某銀行辦公大樓電氣設(shè)計(jì)若干問題及解決方案

時(shí)　鵬

(福州市建筑設(shè)計(jì)院　福建福州　350011)

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某銀行辦公大樓電氣設(shè)計(jì)若干問題及解決方案

時(shí)鵬

(福州市建筑設(shè)計(jì)院福建福州350011)

希望能夠給同行從業(yè)人員起到一些啟發(fā)和幫助，現(xiàn)在工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)空心樓蓋板的出現(xiàn)，導(dǎo)致不能用傳統(tǒng)的電氣管線施工方法進(jìn)行施工；作為金融辦公大樓，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房對(duì)電源的要求非常高；作為辦公大樓，對(duì)各樓層電能需要靈活、安全的供電；電氣豎井面積的要求；對(duì)于空調(diào)專業(yè)提供負(fù)荷要求有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)不夠精確或廠家不同產(chǎn)生較大差距；電梯功率根據(jù)不同高度，功率不同等等，文章以某銀行辦公大樓電氣設(shè)計(jì)為案例，對(duì)以上問題提供解決方案。

空心樓蓋板；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房；封閉式母線槽；電纜截面；電梯功率

0　引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，各項(xiàng)工程新技術(shù)的應(yīng)用，給設(shè)計(jì)行業(yè)也帶來了很多壓力，對(duì)從事電氣設(shè)計(jì)行業(yè)的設(shè)計(jì)師們也提出了更高的要求，需要了解更多的知識(shí)，提升自身的業(yè)務(wù)水平，之所以選擇本工程作為論文范例，是因?yàn)楣こ讨谐霈F(xiàn)的電氣設(shè)計(jì)的新問題比較有代表性，希望可以分享給同行。

1　工程概況

本工程為某銀行辦公大樓，包括地下2層、地上27層，高度112.75m，為超高層建筑，總建筑面積65 973m2;高壓環(huán)網(wǎng)室設(shè)于一層，高低壓配電室設(shè)于五層，智能化機(jī)房設(shè)于五層，有線電視機(jī)房設(shè)于十三層，消控中心設(shè)于一層。目前該工程已經(jīng)竣工驗(yàn)收。

2　關(guān)于空心樓蓋板電氣管線預(yù)埋施工的解決方案

近年來，結(jié)構(gòu)專業(yè)比較流行在辦公樓地下二層頂板及各上部各層設(shè)計(jì)空心樓蓋板，也是模塊化建筑發(fā)展的一個(gè)方向，該工程也采用了空心樓蓋設(shè)計(jì)。空心樓蓋是一種現(xiàn)澆鋼筋砼空心樓蓋；也叫現(xiàn)澆無(wú)梁空心樓蓋，安裝芯模產(chǎn)品后現(xiàn)澆而成的空心無(wú)明梁樓蓋。空心樓蓋，包括鋼筋、砼、芯模，芯模埋置在鋼筋砼中，其特征在于芯模內(nèi)填充有輕質(zhì)材料。由于空心樓蓋板的構(gòu)成為中空的，上下兩個(gè)芯膜厚度僅為7mm，不能進(jìn)行電氣埋管，給電氣專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)施工帶來較大難度，施工時(shí)，應(yīng)選擇電氣管線沿樓蓋與樓蓋中間的肋梁敷設(shè)至設(shè)備配電箱。當(dāng)電氣管截面積超過DN25時(shí)，應(yīng)將電纜沿著線槽敷設(shè)至各電氣配電箱。

3　關(guān)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房要求兩個(gè)電源的問題

在這個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的核心，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房的安全至關(guān)重要，其安全性包括機(jī)房的位置選擇、計(jì)算機(jī)房的荷載要求、精密空調(diào)的設(shè)置、低壓供電的負(fù)荷等級(jí)。該工程網(wǎng)絡(luò)機(jī)房為總行數(shù)據(jù)中心機(jī)房,需要儲(chǔ)存所有分行的數(shù)據(jù),要求供電等級(jí)為一級(jí)，根據(jù)甲方要求,機(jī)房電源需要雙回路總配電箱處采用雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)互相投切,雙回路主備用電源均為引自低壓側(cè)應(yīng)急母線斷，且兩路低壓側(cè)應(yīng)急母線要求由不同的兩臺(tái)變壓器提供。針對(duì)這種要求，我們?cè)诘蛪合到y(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，在1#變壓器低壓側(cè)設(shè)置應(yīng)急母線段和2#變壓器低壓側(cè)設(shè)置應(yīng)急母線段，由發(fā)電機(jī)出線柜引出兩路電源分別供1#變壓器低壓側(cè)應(yīng)急斷和2#變壓器低壓側(cè)應(yīng)急段。

