超高层建筑的电气设计有高招

　　北京超高层建筑的大量涌现，成为北京现代化国际大都市的重要标志。新CCTV、新BTV、京广中心、财富中心等高楼大厦成为今日京城一道道亮丽的风景线，其中，国贸三期以其75层、330米的高度成为北京最新的第一高楼，吸引着无数市民和业内人士的关注。

　　作为超高层建筑，国贸三期在电气设计上有着和普通建筑不同的设计理念和特殊的关键性设计处理，以保证它的安全性和高品质。就此方面的诸多问题，记者近日采访了国贸三期的电气设计师——柏诚（亚洲）有限公司的驻京高级工程师黄家豪先生。

　　柏诚公司在全球拥有丰富的超高层建筑电气设计经验，此次国贸三期也选择了柏诚公司负责整个项目的电气设计。黄家豪先生现任高级工程师，有着丰富的专业经验，此次全程参与了国贸三期项目的电气设计，是柏诚公司委任的驻京工程师。在国贸三期的行政楼中，黄先生给我们讲述了柏诚公司在这个项目中电气设计的理念和一些处理细节，尤其涉及超高层建筑中电气设计的特点。

　　黄先生介绍，在中标国贸三期项目后，柏诚公司为这个项目的电气设计量身定做了一套整体方案。面对这个超高楼项目，柏诚在机电方面的设计构想主要是将10千伏进线从地库层引进到10千伏总配电房，然后分配至各负荷中心的变配电室，其中两个变配电室位于主塔楼中部的两个机电设备层，提供主塔楼的用电负荷，另三个变配电室位于地库层，提供地库、商业及中央制冷系统的用电负荷。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，以增加供电的可靠性。此外，国贸三期还设置了备用柴油发电机，作为除市政供电以外的备用电源。

　　作为超高层建筑，安全性必然是供电系统设计所需要格外注意的地方，其次是供电可靠性。在国贸三期配电系统的设计上，考虑到多回路供电及备用发电机组的配置。因超高建筑的高度，变配电房设置在了塔楼中部的楼层，以减少低压配电的损耗。由于备用柴油发电机需要设置于地库层，为了配电至塔楼的高层，供电电压采用了10千伏输出，再经变压器降压至低压配电。

　　在这样的超高层建筑的配电系统上，供电距离、电缆的长度、电缆大小的适当调整以及安装时的施工工艺也需要注意。由于国贸三期面积大、楼层多，自然会出现远距离供电的问题，考虑到这一点，后备电源采用了高压发电机来发电，从而很好的解决了这个难题，国贸三期也是朝阳区首个运用高压发电机作为备用电源的项目。

　　另外还需要特别注意的是，超高楼遇到强风时，可能会出现左右晃动，只是这种晃动一般人用肉眼很难发现，国贸三期地面和建筑物顶部水平振幅约为0.5米。由于超高层建筑物会有一定的摇摆度，在上升主干线的设计上将以电缆连接铜母线槽配电，以减低超高层建筑物在摇摆时对铜母线槽接驳组件位置的拉扯压力，减少发生故障及维修的机会，也相对地增加了主干系统的寿命。

　　黄先生介绍：“考虑到国贸三期建成后让业主使用方便，在电气设备的空间安排方面我们也做出了尽量的调整。因为作为超高楼，它的楼层多，机电方面的设备自然也多，而对于业主方面，他们肯定是希望拥有尽可能多的使用空间，这样就会和我们的电气设备所占用的空间形成一个矛盾，这也是很多高层建筑物都会碰到的一个问题。为了让业主获得更多的使用空间，我们在排布电缆和竖井方面花了很多的时间和心思，并且和业主、各个施工单位进行紧密的协调配合，尽量减少转换竖井和缩小竖井等所占用的空间，以便提供出更多的空间给业主使用。”

　　在节能的问题上，除了降低电压以减少用电损耗外，在办公楼里，设计方采用了高效能的T5节能荧光管，它的特点是把电能转化为光能的效果比较好，比起以前那些T8、T10的荧光管，T5荧光管将在日后使用过程当中发挥更好的节能效应。另外，在水泵和空调风机马达方面，大多都采用变频控制设计，变频控制马达的特点是可以根据实际系统需求来调节马达的用电量，这样就可以避免以往普通马达长时间持续定量工作造成的不必要的用电浪费，从而达到节能的目的。

