超高层办公建筑变配电及电气消防设计+超高层住宅建筑电气设计要点.docx

超高层办公建筑变配电及电气消防设计 表2应急电源形式应急电源形式集中EPS自带蓄电池柴油发电机切换时间/s0.25-5>15维护成本低高低优势集中管理,能够及时 发现电池问题，便于 更换切换时间较短，更便 于人员的疏散较大容量，供电时间 相对较长缺点价格相对较高n.电池 使用寿命较短灯具自有蓄电池,不 便于检查，电池寿命 较短切换时间相对较长摘要：随着社会的快速发展以及城市化进程的加快，城市楼宇数量和规模都 在快速发展，超高层办公建筑已经成为了最重要的部分之一。这些建筑的功能复 杂性越来越高，电气作为建筑的重要部分也要不断发展从而适应建筑功能的需 要，所以研究建筑变配电及电气消防设计就显得非常重要。本文主要分析超高层 办公建筑变配电及电气消防设计方面的内容，希望能够对相关人士有所帮助。关键词：超高层办公建筑;变配电;电气消防1引言超高层建筑中电气设备需要承担着非常多的电气使用量，所以在超高层建筑 电气设计中一定要重视变配电和电气设计关键技术的研究，从而确保超高层建筑 功能的顺利实施。本文以拟建的B301-0081地块建安大厦（暂定名）项目为例场, 地位于深圳市南山区竹子林片区，建安大厦项目地处深圳CBD商务板块与华侨 城生态板块交界处，东邻园博园，南临深南大道，北接建安竹盛花园，东与敦煌 大厦紧邻。建筑高度为126.84m,本项目是一座集办公、多功能会议、商业配套 为一体的超高层办公楼。2超高层建筑变配电设计2.1 设计依据建安大厦基坑支护施工及土石方工程安全施工专项方案专家2.1.1 施工现场情况及本施工组织设计中的机械设备计划2.1.2 施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-20052.1.3 建筑安全检查标准JGJ59-992.1.4 供配电系统设计规范GB50052-952.1.5 低压配电设计规范GB50054-95施工组织设计批 准2.2 基坑支护施工及土石2.2负荷等级情况该建筑可以分为三级负荷，其中一级负荷主要为：消防系统、安防监控系统、 应急及疏散照明只是、通讯机房等用电负荷等较为重要的负荷;二级负荷主要为 客梯、生活泵以及污水泵等;三级负荷主要是其他电力负荷和一般性照明等等。2.3 配电系统高压供电系统从案例工程负荷等级和所在区域的供电情况来看，该工程采取的是10kV断 路器采用真空断路器，额定短路分断能力为31.5kA,在10kV出线开关柜内装设 氧化锌避雷器作为真空断路器的操作过电压保护。真空断路器选用弹簧储能操作 机构，采用直流110V/65AH铅酸免维护电池柜作为操作、继电保护及信号的电 源。变电所采用两路高压进线，高压母线为分段单母线，两段母线间设母联开关, 平时分列运行。总配电箱箱体采用2mm铁皮材料订做，内板为绝缘胶板，内设 隔离开关、250A漏电保护开关，电表等。2.4 供电电源及电压等级本工程采用两路10kV电源供电。拟从不同的市政变电站各引一路10kV电 缆至本工程地下一层变电所，采用电力电缆埋地人户，进户处采用镀锌钢管保护, 保护管伸至室外电缆手孔井，室内引至高压开关柜。为确保一、二级负荷供电的 可靠性，设一台lOOOkW应急柴油发电机组一台。市电与发电机的自投切换开关 加机械与电气联锁，防止倒供。市电失压后，2秒内自动启动应急发电机组，15 秒内自动切换。2.5 低压配电系统设计该建筑工程的低压配电系统采取220/380V放射式和树干式相结合的方式， 其中照明等普通负荷主要采取树干式和放射式相结合的方式。第一，一级负荷主要采用两台变压器不同母线段的两路电源供电，同时要在 末端进行互投；第二，二级负荷主要采用两台变压器不同母线段的两路电源供电，可以在末 端互投，也可以在其他合适位置互投；第三，三级负荷主要采用单电源进行供电。对于标准层来说，可以利用封闭式插接母线进行供电，相对分散的负荷可以 通过电缆或者导线进行供电。3超高层建筑电气消防设计3.1 消防设备供电第一，消防电源专用性。一定要保证消防线路具有专用性，可以从变电所开 始将消防以及非消防供电干线进行区分。另外，对于15层和27层的避难层交直 流电源实施针对性供给，同时在末端实施自投。一般情况下从专线引到避难层设 置的应急配电箱当中，要严格和其他楼层进行区分。第二，电缆井设置和消防电缆设定。