高层建筑工程中的电气设计

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摘要:本文从负荷等级、配电原则、线路敷设方式、安全节能、设备选型等方面对高层住宅电气设计进行了阐述,论述了住宅电气设计中应注意的几个方面,以积累高层住宅电气设计经验,完善高层建筑功能。

关键词:配电形式, 负荷等级, 安全节能，设备选型

借着社会的发展水平不断提高,城市化的不断加快,中小城市的住宅建设正迈向高层化的建筑发展,本文作者就设计中遇到的几个问题论述了一些个人想法。

1建筑高层中的配电系统(以多单元17层为例)

1.1工程概况

某工程共两个单元,高层住宅以住宅单元划分防火分区及公共区域,因此高层住宅配电系统常常以单元划分配电系统及配电柜,每个单元自下而上预留电气专业竖井,配电干线沿单元竖井引上,以便于日后的维护和管辖,更有利于工程的测量管辖和取费。

1.2负荷等级及供电电源

根据规范要求, 地下1层为储藏室,地上17层为住宅，高层住宅消防负荷为二级负荷,其余负荷为三级负荷,为了满足工程供电要求,每个单元从小区就近变电所引两路220/380 V电源(要求取自两台不同的变压器出线)分别供给本单元的动力负荷及照明负荷用电。照明负荷电源同时作为动力负荷电源的备用电源使用,能承担本单元的全部负荷。

1.3供电方式

照明负荷采用树杆式供电方式,分三路引上,一路供1层～6层照明用电,一路供7层～12层照明用电,另一路供13层～17层照明用电,每一路都要求尽量三相平衡,并在每层电气竖井分线处做好防窃电措施。而动力负荷采用放射式供电方式,其中正压送风、消防电梯、消防排污泵及公共照明等二级负荷采用双电源末端互投。

1.4计量

住户电费采用磁卡计量方式,电表箱按单元分层集中放置在楼层竖井外,既安全又便于用户使用,而动力负荷及公共照明用电在柜中集中设表计量。

2低压配电及线路敷设方式

1)消防配电干线采用NHYJV-1 kV耐火电缆,其他负荷干线采用ZRYJV-1 kV阻燃电缆,穿钢管埋地暗敷及沿竖井明敷引上。2)照明干线在每层电气竖井设分支接头引至竖井外电表箱,再由电表箱引至分户箱,消防负荷干线沿竖井直接引至消防设备就地切换箱。3)在地下1层电气竖井设单元应急照明配电箱,分五路引上,第一路供1层～6层楼道应急照明,第二路供7层～12层楼道应急照明,第三路供13层～17层楼道应急照明,第四路供1层～10层楼层指示灯,第五路供11层～17层楼层指示灯,第六路供地下室应急照明,其中楼层指示灯受控于配电室,平时不亮,火灾时自动点亮,并要求每路接引灯具不超过25套,为减少电压损失,应急照明配电线路采用NHBV-2×4+PE4导线穿钢管引上,接灯处换接NHBV-2×2.5+PE2.5导线。4)消防系统供电自成体系,其他负荷不得接入消防系统。5)除竖井内敷设的线路外,全部暗敷设。6)每套住宅进户线截面不应小于10 mm2,户内配电箱出线分照明一路,一般插座两路,门厅空调插座一路,居室空调插座一路,厨房、卫生间插座各一路,照明回路采用BV-2×2.5+PE2.5,插座回路采用BV-2×4+PE4穿中型PVC管暗敷设,插座回路设16 A,30 mA,0.1 s漏电断路器,照明回路设10 A能断开相线和中性线的自动开关,管路敷设离墙表面净距不小于15 mm。7)应急照明分支线采用铜芯导线穿金属管敷设,保护层不小于30 mm。

3设备选型与安装

1)住宅配电屏选用高层住宅专用配电屏,落地安装,底层设低压配电间,负责向全楼供电,低压出线沿地或沿公共走道顶敷设引入各单元电气竖井,消防线路明敷设时涂防火涂料。2)住宅分户箱设于餐厅或公共走道,避开卫生间竖井,电梯井道墙壁位置,距地1.8 m安装,安装位置尽量避开剪力墙位置,为用户入户改造提供便利,一般插座均选用安全型单相二、三极插座,距地0.3 m,避开家具安装(距离家具墙0.8 m),壁挂空调插座选用带开关单相三极插座,避开窗帘位置(距窗帘墙内侧0.2 m),开关距地1.4 m安装,开关边缘距门框边缘0.15 m～0.2 m,卫生间插座选用防潮面板单相三极安全插座,距地1.8 m,卫生间插座距浴盆边的水平距离不小于0.6 m,距淋浴头的水平距离不小于1.2 m,强弱电插座的水平距离为0.5 m,开关插座采用同一系列产品,开关的通断位置一致。3)消防设备配电箱尽量安装在电气专用房间及电气竖井,并注“消防明”标志,保证供电的可靠性。4)电气竖井到住户门之间的公共部分,因敷设线路多,交叉很难避免,要求结构专业配合加厚公共区域楼板(200 mm)。5)住宅楼梯间,消防电梯前室选用高效节能自带蓄电池应急灯,平时受声光控开关控制,应急时强制点亮(声光控开关选用带应急功能的开关),应急灯功率因素cosφ>0.9,采用的镇流器应符合该产品的国家能效标准。应急照明灯具自带蓄电池,要求带不可燃外罩,应急时间不少于30 min,还应符合现行国家标准GB 13495消防安全标志和GB 17945消防应急灯具的有关规定。

4建筑物防雷接地系统与安全接地

1)建筑物按三类防雷建筑设计,并实施总等电位联结,总等电位联结板与建筑物金属上下水管、入户煤气管、金属暖气管通过预埋接地块连接。2)建筑物在配电间设总等电位联结板,系统采用TN-C-S系统,在配电间实施总等电位联结。3)总等电位联结板与水井等电位联结板连接,水井等电位联结板与水井内金属水管、暖气管连接。4)电气竖井均设楼层等电位联结板,通过专用接地干线(BV-1×50-PVC40)与总等电位联结板连接。5)电气竖井接地端子板与竖井内配电箱、金属线槽、穿线钢管、圈梁主筋及卫生间等电位联结板连接。6)利用基础内两根主筋>10,焊接成闭合环路做联合接地体,联合接地体与作为防雷引下线的柱筋可靠焊接,总等电位联结板与联合接地体在不同的两处可靠焊接,接地电阻不大于1Ω。7)照明配电干线处设用于防止电气火灾的剩余电流断路器300 mA,0.4 s,动作于切断电源,在单元动力总进线处设用于防止电气火灾的剩余电流断路器,动作于报警。

在每台进线柜母线上安装浪涌保护10/350 u,浪涌电流60 kA。

5通信网络系统

电视电话网络进户线在住户智能配线箱内做转接点,便于系统维护、检修,而电话电视网络的主干道设计应结合当地有关部门的具体要求,应在电气竖井内预留足够的金属槽道,供专业部门二次设计,其次在竖井内应预留电源插座,供有源设备使用。

6消防设计

根据规范要求,在消防电梯前室正压送风口设联动模块,为配合防烟设施的正常运行,在每层的消防电梯前室、楼梯间设感烟探测器,手动报警按钮,消火栓启动联动模块及警报装置,在探测到火灾报警后,打开本楼层正压送风口,启动该单元正压送风机,按下消火栓按钮,启动消火栓泵。

综上所述,住宅建筑配电设计应因地制宜,节约能源,保护环境,做到适用、经济、美观、安全,电气设备的选型安装应以人为本,从根本上完善建筑功能,保障人民生命、财产的安全。