高層辦公樓電氣設(shè)計(jì)實(shí)踐分析

1、高層辦公樓電氣設(shè)計(jì)實(shí)踐分析 【摘要】筆者近年參與了眾多高層建筑電氣設(shè)計(jì)工程，其中包括偉業(yè)國(guó)際大廈28層辦公樓、翔海國(guó)際金融貿(mào)易中心33層及萊?；▓@一期15-22層等，現(xiàn)總結(jié)設(shè)計(jì)實(shí)踐，就高層辦公樓電氣設(shè)計(jì)方面淺談體會(huì)。 【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)計(jì)；高層；高壓系統(tǒng)；低壓系統(tǒng)；分項(xiàng)計(jì)量；綠色建筑 前言 高層商業(yè)建筑中的電氣設(shè)計(jì)，它要求設(shè)計(jì)人員能熟練掌握各種建筑物及其各種設(shè)備、技術(shù)規(guī)格與空間尺寸等內(nèi)容?，F(xiàn)代建筑的風(fēng)格趨向于多元化，樓層高、面積廣且功能齊全。相應(yīng)地，電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容和項(xiàng)目也變得更為復(fù)雜。進(jìn)行高層商業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮到其用電量大、使用電氣設(shè)備量多、容易引發(fā)火災(zāi)隱患等特點(diǎn)，應(yīng)把節(jié)能、防震和消防等

2、因素融入到設(shè)計(jì)方案中。 一、 高層商業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1. 準(zhǔn)確計(jì)算出電力負(fù)荷 電力負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)中必不可少的組分。正確計(jì)算出負(fù)荷，挑選相應(yīng)的設(shè)備，對(duì)整個(gè)設(shè)備的順利、穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的作用。針對(duì)高層建筑而言，其電力負(fù)荷的計(jì)算，通常有兩種計(jì)算方法，它們分別為負(fù)荷密度法與需要系數(shù)法。 2. 認(rèn)真選擇供電電源及電壓 為促進(jìn)供電可靠性的進(jìn)一步提升，現(xiàn)代高層建筑中一般會(huì)安裝大于兩個(gè)的獨(dú)立電源，具體的數(shù)量會(huì)按照建筑的負(fù)荷大小及建筑物周邊的電網(wǎng)條件來(lái)分析。雖然兩路電源有著不同的運(yùn)行方式，不過(guò)它們卻可以同時(shí)進(jìn)行供電，成為彼此的備用電源。此外，我們還應(yīng)配置柴油發(fā)電機(jī)組，以備應(yīng)急使用，且應(yīng)確保其能自動(dòng)

3、恢復(fù)供電。 3. 合理設(shè)計(jì)高低壓配電系統(tǒng) （1）高壓配電系統(tǒng) 現(xiàn)代高層建筑的供電方式，一般會(huì)采用兩路電源，且它們彼此是獨(dú)立存在的。高壓往往使用單母線(xiàn)分段，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，兩路電源還可互為備用。母線(xiàn)分段數(shù)目實(shí)際上要與電源進(jìn)線(xiàn)回路數(shù)相同，電源進(jìn)線(xiàn)大多會(huì)使用電纜進(jìn)線(xiàn)。 （2）選擇高供高計(jì)的計(jì)費(fèi)方式 在低壓處，應(yīng)加增計(jì)費(fèi)電度表。通過(guò)兩部電價(jià)法的方式，使照明和動(dòng)力間彼此隔開(kāi)和分離。有些地方供電部門(mén)還會(huì)將空調(diào)設(shè)備用電歸類(lèi)在建筑物的照明計(jì)價(jià)系統(tǒng)中，并鋪設(shè)總表與動(dòng)力表。動(dòng)力表中的部分被扣除后，總表中的其余均算作照明電費(fèi)。 （3）采用高壓系統(tǒng)與低壓干線(xiàn)相結(jié)合的配電方式 通常，我們?cè)谠O(shè)計(jì)高層商業(yè)建筑物的高壓系統(tǒng)和

4、低壓干線(xiàn)的配電方式時(shí)，通常會(huì)用到放射式系統(tǒng)，而設(shè)計(jì)樓層配電則會(huì)使用與低壓干線(xiàn)相關(guān)的混合式系統(tǒng)?，F(xiàn)代很多高層建筑物中，豎井通常都會(huì)用到插接式的母線(xiàn)槽。 4. 選擇相應(yīng)的設(shè)備 （1）高壓開(kāi)關(guān)柜 對(duì)現(xiàn)代高層商業(yè)建筑而言，其變配電室一般是安裝在主樓地下層。按照高層建筑地下室的設(shè)計(jì)要求，我們應(yīng)優(yōu)先選用那些具有“五防”功能的真空開(kāi)關(guān)手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜。 （2）電力變壓器 根據(jù)國(guó)家規(guī)定的防火等級(jí)及標(biāo)準(zhǔn)，主樓內(nèi)不允許安裝大容量的油浸電力變壓器。 （3）低壓配電屏 國(guó)內(nèi)低壓配電屏，多以抽屜式的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。 （4）應(yīng)急備用發(fā)電柜 以往我們的備用電源是柴油發(fā)電機(jī)組，以備應(yīng)急之需。 5. 明確變電所的位置 現(xiàn)代高層商業(yè)建

