超高层建筑物的建设现已为国内各城市规划所欢迎，建筑体量、美观常成为人们心中衡量城市发展面貌的标尺。

这主要原因是在经济繁荣、城市用地紧张的城市越来越多，超高层建成后也是一个城市建设实力、财力的象征和新景观。超高层建筑物建筑高度高、楼层一般也在40层以上，加上建筑越高，其基础结构、地上结构、机电安装的复杂程度、运行设备数量,安全运行标准高,设计的复杂性复杂程度、经济投入都大幅增加。本文以某栋超高层商业办公楼电气设计为例浅述实际设计的的体会。

超高层建筑群

1、案例建筑物概况

该项目地上53层,地下4层，建筑高度m,包括电梯机房等屋顶辅助设施,总高度控制在m以下(满足航空限高的需要)。整座建筑为一座甲级写字楼。共设21台载人电梯,建筑地上部分按低、中、高三个办公区分设3组电梯；同时设有2部消防电梯到达各层；地下部分设有3部专用电梯从地下停车场到达裙房各层；另设有1部服务电梯，从地下1层直达3层。底层设有多功能裙房。为办公大堂、商业、大厦自用办公等；6层以上为办公；地下为错层式，南区地下4层为车库，北区地下3层为设备机房与车库。设计阶段严格要求设备间尺寸紧凑以达到尽量减少公摊（公用）面积。本楼各单元的强弱电设备间分开设置,以保证设备的可靠运行和减少电磁相互干扰,并严格控制电气产品几何尺寸,以确保能紧凑、安全、有效地安排各种配电盘(柜)、控制接线箱在强弱电竖井内的布置。

项目电气设计主要分强电专业设计、智能化系统设计、照明系统设计、消防控制系统设计。虽然建筑给的设备安装面积紧张，设计还是尽可能将强弱电气井分开设计，以达到方便系统维护及消除混搭的不利影响，这个在大型公共建筑、超高层建筑方面是有必要的考虑。

2、强电电气-供配电设计

超高层配电规范要求主要供电负荷为一级或二级,项目工程10KV供电电源由城市供电网引入2回路独立高压电源,该两路10KV高压电源能负担整个大厦的全部负荷.正常情况下,二路电源同时供电,当其中一路电源发生故障时,另一路电源通过母线联络开关自动转换,负担整个工程的全部负荷。高压一次配电系统采用双母线分段运行,加电气、机械连锁Ⅰ、Ⅱ运行方式为分段分列运行(见图1)

项目1号10kV进线图项目2号10kV进线图

项目变配电所设计高压开关柜、低压开关柜进出线可采用下进下出、上进上出等4种组合选择，其中各有优缺点，具体选择受建筑条件、现场条件、设备条件等经济、技术因素，以及设计者的习惯等因素的影响，在考虑本工程条件情况下，北区选用下进下出，其它则高压下进下出，低压采用上进上出。

变压器采用环痒树脂浇注型铜芯绕组带保护外壳干式变压器,并设温度监控及报警装置，严格要求配置符合未来2年内环保、节能标准规定的型号，相关数据以国家标准《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》GB的节能评价值为准。同一供电覆盖区域变压器采用单母线分段运行方式,两段母线间联络开关并进行电气联锁,正常情况下,母联开关断开,变压器单独运行,任一台变压器发生故障时,母联开关自动转换,对主要负荷进行供电,以提高供电可靠性。

变配电设计中无功补偿这一块是直接影响电能质量、效率的专业系统模块。在补偿量国家相关技术主管部门早已有成熟的指导规范、图集等。但这并没有减少这一设备选配的乱象。主要原因无功补偿器的利润目前相对比较高、国人认知的国内外制造技术还有较大差距，设计上主要在于技术指标的设定较高时国产产品多数达不到。进口品牌价格虽然近些年有所下降，但仍处于高位。实际使用上部分真正进口品牌产品做工精密度、用材优于国产，这里有国外相关加工工艺技术及设备壁垒的原因。国产产品实际上亦可满足使用，这也是目前市场上有不少的号称国外品牌产品贴牌国产产品的原因，使用方因此有不少用接近进口品牌产品价格采购的国产设备。所以这一设备选型是供配电工程中的需要更加谨慎处理的一部分工作。另外采用补偿方式与设计数量也有关系，为达到更好效果，本项目补偿采用集中和分散接合的方式。一方面在变电所低压侧设静电电容器集中自动补偿，要求补偿后COS0.9。另一方面在末端采用就地补偿方式。举例来说如选用日光灯（非LED光源）要求在镇流器处安装电容器进行就地补偿。