在超高层办公建筑避难层设置变电站时 需要设置10kV的电缆井以及低压电缆井。由于超高层建筑功能较多，存在很多 的低压线缆，一定要将常规的低压电缆井和消防电缆井进行有效区分。超高层办 公建筑中的消防供电电缆可以采用矿物绝缘电缆，最大程度降低燃烧时产生的烟 气。第三，消防线路以及设备的保护。要确保消防供电线路供电前端断路器具有 过载保护只报警而不跳闸的功能，而对于供电设备的末端来说，其断路器可以采 用无过载保护功能的单磁型断路器。通过上述相应措施的综合性应用，能够保证消防救援可以在18分钟内完成。3.2 火灾应急照明分析第一，应急电源设定。常规火灾应急照明系统应急电源主要情况如表2所示。第二，智能疏散系统设置。办公楼的常规层平面设置相对简单，一般情况下 办公人员对于该层的楼梯间位置和疏散情况相对熟悉，所具有的应急照明系统可 以很好满足消防疏散方面的标准要求。案例中办公建筑的楼层达到了 30层，存在较多的应急灯具，如果采取自带 蓄电池供电方式，虽然可以提升可靠性但是若某些灯具的蓄霜池发生故障是很难 及时发现的。如果都采取较高智能等级的应急灯具，那么会消耗大量费用。对于 此种情况来说可以分楼层在应急照明箱处设置应急电源系统，同时要采取相应的 网络监控，确保其始终处在可靠运行状态。第三，15层以及27层避难层火灾应急照明设计。从GB50016-2014的规定 中可知，要在避难层进入楼梯间入口位置以及疏散楼梯通向避难层的出口位置设 置较为明显的指示标识。要保证避难层应急照明时间*0min,也要确保消防工作 场所应急照明时间N180min。对于避难层办公区应急照明系统来说，要和普通办 公建筑具有相同的设置。3.3 火灾自动报警系统第一，消防控制室设置。超高层办公建筑一定要设置火灾自动报警系统，对 于需要联动控制的消防设备建筑来说也要设置消防控制室。第二，消防联动控制。除了消防泵之外，在其他系统方面消防联动系统和常 规办公建筑是相同的。而超高层建筑的1楼和2楼大堂区域也具有消防炮系统， 在设计过程中一定要明确消防炮以及喷淋泵启动关系以及联锁要求，同时要确保 消防报警主机可以和消防炮控制器进行有效通信。4结语本文以某超高层办公建筑为例阐述了变配电以及电气消防设计方面的内容， 通过本文的介绍能够对超高层建筑设计以及施工提供一定参考和帮助，对于超高 层建筑的顺利应用具有现实意义。参考文献：1陈小琴.某超高层办公建筑变配电及电气消防设计探讨J.福建建筑， 2019 (05)： 15-172刘汉贤.城市综合体建筑的供配电系统及电气防火设计分析J.绿色环 保建材，2019 (05)： 18-19超高层住宅建筑电气设计要点摘要：近年来我国建筑行业得到了非常迅速的发展，超高层建筑的数量也得 到了一定程度的增加，对于电气设计质量提出了更高的要求。因此相关建筑设计 人员还需要在遵循超高层住宅建筑特点基础上，就工程造价、美观度、安全性以 及后期运行维护等多个角度进行全面分析，在此基础上进行电气系统的合理设 计，满足居民们的实际用电需求，本文主要就超高层住宅建筑的电气设计要点进 行探究分析。关键词：超高层;住宅建筑;电气设计较之于一般的建筑物，超高层建筑自身还具有层数高以及建筑构造复杂的特 征，对于供电系统的可靠性以及运行安全性也提出了更高的要求。因此在超高 建筑的电气系统建设过程中，还需要设计人员进行电气设计要点的明确，借此保 障电气系统的整体运行效果，满足超高层住宅建筑的实际使用需求。一、超高层住宅建筑的电气设计特点超高层住宅建筑自身的建筑层数比较高，建筑结构相对比较复杂，并且具有 人员结构过于密集的特点。在发生了火灾等安全事故之后，超高层住宅建筑的人 员疏散难度更大，因此在进行电气系统的设计过程中，要求设计人员能够进一步 提升超高层住宅建筑电气系统的运行安全性与可靠性，对消防用电设备以及相关 照明设备均需要进行严格的控制。针对一些低压配电线路而言，其供电半径还需 要控制在小于250m范围内。二、超高层住宅建筑的电气设计要点概述1 变配电所位置的合理选择在超高层住宅建筑中，其中央空调以及水泵房等设备多是在地表下层进行建 设，而其余的大型电气设备则多是安装在一楼以上的位置。在进行电气系统的设 计过程中，为了缩短变压器跟中心地带的距离，一般还需要将变配电所的位置建 造在地下，并需要在紧邻电机房的位置进行建造，借此来实现对整个电气系统的 有效控制，保障电气系统的运行可靠性。