大所导致的。
（2） 超高层存在事故发生时人员疏散困难等问题；超高层建筑内人员密集，疏散距离长，因此需要保证供电安全性、可靠性来确保疏散的能顺利完成。因此，为保证火灾时的应急安全问题，必须提高应急照明和其它防灾用电设备的安全要求。另外，由于针对超高层用电量大的避难层应设置变电所。
3. 超高层建筑电气设计的重点
3.1电量负荷的计算
在高层建筑供电设计中，准确选择电力负荷参数对设计来说是十分重要的。为确保电力安全可靠的运行，必须确保其计算的准确程度。一般电量负荷的计算方式主要采取负荷密度法与需要系数法。
3.2 高低压电的配电系统
为确保超高层建筑中消防等用电设备的可靠供电。一般来说，为保证能对超高层建筑持续、稳定、安全的供电，根据现阶段国家的相关要求，消防用电设备均按照一级负荷要求供电，电源电压等级为 10KV，对采用二路供电方式，采用二个或以上的变电站或统一变电站内的不同线路，每条电路均承担电梯、消防等重要机房的用电需求，其中二路电源能够同时完成运转、供应电能的用电需要，并进行分开供电。可以另外设置了一组柴油发电机以作为备用电源，增强消防等用电的可靠程度，满足一般超高层建筑的消防设备的用电要求。在电气设计过程中，选取一定的柴油发动机做后备电源是常规做法，这样可以保证在特殊时期能够第一时间调动消防设备。
3.3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源于如中央空调机房、水泵房等设备，这些设备均设在地下层，导致地下层的电压负荷较大；而其他较大的用电负荷主要设置在一至五层的裙楼，考虑经济的问题，为使变压器尽量靠近负荷中心，因此一般电气设计中将变配电所设在地下一层。保证变配电所引至屋顶用电设备的供电距离也还在比较经济合理的范围内，而将柴油发电机房设在变配电机房附近。设置变电所应该注意一下问题：1.避免用电设备供电半径过大，为避免上部的避难层供电半径过大，应再设置一个变配电所，这一般是针对对于超过200米的超高层建筑，因为一般在建筑的上部避难层及屋顶也设置了较多的用电设备。
3.4 高低压主结线设计
设计师应该根据超高层建筑的实际情况包括负荷等级及当地城市电网的实际供电情况。采用多种供电方案的优选比对的方法选择适合的方法。例如某设计方法：电源采用3路10kV电源供电，10 kV电源采用单母线分段，3路10kV电源为2用1备，当2路常用电源中的任何一路断电。对于变压器的设置，要针不同季节的用电负荷情况，春夏两季较低，而冬夏两季空调所占负荷较高。针对这种情况一般采用两种方式：对于低压主结线，采用单母线分段的方式，在变压器低压的一边设置一个母联开关，当用电负荷降低时可以关闭其中的变压器，减少供电，就可摘除部分空调等季节性负载，闭合低压母联的开关，由另外一台变电器来为大楼中的一些应急消防设备提供持续供电。
3.5电缆电线选择
很多时候，由于电缆电线的老化和过载使用引起火灾，这是超高层建筑应该避免的。目前来看，因电气引起的火灾占很大的比例，其主要原因是电缆电线的老化和过载引起的。同时，针对由于绝缘和护套材料燃烧所散发的有毒气体会导致大量的人员伤亡的情况，采用耐火耐火电缆电线是十分重要。而且如果采用可燃的绝缘和护套材料，火灾时会致使火灾进一步扩大，并可能阻礙消防人员的灭火。目前，针对上述情况，设计师在防火设计中选用的电缆主要有耐火电缆包括防火电缆和阻燃电缆。由于火灾发生时，为保证烟雾能及时排走，必须保证消防送风机、排烟风机、消防电梯及应急照明等正常运转，还有其它电消防设备在火灾时必须继续工作，相应的供电线路应保证安全可靠。选用矿物绝缘的防火电缆，是保证消防设备的正常运转的一个重要举措。为防止火灾时因电缆的绝缘及护套层的着火延燃而造成更大的人员和财产损失，电气设计时选用低烟无卤的环保电缆，这样可以尽量减少因电缆绝缘及护套的燃烧引起的烟雾及有毒气体对人员造成的伤害，工程设计中尽可能的选用低烟无卤的环保电缆，减少烟雾及有毒气体的产生，为大楼内的人员疏散争取更多的逃生时间。
3.6 火灾自动报警及控制系统