經(jīng)過此次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房的設(shè)計(jì)，對(duì)金融行業(yè)的數(shù)據(jù)機(jī)房的供電有了很多理解，從技術(shù)角度上，在建設(shè)空間允許的條件下，建議設(shè)置多臺(tái)發(fā)電機(jī)，并且每臺(tái)發(fā)電機(jī)電源與市電電源進(jìn)行互投，然后分別供給網(wǎng)絡(luò)機(jī)房各個(gè)主、備用電源，這樣提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房的電源安全性，能確保持續(xù)供電，這也是電氣設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。

4　關(guān)于封閉式母線槽的應(yīng)用

封閉式母線槽廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)綜合體和大型辦公樓，其特點(diǎn)有以下5點(diǎn)：

(1)減少接地故障，避免相間的短路，可基本消除外界的潮氣、灰塵以及外物引起的接地故障，提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的連續(xù)性。

(2)消除周圍鋼構(gòu)的發(fā)熱。敞露的大電流母線使得周圍的鋼構(gòu)和鋼筋在電磁感應(yīng)下產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，發(fā)熱溫度高，損耗大，會(huì)降低構(gòu)筑物的強(qiáng)度。封閉母線采用外殼屏蔽可從根本上解決鋼構(gòu)的感應(yīng)發(fā)熱。

(3)大大減小相間短路的電動(dòng)力。當(dāng)區(qū)外發(fā)生相間短路，很大的短路電流流過母線時(shí)，由于外殼的屏蔽作用，使相間導(dǎo)體所受的短路電動(dòng)力大為減小。

(4)母線封閉后，采用微正壓裝置，可防止絕緣子結(jié)露，提高運(yùn)行安全可靠性，并為母線采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻方式創(chuàng)造條件。

(5)封閉母線運(yùn)行維護(hù)工作量小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。鑒于本工程為超高層建筑，空調(diào)室外機(jī)用電負(fù)荷較大，且分布較為集中，我們對(duì)本樓空調(diào)負(fù)荷采用豎向封閉式母線供電，從低壓柜直接引各樓層配電間，再經(jīng)母線插接箱轉(zhuǎn)接至各用電設(shè)備末端。采用封閉母線供電可減少安裝難度和避免電纜根數(shù)太多引起的布線困難，相比采用電纜敷設(shè)，相同載流量的情況下，封閉式母線的安裝更加方便，更能節(jié)省配電井的空間，更節(jié)約人力成本，更加穩(wěn)定。并且可以便于各層之間的負(fù)荷的均衡，當(dāng)某一樓層的用電量增大，而其他層負(fù)荷正常或者減少時(shí)都不會(huì)影響到整個(gè)大樓的運(yùn)轉(zhuǎn)，只需要更換當(dāng)前層插接箱內(nèi)開關(guān)即可。

在設(shè)計(jì)過程中，封閉式母線避免了敷設(shè)在腐蝕氣體管道和熱力管道的上方及腐蝕性液體管道的下方，其水平敷設(shè)的支持點(diǎn)間距不大于2m；當(dāng)封閉式母線無(wú)引出線時(shí)，端頭封閉；其連接處不在穿過樓板或墻壁處進(jìn)行；其外殼及支架做可靠接地，全程不少于兩處與接地保護(hù)導(dǎo)體(PE)相連[2]。

5　電氣豎井的設(shè)置原則及面積要求

根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008第8.12條和《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-2011第7.7條的要求，電氣豎井的設(shè)置原則為：宜靠近用電負(fù)荷中心；不應(yīng)和電梯井、管道井共用同一個(gè)豎井；鄰近不應(yīng)有煙道、熱力管道及其他散熱量大或潮濕的設(shè)施；在條件允許時(shí)避免與電梯井及樓梯間相鄰[3]；豎井內(nèi)豎向布線是應(yīng)考慮一下因素：頂部最大變位和層間變?yōu)閷?duì)干線的影響；電線、電纜及金屬保護(hù)導(dǎo)管、罩等自重所帶來的荷載影響及其固定方式；垂直干線與分支干線的連接方法。