3、低压配电

项目低压配电按规范使用采用TN-S系统。干线供电方式，由变电所低压配电柜引至各用电点的供电,按使用功能不同分别采用放射式或树干式，同时满足规范及用电末端使用功能要求。消防用电设备、应急照明、消防控制中心均按规范要求等采用双回路供电，末端配电箱自动切换。

楼内办公区照明均经由电气竖井敷设线路馈电,引至每层总电度表箱再配电给各用户。防火卷帘门,空调机,专业性控制设备均与设备成套由供货商设计。空调及动力用电设备按分布情况采用放射式与树干式相结合的供电方式。事故照明,消防及重要用电设备均采用双电源互投装置。

4、低压配电电线电缆的选型和敷设

超高层配电线路按规范为特级的要求，其中包含主干传输线路。这些无疑增加的线路的造价。

竖井内干线电力传输设备的选型和敷设方式是设计中需要重点考量的部分，主要3种方案选择，分别为耐火型封闭式密集母线槽、电缆T接、预分支电缆。论造价，3种做法在不同位置、条件适当取舍较为妥当，论安全可靠性、电缆T接不适合太大电流的应用，供电可靠性低且占用空间较大，在主干大电流的应用总造价并不会有太明显的优势。预分支电缆安全可靠性提高了，空间占用比电缆T接少，但其安装较为麻烦，需要预制设计，同时如出现故障，检修或更换较为麻烦，这个方面不利于复杂民用建筑项目（超高层公用建筑难度更高），现场的安装施工也不便进行过程中干线线路变更，容易造成较大浪费或返工。密集母线槽以其载流量大占用空间小耐火防火性能较强多为超高层项目选用为主干供电线路，设计规范、技术措施和地方标准中较为严格的防火要求在现今耐火型封闭式母线槽产品完全可以达到要求。母线槽有另一个缺点是它的重量大，抗震安装要求相对较高，受风荷载、地震等因素影响会产生相对晃动现象,摇晃引起的前后左右偏移量随楼高的加大而增加，但在现今的抗震设计中已经可以得到解决大部分不利影响，加上母线槽补偿装置单元的解决了热涨冷缩、超高楼层长度晃动误差的问题，消除了母线热涨冷缩、以及因超高建筑层晃动而引发的应力，使设备不致损坏，能够安全供电。

预分支电缆竖向图

经过谨慎考虑，在项目树干式配电方式中负荷较大的配电干线采用密集式插接母线，负荷较小的采用电缆T接或预分支电缆。各层电气竖井内的楼板孔洞和各处墙壁上的电气安装孔洞,设计要求在设备安装施工中严格按规范用防火胶泥等防火材料严实封堵。

5、消防负荷及其它重要负荷配电设计

消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、防火卷帘等消防用电均设计为一级负荷;走道照明，安防系统用电，电子信息设备机房用电，消防梯用电，排污泵，生活水泵，地下车库照明用电为一级负荷。普通电梯、主要通道照明二级负荷等。均采用双回路供电，末端配电箱自动切换。非消防照明电源可在火灾时可由火灾报警系统切断。

消防负荷干线采用矿物绝缘电缆，消防支线采用低烟无卤耐火B级铜芯电缆，其它负荷干线采用低烟无卤阻燃B级铜芯电缆、

为保证低、中、高消防用电,采用自启动应急柴油发电机组二台,二台机组可并车运行.一台机组运行负荷率为75%自动启动第二台机组.二台机组备用功率均为KW,/V,三相四线50Hz,自启动,发电机自启动信号取自变压器低压侧主开关的辅助接点，当市电中断时，机组应立即启动，且在15S内供电。带共用底盘、控制屏。该发电机与市电间采用机械及电气联锁,以防向市电倒供电。

