新建小區(qū)屋頂通訊基站的設(shè)計(jì)與研究

朱 瀲, 王 維, 胡蓉蓉

(基準(zhǔn)方中建筑設(shè)計(jì)股份有限公司, 重慶 401120)

0 引 言

國(guó)家對(duì)智慧小區(qū)項(xiàng)目的不斷推進(jìn),對(duì)智慧小區(qū)的評(píng)價(jià)體系提出嚴(yán)格的要求,特別是控制項(xiàng)中明確要求移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)小區(qū)全覆蓋[1],尤其是5G通訊技術(shù)。目前通訊基站現(xiàn)行是當(dāng)下5G通訊技術(shù)的基礎(chǔ)載體,在小區(qū)內(nèi)部設(shè)置通訊基站已經(jīng)成為推動(dòng)小區(qū)乃至區(qū)域城市5G通訊技術(shù)全覆蓋的解決方案;通訊基站的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮:① 基站運(yùn)行的環(huán)境溫度[2-3];② 設(shè)備過(guò)電流及防雷擊[4];③ 電子設(shè)備的電磁兼容環(huán)境及其安全運(yùn)行[5-6];④ 供電可靠性[7];⑤ 消防安全等方面產(chǎn)生影響[8]。新建小區(qū)通訊基站的建設(shè)應(yīng)充分考慮其對(duì)建筑本身及后期運(yùn)行的影響。鑒于上述問(wèn)題,本文提供一種建筑物屋頂?shù)耐ㄓ嵒驹O(shè)計(jì)方案,并給出了土建要求及電氣設(shè)計(jì)要求。

1 通訊基站組成

通訊基站一般由通訊機(jī)房和通訊發(fā)射塔組成,一般情況下通訊機(jī)房設(shè)置在通訊發(fā)射塔附近,且均設(shè)置在小區(qū)建筑物屋頂。一座通訊機(jī)房對(duì)應(yīng)一組或者幾組通訊發(fā)射塔,發(fā)射塔高度一般為3 m左右。根據(jù)不同地區(qū)通信部門的要求,目前常用單組通訊發(fā)射塔分為單座發(fā)射塔、雙座發(fā)射塔、三座發(fā)射塔。多組通訊發(fā)射塔的做法同單組通訊發(fā)射塔做法類似。單座發(fā)射塔、雙座發(fā)射塔、三座發(fā)射塔分別如圖1～圖3所示。

圖1 單座發(fā)射塔

圖2 雙座發(fā)射塔

圖3 三座發(fā)射塔

2 通訊機(jī)房設(shè)計(jì)

2.1 配電箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(1) 相關(guān)規(guī)范明文規(guī)定通訊基站采用發(fā)電機(jī)組(移動(dòng)式或者固定式)作為備用電源[9],其電源配電箱前端應(yīng)配置市電變壓器和柴油發(fā)電機(jī)組雙電源切換的電源供電模式,配電箱前端供電概略圖如圖4所示。

圖4 配電箱前端供電概略圖

(2) 對(duì)于通訊基站的照明設(shè)計(jì),規(guī)范也做出要求[9]:通訊機(jī)房應(yīng)設(shè)計(jì)正常照明和應(yīng)急照明;

(3) 通訊機(jī)房的后期設(shè)備檢修可能存在對(duì)單相電源及三相電源的需求,配電箱需要設(shè)計(jì)單/三相電源的接口;

(4) 由于環(huán)境問(wèn)題的影響[2],通訊機(jī)房?jī)?nèi)部具有空調(diào)及通風(fēng)機(jī)電源設(shè)計(jì);

(5) 由于通訊機(jī)房電源需要給通訊發(fā)射塔供電預(yù)留回路,管線經(jīng)屋面敷設(shè)至發(fā)射塔,故配電箱應(yīng)考慮電涌保護(hù);

(6) 通訊機(jī)房電源還應(yīng)考慮計(jì)量設(shè)計(jì)[三相10(40) A計(jì)量表]。

鑒于上述6條要求,配電箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖5所示。

2.2 照明及插座設(shè)計(jì)

(1) 根據(jù)規(guī)范要求[10],通訊機(jī)房的照度按照300 lx,功率密度按照≤8.0 W/m2,通訊機(jī)房還應(yīng)考慮應(yīng)急照明設(shè)計(jì)[9],故采用燈具自帶蓄電池(蓄電池容量隨項(xiàng)目建筑定性確定,最小為45 min),燈具電源引自通訊機(jī)房?jī)?nèi)配電箱;

(2) 通訊機(jī)房插座按照2.1(3)～2.1(4)條原則設(shè)計(jì);照明及插座平面設(shè)計(jì)如圖6所示。

2.3 接地設(shè)計(jì)

通訊機(jī)房接地設(shè)計(jì)可以參照?qǐng)D集《接地裝置安裝》做法[11],采用-40×4鍍鋅扁鋼距地200 mm,沿機(jī)房周邊焊接成閉合環(huán)路,接地線水泥釘墻面卡固安裝,接地線過(guò)門和接地支線安裝做法在圖集中都有明確要求[11]。通訊機(jī)房接地應(yīng)通過(guò)屋頂防雷引線與本棟建筑物基礎(chǔ)接地形成電氣可靠聯(lián)接。通訊機(jī)房接地設(shè)計(jì)如圖7所示。

圖7 通訊機(jī)房接地設(shè)計(jì)

2.4 通訊機(jī)房與發(fā)射塔的電氣通道設(shè)計(jì)

發(fā)射塔的供電及信號(hào)處理由通訊機(jī)房提供,需要在中間設(shè)置電氣通道,比二者應(yīng)盡量靠近設(shè)置的主要原因,通訊機(jī)房與發(fā)射塔的電氣通道設(shè)計(jì)如圖8所示。

圖8 通訊機(jī)房與發(fā)射塔的電氣通道設(shè)計(jì)

3 通訊發(fā)射塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的發(fā)射塔高度為3 m,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 發(fā)射塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)

發(fā)射塔基礎(chǔ)平面設(shè)計(jì)如圖9所示,發(fā)射塔基礎(chǔ)剖面圖如圖10所示。

圖9 發(fā)射塔基礎(chǔ)平面圖設(shè)計(jì)

圖10 發(fā)射塔基礎(chǔ)剖面圖

4 結(jié) 語(yǔ)

新建小區(qū)的通訊基站設(shè)計(jì),應(yīng)在項(xiàng)目建設(shè)方案階段就要充分考慮,針對(duì)新建小區(qū)在屋頂設(shè)計(jì)通訊基站的方案,給出了詳細(xì)的電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn),特別是針對(duì)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)及電氣平面布置要求給出了具體的解決方案。針對(duì)后期通訊基站的運(yùn)行情況及通訊基站防輻射措施等方面的研究還需后來(lái)者做進(jìn)一步的探討。