5、筑需要較大的用電量，在找準(zhǔn)了變電所的具體位置后，我們應(yīng)讓高壓入駐到負(fù)荷中心。這種方法能更好的節(jié)省電能，同時(shí)也能有效提升供電水平。 6. 電氣照明設(shè)計(jì) 電氣照明設(shè)計(jì)，通常包含下列幾方面內(nèi)容，即光源的選擇、燈具造型的設(shè)計(jì)，找準(zhǔn)燈具的具體位置，對(duì)眩光和調(diào)光進(jìn)行控制，敷設(shè)照明配電線(xiàn)路等。現(xiàn)代高層商業(yè)建筑中，應(yīng)優(yōu)先選用光效較高的電光源，以達(dá)到更好的節(jié)能效果。 7. 防雷與接地 對(duì)于現(xiàn)代高層商業(yè)建筑而言，防雷設(shè)計(jì)中通常會(huì)沿用過(guò)去的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性較高的避雷方法。如使用鋼筋混凝土剪力墻，能與樓板形成可靠的連接。接地電阻應(yīng)選取其最小值，一般低于4。雖然基礎(chǔ)鋼筋等也符合接地電阻的基本要求，不過(guò)我們?cè)诒匾獣r(shí)也應(yīng)設(shè)立人

6、工接地體（水平方向），把重要的建筑物基礎(chǔ)連結(jié)成接地網(wǎng)，以此來(lái)提高建筑的安全系數(shù)。 8. 消防自動(dòng)報(bào)警與自動(dòng)滅火系統(tǒng) 現(xiàn)代高層商業(yè)建筑中，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)大體分為火災(zāi)探測(cè)器、自動(dòng)灑水滅火系統(tǒng)等多項(xiàng)內(nèi)容。各個(gè)部分間相互配合，才能最終實(shí)現(xiàn)報(bào)警滅火自動(dòng)化。 二、高層建筑電氣設(shè)計(jì)實(shí)例分析 1、項(xiàng)目介紹 佛山某高層辦公樓，地上28層，地下3層。工程總用地面積為10804.48 m2，總高度為129.8 m，建筑類(lèi)別為一類(lèi)超高層公共建筑。我們就該工程地上部分的電力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷與接地系統(tǒng)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等項(xiàng)目進(jìn)行分析。 2 高、低壓變配電系統(tǒng) 2.1 用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 本工程為一類(lèi)超高層建筑，所有消

7、防用電為一級(jí)負(fù)荷（防火卷簾門(mén)，排煙風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)，消防電梯，應(yīng)急照明等）。商場(chǎng)的營(yíng)業(yè)廳、門(mén)廳、公共樓梯和主要通道照明、客梯、生活水泵等用電負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷；商場(chǎng)的空調(diào)用電、手扶梯等用電負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷；其余均為三級(jí)負(fù)荷。 本建筑設(shè)有10kv高壓進(jìn)線(xiàn)及柴油發(fā)電機(jī)，可滿(mǎn)足一、二級(jí)負(fù)荷的供電要求。 對(duì)水泵、風(fēng)機(jī)、電梯等用電設(shè)備按其設(shè)備安裝容量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；對(duì)照明等設(shè)備的用電負(fù)荷按單位容量法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；經(jīng)負(fù)荷計(jì)算一級(jí)負(fù)荷總用電置為1934kw；二級(jí)負(fù)荷總用電量為5021kw。 2.2 供電電源及電壓等級(jí) 本工程采用兩路10kv電源供電。擬從不同的市政變電站各引一路10kv電纜至本工程地下一層變電所，采用電力電纜埋

8、地入戶(hù)，進(jìn)戶(hù)處采用鍍鋅鋼管保護(hù)，保護(hù)管伸至室外電纜手孔井，室內(nèi)引至高壓開(kāi)關(guān)柜。 為確保一、二級(jí)負(fù)荷供電的可靠性，設(shè)一臺(tái)1000kw應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組一臺(tái)。市電與發(fā)電機(jī)的自投切換開(kāi)關(guān)加機(jī)械與電氣聯(lián)鎖，防止倒供。市電失壓后，2秒內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，15秒內(nèi)自動(dòng)切換。 2.3 配電系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng) 10kv斷路器采用真空斷路器，額定短路分?jǐn)嗄芰?1.5ka，在10kv出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)裝設(shè)氧化鋅避雷器作為真空斷路器的操作過(guò)電壓保護(hù)。真空斷路器選用彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，采用直流100v/65ah鉛酸免維護(hù)電池柜作為操作、繼電保護(hù)及信號(hào)的電源。變電所采用兩路高壓進(jìn)線(xiàn)，高壓母線(xiàn)為分段單母線(xiàn)。兩段母線(xiàn)同設(shè)母聯(lián)開(kāi)關(guān)

