摘要：住宅超高层建筑群：避难层三种供电形式：放射室供电，树干式供电，树干式与放射式相结合的方式供电，各供电形式的利弊分析。
关键词：住宅超高层建筑群、避难层供电。
1、住宅建筑行业现状
近年来，由于市内土地资源紧张，土地价格昂贵，住宅建筑中超高层建筑（建筑物高度大于100m的建筑）越来越多。由于《建筑设计防火规范》GB 50116-2014于2015年5月1日实施，该规范第5.3.31条（强制性条文）规定，“建筑高度大于100m的住宅建筑应设置避难层，避难层的设置应符合规范第5.5.23条有关避难层的要求。”因此，从2015年开始，新建的超高层住宅建筑均设有避难层。因为规范要求两个避难层之间的高度不宜大于50m,所以超高层建筑至少设有两个避难层。
2、暖通专业通风要求
对于超高层建筑，暖通专业防烟系统一般按避难层划分的原因如下：1、建筑专业在避难层通过避难区，将上下楼梯分割成2部楼梯，如果上下两部楼梯合用一套防烟系统，加压送风量加倍。2、暖通专业防烟系统负担层数不得超过32层，超过32层必须分段送风。3、防烟系统负担层数越多，需要的管井面积要求越大。因此对于寸土寸
金的建筑市场来说，在达到消防通风要求的前提下，减少风井面积是非常必要的。合理减小防烟系统负担层数，即可减小风井面积。优点如下：一方面减少防烟系统负担层数，减小防烟系统的漏风量，提高消防安全度；另外一方面可以减少住户公摊面积，提高业主的满意度，节省土地资源。因此一般超高层住宅建筑，在每个避难层均设置数台消防加压风机，缩减单个通风系统送风范围，减小风井面积。
对所有建筑来说，控制建设成本，都是开发商的重要要求，而避难层的楼层高度越高，成本越高，所以避难层的层高一般仅满足使用及规范要求。为了避免风管在避难层中拐弯过多，减少风管在避难层中的风管路径，避难层中的风机通常设置位置距离较远。为了避免非专业人员触及风机及其配电设备引发事故，避难层内的风机一般设置在专用的风机房内。
3、电气专业面临问题
《建筑设计防火规范》第10.1.8条（强制性条文）要求，防排烟风机的供电，应在其配电线路最末一级配电箱处设置自动切换装置。且为了风机能够实现现场控制，避难层防排烟风机的双电源切换箱一般会设置在避难层内。因此避难层就有多个双电源切换箱为避难层的风机供电。如何为这几个风机配电箱供电？怎样更合理？业界尚未达成共识，现就如今各设计院的通常做法进行讨论。
3、常规做法
方式一
在每个单元首层或一层设置消防电源主供、备供电源配电箱，进线电源直接引自配电房低压配电屏，配电箱出线为该单元应急照明、消防风机、消防电梯等消防设备供电，以140米的住宅建筑为例，建筑有两个避难层，因超高层供电一般不跨越避难层进行供电，因此应急照明分为三段。
这种配电房方式有如下优点：1、配电形式简单，满足配电级数不超过三级的要求。2、箱子按照单元设置，管理方便。但这种配电形式缺点也比较明显：1、将动力与照明放在一起供电，相互间的影响比较大；2、二级箱箱体较大；3、出线电缆回路较多，出线桥架规格较大，对电缆管井的面积要求较大；4、若避难层数再增加一个，需要增设一对消防配电箱才更合理。
方式二
于是为了克服出线回路多的缺陷，就有了这种配电形式的变体，不再从二级配电箱直接放射式配电至避难层风机控制箱末端，而采用预分支电缆，至各避难层，预分支电缆在避难层内敷设至各风机房处，再分支出来至末端风机双电源切换箱。有的设计院要求风机干线分支在电缆井内进行，但避难层的层高有限，约为2.8米，在如此短距离的情况下对矿物绝缘电缆进行多个分支，从技术上来说是很困难的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（根据目前对国内矿物绝缘电缆的了解，电缆分支最短可以做到1米一个，一层内可以做两个分支，因此在避难层内只有两个风机配电箱的情况下是可以采用这种方式的。）
