摘要：結(jié)合實際工程，筆者詳細(xì)介紹了高層建筑電氣設(shè)計方面的內(nèi)容，主要包括高、低壓變配電系統(tǒng)、照明設(shè)計、防雷措施、防火和報警系統(tǒng)等幾個方面。僅供參考。
　　關(guān)鍵詞：高層建筑、電氣設(shè)計、配電系統(tǒng)、防雷
　　
　　
　　1工程概況
　　廣州市某高層綜合樓為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，局部為框支結(jié)構(gòu)，屬一類高層建筑。該綜合樓地下1層為汽車庫和自行車庫，面積約8000m2。地上近50000m2，1～3層為商場，4～25層為住宅樓，分A、B兩塔樓，兩塔樓每層均有6戶。從電力系統(tǒng)取得兩路高壓10kV獨立電源至地下層變配電房。
　　2高、低壓變配電系統(tǒng)
　　2.1用電負(fù)荷統(tǒng)計
　　根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，本建筑用電負(fù)荷屬二級負(fù)荷，根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》的規(guī)定，建筑的消防控制室、消防電梯、防煙排煙設(shè)施，火災(zāi)自動報若、自動滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示和防火卷簾、閥門等消防用電負(fù)荷屬一級負(fù)荷。本建筑設(shè)有10kV高壓進(jìn)線及柴油發(fā)電機(jī)，可滿足一、二級負(fù)荷的供電要求。
　　住宅用電負(fù)荷按每戶6kW設(shè)計，共264戶，總用電量為264×6=1584kw;1～3層空調(diào)用電力負(fù)荷統(tǒng)計為725kW；全部公共設(shè)施負(fù)荷為753kw；自備柴油發(fā)電機(jī)帶電力負(fù)荷(火災(zāi)時帶電力負(fù)荷)為423.3kW，柴油發(fā)電機(jī)帶電力負(fù)荷(未發(fā)生火災(zāi)時帶電力負(fù)荷)為523.3kW。
　　2.2配電系統(tǒng)
　　本工程高壓配電電壓為10kV高壓配電系統(tǒng)采用單母線放射系統(tǒng)，以保證供電的可靠性。低壓供配電系統(tǒng)為：
　　2.2.1住宅低壓供配電系統(tǒng)
　　住宅部分供電在A、B兩塔樓各沒一個干線豎井，豎井內(nèi)設(shè)密集型絕緣插接母線。插接母線向各電表箱供電。各層電表箱集中沒在同層豎井內(nèi)，以便于抄表及檢修。各戶內(nèi)配電箱一個斷路器、漏電保護(hù)開關(guān)，為用戶照明、空調(diào)及用電設(shè)備供電，每戶按6kw計。
　　2.2.2商場空調(diào)供配電系統(tǒng)
　　設(shè)空調(diào)專用變壓器，這樣有利于運行和管理，可根據(jù)季節(jié)情況來決定該變壓器的投運與否�？照{(diào)專用變壓器所帶負(fù)荷包括冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻塔和空調(diào)柜機(jī)。
　　2.2.3公用設(shè)施供配電系統(tǒng)
　　設(shè)公用設(shè)施供電變壓器，該變壓器所帶負(fù)荷包括排煙機(jī)、加壓風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)機(jī)、排水泵、防火卷簾、運客電梯、貨物電梯、自動扶梯、消防水泵、地下室照明等用電設(shè)備。在地下室、商場及天面根據(jù)用電設(shè)備分布情況，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置動力配電箱為這些用電設(shè)備配電。公用設(shè)施供電變壓器由高壓配電室供電，它又為各動力配電箱和照明供電。
　　2.2.4自備柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)
　　設(shè)置一臺自備柴油發(fā)電機(jī)，作為發(fā)生火警時的應(yīng)急備用電源。供消防設(shè)備用電負(fù)荷，當(dāng)未發(fā)生火災(zāi)而正常工作電源停電時，發(fā)電機(jī)用于帶商場的部分照明、電梯及生活水泵負(fù)荷。自備發(fā)電機(jī)采用應(yīng)急自起動方式。發(fā)電機(jī)室設(shè)置于地下層，直接為低壓配電室內(nèi)的發(fā)電機(jī)母線供電，發(fā)電機(jī)母線為各用電設(shè)備供電。
　　2.2.5低壓供電系統(tǒng)運行方式
