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超高层建筑电气设计要点1#2#变压器联络示意图it
1.IK.2K.业同第加电气联•及鼠枚喉«,正常运行时,1K.2K金上,义所不;加拿6珞,昊先毓用KLK中的一个,5K才就舍上.如窜次网等.须先看开JK,1K检K力的台上.
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2.4M开关乎R合上,集*发电机比于华■堂6,专用64田才都停M.蒙池发电机E动.消防负图1柴油发电机作为备用电源情况下有的系统供电方案摘要近年来,随着我国建筑行业的快速发展,设计能力及建设能力的显著提高,一幢又一幢的超高层建筑拔地而起而超高层建筑,有时也反应了一个城市的经济发展水平与现代化建设水平本文主要从超高层建筑的概念、负荷等级、系统设计等方面进行了详细的阐述关键词超高层建筑;电气设计;供配电
一、超高层建筑电气设计概述随着我国城市化的发展,人民对建筑的需求也在不断增加,使得超高层建筑的地位显著提升根据规范《民用建筑设计通则》GB50352-2005中
3.
1.2的规定:建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑此类建筑不仅是现代科技和建筑的有机结合体,更是集电力、排水及智能控制于一身的综合体因此在一些大中城市,超高层建筑已成地标,成为城市的资源聚集地
二、超高层建筑电气设计基本要求
2.1负荷等级与电源项目概况本项目为综合客运枢纽站(长途客运站部分)、东站城市广场2#楼项目,位于东站南广场东侧,地上33层,地下三层,总建筑高度为
149.65m,建筑面积为
58994.97m2,主要使用功能为商业和LOFT酒店式公寓为主负荷等级本超高层建筑应按一级负荷用电进行设计,如走廊照明、值班照明、客梯用电、普通排水泵用电、生活水泵用电等但其中的消防控制室、重要的通讯计算机用房、消防水泵,卷帘,风机等消防设备、应急疏散照明等应按一级负荷中的特别重要负荷供电其他负荷如办公室用电、空调用电、公寓内用电等则可按三级负荷供电电源情况从市政引来2路独立的10kV电源作为本项目一级负荷的供电电源,另在地下一层设置一台1340KW的柴油发电机作为一级负荷中特别重要负荷的应急电源在市电与柴油发电机之间设置电气和机械联锁,确保两个电源不并列运行,变电所内变配电装置全部采用无油元件低压配电重要的用电设备在配电线路末端均采用自动切换装置,以提升电路运行的稳定性,与此同时,一级负荷中的特别重要负荷均采用独立的、专用的供电线路主要目的为,若建筑内部的供电系统发生故障,导致电路被切断时,消防用电仍然能够独立运行,以备建筑内发生火灾或其他安全隐患时,能够有效解决这部分独立、专用的供电线路主要来自于柴油发电机组或者UPS、EPS等图1柴油发电机作为备用电源情况下的系统供电方案质量是非常必要的在超高层建筑工程的建设中,保证电气工程设计得科学性,能够大大提升建筑工程的整体质量,对于人们的使用更是非常有利的但需要注意的是,在超高层建筑建设的过程中,对其产生影响的因素也是非常复杂的,因此,在设计人员进行设计的过程中,需要充分考虑到这些影响因素的问题,避免疏忽造成工程建设存在安全隐患浅谈超高层建筑电气设计要点【摘要】随着我国经济的快速发展,建筑行业水平不断提高,超高层建筑在我国变得越来越多,人们对其质量水平提出更高的要求,超高层建筑设计直接影响整个建筑物的质量作为超高层建筑设计的重要环节,电气设计粗腰设计人员予以高度重视,掌握其设计技术要点本文分析超高层建筑电气设计关键技术【关键词】超高层建筑;电气设计;关键技术
1.超高层建筑电气设计的特点超高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2,超高层建筑供配电设计要点
2.1超高层建筑负荷分级超高层建筑的主要使用功能多为人员密集、疏散困难的酒店、写字楼、商业、公寓等,对于此类建筑的用户负荷分级应按特别重要用户考虑这里需要注意的是航空障碍标志灯电源应按一级负荷中特别重要的负荷要求供电其负荷密度与其自身的建筑功能、建筑面积、建筑高度以及附属功能等因素有关一般在80〜120W/m2o
