“超限”高層建筑電氣設(shè)計(jì)中幾個(gè)問(wèn)題的探討-建筑電氣2009

“超限"高層建筑 電氣設(shè)計(jì)中幾個(gè)問(wèn)題 的探討
陳眾勵(lì) (上海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市 200041)
Discussion about a Few Issues in the Electrical Design of ‘‘Transfinite”Tall Buildings
Chen Zhongli(Shanghai Institute of Architectural Design&Research Co．，Ltd．，Shanghai 200041，China)
Abstract In this paper，several key issues in the 及以上的建筑 (與結(jié)構(gòu)專業(yè)所講的 “超限”建筑概念
electrical design of the SO—called“transfinite’’tall
完全不同，切勿混淆)。低壓配電線路的長(zhǎng)度一般不
buildings with the building altitude of 250 m and above
允許超過(guò) 250 m (工程設(shè)計(jì)時(shí)，一般控制在 150m以
are discussed，including the form of the main wiring，the
內(nèi))，因此超過(guò)此高度的建筑，必然要在大樓中部
elevator operating mode under disaster， the control
strategy of fire control linkage， the continuous power (通常與避難層同層)設(shè)置樓層變電所，同時(shí)，中壓
supply duration of emergency lighting and counter— 發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用變得較有必要。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，
terrorism measures．
實(shí)用樓層高度250 m對(duì)供配電設(shè)計(jì)而言是個(gè)界限。本
Key 、～ords “Transfinite” tall buildings
文姑且以 “超限”來(lái)描述此類建筑。是否妥當(dāng)，尚待
Transformer's parallel operation Fire—extinguishing
medium Linkage control Evacuation under disaster 討論。
Emergency lighting Harmonic treatment Counter- 應(yīng)當(dāng)注意的是．實(shí)用樓層高度在 100～250m
terrorism measures
之間的高層建筑，所涉及的問(wèn)題略有不同，本文未予
討論。
摘 要 對(duì)建筑高度為 250m及 以上的“超限”
2 主接線形式與運(yùn)行方式問(wèn)題
高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，包括主接線形
式、災(zāi)時(shí)電梯運(yùn)行模式、消防聯(lián)動(dòng)控制策略、應(yīng)急照 “超限”高層建筑通常 由2～3路 35 kV (在沒有
35 kV的地區(qū)則采用 10 kV或 20 kV，如蘇州、常州
明連續(xù)供電時(shí)間、反恐措施等進(jìn)行 了探討。
等地區(qū))獨(dú)立電源供電．互為部分備用或全備用。以
關(guān)鍵詞 “超限”高層建筑 變壓器并列運(yùn)行
35 kV供電為例，目前常用的主接線形式有以下幾種：
滅火介質(zhì) 聯(lián)動(dòng)控制 災(zāi)時(shí)人員疏散 應(yīng)急照明 諧
兩路 35 kv市電1 35 kv市電2
波治理 反恐措施
35 kV獨(dú) 立 電
源，互為備用，
1 5l言
見圖 1。
自上世紀(jì) 90年代初開始 ，以上海金茂大廈為代 b． 兩 路
表的超高層建筑建設(shè)高潮席卷全國(guó)，把我國(guó)城市建設(shè) 35 kV獨(dú)立 電
水平推向了新高度。時(shí)至今日，我國(guó)投入運(yùn)行的超高 源作為常用 電
層建筑已達(dá)數(shù)百棟，其中，250 m及以上的高層建筑 源．一路 l0 kV
達(dá)數(shù)十棟。經(jīng)過(guò)業(yè)界同仁長(zhǎng)期不懈的努力，我國(guó)建筑 備用 電源 。見 圖 l 兩路 35 kV獨(dú)立電源，互為備用
電氣設(shè)計(jì)技術(shù)已取得長(zhǎng)足發(fā)展，但同時(shí)也面臨著一系 圖 2。 Fig．1 Two independent 35 kV power
supplies，mutual standby
列新的困惑、新的問(wèn)題。及時(shí)研究并解決這些緊迫問(wèn) C． 三路
題 ．對(duì)建筑電氣行業(yè)的發(fā)展具有重要意義，本文提出 35 kV獨(dú)立電源，兩用一備，見圖 3。
并討論 “超限”高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題。 d． 三路35 kV獨(dú)立電源，均作為常用電源，見
“超限”高層建筑是指建筑物的實(shí)用高度為250 m 圖4。
3
超限”高層建筑電氣設(shè)計(jì)中幾個(gè)問(wèn)題的探討(辟詹詹)建 藐電乞。
—_— —l__—l II BUILDING
z口09年第7期{ELECTRICITY
35 kv市電1 提高用戶端的供電可靠性和運(yùn)行方式的靈活性。而
且．由于電力自動(dòng)化系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，這種主接線形
式并不會(huì)給系統(tǒng)的運(yùn)行管理帶來(lái)太大困難，圖 3所示
—O 一
方案在一些工程中的成功應(yīng)用也驗(yàn)證了其可行性。那
w ＼』
電市 一一 x＼ 、 么．高壓側(cè)設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)的接線形式是否可以得到更
