简析超高层建筑体态对电缆选型的影响

简析超高层建筑体态对电缆选型的影响

曹媛魏晨

中国核电工程有限公司郑州分公司河南郑州450000

摘要：基于传统的电缆的选择方法，根据高层建筑的特点，从建筑功能的电缆选择的概念和主体入手，通过分析每一段固定的高、中压电缆的疏散时间，总结了电缆的选择高层建筑的需求，介绍了10kv悬链线电缆、矿物绝缘电缆敷设在高层建筑的方式和注意事项，提出技术规范来指导设计的形成、招投标和施工。

关键词：超高层建筑；电缆选型；影响

引言

改革开放以来，我国经济发展十分迅速，推动了各行各业的发展，同时我国用地资源也变得日渐紧张，进而高层建筑如雨后春笋一般破土而出。同时建筑物的高度带来了新的挑战，高电压电缆固定的设计和施工：如何克服重量，如何满足基于自供电时间的要求高层建筑火灾负荷电缆，电缆的选择和安装等问题。本文进行了举例说明，论述了高层建筑中电缆的选择，以供参考。

1工程概况

某超高层建筑，建筑面积约43万m2，总建筑高度约520m，地下约8万m2，共7层，主要功能为车库、设备站房、银行库房；地上约35万m2，共108层，主要功能为办公、银行营业厅。地上由设备避难层切分为Z0~Z8共9个功能区。

2高区中压电缆型式的选择

2.1变配电系统简介

该超高层建筑在地下设3个10kV配电室，分别为低（地下室）、中（0~4区）、高（5~8区）3个供电区域提供中压电源。各区均设若干变配电室。

2.2高区中压电缆选型

根据电缆重量预估，M5区变配电室中压电缆每根自重已达2.1t，靠传统的电缆固定方式，电缆截面会在长时间的重力作用下发生变化，载流量降低，供电可靠性下降。经多方比较，决定采用10kV悬垂式电缆。10kV悬垂式电缆结构如图1所示。

2.310kV悬垂式电缆敷设及注意事项

2.3.1电缆吊具结构

电缆的受力垂吊装置由吊具及吊具附件两部分组成，其中吊具由吊环、电缆头圆盘、连接螺栓三套零部件组成。吊具下部铆杯在出厂前通过合金浇铸与电缆内部的承重钢丝绳连接，到达安装现场后，将吊具主体组合起来，进行电缆的吊装工作。

2.3.2电缆吊装敷设

电缆垂吊敷设是超高层建筑主干电缆一种新的安装敷设方式，电缆无中间接头、充分利用电缆井有限空间、无需支架与桥架固定。为避免电缆在吊装过程中受机械损伤，采用托轮、转向轮、定位轮，定位电缆位置，确保电缆在吊装安装过程中，不与建筑构件发生摩擦而损伤钢丝加强复合带。

2.410kV悬垂式电缆技术要求

2.4.1导体

导体采用符合GB/T3956－2008中第2种结构的紧压圆形导体，导体结构及性能符合GB/T3956-2008的规定。导体表面光洁、无油污、无损伤屏蔽及绝缘的毛刺、锐边，以及凸起或断裂的单线。

2.4.2导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽

导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽采用三层共挤工艺，采用导体预热、氮气加热、氮气冷却的全封闭干式化学交联，采用在线断面偏心扫描仪连续检测。导体屏蔽由挤包的半导电层组成，半导电屏蔽层均匀包覆在导体上，表面光滑，无明显的绞线凸纹，无尖角、颗粒、焦烧和刮伤的痕迹。在剥离导体屏蔽时，半导电层无卡留在导体绞股之间的现象。绝缘采用的绝缘料，其性能符合GB/T12706.2-2008的规定。绝缘标称厚度符合GB/T12706.2-2008的规定，绝缘厚度的平均值不小于标准规定的平均值。

绝缘屏蔽为挤包的交联半导电层，半导电层均匀地包在绝缘表面，无尖角、颗粒、焦烧和刮伤的痕迹。三芯电缆的绝缘屏蔽与金属屏蔽之间有沿缆芯纵向的相色（黄色、绿色、红色）标志带，其宽度不小于2mm。绝缘线芯的识别标志符合GB/T6995.5-2008《电线电缆识别标志方法第5部分：电力电缆绝缘线芯识别标志》的规定。

