談某高層住宅樓的電氣設(shè)計(jì)

張光薇

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030013)

本工程為某高層住宅樓?？偨ㄖ娣e為34 517.21 m2，其中地下建筑面積為2 008.97 m2，地上建筑面積為32 508.24 m2，共33層，地下2層，地上33層。地下2層為儲(chǔ)藏間，層高為3.3 m，面積為942.61 m2;地下1層為自行車庫，層高為3.9 m，面積為1 066.36 m2;地上1層～33層為住宅，層高為2.9 m，標(biāo)準(zhǔn)層面積為975.98 m2;屋頂設(shè)有電梯機(jī)房和水箱間，面積為209.52 m2。建筑總高度為96.6 m。

根據(jù)國家現(xiàn)行的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及甲方提供的工程設(shè)計(jì)資料、設(shè)計(jì)要求，該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括有動(dòng)力及照明配電系統(tǒng)、防雷保護(hù)及接地系統(tǒng)、樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。以下詳細(xì)介紹各個(gè)系統(tǒng)。

1 負(fù)荷分級(jí)、負(fù)荷計(jì)算

1.1 負(fù)荷等級(jí)

根據(jù)GB 50045-95(2005年版)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范3.0.1 條和9.1.1 條，本工程為一類高層建筑，其中消防電梯、潛污泵、正壓送風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明等消防負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷，其余均為三級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷的用戶應(yīng)由雙重電源供電。這里所說的雙重電源根據(jù)GB 50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)是相互獨(dú)立的兩路電源，應(yīng)分別來自不同電網(wǎng)，或者來自同一個(gè)電網(wǎng)但兩路電源的電氣距離比較遠(yuǎn)，一路電源系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蚬收蠒r(shí)，另一路電源仍能不中斷供電。

1.2 負(fù)荷計(jì)算

住宅類建筑的負(fù)荷計(jì)算一般采用需要系數(shù)法，用電設(shè)備的功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)(一般同時(shí)系數(shù)取0.9)，便可以直接求出計(jì)算負(fù)荷。

本工程的標(biāo)準(zhǔn)層包含有兩個(gè)戶型，戶內(nèi)使用面積分別為80.58 m2和95.1 m2，每戶按6 kW計(jì)算;本工程共兩個(gè)單元，每個(gè)單元132戶，根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專篇——電氣》中的“需要系數(shù)選擇表”查出需要系數(shù)取0.4。本工程應(yīng)急照明配電箱每3層設(shè)一個(gè)，每個(gè)按3 kW計(jì)算。則有功功率Pjs=(0.4×792 kW+1 ×54 kW)×0.9=333.72 kW;計(jì)算電流:Ijs=Pjs/0.658/cosΦ =333.72/0.658/0.9=561.9 A。

2 配電系統(tǒng)

在小區(qū)地下車庫內(nèi)設(shè)一變配電室，本工程的供電電源由此變配電室沿車庫內(nèi)的橋架引至本工程地下1層配電室，供電電源電壓為380 V/220 V。由于是沿橋架敷設(shè)，則總進(jìn)線選用NH-YJV電力電纜。

在本樓地下1層配電室分別設(shè)置兩臺(tái)照明配電柜及兩臺(tái)動(dòng)力配電柜，以方便不同種類負(fù)荷的用電計(jì)量和電費(fèi)收取。正常照明的配電系統(tǒng)采用了放射式與樹干式相結(jié)合的系統(tǒng)配電，配電干線采用YDF-YJV預(yù)分支電力電纜，在每層電表箱處做一個(gè)分支，電表箱為插卡式電表箱，設(shè)于電氣豎井內(nèi)，面向前室，方便用戶插卡取電。應(yīng)急照明的配電系統(tǒng)采用樹干式系統(tǒng)配電，每個(gè)應(yīng)急照明雙電源配電箱為樓梯間、電梯前室及地下1，2層走道的應(yīng)急照明和燈光疏散指示供電，配電干線采用NH-YJV電力電纜。而對(duì)于正壓送風(fēng)機(jī)、消防電梯等重要的消防設(shè)備則采用放射式系統(tǒng)配電，并且在末端配電箱處設(shè)置雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置。

3 照明系統(tǒng)

照明設(shè)計(jì)包含有正常照明和應(yīng)急照明兩類。根據(jù)GB 50034-2004建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)5.1.1條及6.1.1條的要求，居住建筑照明標(biāo)準(zhǔn)值及照明功率密度值為:廚房、衛(wèi)生間照度值為100 lx，臥室照度值為75 lx，餐廳照度值為150 lx，照明功率密度值為不大于7 W/m2;由于不是按照精裝房設(shè)計(jì)，戶內(nèi)僅預(yù)留燈口位置，并且根據(jù)建筑專業(yè)家具擺放的位置確定插座及電視、電話、網(wǎng)絡(luò)出線口的位置。

在樓梯間、電梯前室、電梯機(jī)房、水箱間、自行車庫及地下2層走道內(nèi)設(shè)置應(yīng)急照明及燈光疏散指示標(biāo)志，以便于在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能及時(shí)指引人群逃離火災(zāi)現(xiàn)場，確保人員的人身安全。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，小區(qū)消防控制室內(nèi)的值班人員需要切斷正常照明電源及各類非消防電源，及時(shí)點(diǎn)亮應(yīng)急照明燈具，幫助人群能夠快速有效的疏散到安全場所。

4 防雷保護(hù)及接地系統(tǒng)

