關(guān)于高層建筑的電氣設(shè)計(jì)探討

周一鋒

摘要：高層建筑電氣設(shè)計(jì)是個技術(shù)含量高，系統(tǒng)復(fù)雜的過程。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑設(shè)計(jì)也在不斷的改進(jìn)和完善，以更好的適應(yīng)人們的生活需求。本文以某工程電氣設(shè)計(jì)為例，主要介紹了高層建筑電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及措施。

關(guān)鍵詞：高層建筑 電氣設(shè)計(jì) 配電系統(tǒng) 照明系統(tǒng) 接地

一、工程概況

某綜合樓，地上十六層，地下一層，總建筑面積18564m2，建筑高度66.8m，框架結(jié)構(gòu)。地下室為車庫及設(shè)備房，首層、二層為商場，三層、四層為辦公室及輔助用房，五至十六層為民用住宅。本工程電氣設(shè)計(jì)包括變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、建筑物防雷接地系統(tǒng)、火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動系統(tǒng)等。

二、配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、高壓配電系統(tǒng)

該工程采用雙路lOkV電源供電，電源引自附近供電部門開閉所二段不同母線，采用電力電纜埋地引入總變配電室，二路電源同時供電。此外該工程設(shè)有兩臺有自啟動功能的柴油發(fā)電機(jī)組作為消防及重要負(fù)荷應(yīng)急備用電源。每路電源容量為1250kVA，總安裝容量為2500kVA，兩路10kV電源引入變配電室后，每路電源分別供l臺干式變壓器用電，兩臺變壓器在低壓側(cè)之間設(shè)聯(lián)絡(luò)。每臺變壓器平時各帶57%用電負(fù)荷，當(dāng)一路市電故障時，另一路電源可以滿足全部一、二級負(fù)荷的用電。保證重要負(fù)荷的使用。變配電室設(shè)在建筑物的地下一層，并采用防水防潮措施。

2、低壓系統(tǒng)

采用TN-S系統(tǒng)配電，設(shè)功率因數(shù)集中自動補(bǔ)償裝置，電容器采用自動循環(huán)投切方式，補(bǔ)償后的變壓器側(cè)平均功率因數(shù)在0.95以上，低壓斷路器設(shè)過載長延時、短路瞬時脫扣器，部分回路設(shè)失壓脫扣器。所有低壓開關(guān)脫扣器額定電流與開關(guān)的框架電流相同，且脫扣電流可調(diào)。低壓配電系統(tǒng)采用（220V/380V）放射式與樹干式混合配電，根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)確定供電方式，對于重要負(fù)荷及容量較大的負(fù)荷采用放射式供電。對于消防負(fù)荷及重要負(fù)荷采用雙回路專用電纜供電，并在最末一級配電箱處設(shè)雙電源自動切換。為防止電氣火災(zāi)，在庫房、住宅入戶處等重要部位電源設(shè)總漏電保護(hù)裝置。

三、照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、照度標(biāo)準(zhǔn)

按《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。照明燈具端電壓不應(yīng)高于額定電壓的105%，正常環(huán)境光源用電電壓根據(jù)光源設(shè)計(jì)電壓選?。ㄒ话銥榻涣麟?20V）。本工程一般場所為熒光燈、或其他節(jié)能型燈具。燈具安裝高度低于2.4m時，需增加一根PE線。照明裝置中，凡正常情況下不帶電的金屬部分均應(yīng)接地。

2、正常照明

室內(nèi)場所設(shè)置一般照明，照明的光源以熒光燈或節(jié)能型光源為主，大空間部位采用金鹵燈作為光源，燈具功率因數(shù)不小于0.95，有裝修要求的場所視裝修要求定。

3、應(yīng)急照明

應(yīng)急照明包含備用照明、疏散照明、安全照明、值班照明、警衛(wèi)照明、障礙照明。本工程主要涉及備用照明、疏散照明及障礙照明。

⑴ 本工程中設(shè)置備用照明及疏散照明的場所包括疏散樓梯間（包括防煙樓梯前室）、疏散走道、消防電梯室、消防控制中心、消防水泵間、地下車庫及商業(yè)營業(yè)廳等人員密集場所。

