淺談長江杰座的電氣設計

摘要：本文結合長江杰座淺談電氣設計的過程。

關鍵詞：設計規范 動力和照明 防雷接地 有線電視系統 綜合布線系統 火災自動報警和消防聯動系統 多功能訪客系統

進入二十一世紀，地產行業的興起和發展，高層建筑層出不窮，早已不僅僅局限于辦公和商業建筑范疇。并且隨著時代的進步，對于建筑物的功能要求也越來越復雜，越來越先進。那么電氣設計對于體現高層建筑的先進性和智能化起著舉足輕重的作用。下面結合具體工程談談高層建筑的電氣設計。

1 工程概況

長江杰座位于大連市西崗區市場街與日新街之間，北側緊鄰黃河路，場地地勢較為平坦，局部坡度較大，地下兩層，為設備用房和汽車庫；一~三層為臨街公建；四~五層為辦公；六~二十八層為普通住宅；屋頂有電梯機房及水箱間。該工程總建筑面積32155平方米，建筑高度94.3米，屬于一類普通高層住宅建筑。

2 設計范圍

①220/380V配電系統；②防雷接地系統等安全措施；③有線電視系統；④綜合布線系統；⑤火災自動報警和消防聯動系統；⑥多功能訪客系統。

3 電氣豎井及電氣各機房的設置

①在建筑物的兩個核心筒處各設置一個電氣豎井，強弱電共用，貫通所有樓層，為供電主干線提供方便的路由。②在地下一層設有一個變電亭和一個低壓配電間。③消防控制中心設在建筑物一層。④弱電機房設在地下一層。

4 電氣各系統設計

4.1 220/380V配電系統

本工程從建筑物北側引來兩路獨立10KV電源至地下一層變電亭，低壓配電間、住宅、臨街公建、辦公、換熱站和生活泵房的電源均出自變電亭，地下室、住宅公共用電、消防配電的負荷均由低壓配電間配出。

《民用建筑電氣設計規范》中第3.2.1用電負荷應根據供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。長江杰座中一級負荷包括消防動力和應急照明；其他電力負荷及住宅中住戶用電為二、三類負荷。消防控制中心、弱電機房、排煙風機、防火卷簾、消防泵、噴灑泵、穩壓泵、消防電梯、應急照明等消防用電設備及電梯、污水泵等保障性負荷，均分別由低壓配電的兩段母線上引出的雙回路供電，兩回路在末端配電箱自動切換……其它一般公共設備的配電根據用電量的大小及遠近情況，在方便供電的情況下，由低壓配電柜引出回路采用放射式或樹干式供電。消防專用設備不進入樓宇自控系統，其過載只報警不跳閘，排風兼排煙風機，進風兼補風風機平時可由控制器控制，火災時由消防控制中心控制，消防控制中心具有控制優先權，用于消防時設備的過載只報警不跳閘。

根據電業部門及建設單位的要求，臨街公建、辦公、住宅設集中表箱每戶單獨計量，由電業部門集中計量收費低壓配電間、換熱站和生活泵房電源均單獨計量。低壓配電間、臨街公建、辦公、換熱站、生活泵房的計量電表在變電亭周圍明掛，住宅集中表箱在住宅公共走廊明設。

根據《高層民用建筑設計防火規范》中第9.2.1條所列場所，與消防有關的設備機房(如消防泵房、排煙機房等)、樓梯間及前室、公共走道、消防控制中心、弱電機房等設置應急照明。應急照明采用集中蓄電池供電，蓄電池持續供電時間大于30分鐘；平時不亮的應急照明，火災時由消防控制中心自動將這部分燈點亮。一般照明的光源采用熒光燈、白熾燈及節能燈為主，當采用熒光燈及節能燈時，功率因數應在0.9以上。景觀照明中的氣體放電燈應采取無功補償裝置，補償后的功率因數應在0.85以上。根據《建筑照明設計標準》中第5章節：地下車庫、走廊照明的照度為70lx，設備用房照明的照度為100lx，辦公照明的照度為300lx。

一般照明及動力線路采用阻燃電線或阻燃交聯電纜；消防動力及應急照明線路采用阻燃電線或耐火交聯電纜。所有線路均采用穿鋼管、沿橋架或線槽明敷或在樓板、墻內暗敷。

4.2 防雷接地系統等安全措施

防雷計算：

建筑物的長L=77.40米

建筑物的寬W=19.00米

建筑物的高W=106.00米

當地的年平均雷暴日天數Td =28.00天/年

校正系數k=1.00

年預計雷擊次數: N=k*Ng*Ae =1.00*1.83*0.06=0.11

建筑物的雷擊大地的年平均密度：Ng=0.024Td=0.024*28.00 =0.024x76.1=1.83

等效面積Ae為：H>100M

Ae=[LW+2H*(L+W)+3.1415826*H2]*10-6

=[77.40*19.00+2*106.00*(77.40+19.00)+3.1415926*106.002]*10-6=0.06

根據《防雷設計規范》中第2.0.4條該建筑應該屬于三類防雷建筑。

為防止直擊雷的危害，在屋頂女兒墻設置避雷帶，利用建筑結構的底板鋼筋網作自然接地體，并在建筑物四周增設人工接地體，利用建筑物柱子內的主鋼筋作防雷引下線，上與頂層避雷帶、下與接地體可靠焊接，引下線平均間距不大于25米。