2.4.3金属屏蔽

金属屏蔽由重叠绕包的软铜带组成，铜带的连接采用电焊接方式。铜带绕包圆整光滑。

2.4.4外护套

电缆的外护套均匀地挤包在铠装层上，表面平整，色泽均匀。护套材料采用高阻燃型聚烯烃混和物。护套性能及厚度符合GB/T12706.2-2008的规定。

2.4.5缆芯及填充物

电缆成缆线芯间隙采用柔性钢丝绳包覆扇形塑料材料填充，电缆成缆后外形圆整。外围缠绕用高强度捆绑带。

2.5成品电缆

含成品电缆的不圆度要求；主要电性能参数、成品电缆的绝缘及护套的物理机械性能参数，阻燃性能等须符合国标规范要求；外护套表面印有制造厂名、产品型号、额定电压等标志，印刷标志清晰、耐擦。

3应急照明配电干线的选择

3.1局部疏散

建筑内部全面设有火灾自动报警系统，系统设计满足现行规范要求。当塔楼任意楼层发生火灾时，将首先根据应急广播系统预设的疏散指示进行局部人员疏散，即着火楼层和相邻上下层的所有人员必须立即疏散；人员疏散到达着火层所在区避难层后，除非有通知警报解除，否则人员仍应继续往下疏散，直至到达首层室外安全区域。

3.2分阶段疏散

当火势继续蔓延，并影响到除着火层及上下楼层以外的其它楼层，此时需同时联动着火层所在的分区，并发出紧急疏散指示，大厦管理人员根据疏散预案开始对着火层所在的分区进行疏散，即开始“分阶段疏散”。“分阶段疏散”时，通常情况最多考虑对火灾所在的避难区的人员进行疏散。疏散分区以避难区间作为划分依据。考虑塔顶观光区域人员较为集中，为避免人员恐慌并从塔楼整体安全性考虑，需同时通知着火楼层疏散分区和顶部Z8区观光层的各层人员同时疏散，这两个区域的人员使用各自楼层的疏散楼梯到达疏散分区以下的避难层后，根据避难层的实际情况，选择使用疏散电梯或防烟楼梯继续向下疏散，直至到达首层室外安全区域。

3.3整体疏散

当火势无法控制时，主体结构会因为长时间暴露在高温下而造成损伤，为避免承重结构破坏造成的巨大伤亡，需对塔楼各层人员进行疏散，直到所有楼层的人员全部疏散至首层室外安全区域，整体疏散方可结束。塔楼整体疏散时，用于紧急疏散的穿梭电梯将转为辅助疏散模式，并由可靠的电源供电。疏散电梯将首先到达首层，之后根据各区需要，由专业人员操作驾驶，停靠至避难层开始辅助疏散。整体疏散时，Z8区的人员将首先使用疏散楼梯到达F104层避难层，然后选择继续通过防烟楼梯疏散或转乘穿梭电梯向下疏散，并最终到达首层室外安全区域。整体疏散可细分为两个子疏散场景，分别是只通过防烟楼梯进行疏散和利用D组穿梭电梯进行辅助疏散。穿梭电梯辅助疏散模拟考虑疏散预案执行不成功时，人员自主选择电梯疏散和疏散预案被良好执行两种极端情况，给出一个电梯辅助疏散所需时间区间。根据模拟结果，只通过防烟楼梯疏散完毕所需133min，当电梯辅助疏散时，全楼疏散完毕用时为117~129min。

结语

超高层建筑带来的新课题，不仅在电缆的选择上，电气设计者和建筑师都注重沟通，充分了解建筑的要求，有利于更好地服务于建筑，这已成为建筑电气建设中不可分割的一部分，更好地服务于社会。

参考文献

［1］上海电缆研究所，等.GB/T13033.1-2007额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端第1部分：电缆［S］.北京：中国标准出版社，2007.

［2］上海电缆研究所，等.GB/T13033.2-2007额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端第2部分：终端［S］.北京：中国标准出版社，2007.