鄭申平

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030024)

近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展與建筑建設(shè)水平的不斷進(jìn)步，人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)提出了更高的要求。電氣設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵性內(nèi)容，而對(duì)于超限高層建筑來說，電氣設(shè)計(jì)更是一項(xiàng)重難點(diǎn)內(nèi)容。超限高層建筑是一類特殊的高層建筑，在其電氣設(shè)計(jì)實(shí)踐中遇到的問題較多、較復(fù)雜，若想保證電氣設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，必須要對(duì)各方面問題進(jìn)行細(xì)致分析及對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行全面研究。以下就聯(lián)系實(shí)際來談?wù)勏嚓P(guān)問題。

1 超限高層建筑的概念

我國(guó)將高度超過24m的綜合性建筑物、公共建筑物或其他建筑物以及樓層數(shù)多于10層的住宅建筑物稱為高層建筑，而超限高層建筑也屬于高層建筑的范疇，它是指超過相關(guān)規(guī)范要求限制的高層建筑。一般來說，超限高層建筑的高度與層數(shù)并無統(tǒng)一定數(shù)，例如混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑高度超過120m即可判定為超限高層建筑、混合剪力墻結(jié)構(gòu)建筑高度超過100m即可判定為超限高層建筑、帶錯(cuò)層結(jié)構(gòu)建筑高度超過80m即可判定為超限高層建筑、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建筑高度超過55m即可判定為超限高層建筑、網(wǎng)架無蓋結(jié)構(gòu)建筑高度超過28m即可判定為超限高層建筑。

2 超限高層建筑電氣設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 項(xiàng)目概況

某超限高層建筑項(xiàng)目的建筑高度為498m，總建筑面積為383350m2，包括地下89569m2+地上293781m2；地下共有4層，地上共有塔樓100層，包含10個(gè)避難層及設(shè)備層。本項(xiàng)目屬一類超高層公共建筑，需按一級(jí)負(fù)荷要求供電。

2.2 電氣設(shè)計(jì)原則

超限高層建筑電氣設(shè)計(jì)需遵循以下三項(xiàng)原則。①是可靠性原則。由于超限高層建筑中用電人數(shù)多、人員分布密集，所以在電氣設(shè)計(jì)中必須要遵循可靠性原則，通過科學(xué)分析建筑實(shí)際用電負(fù)荷等級(jí)來進(jìn)行合理規(guī)劃，保證電氣系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；②是簡(jiǎn)潔性原則。由于超限高層建筑中的電氣設(shè)備及管線使用量較多、日常運(yùn)行和維護(hù)工作量較大，所以在電氣設(shè)計(jì)中必須要遵循簡(jiǎn)潔性原則，盡可能地減少無用設(shè)備，提高操作的方便性與簡(jiǎn)易性；③是安全性原則。用電安全問題是人們所最關(guān)心的一項(xiàng)問題，所以在超限高層建筑電氣設(shè)計(jì)中必須要遵循安全性原則，做好各項(xiàng)安全細(xì)節(jié)優(yōu)化，不漏放任何安全問題，切實(shí)保障用電安全。

2.3 發(fā)電機(jī)接入方案設(shè)計(jì)

2.3.1 應(yīng)急電源設(shè)置依據(jù)

由于本項(xiàng)目建筑高度>250m，所以按照相關(guān)規(guī)范要求，需設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組以用于消防應(yīng)急電源；消防用電需按一級(jí)負(fù)荷中的特別重要的負(fù)荷供電。對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)組中的消防供電回路，需以專用線路與專用母線段相連接，連續(xù)供電時(shí)間需≥3.0h。另外，由于本項(xiàng)目中包含酒店業(yè)態(tài)，所以還需按照《旅館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)范要求來合理設(shè)置自備電源。

2.3.2 柴油發(fā)電機(jī)電源接入方式

對(duì)于超限高層建筑而言，電壓降會(huì)隨柴油發(fā)電機(jī)組供電距離的增加而增加，因此若柴油發(fā)電機(jī)組為常規(guī)400V型，可能無法有效保證電能質(zhì)量。一般來說，當(dāng)供電距離<250m時(shí)，可選擇常規(guī)400V型柴油發(fā)電機(jī)組；當(dāng)供電距離為250m～400m時(shí)，可根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選擇400V型柴油發(fā)電機(jī)組或10kV型柴油發(fā)電機(jī)組；當(dāng)供電距離>400m時(shí)，需選擇10kV型柴油發(fā)電機(jī)組或400V型(低區(qū))+10kV型(高區(qū))柴油發(fā)電機(jī)組。由于本項(xiàng)目建筑高度>400m，所以考慮到技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題和高區(qū)酒店業(yè)態(tài)特點(diǎn)，選擇分業(yè)態(tài)、分區(qū)段設(shè)置3臺(tái)不同的柴油發(fā)電機(jī)，其中酒店業(yè)態(tài)的柴油發(fā)電機(jī)組需獨(dú)立設(shè)置，合用1臺(tái)10kV型柴油發(fā)電機(jī)組；應(yīng)急電源分區(qū)段設(shè)置1臺(tái)400V型(低區(qū))柴油發(fā)電機(jī)+1臺(tái)10kV型(高區(qū))柴油發(fā)電機(jī)。在確定好柴油發(fā)電機(jī)組的電壓等級(jí)后，還需認(rèn)真考慮供配電系統(tǒng)的接入問題。通常情況下，需在發(fā)電機(jī)出線端即開始進(jìn)行消防負(fù)荷與一些重要負(fù)荷的分回路供電，且消防供電回路需以專用線路與專用母線段相連接。另外，本項(xiàng)目還要求消防專用線路采用耐火母線，并確保滿足950℃3h耐火試驗(yàn)。

