淺談超高層建筑電氣設計

1、淺談超高層建筑電氣設計淺談超高層建筑電氣設計1、在中國，每五天就有一棟超高層拔地而起，2、預計到2016年，中國將有大約800棟超高層建筑建成，是美國的四倍，3、我國在建或即將建設的500米以上超高層有14棟4、中國在建設最高建筑：蘇州中南中心超過700米，達到729米。5、中國已經到達最高點：上海中心632米6、中國已經建成運行的建筑：上海環(huán)球中心492米7、分布：長三角33%、珠三角25%、中西南20%、環(huán)渤海和東北16%截止截止2016年年10月，月，我國在建或即將建設的500米以上超高層有14棟我院原創(chuàng)或參與我院原創(chuàng)或參與11棟棟 部分原創(chuàng)作品部分原創(chuàng)作品部分合作作品部分合作作品全國全

2、國12座座500米以上超高層建筑，我院參與設計米以上超高層建筑，我院參與設計7座、咨詢座、咨詢2座座(上海中心上海中心-結構咨詢、中國樽結構咨詢、中國樽-全專業(yè)咨詢）全專業(yè)咨詢）合肥寶能（合肥寶能（588m588m） 合肥恒大合肥恒大(518m)(518m)建筑總面積建筑總面積270270萬萬m m2 2T1-T3T1-T3總面積總面積133133萬萬T1T1，588m,588m,T2, 490m,T2, 490m,T3, 380m,T3, 380m,問題？ 超高層建筑電氣設計的難點？ 上海對超高層建筑的變壓器、柴油機設置在屋頂、避難層、設備層如何處理？通常采用哪些運輸、降噪、防火措施？ 上海

3、超高層建筑的電氣豎井如何設置？ 超高層建筑強、弱電線纜如何選擇？上海規(guī)范對建筑設計防火規(guī)范50016-2014第10.1.10條（以下簡稱建規(guī)）第1款礦物絕緣類不燃電纜如何理解和執(zhí)行的，在線纜敷設上是如何做的？ 上屆建筑電氣分會會議上討論消防負荷低壓配電分組意見提到對超高層建筑應采用分組供電（見建規(guī)10.1.6條文說明），上海市對超高層建筑低壓系統(tǒng)分組如何設計的？二、部分代表建筑電氣指標介紹市場優(yōu)勢 / Market Advantage蘇州中南中心蘇州中南中心 中國第一高樓中國第一高樓 總建筑高度總建筑高度729米米 138層，層，49萬平方米萬平方米 1、電源：、電源：6路路20KV 457

4、60KVA 2、高壓發(fā)電機、高壓發(fā)電機 4臺臺3000KVA 3、指標：、指標：93VA 應急應急24VA 4、變電所位置：、變電所位置： B1 9F 25F 41F 57F 88F 103F 119F 南昌綠地中央廣場（雙塔）250m，60層， 29萬平方米3組2路10kv電源30層 2000kva 4臺 1600kva 2臺60層 1000kva 2臺 1250kva 2臺3臺10kv發(fā)電機3X2000kw 并網174武漢世貿中心武漢世貿中心 原創(chuàng)設計中國最高雙子塔原創(chuàng)設計中國最高雙子塔 建筑高度建筑高度438米，米，89層層 功能涵蓋辦公、酒店、商業(yè)、功能涵蓋辦公、酒店、商業(yè)、 35萬平

5、米超大型綜合體萬平米超大型綜合體1、供電電源：、供電電源：6路路10KV（4有有2備）備）2、高壓發(fā)電機、高壓發(fā)電機 3臺臺 低壓發(fā)電機低壓發(fā)電機 1臺臺3、變電所位置：、變電所位置：B1、5F、18F、 31F、 47F、75F4、上樓變壓器容量：、上樓變壓器容量：1250KVA5、指標：、指標：103VA 應急應急22VA上海中心上海中心（目前結構最高（目前結構最高2014/8/32014/8/3）高度：高度：632米層數：層數：地上124層面積：面積：582,000米2 電源電源：2路110kV 2臺40000kVA指標指標：138VA 17+19VA（應急+備用）上海環(huán)球中心上海環(huán)球中