根据规范GB50016-98和GB50054-95的有关要求，超高层建筑大部分位置都应设置火灾自动报警系统。目前超高层建筑中一般采用较为先进的火灾自动报警系统。并设置相应配套设施如火灾报警控制器，还有火灾事故广播系统等。超高层的水专业消防设计，与一般的高层建筑有较大的不同，一般在大楼中间的避难层设置了一个消防加压水泵房，并在地下层设置了消防水泵房和消防水池外。由于超高层建筑的高度高，消火栓泵和自喷泵已经不能从消防水泵房直接供水至顶层的消防灭火设备，消防部门要求在大楼中间的设备层增设消防系统的加压设备，以保证自动灭火设备的正常运行。还有的是根据不同超高层建筑的消防特点，可以在多地安置感温探测器，这是保证尽早发现火灾，减少火灾导致的损失的重要举措，并在主要的人流量地区设置感烟探测器。为火灾时沟通流畅，需要在各个预防火灾的分区里，设计手动报警器按钮，还有的是定期检查设备的使用功能正常。
3.6避雷设施
由于超高层建筑高度较高 在雷雨时节 就要注意自然发生的雷雨天气 做好防雷接地措施。楼内所有电气设备运行情况下 不带电的外露导电体及单相三孔插座的保护接地装置均与 保护接地线连接。效避免自然雷击 保护整个高层建筑的人和物安全。
4. 结论
高层楼房是当下城市的主要建筑，其电气设计安全性不言而喻。本文对超高层电气设计的一些重点进行探讨，给出了可靠、安全的供配电系统设计、完善的消防应急照明及疏散指示标志、电气节能设计的重点分析，以及超高层电气设计的注意要点的分析，由于超高层电气设计的复杂性，特别是面对火灾的情况下，容易产生严重的灾害，超高层电气设计技术的提高任重而道远，希望对超高层电气设计有一定的帮助。
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.
关键词：超高层结构；电气设计重点；火灾防范；供电设计
1. 引言
19世纪30年代，美国的纽约马哈顿区已经高楼遍地，我国随着改革开放之后，高楼开始在沿海城市破土而出。由于土地资源的有限，超高层建筑逐渐的增加，然而电气设备的使用安全性问题尚未很好地解决。面对超高层建筑当中电气设备的数量之大，如何提高其设计的安全性就成为了我们必须解决的问题。由于超高层建筑的电气设备一般数量巨大、种类繁多，这导致设计问题复杂、施工工艺繁多、设备的维护复杂以及安全人员的管理问题比较庞大。针对这些超高层建筑电气设计问题，我们探讨超高层建筑电气设计特点、变配电所设置、火灾自动报警系统、电缆电线的选择等问题进行一系列探讨，并尝试给出有益的建议。
2. 超高层建筑电气设计特点
（1）超高层建筑电气设计具有以下几个特点：用电负荷大、供电安全性要求高、变配电系统结构复杂、输配电距离长的电气特点，这是由于超高层建筑规模大，建筑高度高，电气设备数量巨大所导致的。
（2） 超高层存在事故发生时人员疏散困难等问题；超高层建筑内人员密集，疏散距离长，因此需要保证供电安全性、可靠性来确保疏散的能顺利完成。因此，为保证火灾时的应急安全问题，必须提高应急照明和其它防灾用电设备的安全要求。另外，由于针对超高层用电量大的避难层应设置变电所。
3. 超高层建筑电气设计的重点
3.1电量负荷的计算
在高层建筑供电设计中，准确选择电力负荷参数对设计来说是十分重要的。为确保电力安全可靠的运行，必须确保其计算的准确程度。一般电量负荷的计算方式主要采取负荷密度法与需要系数法。
3.2 高低压电的配电系统
为确保超高层建筑中消防等用电设备的可靠供电。一般来说，为保证能对超高层建筑持续、稳定、安全的供电，根据现阶段国家的相关要求，消防用电设备均按照一级负荷要求供电，电源电压等级为 10KV，对采用二路供电方式，采用二个或以上的变电站或统一变电站内的不同线路，每条电路均承担电梯、消防等重要机房的用电需求，其中二路电源能够同时完成运转、供应电能的用电需要，并进行分开供电。可以另外设置了一组柴油发电机以作为备用电源，增强消防等用电的可靠程度，满足一般超高层建筑的消防设备的用电要求。在电气设计过程中，选取一定的柴油发动机做后备电源是常规做法，这样可以保证在特殊时期能够第一时间调动消防设备。