本樓要求設(shè)置電氣豎井，電氣豎井分為強(qiáng)電豎井和弱電豎井；根據(jù)用電負(fù)荷的性質(zhì)和供電半徑等因素，在本樓核心筒設(shè)置一個(gè)強(qiáng)電豎井和一個(gè)弱電豎井。核心筒位于本樓各平面的中心位置，滿足靠近用電負(fù)荷中心，避免鄰近煙囪、熱力管及其他散熱大或超市的設(shè)施，不與電梯、管道間共用同一個(gè)電氣豎井的原則[2]。在與土建專業(yè)的配合過程中，還要考慮各層電氣豎井引至各層用電設(shè)備的線槽的開洞問題，一般超高層建筑，核心筒的墻體均為剪力墻，如果沒有特別要求，剪力墻的墻體全部統(tǒng)一澆筑，后期再開洞會(huì)影響到整棟樓的結(jié)構(gòu)安全。這個(gè)工程由于高低壓電房和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)房均設(shè)置在五樓，導(dǎo)致強(qiáng)弱電進(jìn)出線均集中在五樓，設(shè)計(jì)階段就要嚴(yán)格控制各管線的走向及豎向開洞。電氣豎井的尺寸，除了滿足布線間隔及端子箱、配電箱布置的要求，在箱體前還預(yù)留了大于0.8m的操作、維護(hù)距離。當(dāng)初強(qiáng)電井的面積要求不小于4m2，弱電井的面積不小于5m2。施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)每一層電氣豎井進(jìn)行大樣設(shè)計(jì)，對(duì)高低壓電纜線槽、封閉母線、消防線槽、綜合布線線槽、有線電視線槽、各強(qiáng)弱電配電箱(配線箱)進(jìn)行比較精確地定位，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收情況，當(dāng)初針對(duì)電氣豎井提出的尺寸，剛好滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝要求，做出的效果也比較滿意。建議在實(shí)際的工程中，要針對(duì)所設(shè)計(jì)的電氣系統(tǒng)進(jìn)行合理的空間配置，能較為準(zhǔn)確地提出空間要求，并具有前瞻性地適當(dāng)多預(yù)留一些面積，為以后的功能擴(kuò)展提供富余空間。

6　關(guān)于空調(diào)配電的理解

目前全國(guó)提倡建筑節(jié)能，相應(yīng)的作為南部省份，節(jié)能要求也趕上了全國(guó)的步伐，近幾年出版了幾本地方標(biāo)準(zhǔn)。在本工程的施工圖設(shè)計(jì)過程中，暖通專業(yè)根據(jù)規(guī)范要求，對(duì)整個(gè)大樓進(jìn)行冷熱量計(jì)算，然后選擇室內(nèi)外空調(diào)機(jī)組，電氣專業(yè)根據(jù)暖通專業(yè)的要求，對(duì)室內(nèi)外空調(diào)機(jī)進(jìn)行配電，往往按照暖通專業(yè)的實(shí)際要求的功率配備相應(yīng)的電氣開關(guān)和電纜。但是由于不同空調(diào)廠家的產(chǎn)品功率差距較大，暖通專業(yè)為了滿足節(jié)能要求，一般選擇能耗比相對(duì)較高的產(chǎn)品，比如某些進(jìn)口空調(diào)機(jī)組。在實(shí)際的招投標(biāo)過程中，由于各種因素的影響，中標(biāo)廠家不是原來選擇的型號(hào)產(chǎn)品，中標(biāo)廠家的空調(diào)室內(nèi)外機(jī)是原設(shè)計(jì)時(shí)功率的1.5倍以上，導(dǎo)致電氣全套的空調(diào)配電系統(tǒng)要重新調(diào)整，使得設(shè)計(jì)方需要重新核對(duì)配電，給業(yè)主和施工方造成了很大的資源浪費(fèi)。也有些設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)空調(diào)配電箱計(jì)算功率同時(shí)利用系數(shù)選取0.8或者0.5[1]，計(jì)算出來的電流難以滿足全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要求，現(xiàn)場(chǎng)全功率啟動(dòng)的時(shí)候，經(jīng)常總開關(guān)跳閘，給后期使用帶來很大不便。針對(duì)以上出現(xiàn)的問題，應(yīng)該盡量在設(shè)計(jì)階段就要同時(shí)利用系數(shù)取1，得出計(jì)算電流，整定開關(guān)時(shí)，盡量放大一級(jí)，再根據(jù)整定電流的大小選擇相應(yīng)的電纜截面，且配電箱的出線回路盡量預(yù)留2個(gè)～3個(gè)回路，以便后期擴(kuò)容或者增加設(shè)備。

