2018浅谈超高层建筑电气电讯设计

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　　摘　要：随着中国经济的飞速发展，一些经济繁荣、人口密集的中心城市商业办公用地日趋紧张，为了在有限的土地上获得更高的收益，超高层建筑大批涌现出来。目前设计院承接的超高层项目日益增多。而超高层电气电讯较普通建筑有不同的设计理念和特殊的关键性处理。 开题报告 http:///html/lunwenzhidao/kaitibaogao/
关键词：超高层建筑  ；电气电讯  ；特殊的关键性处理
国际上通常将40 层以上的建筑视为超高层建筑，而我国《民用建筑设计通则》( JGJ 37-87 ) 中指出，建筑物高度超过100米时，不论住宅或公共建筑均为超高层，设计按《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）执行。
　　一方面超高层建筑建筑空间跨度大，用电负荷大，用电设备功能复杂，供电半径远，供电可靠性安全性要求高；另一方面超高层消防也较为复杂，超高层建筑的火灾特点为：1、由于竖井、幕墙的烟囱效应，火势蔓延快。2、人员疏散距离远。3、火灾扑救严重依靠内部的消防疏散设施。以上两方面都要求超高层必须和普通建筑有不同的设计理念和特殊的关键性设计处理，从而对电气电讯的设计提出了更高的要求。
　　以下谈一谈我对超高层设计特殊做法的一点心得体会：
　　一、负荷分类
   一类超高层建筑楼内所有消防用电设备、客梯、生活泵、热交换泵、厨房冷库、排污泵、经营管理及设备管理用电子计算机系统电源等均为一类负荷；所有消防用电设备、电信、电话机房、保安等弱电点系统按一级负荷中特别重要负荷供电；自动扶梯、厨房动力及照明等为二级负荷；其它一般照明及动力设备、空调机组为三级负荷。  
　　二、变电所设置
　　超高层建筑建筑面积大，用电负荷大且复杂，供电半径大，线路电压降大，综合考虑需设置多个变电所。对于200米以下的超高层建筑，比较常见的是放射式供电，将10KV进线从地下室引进到10KV总变电所，然后分配至各负荷中心的分变电所。当采用二路10千伏进线时建议采用：每个变配电室的10千伏供电均为二路进线及母联连接，经变压器降压后的低压配电同样以二路供电及母联连接作为低压配电的供电方式，以增加供电的可靠性。大容量设备处可设置供制冷机房等使用的专用变电所。
　　由于高度超过200米的超高层建筑，空间跨度大，在大厦的中间避难层设有消防水和生活水转输增压系统、空调制冷机房、避难层专用的防排烟系统，以及电梯机房等，可以认为是一个建筑上部的负荷集中点，由下部直接供电不经济，且供电半径超过250米，一般考虑设置上部变电所，电源进线由总变电所10KV出线从地下室引来，负荷矩不宜超过10万KW*M。当设置上部变电所时，应考虑变压器首次吊装及日后设备维修更换的垂直运输通道。由于电梯井道尺寸和载重的限制，以及尽可能避免采用墙外吊装的方式，单台变压器容量不宜超过800KVA。
　　由于备用柴油发电机需要设置于地库层，当设置上部变电所时，宜设置高压柴油发电机。为了配电至塔楼上部变电所，供电电压采用了10千伏输出，再经变压器降压至低压配电的方式较为合理。北京国贸三期、上海环球金融中心都运用高压发电机作为备用电源。

　　三、竖向干线及通道
　　当遇到强风或地震灾害时，超高层建筑物会有一定的摇摆度，地面和建筑物顶部水平振幅约为0.2到0.5米。电气设备安装应用螺栓固定并做到牢固可靠，线路连接处适当留有裕量，避免电气线路在震动时拉断或接头脱线。
　　垂直线路应尽量减少使用母线槽，若使用母线槽，会增大电井面积，且母线槽需要经常养护，每15年要彻底检修一次，费用昂贵。安装完成后的母线槽是刚性物体，大楼的晃动会影响其质量和安全。而预分支电缆不会受上述问题影响，因为其为柔性结构。建议采用预分支电缆，分支电缆长度设计借用国外设计规程，并加以短路保护验算等。
　　根据《民用建筑电气设计规范》第13.10.4条规定，超高层建筑消防设备供电干线及分支干线，采用矿物绝缘电缆。超高层非消防负荷，采用低烟无卤阻燃电缆，以减少火灾时的有毒烟气。
　　超高层建筑中的电缆竖井宜按避难层上下错位设置，有条件时竖井之间水平距离至少应相隔一个防火分区，消防系统垂直敷设的金属管线或线槽宜集中于建筑物中心部位。电缆井内的预留孔洞，应严格做好防火封堵。
　　四、防雷接地
　　超高层建筑物一般按二类防雷建筑设计，用45米的滚球半径法进行验算。直接防雷保护需要注意的是屋面上的设备一定要设在尖端放电避雷针的保护区域内。防侧击雷保护是从地面45米以上的每层楼板的圈梁外圈主钢筋一定要可靠焊接， 并用Φ8钢筋把它和外墙面的所有金属门窗等金属件可靠焊接。每层的均压环也需与防雷引下线联结。间接防雷措施一定要将所有进出外墙处的电气线路做重复接地，并在线路进户内端口装设浪涌保护器SPD ，楼内各级配电箱也按标准配置SPD。另外强弱电竖井的位置应尽可能地设在建筑平面筒体中心，条件限制时也应该确保距外墙≥1.5米。 论文网 http://
　　五、消防及弱电系统特殊做法
　　按照《高层民用建筑设计防火规范》第9.4.1的要求：“建筑高度超过100m的高层建筑，除游泳池、溜冰场、卫生间外，均应设火灾自动报警系统。”超高层建筑为特级保护对象，包括大于5平米的卫生间在内的各个场所均设置火灾探测器；在厨房部分还设有可燃气体探测器；在每个防火分区内至少设一个手动报警按钮，其他按规范要求执行。规定可不安装火灾探测器或不便安装火灾探测器的场所，如卫生间、温水泳池等区域可增设手动报警按钮，避免存在报警的盲区。
　　 超高层建筑的避难层作为发生火灾或紧急情况时人员短暂停留等待救援的场所，设计中应保证这些场所应急广播和消防通讯信号的独立性，避免与其他区域的互相干扰。根据《民用建筑电气设计规范》第13.3.4要求：“各避难层内应设置独立的火灾应急广播系统，宜能接收消防控制中心的有线和无线两种播音信号”， 以及“各避难层与消防控制中心之间应设置独立的有线和无线呼救通信”。建议在超高层的每个避难层各设置一套音频和消防电话主机，通过独立的广播及通讯线路与消防中心联络。音频和通讯主机设备可安装在弱电间的火警壁挂式机箱中，要求火警机箱自带UPS电源。另外，音频主机还宜配有本地麦克风，配合避难层的火灾应急广播扬声器，可为避难层提供自动语音播放，也可以同时播放话筒广播、预警和疏散信息。消防电话主机应带有本地消防电话。同时，在避难层内每隔20 开题报告 http:///html/lunwenzhidao/kaitibaogao/