它的优缺点分析如下：优点：1、配电形式简单，满足配电级数不超过三级的要求2、箱子按照单元设置，管理方便。但这种配电形式缺点也比较明显：3、减少了大量出线回路，电井内的配电干线也由很多小电缆变成了几根稍大一些的电缆，减少了铜耗；4、消防桥架规格较方式一有减小，对管井尺寸要求略有减小。缺点：1、将动力与照明放在一起供电，相互间的影响比较大；2、矿物绝缘电缆的拐弯电缆是非常大的，这导致它在避难层内敷设到各个配电房是很困难的，对施工的要求较高；3、风机房的设置，不一定是从电缆井出来后可以直线至各个风机房，可能存在干线电缆在避难层某一处过去又回来的情况，经济性不佳。
方式三
在方式二的基础上，在避难层设三级箱，再从三级箱放射式配电至末端风机配电箱。
这种配电形式将配电级数增加了一级，由三级配电变成四级配电。它的优缺点如下。优点：1、箱子按照单元设置，管理方便。但这种配电形式缺点也比较明显；2、减少了大量出线回路，电井内的配电干线也由很多小电缆变成了几根稍大一些的电缆，减少了铜耗；3、消防桥架规格较方式一有减小，对管井尺寸要求略有减小。缺点：1、将动力与照明放在一起供电，相互间的影响比较大；2、由三级配电改为四级配电，配电级数增加，导致每一级开关之间的配合难度增加；4、根据每一级开关之间的配合，相应每一级的电缆会被放大，成本增加。
方式四
因为是建筑群，所以将负荷分类，分别供电，按照功能设置多对二级箱，分别为多栋楼的消防电梯、应急照明、消防风机等供电，
显然，这种方式克服了负荷没有分类供电的缺陷，但对避难层的消防负荷来说，也是使用配电干线电缆在避难层内敷设，在风机配电房处进行分支的方式进行配电的方式。它的优缺点有如下这些。优点：1、配电形式简单，满足配电级数不超过三级的要求；2、根据负荷种类不同，分别供电，不同种类负荷相互间影响较小；4、消防桥架规格较方式一有减小，对管井尺寸要求略有减小。缺点：1、未按照单元进行配电，增加了管理的复杂程度；2、矿物绝缘电缆在避难层内敷设困难；3、在避难层内敷设的矿物绝缘电缆经济性不佳。
方式五
这是方式三的变种，除避难层风机外，其余负荷均在地下室按照负荷类型进行供电，将避难层风机配电二级箱设置在避难层，该二级箱直接由配电房低压屏供电，二级箱再放射配电至避难层各风机末端切换箱。这种配电房方式解决了预分支电缆在避难层内敷设困难的问题，它的优缺点分析如下.优点：1、配电形式简单，满足配电级数不超过三级的要求；2、根据负荷种类不同，分别供电，不同种类负荷相互间影响较小；4、消防桥架规格较方式一有减小，对管井尺寸要求略有减小；5、避难层内风机配电简单，施工方便。缺点：1、未按照单元进行配电，增加了管理的复杂程度；2、低压屏出线回路较多，在小区内超高层较多的情况下，会大量增加低压屏台数，增加设备用房面积。
结论
对于避难层的负荷，现各设计院基本按照以上这几种形式、或者这几种形式的组合及变种进行设计，其优缺点也基本就是上文上述优缺点的组合。仅考虑电气设计的角度，将负荷分类进行供电是更合理的做法，不仅将各负荷之间的相互影响降到了最低，有利于负荷的稳定运行，同时需要系数也能根据负荷台数及面积取一个相对更符合运行情况的值，让计算更为准确，其次，根据我们多个项目通过不同的设计方法进行比较，这种做法对变配电所的面积要求比根据单元配电的做法要小接近30个平方左右，约等于三个停车位的面积，这种方案从经济技术成面来说，是比较有竞争力的。但是这种做法导致的管理上的不便，也让不少开发商和物业管理公司有一些抵触，他们更希望每个单元都有自己的配电间，这样更方便他们进行管理检修。因此每个项目如何实施，需要结合项目具体情况，建设单位要求，以及物业管理的要求，在前期做好方案比选，来进行具体设计。做到具体情况具体分析，这也是设计人员存在的意义。
参考文献：
【1】《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
【2】《建筑设计防火规范》GB50016-2014
论文作者:蔡长雨
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/5
标签：风机论文; 电缆论文; 方式论文; 负荷论文; 管井论文; 配电房论文; 形式论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;