2 .供配电系统的设计要点超高层住*建筑自身具着用电设备多以及用电负荷大的特点，为了进一步提 高供配电系统的运行可靠性以及电气设备的运行安全性，一般还需要采用两路或 者两路以上的独立电源进行供电，还需要进行柴油发电机组等应急电源的建设工 作。在进行供配电系统的设计中，要遵循操作灵活以及维修方便的设计要点。正 常电源点一般还需要跟应急电源点保持一定的距离，这样才能够保障在供配电系 统出现安全事故之后，应急系统依旧能够提供连续供电。最后还需要进行供配电 系统网络的合理设计，目前在超高层住宅建筑中多应用混合配电系统。在具体设 计过程中需要结合负载大小以及层数，进行干线分配系统的合理设计，借此来保 障供配电系统的整体运行效果。3 .照明系统的设计要点(1)泛光照明。超高层住宅建筑一般还是该地区的标志性建筑，因此做好 泛光照明有着非常重要的意义。在照明系统设计过程中，设计人员需要对入射角 等问题进行认真考虑，通过阴影进行立面起伏的凸显。为了提高表面照明的平衡 性，所有的阴影投射位置还需要投射在一个方向，这样才能够有效避免照明对于 建筑物立面整体性所造成的影响，提升超高层住宅建筑的美感。(2)走廊、室外道路等运输通道区域。在超高层住宅建筑区域内的照明设 计中，一般需要采用自然光来进行照明设计工作。如果自然光难以满足该区域内 的照明需求时，则需要通过人工照明的方式满足人们的用光需求。在该区域内照 明系统的设计过程中，需要结合当时的自然光强度，通过照度传感器以及定时器 等装置，实现对照明系统的有效控制，从而在建筑内部营造出良好的照明效果。4 .消防用电设备的设计要点消防用电在超高层住宅建筑的电气系统中占据着非常重要的作用，因此在消 防用电设备设计基础上，还需要在结合我国相关建筑施工规范基础上，采用一级 负荷供电电压进行供电工作。一般情况下消防用电设备的电压等级需要控制在 10KV左右，就负荷等级而言，消防风机、消防电梯等所有消防用电负荷均需要 应用一级负荷，并且需要进行应急电路的设计工作，这样才能够保障消防系统的 运行可靠性。因为超高层住宅建筑对于供电质量有着非常高的要求，因此在建筑 物供电系统设计中还需要进行后备电源的应用，这样才能够确保消防用电设备始 终处于良好的运行状态下，对于超高层住宅建筑用电安全性的提升也有着积极意 义。5 .防雷系统设计要点防雷与接地系统的设计合理性也会直接影响到超高层住宅建筑的整体应用 效果，并且能够有效避免雷击事故对于建筑物所造成的损害，从而保障超高层住 宅建筑内居民们的生活安全性。在进行防雷系统的设计过程中，首先需要进行接 闪器的合理安装。一般采用两跟避雷带进行接闪器的安装，从而将雷电通过避雷 引下线传向大地。在接地装置的设计过程中，一把可以将建筑物内部的钢筋网作 为接地体，随后通过钢筋焊接成环形的方式起到良好的接地效果，避免雷击等恶 劣气候环境对于超高层住宅建筑使用安全所造成的影响。6 .节能设计要点近年来随着我国可持续发展理念的提出，要求在超高层住宅建筑电气系统设 计过程中还能够进行节能设计理念的积极融入。通过节能电气系统的应用，能够 有效降低建筑物的用电损耗，并且具备有良好的能源节约效果。因此在进行电气 系统设计过程中，还可以积极应用到一些节能型设备，比如通过LED灯就能够 在满足建筑物照明需求基础上，显著降低照明过程中出现的能源耗费情况。在电 气系统中还可以通过变频控制设计的应用，有效避免电气设备长时间运作造成的 不必要的用电浪费，达到良好的节能效果三、结束语综上所述，随着我国社会经济的不断发展，人们生活水平的提高，对于舒适 度跟安全性提出了更高的要求。针对超高层住宅建筑自身电气系统复杂以及用电 负荷大的特征，还需要相关建筑设计人员能够对超高层住宅建筑的电气设计要点 进行明确，确保电气系统的应用效果跟安全性，这样才能够为人们提供良好的用 电服务，对我国建筑行业的发展也有着积极意义。参考文献：1毛菊英.超高层住宅建筑电气设计要点研究J .建筑工程技术与设计， 2017, (8)： 2654.2王扬，童昕宏，陆柏庆.超高层住宅建筑电气设计要点J.建筑电气，2020, 39 (12)： 49-523张红丽.超高层住宅建筑电气设计要点研究J.智能建筑电气技术，2016, 10 (5)： 47-52.4祁齐.重庆市超高层住宅建筑消防电气设计需注意的技术要点J.中国科 技纵横，2020, (13)： 132-133.