為廣泛的應(yīng)用呢?值得業(yè)界思考。
其次，二次側(cè)分列運(yùn)行的慣例在一些特殊民用建
筑工程中也已被突破。由不同電源供電的主變壓器并
圖 2 兩路 35 kV獨(dú)立電源作為常用電源，
人 一 路 1O kV備用電源 列運(yùn)行模式通常只限于一些特殊工業(yè)建筑中，但近年
Fig．2 Two independent 35 kV power supplies as common
來(lái)在一些特殊民用建筑中也得到了應(yīng)用。例如，中科
power supplies，one 10 kV standby power supply
院在上海的某大型實(shí)驗(yàn)室，由兩路35 kV獨(dú)立電源供
35 kV市電l 35 kV市電2 35 kV市電3
電，其主變壓器就是按并列運(yùn)行模式進(jìn)行設(shè)計(jì)的，主
要目的是為了避免電源切換過(guò)程中造成的斷電間隙、
提高供電可靠性和穩(wěn)定性。當(dāng)然，必須解決好并列運(yùn)
行模式下．系統(tǒng)短路容量、開關(guān)分?jǐn)嗄芰?、斷路器?br/>路保護(hù)的方向性選擇等諸多問(wèn)題。從該工程的運(yùn)行情
況來(lái)看，只要設(shè)計(jì)合理，系統(tǒng)的運(yùn)行安全是有保障
的．而其供電可靠性則可以得到顯著提高。其中，斷
路器電性能和控制性能的提高、電力自動(dòng)化系統(tǒng)的日
趨成熟等因素起到了重要作用。在芯片制造業(yè)等工業(yè)
圖3 三路 35 kV獨(dú)立電源．兩用一備 領(lǐng)域，由不同電源供電的變壓器并列運(yùn)行是較通行的
Fig．3 Three independent 35 kV power supplies，two for
做法。在電力自動(dòng)化系統(tǒng)得到普遍應(yīng)用、電網(wǎng)對(duì)操作
use and one for standby
人員的依賴顯著減弱的今天，這種并列運(yùn)行的模式在
35 kV市電 1 35 kV市電2 35 kV市電3
“超限”高層等特殊民用建筑中是否可以應(yīng)用．同樣
很值得設(shè)計(jì)院和電力公司加以研究。
應(yīng)當(dāng)注意的是。如果由不同電源供電的變壓器并
列運(yùn)行，則低壓配電的設(shè)計(jì)理念與技術(shù)措施都需作全
面調(diào)整。
3 自備發(fā)電機(jī)組的電壓等級(jí)及組網(wǎng)形式
“超限”高層建筑中，自備發(fā)電機(jī)組電壓等級(jí)及
圖4 三路 35 kV獨(dú)立電源。均作為常用電源
Fig．4 Three independent 35 kV power supplies，all for 主接線形式的選擇，要考慮系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性、供電的可
common power supplies
靠性、運(yùn)行管理的便捷性等諸多因素。一般而言，實(shí)
上述主接線形式的共同特點(diǎn)是：高壓進(jìn)線側(cè)不設(shè) 用樓層高度超過(guò)250 m的建筑，宜分別設(shè)置向大樓低
聯(lián)絡(luò)開關(guān) (圖3除外 ，它必設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān) )，二次側(cè) 區(qū)供電的低壓 (0．4 kV)發(fā)電機(jī)組和向大樓高區(qū)供電

該篇文章標(biāo)題"超限"高層建筑電氣設(shè)計(jì)中幾個(gè)問(wèn)題的探討發(fā)表于《建筑電氣》雜志2009年。文章詳細(xì)分析了在面臨諸如高度、容量需求、消防安全、電力供應(yīng)穩(wěn)定性、智能化系統(tǒng)集成以及特殊環(huán)境適應(yīng)性（如風(fēng)荷載、地震等極端條件）等諸多挑戰(zhàn)的超高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，電氣設(shè)計(jì)所遇到的關(guān)鍵問(wèn)題。這些問(wèn)題可能包括但不限于： 1. 電氣系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算與配電優(yōu)化：如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)并合理分配高壓變配電、低壓供電、動(dòng)力照明及電梯電力負(fù)荷，確保系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。 2. 綜合布線與通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃：在超高層建筑內(nèi)，電信、網(wǎng)絡(luò)和多媒體設(shè)備對(duì)信號(hào)傳輸質(zhì)量、帶寬需求及電磁兼容性的要求極高，如何進(jìn)行有效的綜合布線和通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃成為一個(gè)重要議題。 3. 防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)：鑒于建筑物高度帶來(lái)的雷電風(fēng)險(xiǎn)增大，如何設(shè)計(jì)科學(xué)合理的防雷與接地系統(tǒng)，保障人員生命財(cái)產(chǎn)安全及電子設(shè)備免受損害。 4. 消防電氣安全與應(yīng)急預(yù)案：在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，電氣設(shè)施的安全疏散和應(yīng)急電源配置顯得尤為重要，文章可能會(huì)討論相關(guān)規(guī)范要求及實(shí)際案例中的解決方案。 5. 節(jié)能與環(huán)保措施：隨著綠色建筑理念的推廣，超高層建筑的電氣設(shè)計(jì)需充分考慮節(jié)能降耗措施，如采用高效照明、智能控制系統(tǒng)以及可再生能源應(yīng)用等方面的內(nèi)容。 總之，《建筑電氣》2009年的這篇文章深入剖析了超高層建筑電氣設(shè)計(jì)中面臨的多項(xiàng)技術(shù)難題及其應(yīng)對(duì)策略，為業(yè)界提供了有價(jià)值的參考和啟示。