　　对于高75层、330米的国贸三期来说，电梯的安置以及电梯的运行速度是一个引人关注的问题。据黄先生讲，国贸三期的电梯最快运行速度可以达到每秒十米，这也应该是目前中国大陆电梯最快的运行速度，到国贸三期投入使用时，人们可以感受到瞬间上升或下降的美妙体验。另外，在低层和高层的电梯转换安排方面，将30层设计成转换层，低层的电梯上升到30层时转换乘坐另一组电梯到达30层以上的高层区域。

　　在弱电方面，目前全世界都流行使用高清视频，在国贸三期酒店区域的弱电系统设计上，都配置了可以兼容播放高清视频节目的系统，从而满足了业主和客人的高端需求。

　　黄先生介绍，在项目实施过程中，也遇到了一些实际的困难和问题。比如施工的工期紧，同时要配合其它设计单位的优化考虑，解决施工单位相互的协调问题等。值得一提的是，低层的商场具有很大的变化性，今天是一个大商铺，明天就可能变成了三个小商铺，或者变成了一个大的开放性场所，随着商铺自身的变化，它所需要的电气方面的功能也要随之变化，针对这个问题，设计方就需要反应迅速，在配电功能上做出相应的调整，以满足业主所需。黄先生介绍，在强电方面，主要利用母线槽来配合不同楼层租户里多变的用电负荷，做出灵活的调整，来解决这个难题。

　　当下正值举国上下抗震救灾的时候，就此，黄先生也讲了一些电气方面和地震相关的问题。

　　地震爆发后，对建筑物自身已是一个重大的灾难。首先应考虑供电系统不应再为建筑物带来更多的灾害，如爆炸、火灾等，即使在无可避免或预测的情况下，也应考虑不至引起大范围大面积损害。其次是系统本身的安全性和可靠性。由于超高楼的楼层高，面积大，电缆布经区域也很大。一旦发生地震时，大楼晃动，电缆也随之晃动，在这种情况下，要注意适当的电缆长度及固定方法，让电缆系统有一定的富余量，不至于造成损坏进而影响到供电系统。相对电缆而言，母线槽在高楼遭遇地震的时候出现损坏的几率就大的多。

　　另外，一些电气设备的固定，如桥架方面，可考虑多使用弹簧支架，这样一旦出现地震情况，这些电气设备虽然会随着建筑物本身震动，但是因为用了弹簧支架，就会有一个缓冲过程，减少震动及松脱而引至下坠的机会，亦不至于造成严重的损坏，以致破环整个大楼的配电功能。

　　黄先生还介绍了现在高科技和人性化的电梯设计方案。如果大楼突然遭遇地震或者强风，大楼的电梯系统会自动停止运行，所有的电梯会立即自动回降到最近的一层，开门，以便里面的乘客跑出来逃生。

　　最后，谈及香港和国外的电气设计师与内地设计师在设计理念上的不同之处时，黄先生坦言：“就个人观点而言，内地的设计师在进行设计的时候，有一个显著的特点，就是对于机房、竖井等的空间方面考虑得过于充分，设计出来的机房都占用了很大的空间，这在技术上本身没有什么问题，可以确保供电系统有很好的安装及维修空间，但是在如今像国贸三期这样的中外合资项目中，业主会非常追求大楼的高使用率和美观效果，尤其是酒店、商场等高端场所，更需要比较宽敞和舒适的空间感，因此他们对机电方面的设计会要求做得非常精简，不希望占用过多的空间。现在越来越多国外的投资商来到中国内地投资大的项目，我们内地设计师在客户服务方面还可以有更大的进步空间。”

　　据黄先生介绍，目前，柏诚公司在国贸三期项目电气设计的主要工作已基本完成，现阶段正在进行大楼精装修的设计工作，柏诚的设计工作将一直持续到项目完成。相信柏诚的电气设计一定会保证国贸三期投入使用后的安全性、可靠性和高品质。

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