孫紅艷 劉道宗

摘 要： 建筑設(shè)計(jì)包括很多方面，其中電氣設(shè)計(jì)是重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，包括強(qiáng)電設(shè)計(jì)及弱點(diǎn)設(shè)計(jì)，以滿足整個(gè)建筑的各種功能需求。隨著建筑技術(shù)及經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)超高層建筑越來(lái)越多，如已建成的632米上海中心大廈、592.5米深圳平安金融中心、在建的636米武漢綠地中心、468米成都綠地中心等，建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備越來(lái)越多、越來(lái)越復(fù)雜， 對(duì)電氣設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高。本文通過(guò)超高層建筑設(shè)置高區(qū)變電站基本條件的分析、超高層建筑高區(qū)變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析、超高層建筑高區(qū)分變電站所在位置的確定等幾個(gè)方面內(nèi)容，介紹超高層建筑變配電設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞： 超高層建筑；供電距離；高區(qū)分變電站；機(jī)電設(shè)備

在超高層建筑中，人員負(fù)荷及電力負(fù)荷都比較大，并且重要負(fù)荷越來(lái)越多，這就給電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)，電氣設(shè)計(jì)人員不能再沿用過(guò)去的設(shè)計(jì)方式解決大規(guī)模、超高層建筑群內(nèi)各機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的用電需要，在進(jìn)行超高層建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，要用不同的設(shè)計(jì)理念、創(chuàng)新的思路及獨(dú)特的關(guān)鍵技術(shù)，來(lái)解決各種復(fù)雜的新型的問(wèn)題。本文從以下幾分方面，探析超高層建筑變配電設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

1 超高層建筑設(shè)置高區(qū)變電站基本條件的分析

供電電纜的降壓是決定變電站位置的決定因數(shù)，主要影響供電距離和供電容量，解決供電線路降壓的問(wèn)題首先要解決干線的降壓，主要方式有以下兩種：

⑴ 對(duì)于變壓器和低壓配電柜同時(shí)設(shè)置在建筑物的地下室或建筑物底層區(qū)域時(shí)，即使增加電纜線路的線徑，供電的距離也只能達(dá)到180m以下，所以如果想達(dá)到正常供電的要求，樓層的高度不能超過(guò)150m，這就限制了建筑物的高度，不適用于超高層建筑。

⑵ 當(dāng)變壓器設(shè)置在地下室，而低壓配電柜設(shè)置在建筑物的高層區(qū)域時(shí)，在滿載額定電流的條件下，使用封閉母線供電時(shí)，當(dāng)采用加大一級(jí)封閉母線規(guī)格的措施時(shí)，電壓器的容量達(dá)到1000KVA以下可以滿足使用要求，當(dāng)變壓器的容量大于1250KVA，也可以通過(guò)增加母線的形式達(dá)到使用要求，但會(huì)使造價(jià)成本大幅提供，不利于成本的控制。

所以，當(dāng)建筑物的高度超過(guò)150m、用電容量超過(guò)2×1250KVA時(shí)，應(yīng)該在建筑物的高區(qū)設(shè)置變電站，以滿足超高層建筑的用電需求。

2 超高層建筑高區(qū)變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1 超高層建筑中壓配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

超高層建筑，一般來(lái)說(shuō)，高度都非常高，并是由多座建筑群組合而成，一座低壓配電系統(tǒng)是無(wú)法滿足不同用電設(shè)備的供電降壓使用要求的，通常需要很多座變電站組成的變電站群來(lái)滿足整個(gè)建筑群的不同用電設(shè)備的供電使用需求，這種情況下，通常需要一套中壓配電系統(tǒng)，如10KV或35KV，來(lái)滿足使用需求。在中壓配電系統(tǒng)中，高區(qū)變電站只是中壓配電系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分、一座分站。超高層中壓配電系統(tǒng)一般分為主-分變電站結(jié)構(gòu)及二級(jí)配電結(jié)構(gòu)兩種，前一種結(jié)構(gòu)是使用最普遍的一種結(jié)構(gòu)。主-分變電站結(jié)構(gòu)與二級(jí)配電結(jié)構(gòu)都具有各自的優(yōu)點(diǎn)及不足。主-分變電站結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是其采用一級(jí)配電，所以結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；但該系統(tǒng)使用的主站高壓配電柜的規(guī)模比較大，同時(shí)線路較多，使用的電纜及真空開(kāi)關(guān)較多，會(huì)帶來(lái)設(shè)備成本及造價(jià)的提高。二級(jí)配電結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是其分變電站只需要兩路饋線就能夠滿足使用需求，節(jié)省大量的電纜、真空開(kāi)關(guān)等，會(huì)節(jié)省設(shè)備成本及造價(jià)；缺點(diǎn)是繼電保護(hù)問(wèn)題，由于多了一個(gè)一級(jí)配電，使繼電保護(hù)的時(shí)間沒(méi)有了，從而造成繼電保護(hù)配合具有一定的問(wèn)題。從兩種配電方式的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)看，主-分變電站結(jié)構(gòu)雖然造價(jià)相對(duì)較高，但系統(tǒng)更加可靠、簡(jiǎn)單，主-分變電站結(jié)構(gòu)使用的最普遍，二級(jí)配電結(jié)構(gòu)通常使用在要求不高的建筑項(xiàng)目中。