2.2超高层建筑电源设计超高层建筑应按不少于两个电源供电,两个电源分别来自不同的电网或同一电网但在运行时电路相互之间联系很弱电气距离较远,保证当一路电源断电时,另一路电源应能保证二级及以上负荷的供电且超高层建筑的应急电源应采用柴油发电机,不可以使用煤油,天然气,汽油等作为动力源
2.3超高层建筑变配电站设计超高层建筑的最大特点就是建筑高度高,对电气设计的影响就是要考虑供电半径问题低压配电线路的长度一般不允许超过250m建筑高度200m对供配电设计而言是个界限,通常超过此高度的建筑应设置多处变配电站使变配电站设置在负荷中心,高压配电室宜设在主体建筑物的地下,也可设置独立的变电站、分配变电站应根据负荷情况设在避难层、顶层、冷冻机房附近等处变压器如果设置在楼上应该注意两个问题一是要考虑与其相邻的住房的电磁屏蔽、减噪,降振,防水等二是其选型要考虑在体积和重量上的运输要求,通常是能够满足货梯运输或者吊装运输的方式,因此不宜选择体积大、重量大的变压器
3.超高层建筑电气设计的关键技术分析
3.1超高层建筑电气设备中配电站与避难层技术建筑高度高是超高层建筑最主要的特点,在该特点的影响下,设计人员必须要重点考虑电气设计的供电半径一般情况下,电气设计中,低压出线柜到末端配电箱的最佳长度应该控制在120m之内,并按照超高层建筑总电压
5.0%的比例确定低压供电线路的要求同时在设计中,需要采用分区域设计的方法处理变配电站,按照不同的功能清苦情况,对供配电站各个功能区进行划分,包括地下区负荷中心、超高区负荷中心等高压配电室一般会设置在超高层建筑底部,而在建筑空间面积足够的情况下,可以设置独立变电站在设计避难层中,需要充分考虑不同楼层人员的求生需求,其中第一个避难层与地面之间的高度要小于等于50m,以后所有避难层与前一个避难层之间的高度都应该小于50m在供电系统设计中,所有避难层的交直流电采用单独供应的方法,保证供电稳定性
3.2应急电源与备用电源设计考虑到超高层建筑具有高度高、人员密集的特点,疏散时间较长因此为了进一步保证居民的生命安全,除了要配置可靠的市电电源外,还需要在建筑内设置一组柴油发电机组,作为面对突发事件时的应急电源在设计过程中,相关人员必须要重视以下几个问题
(1)由于超高层建筑中的主要负荷量较大,因此正常的电源在断电之后需要在较长的时间内持续供电,因此需要配置具有稳定功率的柴油发电机组作为应急电源
(2)建筑内电子信息系统机房需要设置柴油发电机电源,保证能随时满足建筑空调、制冷设备等重要电气设备运行要求
(3)在使用柴油机组过程中必须要认识到建筑高度因素的影响,要设置不同的柴油机组,并且接地方式要与市电电源保持一致
3.3电压与电源的选择要合适电源与电压是整个高层用电系统中较为关键的部分,在进行这两方面的选择时,一定要综合考虑多种因素,如用电容量、负荷等级等在电气设计环节可以设计两个电源的供电系统,确保两个电源分别是属于不同的电网如果是两个电源都属于同一用电网,也必须避免两个电源在电路上的连接,这样设计的主要目的就是为了当其中的一个电源不能供电时,另一个电源可以保证整个电力系统持续运转,有效确保整个高层建筑可以实现持续不断的供电需求其次,由于超高层建筑实际使用功能的不同,在电气设计上也存在着较为巨大的差异,其中最为重要的就是变压器的选择高层建筑本身就有着规模较大的需求,所以对电压也有着较高的要求,如果实际运行中电压线路的实际供电能力有限,可以借助采用多个较为小型的电源实现供电此外,在进行电气设计时还需要首先与当地的市政电网取得联系,结合意见建议选择合适的电压与电源在这儿着重强调,一定要结合国家的相关规定选择合适的电压,国家明确规定过,如果实际电网中没有35kV的输电电压,10kV就是最大的电压等级,电容量不能再大了,同时考虑地理位置的因素,各个地区之间对于电压的需求与整个电力运转系统的承受的负荷量有着各自的差异因此在超高层建筑电气设计时,需要结合当地的具体实际情况,尽可能提高高效、安全、稳定的供电系统