在空調(diào)配電時(shí)還應(yīng)考慮電纜傳輸過程中的電壓降，如果電壓降超過5%，就會(huì)導(dǎo)致空調(diào)主機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行壓降計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果考慮是否需要放大電纜截面。

7　關(guān)于電梯配電的問題

電梯的作用在我們的生活中越來越重要，可以讓建筑蓋得越來越高，生活越來越便利，并且在日新月異的今天，制造電梯的技術(shù)也不斷更新。

在本工程施工圖設(shè)計(jì)階段，當(dāng)時(shí)的做法是每部電梯按20kW供電，不同電梯機(jī)房的電梯分別由電房低壓出線柜單獨(dú)供電。該工程為超高層，所有電梯均采用雙電源末端切換，滿足電梯能夠正常運(yùn)行，但是當(dāng)時(shí)忽略了承重、提升速度等因素。對(duì)于一個(gè)工程來說，電梯安裝及調(diào)試往往滯后于其他電氣設(shè)備的安裝，此時(shí)電纜及豎向橋架都已經(jīng)安裝完畢，本工程就遇到了這樣一個(gè)尷尬的情況，當(dāng)電梯中標(biāo)廠家提供用電資料時(shí)候，發(fā)現(xiàn)幾部通往二十七層的單臺(tái)電梯功率為27kW,高于原設(shè)計(jì)的20kW，且導(dǎo)致二十七層客梯配電總箱開關(guān)不滿足供電要求，五層配電房?jī)?nèi)供電開關(guān)整定開關(guān)電流也不滿足配電要求，最后導(dǎo)致了從電房到末端開關(guān)的一整套的整改。所以在設(shè)計(jì)過程中要全面了解電梯的功能、承重以及額定速度等因素，確保采購(gòu)的產(chǎn)品能滿足實(shí)際的需求，減少施工過程中的材料浪費(fèi)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

8　結(jié)語(yǔ)

從事電氣工程設(shè)計(jì)，需要堅(jiān)持不懈的的努力和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的積累，以上5個(gè)問題的出現(xiàn)和解決方案，具有很好的代表性，能夠靈活運(yùn)用和借鑒，可以為項(xiàng)目的工期進(jìn)度和成本控制提供很好的幫助，減少人力物力的浪費(fèi)。

[1]建筑電氣常用數(shù)據(jù).圖集04DX101-1[Z].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社.

[2]JGJ16-2008 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[3]GB50054-2011 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社,2011.

Problems and solutions in electrical design of an office building of a bank

SHI Peng

(Fuzhou Architectural Design Institute, Fuzhou 350011)

For a bank office building electrical design in some of the electrical problems are summarized. Hope to be able to peer practitioners to play some inspiration and help.The arising of hollow floor slab in structural design of nowadays construction leads that it cannot use traditional electrical pipeline for construction. For a financial office, its network data center has the very high demand to the power supply; and for an office building, power supply of each floor shall be flexibly and securely; the requirements of electrical shaft area; the load requirements of the air-conditioning is not so accurate or it has a greater difference due to various manufacturers; different elevator heights has different power requirements; The application of mineral insulated cables provides solutions to the above problems.

Hollow floor cover plate；Network data room；Enclosed Busbar；Cross-section of cable；Elevator power

時(shí)鵬 (1984.07-)，男，工程師。E-mail:sp08mail@163.com

2016-08-05

TU855

A

1004-6135(2016)09-0088-03