6、心（目前建成并投入運營最高（目前建成并投入運營最高.2008.2008）高度：高度：492米層數：層數：地上101層面積：面積：386,000米2電源電源：3路35KV 3臺12500KVA高壓發(fā)電機高壓發(fā)電機：4臺2500KVA上樓變電所上樓變電所：6F: 4X1250KVA 18F: 6X1250KVA30F、42F、54F :7X1250KVA66F: 6X1250KVA 90F: 11X1250KVA指標指標：98VA 應急+備用26VA武漢綠地國際金融城武漢綠地國際金融城 武漢綠地中心武漢綠地中心辦公、酒店、商業(yè)辦公、酒店、商業(yè) 、公寓、公寓總建設面積：總建設面積：735000735

7、000平方米平方米建筑高度：建筑高度：636636米米, , 120120層層電源：電源：8 8路路10KV10KV，冷凍機采用，冷凍機采用10KV10KV應急：高壓發(fā)電機應急：高壓發(fā)電機變電所：變電所：B2 3F 35F 63F 98F 117F B2 3F 35F 63F 98F 117F 變壓器上樓：變壓器上樓：1250KVA1250KVA指標：指標：115VA 115VA 應急應急23VA23VA用途：商業(yè)、酒店、辦公用途：商業(yè)、酒店、辦公設計年份：設計年份：20072007至今至今總建筑面積總建筑面積 ：832000832000m2m2建筑高度：建筑高度：597597米米 11711

8、7層層 電源:2路110KV 2臺31500KVA高壓發(fā)電機： 4臺3000KVA上樓變電所： 31F ：10臺1600KVA 62F：10臺1250KVA 93F： 8臺1600KVA指標：118VA、 應急15VA建設單位：香港新世界地產（中國）建設單位：香港新世界地產（中國）用途：商業(yè)、酒店及寫字樓綜合體用途：商業(yè)、酒店及寫字樓綜合體設計年份：設計年份：2011/20122011/2012建設地點：天津濱海新區(qū)建設地點：天津濱海新區(qū)總建筑面積總建筑面積 ：389000389000 m2 m2建筑高度：建筑高度：530530米米 100100層層電源：電源：10KV10KV，1212路（路

9、（8 8用用4 4備）備） 58700KVA 58700KVA高壓發(fā)電機高壓發(fā)電機+ +低壓發(fā)電機低壓發(fā)電機 23650KVA 23650KVA 指標：指標：183VA 73VA183VA 73VA( (業(yè)主要求冷凍機的電源也要接發(fā)電機）業(yè)主要求冷凍機的電源也要接發(fā)電機）大連綠地中心大連綠地中心用途：辦公、酒店、商業(yè)用途：辦公、酒店、商業(yè) 設計年份：設計年份：20102010年年/2013/2013年年建設地點：大連市東港區(qū)建設地點：大連市東港區(qū)總建設面積：總建設面積：300000300000平方米平方米建筑高度：建筑高度：518518米米 8585層層電源：電源：4 4路路10KV 10KV

10、 低壓發(fā)電機和高壓發(fā)電機各一臺低壓發(fā)電機和高壓發(fā)電機各一臺上樓變電所上樓變電所: 5F 38F 66F : 5F 38F 66F 屋頂屋頂指標：指標：107VA/10VA 107VA/10VA 天津環(huán)球金融中心天津環(huán)球金融中心辦公、酒店（瑞吉）、商業(yè)辦公、酒店（瑞吉）、商業(yè) 、公寓、公寓設計年份：設計年份：20052005年年/2009/2009年年總建設面積：總建設面積：550000550000平方米平方米建筑高度：建筑高度：337337米米 電源：電源：2 2路路35KV (35KV (直降）直降） 低壓發(fā)電機低壓發(fā)電機 B1 45F 60F B1 45F 60F 指標：指標：97VA/1