3.4超高层建筑电气设计中应急照明系统设计超高层建筑电气设计中的应急照明系统,必要充分靠考虑避难层照明的需求,因此在设计中,应该选择平均照度值大于等于31x的灯具;而对于避难层走廊等特殊位置,所选择的照明系统灯具水平照度值应该大于等于51xo对于具有特殊要求的应急照明层,其避难区、疏散走道的平均照度值应该大于等于lOlxo而如果超高层建筑裙楼为大型商场,则需要采用一级负荷供电系统,保证照明供给水平
3.5设计电压的技术通常电压会随功能用途的改变而改变所以,在设计电气时,应根据超高层建筑的具体功能来科学地选择电压,并通过相关分析,明确变压器总容量对于超高层建筑,
一、二级负荷在其总用电负荷中,所占比例较大,单位符合功率宜在1〜13VA/m2之间大规模是超高层建筑的一个基本特点,且用电量也非常大并且集中,因而由单回路供电,将满足不了供电需求,所以应同时使用多个电源设计人员在进行初步供电方案设计时应充分考虑,还需要积极与所在地的有关供电局进行有效交流沟通,及口寸了解可以为整个建筑工程供给足够电源的实际电压等级,并全方位地进行考虑,以选出合适的电压
4.结语对超高层建筑的电力设计要根据建筑的特点及相关的设计标准,对其关键技术,如负荷分级、供电电源和电压的选择、变电站和配电站的设计、应急电源和备用电源的设计、配电方式的设计、航空障碍灯设计等,进行详细的分析,确保超高层建筑电气设计的安全性和可靠性
5.2电缆敷设及设备安装在超高层建筑的电力系统设计中,举寸于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式配电,对一般设备采用放射式与树干式相结合的混合方式配电;对于消防负荷及其他重要的
一、级负荷常常采用两路电源的供电方式,并且重要的设备用电常选用末端互投的供电方式以保证用电设备的可靠性本项目的公寓用电则采用密集型插接母线的方式进行供电,而其他公共用电则选用预分支方式沿电缆梯架进行敷设本项目所有的电力设备均符合国家有关标准,凡属于强制性认证的产品应得到国家认可的有关认证证书其中,对于变压器、柴油发电机组安装发电机安装做法参照图集《应急柴油发电机组安装》15D202-2,干式变压器安装做法参照图集《干式变压器安装》99D201-2(2009版),超高层建筑电气设计参照图集《超高层建筑电气设计与安装》14D801,变配电所常用设备安装做法参照图集《变电所常用设备构件安装》03D201-4变电所内必须采取减震降噪、电磁辐射屏蔽措施,具体要求如下
1、变压器需安装在复合阻尼弹簧减震台上变压器带金属外壳,选用干式低噪声变压器
2、本工程变压器安装位置考虑落于承重梁上减少对楼板共振现象
3、变压器室及变电所隔墙不能有间隙,水泥填实,内外侧均需抹灰变电所远离弱电机房及办公等易受干扰场所,隔墙两面刷导电屏蔽涂料屏蔽处理
4、变电所外内墙粘贴高效吸声板,降低变电所噪声对外界影响
6.3满足节能基本要求超高层建筑耗能较高,因此在设计过程中应充分考虑其节能性能本项目在节能方面设计如下
1.灯具(包括应急照明灯具)均采用LED节能灯,以减少灯具的耗能,使灯具的功率因数均大于0・
92.在水泵以及空调风机的设置过程中,常采用变频空调,以实现最优节能效果
3.在变电所处设置有源滤波及无功补偿装置,并选用SCBH15型节能干式变压器,并满足《三相配电变压器能效限定值及能效等级》GB20052中的二级能效等级的要求
4.设置能耗监控系统,对分类和分项能耗数据进行实时采集,并实时上传至上一级数据中心
5.对电梯、扶梯等采取变频拖动调速等节能控制方式并具有群控功能
6.对走廊照明、商场照明、室外泛光照明及航空障碍照明等采取分区、定时、照度调节等节能控制措施
三、超高层建筑电气设计关键技术