2.2 超高層建筑中高區(qū)變電站

高區(qū)變電站是整個(gè)建筑群的變電站群的一個(gè)分變電站，一般是0.4KV級(jí)的低壓配電系統(tǒng)，由兩臺(tái)變壓器組成，這兩臺(tái)變壓器可以互為備用，當(dāng)一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)變壓器可以保證變電站的正常工作。

3 超高層建筑高區(qū)分變電站所在位置的確定

3.1 超高層建筑高區(qū)分變電站的供電范圍

一般來(lái)說(shuō)，超高層建筑高區(qū)分變電站的供電范圍一般是50m或100m，如果供電區(qū)域與高區(qū)變電站之間的距離超過(guò)此距離，就應(yīng)該再增加高區(qū)變電站。

3.2超高層建筑高區(qū)分變電站的位置確定

一般超高層建筑中，每隔15層會(huì)設(shè)置一個(gè)避難層，而兩個(gè)避難層之間的距離與高區(qū)變電站的供電距離差不多，所以可以將高區(qū)變電站的機(jī)電設(shè)備設(shè)置在避難層，即設(shè)備層與避難層在同一高度上。一個(gè)高區(qū)分變電站，可以為其上下的供電區(qū)域進(jìn)行供電，根據(jù)高區(qū)分變電站供電距離的大小，可以算出超高層建筑需要設(shè)置多少個(gè)高區(qū)分變電站，從而保證分變電站可以覆蓋所有的需供電區(qū)域。

4 高區(qū)分變電站的其他設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 機(jī)電設(shè)備機(jī)房的設(shè)計(jì)要求

一般來(lái)說(shuō)，機(jī)電設(shè)備機(jī)房都會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音和震動(dòng)，會(huì)對(duì)設(shè)備機(jī)房的上下樓層，甚至對(duì)整個(gè)建筑產(chǎn)生一定的影響，在設(shè)計(jì)設(shè)備機(jī)房時(shí)，要充分考慮這些問(wèn)題。在解決機(jī)電設(shè)備震動(dòng)的問(wèn)題時(shí)，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)就要充分考慮樓板及地板的減震性能，在地板上要添加減震材料，防止機(jī)電設(shè)備的震動(dòng)通過(guò)地板、樓板傳遞到樓下或其他區(qū)域。在解決機(jī)電設(shè)備的噪音時(shí)，要從設(shè)備機(jī)房的隔墻及吊頂區(qū)域進(jìn)行解決。設(shè)備機(jī)房的隔墻要使用高隔聲墻系統(tǒng)，這種隔墻的作用是將機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生的噪音阻隔在設(shè)備間內(nèi)，防止噪聲穿過(guò)隔墻傳播到設(shè)備間外面，對(duì)大樓的其他區(qū)域造成影響。設(shè)備機(jī)房的隔墻、吊頂除了具有隔聲的效果，還應(yīng)該具有吸聲的效果，即在隔墻、吊頂結(jié)構(gòu)中使用穿孔板材+吸聲棉的吸聲結(jié)構(gòu)，當(dāng)聲音傳到隔墻、吊頂上時(shí)，通過(guò)吸聲結(jié)構(gòu)將聲音盡量的消減，起到吸聲降噪的目的，使設(shè)備機(jī)房的噪聲降低，同時(shí)也會(huì)減小隔墻隔聲的壓力，減小設(shè)備機(jī)房的噪音對(duì)機(jī)房以外區(qū)域的影響。

4.2 高區(qū)變電站機(jī)電設(shè)備的吊裝方式

一般機(jī)電設(shè)備都非常的重，所以機(jī)電設(shè)備如何上樓是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。一般上樓有三種方式，即通過(guò)大型貨梯、電梯井道或室外特殊吊裝設(shè)備上樓。機(jī)電設(shè)備通過(guò)貨梯上樓的方式，適用于機(jī)電設(shè)備噸位較輕的情況，一般噸位在4.5噸以下，可以使用大噸位貨梯運(yùn)送。如果噸位過(guò)大，超過(guò)了貨梯的載重能力，就無(wú)法用貨梯運(yùn)送設(shè)備了。機(jī)電設(shè)備通過(guò)電梯井道上樓的方式，可以適用于噸位較大的機(jī)電設(shè)備，該種方式是使用電動(dòng)葫蘆對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行吊裝，但這種方式的危險(xiǎn)性很大，可能會(huì)對(duì)電梯井道造成損壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)電設(shè)備通過(guò)室外特殊吊裝設(shè)備上樓的方式，也是應(yīng)用比較普遍的一種方式，但這種方式只適用于上下垂直的超高層建筑，如果建筑物的形狀是上面小、下面大的形式，就無(wú)法使用這種吊裝方式。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文從在什么情況下要使用高區(qū)變電站、超高層建筑中壓配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、超高層建筑高區(qū)分變電站所在位置的確定、機(jī)電設(shè)備機(jī)房的設(shè)計(jì)要求、高區(qū)變電站機(jī)電設(shè)備的吊裝方式等方面進(jìn)行了介紹，說(shuō)明了超高層建筑變配電設(shè)計(jì)的一些要點(diǎn)，在變配電設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)建筑自身的特點(diǎn)綜合考慮這些因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。

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