⑵ 應(yīng)急照明應(yīng)采用能瞬時點(diǎn)燃的照明光源，當(dāng)應(yīng)急照明作為工作照明的一部分而經(jīng)常點(diǎn)燃時，又在發(fā)生故障不得切換電源的條件下，也可采用其它照明光源。

（3） 應(yīng)急照明的照度要求：消防用備用照明應(yīng)不低于正常照度，疏散走道≥0.5lx、人員密集場所≥1lx，樓梯間≥5lx。

（4）應(yīng)急照明最小供電持續(xù)時間及切換時間應(yīng)符合《民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》13.8.6條規(guī)定。

（5）障礙照明應(yīng)按民航和交通部門有關(guān)規(guī)定裝設(shè)。障礙照明應(yīng)采用能透霧的紅光燈具。裝設(shè)障礙燈時，應(yīng)符合下列要求：一般高層建筑物只在頂端裝設(shè)。水平面較大的高層建筑物或群集高層建筑物，除在其最高頂端裝設(shè)障礙燈外，還應(yīng)在其外側(cè)轉(zhuǎn)角的頂端裝設(shè)障礙燈。煙囪的高度在lOOm 以上者，除在頂端裝設(shè)障礙燈外還應(yīng)在其三分之一和二分之一的高度處裝設(shè)障礙燈。為了減少煙囪頂端的障礙燈污染程度，可在低于煙囪口4～5m 處裝設(shè)。為了保證障礙燈有一盞損壞時仍能從前進(jìn)方向看到燈光，應(yīng)裝設(shè)排成等邊三角形的三盞障礙燈。

4、高層住宅室內(nèi)照明要求

廁所及廚房應(yīng)采用瓷質(zhì)燈頭或其它防水燈頭；有條件時居室燈等可采用節(jié)電開關(guān)或節(jié)電燈頭。小居室、大廳宜設(shè)置插座一組一個單相二極插座及一個單相帶地三極插座。廚房、衛(wèi)生間根據(jù)需要設(shè)置一個單相帶地三極插座；二極插座需采用扁、圓插孔兩用型；有條件時宜采用二極加三極的連體式插座；供洗衣機(jī)的單相二極帶地插座，宜帶電源開關(guān)；插座的高度一般為距地0.3～0.5m（暗裝安全型）或1.4～1.8m（明、暗裝普通型）；樓梯及公用廊道宜采用自動熄燈開關(guān)，但需在火警時能保持長明，每層的電梯前室燈應(yīng)采用一般開關(guān)。

四、建筑物防雷接地系統(tǒng)

1、防雷措施

本工程防雷等級為二類。建筑的防雷裝置滿足防直擊雷、側(cè)擊雷，防雷電感應(yīng)及雷電波的侵入，并設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)。在屋頂采用￠10鍍鋅圓鋼作避雷帶，屋頂避雷連接線網(wǎng)格不大于10m×10m。利用建筑物鋼筋混凝土柱子或剪力墻內(nèi)兩根￠16以上主筋通長焊接、綁扎作為引下線，間距不大于18m。引下線上端與避雷帶焊接，下端與建筑物基礎(chǔ)底梁及基礎(chǔ)底板軸線上的上下兩層鋼筋內(nèi)的兩根主筋焊接。外墻引下線在室外地面下1m處引出與室外接地線焊接。

2、浪涌保護(hù)器

根據(jù)2010年版《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，本工程在低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設(shè) I 級實(shí)驗(yàn)的電涌保護(hù)器，電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平值應(yīng)小于或等于2.5kV，每一保護(hù)模式的沖擊電流值應(yīng)大于或等于12.5kA。在變壓器的高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)避雷器，低壓側(cè)的配電屏上，在母線上裝設(shè)I 級實(shí)驗(yàn)的電涌保護(hù)器，電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平值應(yīng)小于或等于2.5kV，每一保護(hù)模式的沖擊電流值應(yīng)大于或等于12.5kA。