3.1变配电站设计超高层建筑由于建筑高度高、建筑密度大、用电量多、低压电缆供电距离受限等诸多原因,常设置超高层建筑专用变电所对一般情况而言,为保证电压降低于5%,从变电所敷设至用电设备的低压电缆的长度不超过250mo因此对于建筑高度在200m以上的超高层来讲,其设计方案与常规设计较为不同对于常规项目来讲,变电所一般位于建筑的地下一层或者一层,但对于超过200m的超高层建筑来说,变电所还可能设置在建筑的中间层,如150m或200m高度,从而使得变电所设置在建筑用电负荷的中心位置,高压电配电室设置在建筑物地下位于高位的分变电所一般采用体积或重量较小的变压器,从而降低设计运输以及安装难度而南宁凤岭客运枢纽2#楼项目因建筑高度不超过200m,因此仅在地下一层设置本项目专用的高压室及10kV变电所在节能功效上,应根据高层楼宇建筑实际用电负荷需求,按照略高于配电变压器最佳负荷率选择配电变压器,一般配电变压器负荷率在70%更加节能,而本项目选用4台变压器,其负载率分别为67%、73%、75%、72%本项目在变压器选择上采用的是非晶合金铁心变压器(低损耗节能型),此类变压器以铁基非晶态金属作为铁芯,由于该材料不具长程有序结构,其磁化及消磁均较一般磁性材料容易因此,非晶合金变压器的铁损(即空载损耗)要比一般采用硅钢作为铁芯的传统变压器低70-80%,同时还可以降低配电变压器空载电流延长配电变压器的综合使用寿命
3.2疏散照明设计超高层建筑的照明系统设计除了每一个楼层的照明设计以外,重点是疏散照明系统的设计按照我国相关规定,超高层建筑的疏散照明系统设计应该符合以下标准对于疏散走道,地面最低水平照度不应低于LOlx;人员密集场所、避难层(间)不应低于31x;避难走道、垂直疏散区域如楼梯间、前室等不应低于51x而对于人员密集场所应该适当加强这一标准如人员密集场所的疏散走道、楼梯间等部位的水平照度值应该不低于101x等;疏散照明系统的连续供电时间至少应该保持在
1.5h以上本项目的应急照明疏散系统选用的是集中电源集中控制型应急照明系统该系统主要包括集中控制型应急照明控制器、应急照明集中电源、应急照明分配电装置、集中电源型疏散指示灯、照明灯等设备该系统采用24V安全电源的供电模式,可以有效避免发生人身触电事故,并且每个灯具具有独立地址编码,能实时监控灯具状态,接收和执行系统的控制指令,上报报警故障信息和灯具的运行状态本项目设计于2017年,而《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB51309-2018执行于2019年03月01日,可是说本项目采用的应急照明系统领先于规范的执行,达到了当时行业的领先设计水平
3.3应急备用电源设计在超高层建筑中如果发生了火灾、停电、地震等情况,极易出现断电的情况,而在断电情况不利于人员的疏散及逃生,甚至有可能对建筑内的人员造成二次伤害,因此在超高层建筑的电气系统中,应急备用电源设计必须合理首先,为了满足超高层建筑的电力负荷要求,应该配备柴油发电机组作为应急电源,诸如消防风机、水泵、电梯等消防设备应该使用由柴油发电机组构成的自备电源供电;而超高层建筑的信息系统机房、消防控制室火灾报警系统用电、安防用电、应急照明等用电负荷则可以选用UPS或EPS作为该类用电设备的备用电源
四、结束语超高层建筑的电气设计必须把握设计原则,坚持“以人为本、重点考虑安全性、可靠性、节能性和稳定性明确超高层建筑的电气负荷分类,充分考虑备用电源情况、合理布置竖井及机房位置,并在电气系统的设计中,把握变配电系统设计、照明设计、应急备用电源设计、防雷系统设计、火灾报警系统设计、智能化系统设计等关键技术,全面提高超高层建筑电气系统的实用性,提高超高层建筑的设计质量,真正满足业主及社会对超高层建筑的需求和期望参考文献[1]孔嵩.超高层建筑电气设计关键技术解析[JL建筑电气,2015
(5)39~
44.⑵范玉山.超高层建筑电气设计的关键技术分析[J].江西建材,2016
(2)22,
24.[3]王云坡,何康.浅析超高层建筑电气设计关键技术分析[J].建筑工程技术与设计,2016
(18)
