談某高層住宅樓的電氣設計

張光薇

(山西省建筑設計研究院，山西太原 030013)

本工程為某高層住宅樓。總建筑面積為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，標準層面積為975.98 m2;屋頂設有電梯機房和水箱間，面積為209.52 m2。建筑總高度為96.6 m。

根據國家現行的有關設計規范及甲方提供的工程設計資料、設計要求，該項目的設計內容包括有動力及照明配電系統、防雷保護及接地系統、樓宇可視對講系統、有線電視系統、電話系統、網絡系統等。以下詳細介紹各個系統。

1 負荷分級、負荷計算

1.1 負荷等級

根據GB 50045-95(2005年版)高層民用建筑設計防火規范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、正壓送風機、排煙風機、應急照明等消防負荷為一級負荷，其余均為三級負荷。一級負荷的用戶應由雙重電源供電。這里所說的雙重電源根據GB 50052-2009供配電系統設計規范應是相互獨立的兩路電源，應分別來自不同電網，或者來自同一個電網但兩路電源的電氣距離比較遠，一路電源系統出現異?；蚬收蠒r，另一路電源仍能不中斷供電。

1.2 負荷計算

住宅類建筑的負荷計算一般采用需要系數法，用電設備的功率乘以需要系數和同時系數(一般同時系數取0.9)，便可以直接求出計算負荷。

本工程的標準層包含有兩個戶型，戶內使用面積分別為80.58 m2和95.1 m2，每戶按6 kW計算;本工程共兩個單元，每個單元132戶，根據《全國民用建筑工程設計技術措施節能專篇——電氣》中的“需要系數選擇表”查出需要系數取0.4。本工程應急照明配電箱每3層設一個，每個按3 kW計算。則有功功率Pjs=(0.4×792 kW+1 ×54 kW)×0.9=333.72 kW;計算電流:Ijs=Pjs/0.658/cosΦ =333.72/0.658/0.9=561.9 A。

2 配電系統

在小區地下車庫內設一變配電室，本工程的供電電源由此變配電室沿車庫內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，則總進線選用NH-YJV電力電纜。

在本樓地下1層配電室分別設置兩臺照明配電柜及兩臺動力配電柜，以方便不同種類負荷的用電計量和電費收取。正常照明的配電系統采用了放射式與樹干式相結合的系統配電，配電干線采用YDF-YJV預分支電力電纜，在每層電表箱處做一個分支，電表箱為插卡式電表箱，設于電氣豎井內，面向前室，方便用戶插卡取電。應急照明的配電系統采用樹干式系統配電，每個應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。而對于正壓送風機、消防電梯等重要的消防設備則采用放射式系統配電，并且在末端配電箱處設置雙電源自動轉換裝置。

3 照明系統

照明設計包含有正常照明和應急照明兩類。根據GB 50034-2004建筑照明設計標準5.1.1條及6.1.1條的要求，居住建筑照明標準值及照明功率密度值為:廚房、衛生間照度值為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計，戶內僅預留燈口位置，并且根據建筑專業家具擺放的位置確定插座及電視、電話、網絡出線口的位置。

在樓梯間、電梯前室、電梯機房、水箱間、自行車庫及地下2層走道內設置應急照明及燈光疏散指示標志，以便于在火災發生時能及時指引人群逃離火災現場，確保人員的人身安全。當火災發生時，小區消防控制室內的值班人員需要切斷正常照明電源及各類非消防電源，及時點亮應急照明燈具，幫助人群能夠快速有效的疏散到安全場所。

4 防雷保護及接地系統

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

計算出該建筑物的年預計雷擊次數N=0.172 8次/年。按照GB 50057-2010建筑物防雷設計規范3.0.4條的規定:本建筑物年預計雷擊次數大于0.05次/年，并且小于0.25次/年，應按三類防雷設計。

本建筑物外部防雷措施采用裝設在建筑物上的接閃網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一圈接閃帶，并且在整個屋面裝設不大于20 m×20 m的網格。凡是突出屋面的風管、放散管等在屋面接閃器保護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;金屬物體可不裝設接閃器，但應和屋面的防雷裝置連接。

2)利用本建筑物剪力墻暗柱內中的兩根不小于Φ16的鋼筋作為防雷引下線。

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

4)設均壓環，利用建筑物結構圈梁中的鋼筋每三層連成一閉合回路，并應與防雷引下線連接。

內部防雷措施:在地下1層，將本建筑物的金屬裝置、建筑物內系統及從外部引入該建筑物的金屬管線與防雷裝置連接，以實現等電位。

本工程接地系統為TN-C-S系統，接地電阻應不小于1 Ω，當實際測量不滿足此要求時，需要增設人工接地極。本工程設置總等電位聯結，將樓內電氣裝置外露可導電部分、穿線鋼管和橋架、支架、進出建筑物的金屬管道等部位進行聯結，以降低該建筑物內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，本設計在總配電柜處加裝過電壓保護。

5 火災自動報警及聯動控制系統

本建筑屬于一類高層建筑，為一級保護對象，采用控制中心報警系統。在小區的消防控制室設置火災報警控制器、消防聯動控制設備和區域顯示器。本工程火災報警系統由火災自動報警系統;消防聯動控制系統;消防直通對講電話系統;應急照明控制系統組成。

在樓梯間、消防電梯前室、電纜豎井、電梯機房等處設置感煙探測器，在單元出入口、樓梯口等處設手動報警按鈕(手動報警按鈕內應設消防電話插孔)、火災聲光報警器。本小區的消防控制室設在本樓1層，且有直接通向室外的門。消防控制室可以對整個小區的消防設備及需要防火的區域進行控制和監視，且對消火栓泵、正壓送風機、排煙風機、電梯、應急照明等消防設備和非消防配電箱等設施進行手動和自動控制，并且能夠顯示其工作狀態及故障狀態。

6 樓宇可視對講系統

樓宇可視對講系統是一套現代化的住宅服務措施，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，節省了住戶的時間，提高工作效率。

樓宇可視對講系統包括有單元門口的對講主機、住戶內的對講分機及管理中心的管理員機，住戶可根據圖像和聲音來識別來訪的客人并控制門鎖，當遇到緊急情況時住戶可以向管理中心發送求助信號，管理中心也可以向住戶發布信息。提高了住宅小區的整體管理和服務水平，創造了安全社區的居住環境，是現代化小區不可缺少的配套設備。

由于篇幅有限，對于本工程的其他弱電系統就不再進行討論。本文所介紹的是高層住宅類建筑中最基本的電氣系統的設計方法。隨著我國經濟的飛速發展，人民生活水平的極大提高，住宅電氣的設計內容也越來越多，設計思想也要跟得上時代的步伐。身為一名電氣設計人員，要努力接受和掌握新知識和新規范，力爭做更多優秀的設計。

［1］GB 50045-95，高層民用建筑設計防火規范［S］.

［2］GB 50052-2009，供配電系統設計規范［S］.

［3］GB 50034-2004，建筑照明設計標準［S］.

［4］GB 50057-1994，建筑物防雷設計規范［S］.