淺談高層建筑電氣設計的若干問題

張素麗

摘要：現代高層建筑住宅的規劃和建設如火如荼。如何在高層建筑住宅樓中解決好電氣設計中的一些關鍵問題和需要注意常常被忽略的問題，在高層建筑住宅設計中具有十分重要的意義。本人淺談自己在設計中總結出的一些體會。

關鍵詞：動力及照明配電 弱電 防雷及接地安全

1 動力及照明配電系統方面

1.1 高層建筑住宅總電源引入

高層建筑住宅供電由小區變配電所引入。高層建筑住宅的總配電室或總配電箱間宜選在地下層或首層，這樣進、出線方便，且便于運行維護。用電負荷的具體情況可以采用放射式或樹干式供電系統，電源柜設在一層或地下室內，電源柜至室外宜留有不少于2回路的備用管，管徑為100～150mm，照明、電力及應急電源應分別引入。十九層及以上住宅，宜由變電所設專線回路采用放射式系統供電，電力、照明及應急電源宜分別引入。

在進行詳細設計時，我們應該根據單體的設計情況和規劃外線的走向，盡量的減少室外線路和管道的數量，盡量縮短檢修距離，減少故障點的數量。這樣以來可以既節約材料也對地面環境起到了有效的保護。在進行電氣設計的時候應該在充分了解住宅樓中建設的地下車庫的情況下，充分利用此時地下車庫與各樓相同的便利條件，盡可能將強弱電的主干線路通過地下車庫采用內吊裝線槽等方式直接引入各個單體建筑。避免或者盡量減少做室外管井，這樣既減少了與其他專業管井的交叉，又避免了對室外環境景觀的破壞。這樣減少工程量的同時也方便了日后的檢修與維護。

在單體的設計過程中應該注意集中設置強弱電的管路，可以減少強弱電管井的數量，但是這樣的做法還是要特別注意各地方弱電運營商的室外管線的敷設要求以及各地供電局相關的要求。

1.2 高層建筑住宅低壓配電系統中需要注意的問題

1.2.1 盡管《住宅設計規范》GB50096-2011有明確的住宅用戶負荷標準，但隨著日新月異的發展，家用電器功率的提高，用電負荷有時并不能滿足要求。因此目前住宅電氣設計應具有一定的超前意識，滿足日益增長的用電需求。

1.2.2 主干回路上線管、線槽中的電纜和導線的密度、分隔敷設的要求也常被忽略，結果造成施工困難，產生線路過熱、易相互干擾等隱患。對于長距離的多負載傳輸線路，多為設備的工作電源回路，設計時一定要核算線損引起的電壓降，并提醒調試時檢查回路末端的工作電壓，這是某些現場設備工作不正常的常見問題。

1.2.3 照明箱進線開關不應采用雙極隔離開關，依據《低壓配電設計規范》GB50054-2011，在TN-S系統中，N線上不宜裝設電器將N線斷開，當需要斷開N線時，應裝設相線和N線一起切斷的保護電器。照明箱進線開關可使用單極隔離開關。三相配電的照明箱進線開關應使用三極隔離開關。

1.2.4 在TN-S系統中，在電源轉換時切斷中性導體，可以避免中性導體產生分流（包括在中性導體流過的三次諧波及其他高次諧波）這種分流會使線路上的電流矢量和不為零，以致在線路周圍產生電磁場及電磁干擾。采用四極開關可保證中性導體電流只會流經相應的電源開關的中性導體，避免中性導體產生分流和在線路周圍產生電磁場及電磁干擾。因此，配電箱內雙電源進線轉換開關不應采用三級，依據《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第7.5.3條第2款要求，應采用四極轉換開關。

2 高層建筑住宅的弱電系統設計方面

2.1 基于弱電系統現狀的設計

目前固定電話通信和有線電視系統在城市中已得到普遍應用。基本上每一個家庭都擁有最少一臺電視，電視的覆蓋率可謂是近乎100%，因此在住宅的建設過程中，有線電視系統的敷設應該力求完善，來滿足日常生活需要，并留有一定的發展空間。目前網絡系統的不斷擴大，不斷地更新，使得生活中處處離不開網絡。因此在設計的過程中，住宅中的網絡系統它的設計一定要具有前瞻性。另外，隨著光纖通訊技術的不斷成熟和發展，越來越多的新建住宅小區選擇光纖到戶通訊設施。規范《住宅區和住宅建筑內光纖到戶通信設施工程設計規范》GB50846-2012已經有了詳細的規范要求，設計中要注意學習和與時俱進。