2504.超高层建筑电气设计要点摘要伴随着时代的不断发展,电气设计也随之发展与创新,在实用性和经济性以及环保性上也更加重视,这样一来,可以减少很多的能源消耗,降低投资成本,从而保证电气系统的顺利运作,进而达到人们不断增长的用电标准就超高层民用建筑来说,其十分关键的一个流程就是电气设计,其具有着非常关键的功能,在很大程度上决定了我国电气系统的发展在这种情况之下,此文简单阐述了超高层民用建筑中电气设计的重要性,详细分析了在电气设计中必须遵守的三大原则,并研究了有关的电气设计运用和技术要点,以供参考关键词超高层建筑;电气设计;设计要点随着时代的发展,电气设计也有所突破和创新,更加重视实用性、经济性与环保性,能够最大程度地节约能源,减少投入成本,超高层从而确保电气系统的平稳运作,满足人们日益增长的用电需求对高层民用建筑而言,电气设计是非常重要的一个环节,发挥着超高层十分重要的作用,对推动我国电气系统的发展有着不容小觑的影响力在具体的电气设计工作中,要完成对相关工作内容的研究和分析,探究整个工程项目中的设计要点,为各类用电设备稳定供电
一、超高层民用建筑电气设计的重要性近年来,随着土地用地的大量开发,城市可供土地正在逐年减少,如何合理地进行民用建筑的电气设计成为一个不容小觑的难题再加上科学技术的进步,电气相关的各类设施设备也发生了翻天覆地的变化,新型技术不断被研发,而对民用建筑的电气设计来说,其设计难度也在不断攀升为此,在进行民用建筑的电气设计的时候,需要考虑多方面因素,不仅需要考虑民用建筑的需求,还需要考虑电气设备的特点,将其进行有效结合,从而能够科学、合理、准确地进行电气设计,实现民用建筑电气系统水平的提升,满足人们日益增晨的生活需求,同时也可以发挥节能降耗、保护环境的作用[1]
二、电气设计原则
(一)实用性对民用建筑而言,进行电气设计的主要目的为人们日常生活提供电能,确保正常的照明、电器等设备的使用和正常运转为此,在进行民用建筑的电气设计的时候,首先需要坚持实用性原则,结合人们的实际需求进行合理设计,并且多研发和使用智能化电气设备,进一步提升人们生活用电的便捷度
(二)经济性在民用建筑的电气设计的时候,不仅需要考虑其实用性,还需要考虑投入的各项成本,包括设备、资金、人力、时间等方面,从而更好地促进电气设计的进步发展在民用建筑的电气设计的时候,需要遵循经济性原则,以最少的投入达到最优的效果,尽可能地减少资源浪费、节约经济成本[2]
(三)环保性随着时代的发展,人们越来越重视对环境的保护,对此在进行电气设计的时候,需要遵循环保性原则,尽可能选择没有甲醛或者对环境没有破坏力的施工材料,确保其安全、可靠,并注重其有较强的实用性
三、超高层民用建筑电气设计的要点
(一)供配电系统线路设计在民用■筑的电气设计中,铺设供配电系统线路的分布设计是一个重要的板块具体可以分为以下内容
(1)通常对整个楼层而言,一般采用放射式或者树干式的方式进行设计,主要是运用于建筑中的高低压主干线的配电线路
(2)对配电竖井,为了方便进行布线,一般情况下都是利用插接式的母线槽⑶日
(3)当干线处于水平方向时,其敷设的方式都是使用全塑电缆和竖井中的母线相连接
(4)为了保证用电的安全、可靠,在每一楼层中,都需要专门设置配电间
(二)照明系统设计对民用建筑来说,照明系统一般分为2类
①常规的照明系统,主要用于日常的照明
②应急照明系统,主要用于特殊情况下的照明,例如断电、火灾等情况,满足人们的照明需求在进行照明系统设计的时候,需要对这2类情况进行区分,比如应急照明系统的照明度、安全度等方面的要求会更高于常规的照明系统
(三)防雷与接地系统设计超高层民用建筑如遭遇恶劣天气,例如暴雨、雷阵雨等,会很容易出现雷电等危险[4]对此,在进行电气设计的时候,也需要充分考虑到此类情况,做好防雷、避雷系统的设计,例如选择安装避雷针、避雷带等装置设备并且可以充分利用超高层建筑的结构特点,通过其使用的钢筋将雷电流引入大地,消化掉雷电的危害及电磁脉冲危害,从而避免电气系统受到雷电的损害,保障其安全、平稳地运作,满足人们的日常用电需求
(四)火灾自动报警及联动系统设计火灾自动报警系统主要分为3种区域型、集中型、控制中心型应按照建筑规模,选择合适的报警系统在建筑消防设计中,为了精确获得火灾位置,迅速识别火情,要科学设计火灾联动系统,利用传感设施对火灾进行快速的判断,迅速确定火灾位置,进而快速展开救援除了火灾自动报警系统和联动控制系统之外,超高层建筑中还有其他消防系统,如消防电源监控、防火门监控、漏电火宅监控等
①消防电源监控系统通过监控模块对消防电源的状态进行检测,及时发现消防电源的故障,避免火灾发生时消防电源失效