為防止側擊雷，從十五層開始每層沿建筑物周邊利用圈梁主筋作為均壓環，并與防雷引下線相連。外墻周邊的金屬門窗、欄桿等較大的金屬物應與均壓環焊接成電氣通路。

防雷接地、變壓器中性點接地、電氣安全接地、計算機接地、弱電系統等接地采用共同接地系統，接地電阻不大于1歐姆。低壓配電系統的接地形式為TN-S系統，弱電機房、消防控制中心等弱電系統的接地，采用25mm2銅芯絕緣軟導線作接地干線，由各機房單獨引至地下一層等電位連接板。在強、弱電井設有接地匯流銅母排。在電源總配電柜內、電梯電源箱內及線路由室外LPZ0A或LPZ0B區進入LPZ1區的配電箱內加電涌保護器進行過電壓保護。

本工程采用總等電位聯結，有淋浴的衛生間采用局部等電位聯結。

4.3 有線電視系統

本系統由大連有線電視網提供電視節目，經室外引入建筑物后做重復接地。臨街公建每戶2個有線電視點；辦公每戶1個有線電視點；住宅每戶1個有線電視點，經家居弱電箱后，客廳、主臥各設一個有線電視插座。分支器箱在每層電井內明裝，有線電視系統干線、支線采用SYKV同軸電纜。電纜穿鋼管沿弱電線槽明敷或在樓板、墻內暗敷。

4.4 綜合布線系統

數據電話機房設在地下一層，城市數據網及電信局與本建筑之間傳輸媒介采用光纜和銅纜經室外引入，各層水平和豎直跳線架設于豎井中，并于豎井預留出網絡設備空間。

數據電話機房至電井垂直跳線架的話音主干線采用五類銅纜；由于機房至頂層超過100米，因此機房到兩個塔樓的數據干線采用光纜引至16層，經過數據交換機配出八芯非屏蔽雙絞線至各垂直跳架。水平跳線架至數據點、語音點采用五類八芯非屏蔽雙絞線。臨街公建每戶2個電話點、2個數據點；辦公每戶2個電話點、1個數據點；住宅每戶1個數據線及一個電話線引入，經家居弱電箱后，客廳、臥室各設數據點及電話點。

4.5 火災自動報警和消防聯動系統

①本工程為一類高層民用建筑，屬于一級保護對象。在一層設置一個消防控制中心，系統采用控制中心報警系統，具有火災報警、聯動控制、緊急廣播等功能。系統包括感煙/感溫探測器、手動報警按鈕、控制模塊、消防系統主機、火災視頻顯示屏（CRT）、消防聯動控制盤、火災緊急廣播設備、消防專用對講電話設備等組成。

②在各樓層的樓梯前室、主要公共活動場所出入口及主要通道等經常有人通過的地方設置手動報警按鈕。

③在消防中心設有向公安消防部門直接報警的外線電話。在消防水泵房、變電所、排煙機房、冷水機房等處設置與消防中心聯系的固定對講電話。

④消防聯動控制

a消火栓系統的控制

火災自動報警系統可監視消火栓按鈕的情況，當消火栓按鈕動作后，可自動啟動消防水泵。在消防中心可手動控制消防水泵的啟、停，顯示消防水泵的工作、故障狀態，顯示消火栓按鈕的工作部位。

b自動噴灑系統的控制

火災自動報警裝置可監視報警閥和水流指示器的工作情況，當報警閥動作后，可自動啟動噴灑水泵。在消防中心可手動控制噴灑泵的啟停，顯示噴灑泵的工作、故障狀態，顯示報警閥、水流指示器的工作部位。

c防火卷簾的控制

火災自動報警系統可根據防火卷簾兩側火災探測器的報警信號，自動控制電動防火卷簾的下落，并接受其下落反饋信息。在消防中心可監視其工作狀態。

d防煙、排煙設施的控制

火災自動報警系統可根據火災情況，停止有關部位的風機，關閉防火閥，啟動有關部位的排煙風機、排煙閥并接受其反饋信號。在消防中心可手動啟動排煙風機。

e非消防電源的控制

火災時在消防中心通過分勵脫扣器按鈕切斷非消防電源回路，或通過消防模塊聯動切斷相應層的普通照明。其它線路可在變電所手動切斷。

f電梯的控制

火災自動報警系統根據火災情況，強制所有電梯停于首層，并接受其反饋信號。

g火災事故廣播的控制

火災發生后，火災自動報警系統按疏散順序接通火災事故廣播，并切斷非火災事故廣播。二層及二層以上樓層發生火災時，先接通著火層及其相鄰的上、下層。首層發生火災時先接通首層、二層及地下各層。地下室發生火災時，先接通地下各層及首層。

在地下車庫、臨街公建、走廊等場所設置了火災事故廣播揚聲器，揚聲器的額定功率為3W。平時作背景音樂廣播，當火災發生時，火災自動報警和聯動控制系統切除相關層的非火災事故廣播，而進行火災事故廣播。

⑤一層消防中心與各弱電豎井之間的線路采用耐火電纜在金屬防火線槽內敷設。其它地方線路均采用導線、電纜穿金屬管沿墻或吊頂內敷設。所有線路明設部分須刷防火涂料。

4.6 多功能訪客系統

本工程采用總線制多功能訪客對講系統，將住戶的防入侵報警納入其中，工作狀態及報警信號送到小區的管理中心，方便物業的管理與監控。車庫內的副門口機火災時通過消防模塊將其自動打開。

以上是筆者在設計工作中的一些粗淺概括和總結，希望得到大家的批評和指正。

參考文獻：

[1]民用建筑電氣設計規范(JGJ 16-2008)

[2]高層民用建筑設計防火規范(GB50045-95 2005年版)

[3]建筑照明設計標準(GB50034-2004)

[4]建筑物防雷設計規范(GB50057-94 2000年版)

[5]火災自動報警系統設計規范(GB50116-98)

[6]智能建筑設計標準(GB/T50314-2006)

作者簡介：

馮源，女，1978年8月19日出生，2001年畢業于哈爾濱工業大學，工程師，現工作于大連市建筑設計研究院有限公司。