消防部分使用蓄电池作为备用电源。火灾报警控制器和消防联动控制器同时自带的蓄电池电源或消防设备应急电源。当备用电源采用消防设备应急电源时，火灾报警控制器和消防联动控制器应采用单独的供电回路并应保证在系统处于最大负荷状态下部影响火灾报警控制器和消防联动控制器的正常工作。

6、照明设计

光源、镇流器及灯具。1)选用高效节能灯具。2)支架灯、灯盘采用T5LED灯（选用电子镇流器，也可采用节能型电感镇流器）。.照明光源和灯具选择,根据各场所功能与要求,以高光效荧光灯为主,并尽可能选用节能型荧光灯.地下室主要通道,应急出口,楼梯间及其消防前室,电梯厅等,并应设带镉镍电池的疏散指示及安全出口标志灯,各楼层设应急型标志灯,该灯在正常及事故情况下均点亮。.下列场所设有备用照明:消防控制室,(消防泵房)防排烟机房,变配电所,消防中心等场所.且应急照明灯的镉镍电池供电时间不小于90min.5)大容量的谐波源设备，要求其产品自带滤波设备，将谐波电流含量限制在允许范围内。

封闭楼梯间，防烟楼梯间及其前室，消防电梯间的前室及合用前室、避难走道、避难层（间）。裙楼的展览厅、多功能厅和建筑面积大于M2的营业厅、餐厅等人员密集场所。疏散走道，应急照明和疏散指示。

消防控制室，变配电室，消防水泵房，发电机房及火灾仍需坚持工作的场所的照明％为备用照明，其电源转换时间不大于5S，备用电源连续供电时间不少于3.0H。3)楼梯间及其前室，消防电梯间及其前室，疏散通道，主要出入口等场所的应急照明火灾时由火灾自动报警系统控制模块强制点亮。

1)本工程消防应急照明和疏散指示系统选用集中电源集中控制型，系统由应急照明控制器、应急照明集中电源，应急照明配电箱、消防应急照明灯具、消防应急标志灯具等组成。应急照明控制器设置在消防控制室内。a.智能监测功能：实时监测应急照明控制器的综合运行情况，实时监测系统供电（通讯）网络每回路开路、短路及连接状态；实时监测应消防急灯具内光源的故障；实时监测应急照明配电箱的工作状态；定期检测集中电源自带电源灯具内的电池应急时间；

系统要求:a.通讯总线技术要求：总线技术需满足国家标准《控制网络LONWORKS技术规范》GB/Z.6相关规定。(1).通讯线制：系统通讯采用无极性两总线技术，灯具之间可采用自由拓扑结构，即由应急照明集中电源应急照明配电箱至消防应急灯具采用两线制，既可做为供电又可做为通讯用。(2).国家标准及通讯频段：要求通讯采用双频道技术，即khz和khz双频通讯，一种频道通讯受到干扰能转到另一种频道。(4).通讯距离：由应急照明控制器至集中电源应急照明配电箱采用手拉手接线时，通讯线长度不大于0m，自由拓扑接线时，通讯线长度不大于m。(5).当应急照明控制器与应急照明集中电源应急照明配电箱通信中断时，应急照明集中电源应急照明配电箱应连锁控制其配接的非持续型照明灯的光源应急点亮、持续型灯具的光源由节电模式转入应急点亮模式；当应急照明集中电源应急照明配电箱与灯具的通信中断时，非持续型灯具的光源应应急点亮、持续型灯具的光源应由节电点亮模式转入应急点亮模式。g.联动控制功能：由火灾报警控制器（FAS）通过RS通讯接口向应急照明控制器提供防火分区火灾探测器信息，控制器计算机根据所提供“通讯协议”进行分析，自动点亮全楼应急照明。为了确保本系统的稳定性，除接受经专门的编程的FAS系统防火分区一个着火点信号的输入信号及对应返回信号外，其它均采用非开放的运行模式(内系统自行管理，对外只是单向传送信息)。

2)建筑泛光照明设计

超高层建筑由于地标性的特点，政府主管部门都十分

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