　　本工程低壓系統(tǒng)設(shè)有A塔樓和B塔樓住宅各自變壓器低壓母線、空調(diào)用變壓器低壓母線、公用設(shè)施用變壓器低壓母線和自備柴油發(fā)電機(jī)低壓母線。上述低壓母線平時均分列運行，A塔樓低壓母線與B塔樓低壓母線設(shè)聯(lián)絡(luò)柜，空調(diào)低壓母線與公用設(shè)施低壓母線設(shè)聯(lián)絡(luò)柜，使兩條母線可進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。自備柴油發(fā)電機(jī)母線作為備用電源，當(dāng)正常電源斷電時，發(fā)電機(jī)自動投人。備用電源和正常電源在設(shè)備端自動切換．以滿足重要負(fù)荷供電可靠性的要求。
　　2.3變電所變壓器容量選擇、配電間面積及柴油發(fā)電機(jī)房
　　專用變電所變壓器容量的選擇要考慮三種工況：一是常時運行工況；二是某棟樓火災(zāi)時工況；三是當(dāng)任一臺變壓器故障時，另一臺變壓器應(yīng)能滿足所有可能同時運行的一二級負(fù)荷，此時同樣要考慮某棟樓火災(zāi)時的情況�？紤]到干式變壓器有較強(qiáng)的過負(fù)荷能力，根據(jù)用電負(fù)荷統(tǒng)計的結(jié)果，A塔樓住宅用變壓器選用630kVA，負(fù)荷率為78%；空調(diào)用變壓器選用1000kVA，負(fù)荷率為72%；公用設(shè)施用變壓器選用1000kVA，負(fù)荷率為75%；柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)有700kW發(fā)電機(jī)，可以滿足在其它負(fù)荷均投入的情況下起動量大的消防泵的要求。柴油發(fā)電機(jī)組帶有自起動控制器。對于住宅樓，建設(shè)方考慮投資的回報率，盡可能縮小設(shè)備間的尺寸，對于標(biāo)準(zhǔn)層電氣間，僅考慮計量箱、橋架及一些豎向管線的布置，此時，走道照明、應(yīng)急照明配電箱只能集中設(shè)置在某一層。此時，初步設(shè)計或方案設(shè)計時住宅樓地下層或首層電氣間尺寸應(yīng)加大，否則，在施工圖設(shè)計時會很被動。
　　本工程公用變電所和專用變電所均設(shè)在地下層，地下層各個方向的橋架較多。而對于此類綜合樓，地下層往往是作為汽車庫使用的，建筑專業(yè)對于汽車庫的凈高要求是不得小于2.2m。因此，橋架與橋架間交叉布置，尤其是橋架和風(fēng)管交叉布置選擇在拐彎處或角落，而不設(shè)在汽車通道的中間。
　　2.4漏電斷路器的選擇
　　每幢住宅塔樓的總電源進(jìn)線斷路器，應(yīng)具有漏電保護(hù)功能。根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施——電氣》規(guī)定：當(dāng)住宅部分建筑面積小于1500m2(單相配電)或4500m2(三相配電)時，漏電斷路器的漏電動作電流為300mA。當(dāng)住宅部分建筑面積1500～2000m2(單相配電)或4500～6000m2(三相配電)時，漏電斷路器的漏電動作電流為500mA。當(dāng)住宅部分建筑面積超過6000m2時，應(yīng)多路配電并分別設(shè)置漏電斷路器或在總配電柜的出線回路上分別裝幾組漏電斷路器。
　　2.5低壓配電設(shè)計
　　正常工作電源和備用電源均由設(shè)于地下層的變配電所供給。380/220V系統(tǒng)采用TN—S制約中性點固定接地系統(tǒng)，采用樹干式與放射式相結(jié)合的配電方式。對消防設(shè)備等一類負(fù)荷配電的電力線路均采用雙回路供電。在線路末端自動切換。二類負(fù)荷的配電線路采用ZRVV阻燃型塑料電纜；一類負(fù)荷的配電線路采用NHVV耐火型塑料電纜。在線路鋪設(shè)方面，高壓電纜穿鋼管明敷；自低壓配電室至各力配電箱的干線路沿橋架敷設(shè)，其中消防設(shè)備等一類設(shè)備配電的線路采用鋼線槽敷設(shè)；共設(shè)立2個強(qiáng)電電纜豎井。電纜豎井為各用電設(shè)備配電。自各動力配電箱和控制箱配出的支線路根據(jù)各處的情況分別采用橋架或穿鋼管敷設(shè)。
　　3照明設(shè)計
　　3.1光源
　　地下室、住宅客廳以熒光為主，設(shè)備用房、樓梯、走道和住宅(除客廳外)以白熾燈為主}商場照明僅設(shè)置總電源箱，具體燈具布置由二次裝修設(shè)計。
　　3.2事故照明
　　地下室、商場、樓梯間的照明系統(tǒng)有兩個電源(備用電源由發(fā)電機(jī)供給)，另外在電梯前室、樓梯間、配電室、發(fā)電機(jī)房、水泵房及消防中心等重要場所設(shè)應(yīng)急照明。電梯前室、樓梯間及走道等人員密集通道設(shè)誘導(dǎo)燈。
　　3.3導(dǎo)線選擇及線路敷設(shè)