②防火门监控系统主要是对所有的防火门进行监控,一旦发生火灾,通过监控系统获取火灾情况,快速获取火灾位置,进行防火门的防护操作,确保人员的安全疏散,阻断火灾的扩散,减少财产的损失及人员的伤亡[5]
③漏电火灾报警系统可以通过探测线路中的漏电流的大小,判断出发生火灾的概率,由此做好提前的预防措施
(五)电气节能设计在建筑电气设计中,要充分考虑超高层建筑的电气负荷类型、容量以及用电等级等因素,合理采取设计方案,降低电能消耗通过智能仪表和大数据后台数据库分析比对,匹配优化设备控制使用及管理模式,减少能源浪费比如在设计过程中,要做好系统的优化工作,减少电能浪费;优化布线方式,降低线路上的能源消耗;利用变频技术,提高电机拖动系统的运行效率;选择节能照明设备等总之,电气设计要在经济合理的基础上,遵循绿色设计原则,达到节能环保的目的⑹
(六)弱电及智能化系统设计在建筑电气中,弱电系统较为复杂,因而在设计中要设置能够和外界进行联系的有线电视线、通讯线路,考虑网络的独立性,提高弱电系统的使用性能智能控制系统是建筑电气中不可缺少的重要部分,可以提高管理效率与用户的体验,对用户生活质量的提高具有重要意义因而,在智能化系统的设计中,要遵循《智能化建筑设计标准》中的各项要求,合理设计电气设备,确保整个智能控制系统的稳定运行
四、结语综上所述,科学、合理地进行电气设计是超高层民用建筑中的一个重要板块,它与人们的日常用电需求密切相关,也与超高层建筑质量有着不容分割的关系在今后的工作中,需要不断完善电气设计技术,做好相关的分析工作,以提升建筑物整体的质量和人们的生活水平参考文献
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201829129.简谈超高层建筑电气设计要点【摘要】近年来,随着城市化进程的加快,各个城市在长期的发展过程中,都面临着土地资源紧缺的局面,为节约建筑空间资源,实现土地资源的有效利用,各种超高层建筑工程项目逐步增多电气工程作为建筑中的一个重要组成部分,其在长期的发展过程中,都必须要结合建筑的使用需求,遵守相应的设计要点基于此,本文作者结合自身多年设计超高层建筑的经验,分析了超高层建筑工程中电气设计的相关要点,有利于保障建筑电气工程的顺利实施,提高建筑电气工程的总体质量【关键词】超高层建筑工程;建筑电气设计要点近年来,在我国各个城市的发展过程中,最为突出的特点就是城市高楼林立,一些超高层建筑逐步兴起与普通的低层建筑、高层建筑相比,超高层建筑对于建筑电气工程有着更为严格的要求,作为建筑工程中的重点内容,在电气设计上,必须要结合工程的具体情况,保障各个环节的设计质量,提高超高层建筑电气设计的规范性,使得建筑电气更具安全性
1、首先,明确建筑功能,确定用电负荷等级及用电设备计算负荷建筑高度大于
100.0m为超高层建筑,其特征为层数多、体量大、功能复杂根据《建筑设计防火规范》GB50016,一类高层建筑,应按一级负荷要求供电在一级负荷中,当中断供电将造成人员伤亡或重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷,应视为一级负荷中特别重要的负荷如大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统设计前期,可根据建筑物不同的使用功能,采用单位指标法确定用电设备计算负荷,特别注意不要漏掉电梯用电负荷,因为超高层建筑垂直交通设备用电占比较大
2、其次,根据用电负荷等级及用电设备计算负荷,确定供配电方案一级负荷应由双重电源供电,当一电源发生故障时,另一电源不应同时受到损坏一级负荷中特别重要的负荷供电,除应由双重电源供电外,尚应增设应急电源,并严禁将其他负荷接入应急供电系统
2.1确定电压等级及进线回路超高层建筑加上裙房,体量较大,用电量较大,此阶段应与当地供电部门密切沟通,确定供电方式如果安装容量不是特别大,可以采用多路10KV进线的方式,每路进线一般不超过10MVA,本方案较为常见,如宝鸡国金中心;如果安装容量较大,可以采用两路35KV进线的方式,35KV直变