9、，平時(shí)分列運(yùn)行。 2.4 低壓配電系統(tǒng) 變壓器低壓側(cè)采用單母線(xiàn)分段方式運(yùn)行，平時(shí)兩段母線(xiàn)分列運(yùn)行，當(dāng)其中一臺(tái)變壓器發(fā)生故障，進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)分閘時(shí)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)自動(dòng)/手動(dòng)合閘。主進(jìn)開(kāi)關(guān)與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)設(shè)電氣聯(lián)鎖，任何情況下只能合其中的2個(gè)開(kāi)關(guān)。正常工作電源和備用電源均由設(shè)于地下層的變配電所供給。380/220v系統(tǒng)采用tn-s制中性點(diǎn)固定接地系統(tǒng)，采用樹(shù)干式與放射式相結(jié)合的配電方式。對(duì)消防設(shè)備等一類(lèi)負(fù)荷配電的電力線(xiàn)路均采用取回路供電，在線(xiàn)路末端自動(dòng)切換。 3 照明設(shè)計(jì) 3.1 光源 該工程設(shè)計(jì)的照明燈具全部采用高效節(jié)能燈具。 3.2 應(yīng)急照明與疏散指示 變配電所、消防控制中心、弱電中心、（消防）水泵房、（消防）

10、樓梯問(wèn)、（合用）前室、大面積的辦公場(chǎng)所、公共走道、大堂等場(chǎng)所設(shè)置應(yīng)急照明，采用220v電源供電，應(yīng)急時(shí)能迅速點(diǎn)亮的光源，采用現(xiàn)場(chǎng)控制開(kāi)關(guān)。 在大空間用房、走廊、安全出口、樓梯間及其前室、電梯間及其前室、主要出入口等場(chǎng)所設(shè)置疏散指示。 3.3照明配電系統(tǒng) 辦公照明采用母線(xiàn)由配電室以樹(shù)干方式配電；應(yīng)急照明、疏散指示照明等采用一路市電和一路發(fā)電機(jī)供電，采用ng-a（btly）-1kv電纜，并在末端互投。 3.4 導(dǎo)線(xiàn)選擇及線(xiàn)路敷設(shè) 照明、插座分別由不同的支路供電。除注明外照明支路導(dǎo)線(xiàn)為wdzd-byj-3x2.5mm2穿sc20管敷設(shè)；插座支路導(dǎo)線(xiàn)為wdzd-byj-3x2.5mm2或wdzd-by

11、j-3x4mm2穿sc20管敷設(shè)；所有插座支路（空調(diào)插座除外）均設(shè)剩余電流保護(hù)器；應(yīng)急照明支路導(dǎo)線(xiàn)為wdznd-byj-4x2.5 mm2穿sc20管敷設(shè)。 4防雷措施 本工程按二類(lèi)防雷建筑的要求設(shè)置避雷接地裝置。建筑物電子信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級(jí)為d級(jí)。 建筑作總等電位電氣接地，電氣設(shè)備接地采用tn-s制。電氣與防雷共用基礎(chǔ)聯(lián)合接地體，要求接地電阻小于1歐。30m高以上樓層，每二層利用建筑的圈梁的主筋（二條），通長(zhǎng)焊接，并與引下線(xiàn)相連焊接，作均壓環(huán)防側(cè)面雷擊。且30m高以上的金屬門(mén)窗、金屬欄桿等金屬物體， 與就近的鈞壓環(huán)或引下線(xiàn)相連接， 以防雷電側(cè)擊。 5火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 本工程為特級(jí)保護(hù)對(duì)象，按規(guī)范要求設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，并設(shè)置消防水泵聯(lián)動(dòng)控制，消防控制中心設(shè)于地下一層，并能直通室外。 三、 結(jié)束語(yǔ) 高層辦公樓建筑的多功能化和技術(shù)方面的復(fù)雜性，給做好電氣設(shè)計(jì)工作帶了一定困難。因此，電氣設(shè)計(jì)工作者只有不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、深入研究，才能不斷提高電氣設(shè)計(jì)的技術(shù)水平。 參考文獻(xiàn) 1高層建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范， gb50045-95（2005年版） 2民