11、2VA97VA/12VA天津現(xiàn)代城天津現(xiàn)代城A A區(qū)和區(qū)和B B區(qū)區(qū)辦公、酒店（四季）、商業(yè)辦公、酒店（四季）、商業(yè) 、公寓、公寓設計年份：設計年份：20092009年年/2012/2012年年總建設面積：總建設面積：528000528000平方米平方米建筑高度：建筑高度：339339米米電源：電源：2 2路路35KV (35KV (直降）直降） 高壓發(fā)電機：高壓發(fā)電機：2 2臺臺1500KW1500KW指標：指標：117VA 117VA 應急應急17VA17VA上海北外灘白玉蘭廣場上海北外灘白玉蘭廣場建設單位：印尼建設單位：印尼APPAPP金光集團金光集團用途：辦公、酒店（用途：辦公、酒店（

12、WW酒店）、商業(yè)酒店）、商業(yè) 、公寓、公寓設計年份：設計年份：20062006年年/2009/2009年年建設地點：上海市虹口區(qū)北外灘建設地點：上海市虹口區(qū)北外灘總建設面積：總建設面積：550000550000平方米平方米建筑高度：建筑高度：330330米米 6666層層電源：電源：2 2路路35KV 35KV （直降）（直降）高壓發(fā)電機高壓發(fā)電機指標：指標：117VA 117VA 應急應急22VA 22VA 西南第一高樓西南第一高樓昆明俊發(fā)昆明俊發(fā)“春之眼春之眼”客戶：客戶：云南俊發(fā)集團用途：用途：辦公、酒店、酒店式公寓、商業(yè)等建設地點：建設地點：昆明市東風廣場合作方：合作方：SOM總建筑面

13、積：總建筑面積：621,540m2建筑高度：建筑高度：460米主樓+310米公寓 東方之門東方之門( (秋褲）秋褲）客戶：客戶：蘇州乾寧置業(yè)有限公司用途：用途：辦公、酒店、酒店式公寓、商業(yè)等建設地點：建設地點：蘇州工業(yè)園區(qū)合作方：合作方：英國RMJM建筑設計事務所總建筑面積：總建筑面積：420,000m2建筑高度：建筑高度：310米 電源電源：3路20KV高壓發(fā)電機高壓發(fā)電機：3臺2000KVA(6KV)指標指標：100VA 應急+備用13VA南京金鷹天地廣場南京金鷹天地廣場客戶：客戶：南京建鄴金鷹置業(yè)有限公司建設地點：建設地點：南京河西區(qū)用途：用途：酒店、辦公、商業(yè)等總建筑面積：總建筑面積：

14、915,000m2建筑高度：建筑高度：358米 +328米+308米三塔電源：10路10KV高壓發(fā)電機：4臺2000KVA指標：88VA 應急+備用9VA南京紫峰大廈南京紫峰大廈客戶：客戶：綠地集團合作方合作方：SOM建設地點：建設地點：南京鼓樓區(qū)用途：用途：酒店（洲際）、辦公、商業(yè)總建筑面積：總建筑面積：260,000m2建筑高度：建筑高度：450米 電源電源：8路10KV高壓發(fā)電機高壓發(fā)電機：4臺1900KVA上樓變電所上樓變電所：10F: 2臺1600KVA+2臺1250KVA35F: 2臺1000KVA+2臺1250KVA60F: 2臺1600KVA指標指標：117VA 應急29VA合

15、肥濱湖新區(qū)CBD 588米，230萬平方米三、分析1、供電電源2、應急電源和備用電源3、變電所上樓4、負荷計算（用電指標的確定）5、樓層配電豎井的設計6、其他設備選擇序號項目名稱 高度（米） 面積平方米供電電源用電指標（VA/平方米）備 注正常電源應急+備用電源1蘇州中南中心729496路20KV93242上海中心632672路110KV,2X40000KVA13817+193武漢綠地中心636738路10KV115234大連綠地中心518294路10KV107 105天津高銀117598802路110KV,2X31500KVA118156上海環(huán)球中心49238.63路35KV,3X12500

