刘世昌
（深圳市建筑设计研究总院有限公司昆明分公司 云南 昆明650000）
摘要：随着经济与社会的快速发展，高层建筑工程在我国各地大量兴起，高层建筑电气设计的受关注程度也因此不断提升，基于此，本文简单论述了供电电源及负荷等级确定、低压配电干线系统设计、电缆线选择及敷设等环节的高层建筑电气设计问题，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键字：高层建筑；配电干线系统设计；应急照明设计；防雷与接地
前言：相较于普通建筑，高层建筑对电能供应可靠性、消防安全可靠度存在更高要求，这就对电气设计人员提出了较高挑战，而随着智能化高层建筑建设在我国的兴起，电气设计人员往往需要面临许多新的问题，可见围绕高层建筑电气设计开展研究具备的较高现实意义。
供电电源及负荷等级的确定
高层建筑中用电负荷种类多且复杂，首先要明确用电负荷的等级是高层建筑电气设计的重要环节，根据《低压配电设计规范》GB50054-2011和《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008规范，一类高层建筑中消防控制室、消防水泵、火灾应急照明及疏散指示标志、消防防烟及排烟设施、火灾自动报警及联动系统、公共通道照明、排水泵、生活水泵、电梯、走道照明等为一级负荷；二类高层建筑中主要通道及楼梯间照明、客梯、排污泵和生活水泵用电为二级负荷。一级负荷要求由两个独立的电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到破坏；在《建筑设计防火规范》GB50016条文说明10.1.4条，电源来自两个不同发电厂、来自两个区域变电站（电压一般在35kV及以上）和来自一个区域变电站另再设置自备发电设备即可满足一级负荷的供电。
在一般情况下，在设计中为考虑经济性和在一些地区受条件限制，高层建筑中的一、二级用电负荷，通常采用从市政电网引来一路10kV专线电源,另外再设柴油发电机作为备用电源，满足双电源供电的要求。
低压配电干线系统的设计
高层建筑用电负荷种类有消防动力负荷、应急照明及疏散指示标志、办公区普通照明及插座用电、走道及楼梯间照明、空调动力等，在配电干线系统设计时既要考虑供电可靠性又要经济。普通照明及插座用电与电力负荷分成不同的配电系统，以便于计量和管理；消防动力负荷、应急照明及疏散指示标志的配电则自成系统，以保证供电可靠。
现在以某工程为例，总建筑面积为43264平方米，地面23层，建筑高度94.3米，主要功能为酒店，属一类高层建筑。 客房照明插座负荷用电量大采用插接母线单电源竖向供电；公共区域照明和应急照明分布于各层、容量小且为一级负荷，分别采用预分支电缆双电源供电并在末端配电箱切换；空调动力配电箱采用预分支电缆单电源供电；普通电梯负荷集中，每处就地设置配电控制箱，采用双电源末端切换放射式供电；热泵组容量较大、负荷集中，对每台机组采用单回路放射式配电；屋顶消防风机、消防电梯、屋顶稳压泵负荷重要且较为集中，就地设置配电箱和控制箱，分别采用放射式配电在末端配电箱进行双电源自动切换供电。
电缆线选择及敷设
根据《民用建筑电气设计规范》 JGJ16-2008规范，高层建筑应采用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线，绝缘导体工作电压室内敷设塑料绝缘电线不低于0．45／0．75kV，电力电缆不低于0．6／l kV。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电线电缆截面的选择：按敷设方式、环境条件确定的导体截面，其导体载流量不应小于预期负荷的最大计算电流和按保护条件所确定的电流；线路电压损失不应超过允许值；导体应满足动稳定与热稳定的要求；导体最小截面应满足机械强度的要求，照明和电力线路导体截面不小于1.5mm2。
在火灾时消防设备是否可靠运行的关键因素就是消防配电线路的敷设，敷设方式主要有明敷和暗敷两种方式，明敷时消防用电缆桥架采用有防火保护的封闭式金属线槽盒或穿SC管敷设， SC管的表面应刷防火涂料；暗敷时穿SC管敷设其不燃烧体结构内保护层厚度不应小于30mm。对消防配电用的线缆应采用耐火型电线电缆。
应急照明设计
应急照明包括疏散照明和备用照明。在楼梯间、电梯前室、主要出入口等场所设置疏散照明，疏散走道要求照度大于1.0lx，楼梯间照度大于5.0lx，对于人员密集场所、避难层照度大于3.0lx；应急照明采用双电源供电并自带蓄电池的应急灯，疏散走道和疏散楼梯供电持续时间要求≥30min，避难层供电持续时间要求≥60min，在火灾时要求消防控制强制点亮。在消防控制室、消防水泵房、防排烟风机房、变配电室、发电机房、消防电梯机房、信息中心、电信接入间等重要设备机房设置应急备用照明。其照度不低于正常照明照度，应急电源持续供电时间要求≥180分钟。
防雷与接地
首先计算年预计雷击次数确定建筑防雷类别，在楼座屋顶设避雷带作为防直击雷的接闪器，利用建筑物结构柱子内的主筋作引下线，利用结构基础内钢筋网作接地体。为防侧向雷击，高度超过45m及以上的外墙上金属构件、门窗等较大金属物应与防雷装置连接；竖向敷设的金属管道及金属物的顶部和底部应与防雷装置连接。为防雷电波侵入，电缆进出线在进出端应将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。电子信息系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件应与建筑物的共用接地网作等电位连接。
由于高层建筑用电负荷大，通常都需要在建筑内设置变配电室，低压配电系统接地型式采用TN-S系统。防雷接地、电气设备的保护接地、电梯机房、电井等的接地共用统一接地网,要求接地电阻≤1欧姆,实测不满足要求时，增设人工接地体。在配电室采用总等电位联结,总等电位板由紫铜板制成,应将建筑物内保护干线、设备进线总管、建筑物金属构件进行联结，总等电位联结线采用BV-1X25m㎡ SC32,总等电位联结均采用各种型号的等电位卡子,不允许在金属管道上焊接。卫生间、淋浴间、泳池采用局部等电位联结,从适当的地方引出两根大于Φ16结构钢筋至局部等电位箱 LEB，将卫生间、泳池内所有金属管道、构件联结。计算机电源系统、有线电视引入端、电信引入端设过电压保护装置。
结论：综上所述，高层建筑电气设计具备较高现实意义。而在此基础上，本文涉及低压配电干线系统设计方案、电缆线选择及敷设等内容，则证明了研究的实践价值。因此，在高层建筑电气设计相关的理论研究和实践探索中，本文内容能够发挥一定参考作用。
参考文献：
[1] JGJ 16-2008 民用建筑电气设计规范[M]
[2] GB 50016-2014 建筑设计防火规范[M]
[3] 50057-2010 建筑物防雷设计规范[M]
[4]郭乃嘉.住宅建筑电气设计若干问题探讨[J].建筑电气,2018,3702:59-61.
[5]毛阗,范鸣.民用建筑中消防配电系统设计的一些问题的探讨[J].现代建筑电气,2018,901:18-20+54.
论文作者:刘世昌
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年3月下
论文发表时间:2018/11/20
标签：高层建筑论文; 负荷论文; 防雷论文; 电位论文; 电气设计论文; 系统论文; 电源论文; 《中国住宅设施》2018年3月下论文;