2.2 基于弱電系統的發展趨勢

智能型住宅。未來智能型小區建設一定是住宅未來的發展方向，雖然目前還不能完全貫徹到現有的建設條件中，但設計人員一定要有展望未來的眼光。智能控制板是住宅智能化的核心，它大致由三個部分組成：通信網絡部分、設備自動化部分、安全防范部分。

2.2.1 通信網絡部分，包括電話、有線電視、計算機互聯網接口。

2.2.2 設備自動化部分，包括照明、空調監控、電器設備監控、家庭能耗（水、電、煤氣）數據抄送。

2.2.3 安全防范部分，包括火災報警、煤氣泄漏、防盜報警、安全對講及緊急求救。

智能化住宅在國外已得到了廣泛的應用，今后我們在進行住宅弱電系統的設計時要參照智能化住宅布線要求，對住宅智能化的發展趨勢要有預見性，選擇電器設備時應該適當的超前和留有一定的升級空間。

3 高層建筑住宅防雷接地及安全方面

3.1 關于防雷部分

本部分需要注意屋頂設備的防雷問題。屋頂冷卻塔、風機沒有采取防雷措施，這是工程設計中極易忽視的常見問題。《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）第4.1.1條規定，各類建筑物應采取防直擊雷的外部防雷裝置，并應采取防閃電電涌侵入的措施。屋頂平面布置的冷卻塔、排煙風機、太陽能設施、航空障礙燈等設備，依據《建筑物防（上接第98頁）雷設計規范》GB50057-2010第4.2條規定，應采取防直擊雷措施，在防雷平面圖中應明示防直擊雷方法：其金屬外殼至少有不少于兩處與屋面防雷裝置相連；非金屬冷卻塔應設置避雷針。同時，依據《建筑物防雷設計規范》第4.2.3條要求，還應采取防雷電波侵入的措施：即在配電盤內，在開關電源側安裝適配的浪涌保護器。

3.2 接地及安全部分

由于高層建筑的鋼筋混凝土基礎較深、較牢固，為節約投資，要充分利用這一自然接地體。在實際設計中，需要注意的是，當利用建筑物的柱子鋼筋作為引下線時，應按規范：當鋼筋直徑為16mm及以上時，應利用兩根鋼筋作為一組引下線；當鋼筋直徑為10mm及以上時，應利用四根鋼筋作為一組引下線。被利用的柱子和基礎內的鋼筋均應可靠焊接，使其在電氣上成為一個整體，更有效地保護建筑物內的設備和人身安全。在防雷設計說明中，應明確對引下線鋼筋截面和根數要求。

另外需要注意的幾點：①住宅供電采用TN系統時，在線路較長、導線截面較小的情況下，接地故障電流也隨之減小，過電流保護電器常常不能滿足切斷故障回路的時間要求，因此必需采用漏電保護器和專用PE線作接地故障保護。②按《低壓配電設計規范》GB50054-2011規定，采用接地故障保護時，在建筑物內應作總等電位聯結。等電位聯結是使電氣裝置各外露可導電部分和裝置外可導電部分電位基本相等的一種電氣聯結。等電位聯結的作用，在于均衡電位，降低人體受到電擊時的接觸電壓，是接地保護的一項重要措施。同時設有洗浴設備的衛生間應設局部等電位連接，以防止出現危險的接觸電壓。③電氣豎井內接地干線每層或每三層與樓板鋼筋做等電位連接，主要是防止雷電流流經引下線和接地網時產生的高電位對電氣豎井內接地干線、電氣線路、電氣設備產生反擊的措施。

上述各種問題在工程上經常遇到，某些設計規范中也有規定與要求，但在工程設計中卻往往被忽視和遺漏，造成不必要的失誤和不足。筆者希望通過實踐和探索，不斷的總結經驗教訓，提高設計工作水平，同時注意各專業間的協調和配合，使電氣設計更加完善。

參考文獻：

[1]《智能建筑與城市信息》2013年1月刊.

[2]《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16-2008.

[3]《供配電系統設計規范》GB50052-2009.

[4]《低壓配電設計規范》GB50054-2011.

[5]《建筑工程勘察設計常見質量問題分析與解決措施》.河北科學技術出版社.