根據(jù)該建筑物的長度、寬度及高度，計(jì)算出與該建筑物接收相同雷擊次數(shù)的等效面積Ag=0.048 4 km2，又查表得出該建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度Ng=3.57次/(km2·年)，以及校正系數(shù)值k=1，根據(jù)公式:

計(jì)算出該建筑物的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N=0.172 8次/年。按照GB 50057-2010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范3.0.4條的規(guī)定:本建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.05次/年，并且小于0.25次/年，應(yīng)按三類防雷設(shè)計(jì)。

本建筑物外部防雷措施采用裝設(shè)在建筑物上的接閃網(wǎng)和接閃帶混合組成的接閃器方式，外部防雷措施:

1)沿屋頂周邊的女兒墻敷設(shè)一圈接閃帶，并且在整個(gè)屋面裝設(shè)不大于20 m×20 m的網(wǎng)格。凡是突出屋面的風(fēng)管、放散管等在屋面接閃器保護(hù)范圍以外的非金屬物體需裝接閃器，并和屋面的防雷裝置連接;金屬物體可不裝設(shè)接閃器，但應(yīng)和屋面的防雷裝置連接。

2)利用本建筑物剪力墻暗柱內(nèi)中的兩根不小于Φ16的鋼筋作為防雷引下線。

3)外墻內(nèi)、外垂直敷設(shè)的金屬管道及門、窗、欄桿等金屬物的頂端和底端均應(yīng)與防雷裝置連接。

4)設(shè)均壓環(huán)，利用建筑物結(jié)構(gòu)圈梁中的鋼筋每三層連成一閉合回路，并應(yīng)與防雷引下線連接。

內(nèi)部防雷措施:在地下1層，將本建筑物的金屬裝置、建筑物內(nèi)系統(tǒng)及從外部引入該建筑物的金屬管線與防雷裝置連接，以實(shí)現(xiàn)等電位。

本工程接地系統(tǒng)為TN-C-S系統(tǒng)，接地電阻應(yīng)不小于1 Ω，當(dāng)實(shí)際測量不滿足此要求時(shí)，需要增設(shè)人工接地極。本工程設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)，將樓內(nèi)電氣裝置外露可導(dǎo)電部分、穿線鋼管和橋架、支架、進(jìn)出建筑物的金屬管道等部位進(jìn)行聯(lián)結(jié)，以降低該建筑物內(nèi)間接接觸電壓和不同金屬體之間的電位差;避免由建筑物外部經(jīng)過電氣線路或者金屬管道引入的故障電壓的危害。為防雷電波侵入及操作過電壓等引起的浪涌電壓，本設(shè)計(jì)在總配電柜處加裝過電壓保護(hù)。

5 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)

本建筑屬于一類高層建筑，為一級(jí)保護(hù)對(duì)象，采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)。在小區(qū)的消防控制室設(shè)置火災(zāi)報(bào)警控制器、消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備和區(qū)域顯示器。本工程火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng);消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng);消防直通對(duì)講電話系統(tǒng);應(yīng)急照明控制系統(tǒng)組成。

在樓梯間、消防電梯前室、電纜豎井、電梯機(jī)房等處設(shè)置感煙探測器，在單元出入口、樓梯口等處設(shè)手動(dòng)報(bào)警按鈕(手動(dòng)報(bào)警按鈕內(nèi)應(yīng)設(shè)消防電話插孔)、火災(zāi)聲光報(bào)警器。本小區(qū)的消防控制室設(shè)在本樓1層，且有直接通向室外的門。消防控制室可以對(duì)整個(gè)小區(qū)的消防設(shè)備及需要防火的區(qū)域進(jìn)行控制和監(jiān)視，且對(duì)消火栓泵、正壓送風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、電梯、應(yīng)急照明等消防設(shè)備和非消防配電箱等設(shè)施進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)控制，并且能夠顯示其工作狀態(tài)及故障狀態(tài)。

6 樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)

樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)是一套現(xiàn)代化的住宅服務(wù)措施，提供了訪客和住戶之間的可視通話，從而增加了住戶的安全系數(shù)，節(jié)省了住戶的時(shí)間，提高工作效率。

樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)包括有單元門口的對(duì)講主機(jī)、住戶內(nèi)的對(duì)講分機(jī)及管理中心的管理員機(jī)，住戶可根據(jù)圖像和聲音來識(shí)別來訪的客人并控制門鎖，當(dāng)遇到緊急情況時(shí)住戶可以向管理中心發(fā)送求助信號(hào)，管理中心也可以向住戶發(fā)布信息。提高了住宅小區(qū)的整體管理和服務(wù)水平，創(chuàng)造了安全社區(qū)的居住環(huán)境，是現(xiàn)代化小區(qū)不可缺少的配套設(shè)備。

由于篇幅有限，對(duì)于本工程的其他弱電系統(tǒng)就不再進(jìn)行討論。本文所介紹的是高層住宅類建筑中最基本的電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民生活水平的極大提高，住宅電氣的設(shè)計(jì)內(nèi)容也越來越多，設(shè)計(jì)思想也要跟得上時(shí)代的步伐。身為一名電氣設(shè)計(jì)人員，要努力接受和掌握新知識(shí)和新規(guī)范，力爭做更多優(yōu)秀的設(shè)計(jì)。

［1］GB 50045-95，高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］.

［2］GB 50052-2009，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］GB 50034-2004，建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［4］GB 50057-1994，建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.