0.4KV,本方案较为少见,如上海中建大厦;如果安装容量非常大,可采用两路110KV高压进线,或2〜3路35KV高压进线,先设110KV/10KV或35KV/10KV变电站,再设10KV/
0.4KV变配电所,如上海环球金融中心
2.2发电机的选择一般的超高层建筑裙房为大型商业,主楼为高档办公及星级酒店,引入双重市电电源已经满足规范要求,但多年来实际运行经验表明,电气故障是无法限制在某个范围内部的,电力部门从来未保证过供电不中断因此,一般的超高层建筑在满足双重电源的情况下,仍然设柴油发电机作为备用电源发电机一般设在地下一层,针对超过250M的超高层,考虑到压降问题,应考虑设置10KV发电机,采用高压线路输送到楼上的变电所
2.3后,合理选择各主要机房的位置主要机房包含35KV/10KV主变电站、10KV开闭所、10KV/
0.4KV各分变配电室、发电机房、消控中心、安防监控中心、数据中心、弱电进线间等各机房除满足规范外,超高层建筑内的机房尚应注意以下问题
3.1变电所应靠近负荷中心垂直部分,建议每2〜3个避难层设一个变电所
3.2应便于设备运输、吊装和检修特别是避难层的变电所,要向建筑专业落实有无货梯满足变压器、高压柜的运输条件
3.3不应设在最底层;不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方处,也不宜与上述场所相贴邻
3.4发电机房宜靠近一级负荷或配变电所,可设置在建筑物的首层、地下一层或地下二层应便于设备运输、吊装和检修
3.5当燃油来源及运输不便时,宜在建筑物主体外设置40-64h耗油量的储油设施,油罐一般埋地安装
3.6消防控制室可以根据业主的使用要求、功能分区及物业分工等分别设置,但必须确定一个主控制室
3.7弱电中心应远离强振源、强噪声源;避开强电磁场干扰同时,应考虑结构荷载等
4、另外,根据建筑平面布局,合理布置强电间、弱电间强电间、弱电间是放置末端配电箱、综合布线配线架、各弱电系统箱体的场所,电气竖井的面积、位置和数量应根据建筑物规模、使用性质、供电半径和防火分区等因素确定,每层设置的检修门应开向公共走道电气竖井不宜与卫生间等潮湿场所相贴邻电气竖井位置选择合理,可以节省管线、维护方便、二次改造容易超高层塔楼标准层至少应设两个强电间、两个弱电间,每个强电间不小于3平方,每个弱电间不小于5平方电气竖井一般在核心筒内布置
5、还有,做好管幺泉及洞口的预留预埋超高层建筑核心筒剪力墙较厚,钢梁高度较大,钢结构支撑也占用较大空间,为了避免后期在剪力墙上打洞,为了保证吊顶高度,必须统筹考虑垂直和水平干线的路由,提前在剪力墙、主梁、钢支撑上面留洞或套管办公层办公区域一般采用架空地板,高度1〜15公分,为避免做完架空地板地坪高度与核心筒地坪高度高差的问题,可以将办公区域降板15公分,同时,将位于核心筒内的电气竖井(靠核心筒外墙布置)也降板15公分,在剪力墙的底部留洞,这样,在架空地板内敷设的电源线、综合布线等管线就可以从电气竖井直接配出至架空地板内了
6、同时,做好防雷接地设计超高层建筑电子信息设备及计算机较多,而这些设备灵敏度高、耐压低,受雷电电磁脉冲影响大,一旦出现问题,对业主影响较大,后果较为严重,因此,必须做好防雷接地设计设计的重点是做好防侧击雷和雷电波侵入,将整个建筑物设计成一个法拉第笼,确保建筑物不受直击雷和感应雷的入侵塔楼外墙的所有柱子均作为防雷引下线,外墙钢构架、玻璃幕墙、外挂石材的预埋件及龙骨的上下端与引下线可靠焊接;在入户端将各种金属管道、电源进线电缆的金属外皮,弱电线缆的金属屏蔽层等在进出建筑物的界面处做等电位连接幺吉语..0之,超高层建筑电气设计,重点是做好前期规划和系统设计,了解业主使用要求,并为以后建筑功能改变、扩容、改造升级等提供便利条件同时严格根据电气系统运行的稳定性与安全性要求,遵守国家设计标准,保障超高层建筑电气设计的质量,促进超高层建筑结构内电气系统的稳定、可靠运行分析超高层建筑电气设计中的要点摘要建筑施工工艺的发展以及社会发展需求的推动,超高层建筑工程已经成为工程建设中不可缺少的重要组成部分但是在超高层建筑的建设施工过程中,更需要对其工程质量进行控制,其中电气工程的建设是非常关键的,这就要求在超高层建筑电气设计中把握要点,采用科学的方式进行工程的设计本文对超高层建筑电气设计的特点进行了总结分析,并然饶了在超高层建筑电气设计中需要设计人员重点关注的要点问题,希望能够通过研究为我国超高建筑的电气工程建设产生积极影响关键词超高层;电气设计;特点;技术要点