3.3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源于如中央空调机房、水泵房等设备，这些设备均设在地下层，导致地下层的电压负荷较大；而其他较大的用电负荷主要设置在一至五层的裙楼，考虑经济的问题，为使变压器尽量靠近负荷中心，因此一般电气设计中将变配电所设在地下一层。保证变配电所引至屋顶用电设备的供电距离也还在比较经济合理的范围内，而将柴油发电机房设在变配电机房附近。设置变电所应该注意一下问题：1.避免用电设备供电半径过大，为避免上部的避难层供电半径过大，应再设置一个变配电所，这一般是针对对于超过200米的超高层建筑，因为一般在建筑的上部避难层及屋顶也设置了较多的用电设备。
3.4 高低压主结线设计
设计师应该根据超高层建筑的实际情况包括负荷等级及当地城市电网的实际供电情况。采用多种供电方案的优选比对的方法选择适合的方法。例如某设计方法：电源采用3路10kV电源供电，10 kV电源采用单母线分段，3路10kV电源为2用1备，当2路常用电源中的任何一路断电。对于变压器的设置，要针不同季节的用电负荷情况，春夏两季较低，而冬夏两季空调所占负荷较高。针对这种情况一般采用两种方式：对于低压主结线，采用单母线分段的方式，在变压器低压的一边设置一个母联开关，当用电负荷降低时可以关闭其中的变压器，减少供电，就可摘除部分空调等季节性负载，闭合低压母联的开关，由另外一台变电器来为大楼中的一些应急消防设备提供持续供电。
3.5电缆电线选择
很多时候，由于电缆电线的老化和过载使用引起火灾，这是超高层建筑应该避免的。目前来看，因电气引起的火灾占很大的比例，其主要原因是电缆电线的老化和过载引起的。同时，针对由于绝缘和护套材料燃烧所散发的有毒气体会导致大量的人员伤亡的情况，采用耐火耐火电缆电线是十分重要。而且如果采用可燃的绝缘和护套材料，火灾时会致使火灾进一步扩大，并可能阻礙消防人员的灭火。目前，针对上述情况，设计师在防火设计中选用的电缆主要有耐火电缆包括防火电缆和阻燃电缆。由于火灾发生时，为保证烟雾能及时排走，必须保证消防送风机、排烟风机、消防电梯及应急照明等正常运转，还有其它电消防设备在火灾时必须继续工作，相应的供电线路应保证安全可靠。选用矿物绝缘的防火电缆，是保证消防设备的正常运转的一个重要举措。为防止火灾时因电缆的绝缘及护套层的着火延燃而造成更大的人员和财产损失，电气设计时选用低烟无卤的环保电缆，这样可以尽量减少因电缆绝缘及护套的燃烧引起的烟雾及有毒气体对人员造成的伤害，工程设计中尽可能的选用低烟无卤的环保电缆，减少烟雾及有毒气体的产生，为大楼内的人员疏散争取更多的逃生时间。
3.6 火灾自动报警及控制系统
根据规范GB50016-98和GB50054-95的有关要求，超高层建筑大部分位置都应设置火灾自动报警系统。目前超高层建筑中一般采用较为先进的火灾自动报警系统。并设置相应配套设施如火灾报警控制器，还有火灾事故广播系统等。超高层的水专业消防设计，与一般的高层建筑有较大的不同，一般在大楼中间的避难层设置了一个消防加压水泵房，并在地下层设置了消防水泵房和消防水池外。由于超高层建筑的高度高，消火栓泵和自喷泵已经不能从消防水泵房直接供水至顶层的消防灭火设备，消防部门要求在大楼中间的设备层增设消防系统的加压设备，以保证自动灭火设备的正常运行。还有的是根据不同超高层建筑的消防特点，可以在多地安置感温探测器，这是保证尽早发现火灾，减少火灾导致的损失的重要举措，并在主要的人流量地区设置感烟探测器。为火灾时沟通流畅，需要在各个预防火灾的分区里，设计手动报警器按钮，还有的是定期检查设备的使用功能正常。
3.6避雷设施
由于超高层建筑高度较高 在雷雨时节 就要注意自然发生的雷雨天气 做好防雷接地措施。楼内所有电气设备运行情况下 不带电的外露导电体及单相三孔插座的保护接地装置均与 保护接地线连接。效避免自然雷击 保护整个高层建筑的人和物安全。
4. 结论
高层楼房是当下城市的主要建筑，其电气设计安全性不言而喻。本文对超高层电气设计的一些重点进行探讨，给出了可靠、安全的供配电系统设计、完善的消防应急照明及疏散指示标志、电气节能设计的重点分析，以及超高层电气设计的注意要点的分析，由于超高层电气设计的复杂性，特别是面对火灾的情况下，容易产生严重的灾害，超高层电气设计技术的提高任重而道远，希望对超高层电气设计有一定的帮助。
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.