2.3.3 電纜選型

對(duì)于超限高層建筑而言，消防配電線路一般需與其他配電線路在不同的電纜井、溝內(nèi)進(jìn)行分開敷設(shè)，或者也可以在電纜井、溝兩側(cè)對(duì)二者進(jìn)行分別布置，且應(yīng)采用礦物絕緣類不燃性電纜。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，當(dāng)建筑高度>100m時(shí)，普通設(shè)備配電電纜需達(dá)到阻燃A級(jí)；當(dāng)建筑高度>250m時(shí)，則需確保產(chǎn)品符合GB 31247《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》中的B1級(jí)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。此外，消防及疏散電梯的供電電線電纜需達(dá)到阻燃A級(jí)、耐火時(shí)間≥3.0h，其他消防供配電電線電纜需達(dá)到阻燃B1級(jí)、耐火時(shí)間≥3.0h；消防用電的供配電干線需敷設(shè)于不同豎井內(nèi)，并采用雙路由供電方式；避難層與非避難層不得共用配電干線，且其中消防用電需采用專用回路供電。此外，超限高層建筑中的非消防用電線電纜也需達(dá)到阻燃B1級(jí)。在本項(xiàng)目的電纜選型中，嚴(yán)格遵循了上述規(guī)范要求。

2.3.4 電氣豎井的設(shè)置

在高層建筑中，電氣豎井是指專門供電氣各系統(tǒng)進(jìn)行管線敷設(shè)的一種上、下貫通的井道，通常情況下，電氣豎井可以與樓層強(qiáng)弱電間合并使用，當(dāng)然也可以對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置。對(duì)于超限高層建筑而言，由于其建筑區(qū)段多，且每個(gè)區(qū)段內(nèi)都有較多數(shù)量的電梯，所以根據(jù)不同的功能需對(duì)核心筒進(jìn)行不同方案的布置，而這無疑給電氣豎井的設(shè)置造成了較大困難。如何在超限高層建筑內(nèi)進(jìn)行合理的電氣豎井規(guī)劃，并在有限的核心筒面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣豎井及其他機(jī)電專業(yè)井道、電梯井道等的有效整合，一直都是超限高層建筑電氣設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重難點(diǎn)問題。一般情況下，在超限高層建筑的強(qiáng)電低壓區(qū)間豎井設(shè)置和跨區(qū)間強(qiáng)電干線豎井的設(shè)置中，都需要充分考慮到防火分區(qū)問題，一些重要項(xiàng)目還需對(duì)高壓豎井和應(yīng)急豎井進(jìn)行分開布設(shè)。普通高層建筑中弱電豎井的數(shù)量通常為1～2個(gè)，由于本項(xiàng)目建筑高度>250m，因此需按照相關(guān)規(guī)范要求設(shè)置≥2個(gè)弱電豎井。再者，在本項(xiàng)目的電氣豎井設(shè)置中，還需嚴(yán)格遵循JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)范要求，確保高壓電源電氣線路、低壓電源電氣線路、消防應(yīng)急電源電氣線路這三者相互之間的安全距離均≥0.3m，若無法確保安全距離≥0.3m時(shí)則需采取一定的隔離措施；消防配電箱與端子箱前之間的安全操作距離需≥0.8m。對(duì)于普通高層建筑來說，當(dāng)滿足了上述規(guī)范要求后，只需再做好橋架、母線及配電箱等的布置，并注意預(yù)留出一定的空間即可；但對(duì)于超限高層建筑而言，消防用電的供配電干線需敷設(shè)于不同豎井內(nèi)，并采用雙路由供電方式。在本項(xiàng)目的低區(qū)標(biāo)準(zhǔn)層中，總共設(shè)置了2個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)中各設(shè)置1個(gè)低壓強(qiáng)電間兼豎井；單獨(dú)設(shè)置高壓豎井和發(fā)電機(jī)供電豎井；消防常用電纜分豎井設(shè)置，設(shè)置位置是本防火分區(qū)內(nèi)合并使用的電氣豎井與低壓強(qiáng)電間內(nèi)；消防備用電纜也分豎井設(shè)置，設(shè)置位置是另一防火分區(qū)內(nèi)合并使用的電氣豎井與低壓強(qiáng)電間內(nèi)。

3 結(jié) 語

綜上所述，在超限高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵需遵循可靠性、簡(jiǎn)潔性和安全性原則，并把握好發(fā)電機(jī)接入方案設(shè)計(jì)、電纜選型和電氣豎井的設(shè)置等技術(shù)要點(diǎn)。在實(shí)踐當(dāng)中可能會(huì)遇到許多問題，具體還需充分結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際特點(diǎn)，在嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范要求的前提下，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化。