3、接地

采用TN-S系統(tǒng)的接地形式，N線與PE線在變壓器中性點(diǎn)后始終保持相互絕緣，電氣設(shè)備的金屬外殼、穿線鋼管及單相三孔插座的接地孔均與PE線可靠連接。本工程防雷接地與強(qiáng)弱電接地共用接地極，要求接地電阻≤1Ω。凡正常不帶電，而當(dāng)絕緣破壞有可能呈現(xiàn)電壓的一切電氣設(shè)備金屬外殼應(yīng)可靠接地。

五、電纜電線選擇

目前，我們在建筑工程的防火設(shè)計(jì)中選用的電纜主要有耐火電纜包括防火電纜和阻燃電纜。對于消防設(shè)備如消防水泵、消防送風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、消防電梯及應(yīng)急照明等，在火災(zāi)時必須繼續(xù)工作，相應(yīng)的供電線路應(yīng)保證安全可靠。在超高層建筑中可以選用礦物絕緣的防火電纜，避免因供電線路的損壞而影響消防設(shè)備的正常功能。對于一般的動力設(shè)備和普通照明回路，為防止火災(zāi)時因電纜的絕緣及護(hù)套層的著火延燃而造成更大的人員和財(cái)產(chǎn)損失，在超高層建筑中應(yīng)選用阻燃型的電纜和電線。為了盡量減少因電纜絕緣及護(hù)套的燃燒引起的煙霧及有毒氣體對人員造成的傷害，工程設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)建筑物的重要程度和使用性質(zhì)，盡可能的選用低煙無鹵的環(huán)保電纜，以便在萬一火災(zāi)發(fā)生時，減少煙霧及有毒氣體的產(chǎn)生，為大樓內(nèi)的人員疏散爭取更多的逃生時間。

六、火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動系統(tǒng)

跟據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，該大樓為一類高層建筑，火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)等級按一級設(shè)置。在首層入口處附近設(shè)消防控制室，報(bào)警控制設(shè)備由火災(zāi)自動報(bào)警控制臺、消防聯(lián)動控制臺，圖形顯示屏、打印設(shè)備、火災(zāi)應(yīng)急廣播設(shè)備、消防通信設(shè)備、UPS不間斷電源及備用電源等組成。采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)。在大樓內(nèi)根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置感煙、感溫探測器、手動報(bào)警按鈕及消防電話插孔，在與消防聯(lián)動控制有關(guān)且經(jīng)常有人值班的機(jī)房設(shè)置消防電話分機(jī)。在各層各防火分區(qū)樓梯前室各設(shè)l臺火災(zāi)復(fù)示盤，一旦發(fā)生火災(zāi)則復(fù)示盤能準(zhǔn)確顯示本層的火災(zāi)部位，并進(jìn)行聲光報(bào)警。在消火栓處設(shè)消火栓報(bào)警按鈕及警鈴。在各層樓梯間及疏散樓梯前室走道側(cè)，設(shè)置火災(zāi)聲光報(bào)警顯示裝置?；馂?zāi)報(bào)警后，消防控制室應(yīng)根據(jù)火災(zāi)情況控制相關(guān)層的正壓送風(fēng)閥及排煙閥、電動防火閥、并啟動相應(yīng)加壓送風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)，280℃時能自行關(guān)閉排煙防火閥，閥、風(fēng)機(jī)的動作信號要反饋至消防控制室。

七、結(jié)束語

為了保障高層建筑供電的穩(wěn)定性和安全性，需要切實(shí)做好電氣設(shè)計(jì)工作。隨著科技的發(fā)展及社會的進(jìn)步，建筑電氣設(shè)計(jì)的建設(shè)逐漸走向自動化，節(jié)能化、信息化和智能化，所以在設(shè)計(jì)建筑電氣時，必須認(rèn)真把握好工程電氣設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)，從而提高設(shè)備使用效率，滿足建筑物功能的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳樹欽.論高層建筑電氣設(shè)計(jì)的分析[J].科技資訊，2009﹙21﹚.

[2] 潘宗英.高層住宅電氣設(shè)計(jì)探討[J].重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，03.

[3] 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50057-2010）[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2011.