　　住宅、商場及地下室照明線路，采用ZR—BVV阻燃型塑料銅心導(dǎo)線。所有由照明配電箱配出的線路均采用金屬線槽明敷。
　　4防雷措施
　　一般大氣中雷云距離地面高度大約100～300m時，地面感應(yīng)異性電荷易于在建筑物的突出部位集中，大多數(shù)高層建筑已接近雷云之中，受雷擊的可能性大，而且雷擊也可能發(fā)生在建筑物側(cè)面樓層。采用一般建筑物的避雷措施難于起到保護(hù)作用，針對高層建筑受雷擊的特點，本工程采取了系統(tǒng)的防雷措施。
　　4.1防直擊雷
　　本大樓按一類防雷設(shè)計。天面避雷裝置采用傳統(tǒng)的避雷裝置即在天面四周敷設(shè)避雷帶，中間敷設(shè)不大于5m×5m的網(wǎng)絡(luò)。同時要將天面所有突出的金屬部件均應(yīng)與附近的避雷帶可靠連接。接地裝置距離被保護(hù)建筑物及其聯(lián)系的金屬物(如管道、電纜等)之間的距離大于3m。
　　4.2防側(cè)擊雷
　　根據(jù)民用建筑電氣規(guī)范要求，本大樓必須采用防側(cè)擊雷措施。建筑層間設(shè)置避雷帶、均壓環(huán)，并與屋頂避雷網(wǎng)相連，通過引下線與接地裝置連接。從距地30m高度起，每向上三層，再利用結(jié)構(gòu)圈梁外側(cè)兩條主筋或在圈梁內(nèi)敷設(shè)一條25mm×4mm的扁鋼與引下線焊成一環(huán)形水平避雷帶，以防止側(cè)向雷擊，并將金屬欄桿及金屬門窗等較大的金屬物體與防雷裝置連接。
　　4.3關(guān)于均壓和等電位體的連接
　　為了保證高層建筑物內(nèi)部不產(chǎn)生反擊和危險的接觸電壓和跨步電壓，應(yīng)當(dāng)使建筑物的地面、墻板和金屬管、線路都處于同一個電位。因此，本大樓在各層的適當(dāng)位置預(yù)埋與房屋結(jié)構(gòu)內(nèi)防雷導(dǎo)體相連的總等電位MEB連接板，以便于和接地主干線相連接。這有利于微電子設(shè)備防止雷電波的電磁脈沖干擾。防雷施工中，在建筑物伸縮縫、沉降縫和抗震縫等處做了防雷跨越導(dǎo)線，使整個高層建筑的金屬部分形成一個等電位籠。
　　4.4接地
　　變配電所內(nèi)高低壓系統(tǒng)按地，消防控制室的接地和建筑物的防雷接地采用共用接地裝置。采用結(jié)構(gòu)樁主筋、承臺底板，地梁主筋經(jīng)可靠焊接做自然接地裝置，接地電阻不大于1n，正常情況下不帶電的一切電氣設(shè)備的金屬外殼均應(yīng)接地，要充分利用建筑物的結(jié)構(gòu)鋼筋和水管等金屬管道進(jìn)行等電位連接。
　　5防火和報警系統(tǒng)
　　由于高層建筑面積大、人員復(fù)雜，引起火災(zāi)的可能性很大，加之豎向孔洞多、現(xiàn)代化的塑料貼面材料、全部窗戶密封、設(shè)備龐雜、人員和物質(zhì)等都很集中，發(fā)生火災(zāi)時火勢容易蔓延，疏散人員和撲滅火災(zāi)也很困難，所以現(xiàn)代化的高層建筑除了在建筑設(shè)計方面采取很多措施(如合理布局、采用耐火材料、劃分若干防火區(qū)等)外，還應(yīng)設(shè)置完善的自動消防系統(tǒng)和防火報警系統(tǒng)。自動消防和防火報警系統(tǒng)一般由檢測、報警、確認(rèn)判斷和初期滅火設(shè)備、疏散誘導(dǎo)系統(tǒng)、排煙滅火系統(tǒng)組成。
　　根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》及《火災(zāi)自動報警規(guī)范》的要求，在首層設(shè)置消防控制中心一處，消防控制中心設(shè)消防自動報警系統(tǒng)一套。為了便于安全疏散和火災(zāi)撲救，本大樓在有眾多人員密集的大廳及疏散出口處、疏散走道和出口處、建筑物內(nèi)封閉樓梯問、防煙樓梯問、前室以及消防控制室、消防水泵房等處設(shè)置了事故照明燈。在大樓的太平門頂部、疏散走道、轉(zhuǎn)角處以及公共出口處距地不足lm的墻面上設(shè)置了疏散指示標(biāo)志。過道上的疏散指示標(biāo)志間距不大于20m�；馂�(zāi)事故照明及疏散指示標(biāo)志都有玻璃或其他非燃燒材料制成的玻璃罩。
　　6結(jié)束語
　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑對于電氣設(shè)計的要求也越來越高。在工程設(shè)計中，既要符合國家規(guī)范，又要滿足建設(shè)方要求，這就使設(shè)計人員在設(shè)計中，必須做到準(zhǔn)確、細(xì)致、周全地把握工程電氣設(shè)計的基本設(shè)計要點。
　　
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