16、KVA98267上海金茂大廈420292路35KV,2X16000KVA1108上海世茂廣場333172路35KV,2X10000KVA11789上海白玉蘭廣場300422路35KV(直降）1172210天津富力43929.22路35KV,2X16000KVA1092011天津環(huán)球（津塔）337262路35KV(直降）971212天津現(xiàn)代城330172路35KV(直降）1171713武漢中心4383510路10KV1032214南京紫峰大廈45026.38路10KV1172915南京金鷹天地36891.910路10KV88916東方之門302453路20KV1001317常州潤華308234路

17、10KV92 14 以下是部分項目的用電量設計指標： 供電電源 供電電源和供電電壓的選擇主要根據建筑物的用電設備的負荷等級、用電量和當地城市的電網情況而確定：上海上海和天津：和天津： 上海中心、天津117采用 2路110kV， 其他建筑均采用35KV供電蘇州：蘇州： 采用20KV其他城市：其他城市： 采用10KV為主應急電源和備用電源1、大部分項目采用高壓柴油發(fā)電機組，并機運行 部分項目采用低壓+高壓組合2、消防應急電源和備用電源合用柴油發(fā)電機組 超高層建筑的消防設備采用柴油發(fā)電機組作為應急電源，絕大部分超高層建筑的功能中含五星級酒店，酒店需要備用電源，備用電源也采用柴油發(fā)電機，我們在統(tǒng)計中，

18、含酒店功能的15棟超高層建筑中，13棟超高層建筑的應急電源和備用電源共用柴油發(fā)電機組，占87%，2棟超高層建筑分別設置應急電源用的柴油發(fā)電機組和備用電源用的柴油發(fā)電機組，占13%。 如果共用柴油發(fā)電機組，柴油發(fā)電機組的容量選擇既要滿足消防要求，又要滿足備用要求，但容量不疊加。 采用發(fā)電機組的容量一般為正常電源容量的15%25%。 變電所上樓1、為了滿足供電電壓降的要求，變電所均上樓，基本上設置在避難層2、上樓變壓器以1000KVA、1250KVA為主， 南京紫峰和天津117項目采用1600KVA 天津117在31層設置10臺1600KVA， 93層設置8臺1600KVA3、注意：變配電設備的運

19、輸通道負荷計算（用電指標的確定） 從上面項目統(tǒng)計，用電指標在90138VA/平方米,差異很大，當然也有建筑功能的不同引起，但本人認為： 目前沒有大量已經運行的類似項目的實際測量數據供參考。設計師往往為了保險起見選擇的系數偏大，造成設備的不充分利用和能源的大量浪費。 目前大部分項目：變壓器容量偏大，空調季節(jié)時的變壓器負荷率不到50%，非空調季節(jié)時的變壓器負荷率更低，不到30%。因此任何正確進行負荷計算，選擇合適的變壓器容量，一直是我們電氣設計面臨的難題。用電指標推薦如下： 1、單位面積的變壓器裝置指標：6090(va/m2) 2、變壓器的負載率控制在：7085%（空調季節(jié)） 以下是由我院電氣設計

20、師設計并現(xiàn)場采集的數據供大家分享：超高層建筑上海環(huán)球金融(設計數據)上海環(huán)球金融（運行數據）南京紫峰大廈(設計數據)南京紫峰大廈（運行數據）建筑面積（萬m2）38382626總裝機容量(kw)59999599993618736187裝機用電量（w/m2）157157139139最大使用量(kva)2048612220最大運行指標(va/m2)53.7646.7主變壓器臺數332424電壓等級(kv)35351010變壓器裝置總容量(kva)3X125003X125003060030600變壓器指標(va/m2)9898117117變壓器總負荷率78.3%54.6%78%40%目前已經運行的超高層項目的實際測量數據數據采集時間為2013年8月變壓器容量配置(kva)最大使用量(kva)變壓器負載率變壓器年總損耗3*8000kva2048685.3%48984w3*10000kva2048668.2%49026w3*12500kva2048654.6%58236w 以上海環(huán)球金融中心為例，如主