一、引言超高层£筑是现代建筑行业发展中较为重要的一种建筑形式,其能够充分发挥出土地资源的利用价值,是建筑工程建设和发展的主要方向之一超高层建筑的建设是建筑技术得到全面发展的重要体现形式,同时也是城市发展和社会进步的表现但是相对于传统建筑而言,超高层建筑在建设过程中需要注意的问题也较多,尤其是其电气工程的设计与施工中,更需要对一些要点问题进行全面地分析和掌握建筑电气设计是工程建设中必不可少的重要工作内容,因此,在实际的工程建设中,需要把握电气设计中的技术要点,尤其是在超高层建筑中,更需要设计人员能够采用先进的方法进行工程设计
二、超高层建筑电气设计特点超高层与普通的建筑工程存在着一定的区别,因此,在超高层的建设施工过程中,也与普通的建筑工程存在着差异超高层相较于普通建筑结构较大,施工周期长、难度高,因为这一特点,在其电气设计中,也存在着一些独特的特点,主要有以下几点(-)超高层建筑规模大,建筑高度高,具有用电负荷大、输配电距离长、变配电系统结构复杂、供电安全性要求高的电气特点
(二)超高层建筑内人员密集,疏散距离长,事故发生时人员疏散困难,因此,对防灾用电设备及应急照明等的供电安全性、可靠性要求很高另外,低压配电线路的长度一般不宜超过250m当不能满足供电半径要求时,在超高层建筑的避难层应设置楼层变电所建筑高度为250m对供配电设计而言是个界限,中压发电机的应用就变得很有必要
三、超高层电气设计要点在建筑工程的建设中,保证工程结构的质量是非常重要的,也是建筑工程能够实现其价值的关键影响因素电气设计的质量直接关系到建筑工程中电气工程的施工质量,因此,保证电气设计的科学性和先进性是非常必要的在超高层电气设计中,需要设计人员对一些要点进行关注,以保证在设计和施工过程中,能够体现出工程设计的科学性,进而超高层电气工程的建设质量
(一)供电电源
1、超高层建筑属于特别重要用户特别重要负荷分类如下消防负荷指消防用电设备电源保证负荷指非消防紧急状态下的一般停电时,如走道照明、值班照明、警卫照明、障碍照明用电、主要业务和计算机系统用电、安防系统、电子信息设备机房、客梯、排污泵、生活水泵用电等
2、电源基本要求为双重电源加应急电源建筑内常用的应急电源形式有柴油发电机组、应急电源(Emergency PowerSupply,EPS)、不间断电源(Uninterrupted PowerSupply,UPS)等
3、超高层建筑内,目前最常用的应急电源是柴油发电机,因为柴油发电机的容量较大,持续供电时间长,可独立运行,不受电网故障的影响,可靠性较高对于中断供电要求毫秒级的负荷,可通过一定时间的UPS过渡使用(UPS最小时间不小于10min)柴油发电机一般设置在地下层,有多层地下层时不放在最底层冷却方式为闭式水循环风冷的整体机组和闭式水循环水冷机组
(二)电缆电线选择目前在我国的输电系统中,电缆电线的老化和过载使用的情况屡见不鲜,其导致的电气火灾也数不胜数电缆电线中的可燃绝缘和护套材料不仅仅只是做火灾的助燃剂,它燃烧后所放出来的有毒气体也会危及到正在逃离火灾现场的人员或是正在阻止火势蔓延的消防人员的生命安全对于一些重要的消防设施如消防水泵、消防电梯以及应急照明等在发生火灾时的应急设备,需要在火灾时持续稳定地工作,所以对这些设备供电的线路,必须足够安全以能够经受住火灾的考验在超高层建筑中,消防主干线供电回路应选用矿物绝缘的防火电缆,消防支线则应选用低烟无卤阻燃耐火型电缆做成的电线,以消除在火灾是用电线路被烧坏而无法持续供电的问题结束语超高层建筑的建设是建筑行业和建筑施工技术得到发展的主要体现形式,也是建筑工程发展的主要趋势在未来的城市建设和建筑工程发展中,超高层建筑将成为主流的建筑类型,其数量也将持续增加在这种情况下,保证工程建设的。