谈某高层住宅楼的电气设计

张光薇

(山西省建筑设计研究院，山西太原 030013)

本工程为某高层住宅楼。总建筑面积为34 517.21 m2，其中地下建筑面积为2 008.97 m2，地上建筑面积为32 508.24 m2，共33层，地下2层，地上33层。地下2层为储藏间，层高为3.3 m，面积为942.61 m2;地下1层为自行车库，层高为3.9 m，面积为1 066.36 m2;地上1层～33层为住宅，层高为2.9 m，标准层面积为975.98 m2;屋顶设有电梯机房和水箱间，面积为209.52 m2。建筑总高度为96.6 m。

根据国家现行的有关设计规范及甲方提供的工程设计资料、设计要求，该项目的设计内容包括有动力及照明配电系统、防雷保护及接地系统、楼宇可视对讲系统、有线电视系统、电话系统、网络系统等。以下详细介绍各个系统。

1 负荷分级、负荷计算

1.1 负荷等级

根据GB 50045-95(2005年版)高层民用建筑设计防火规范3.0.1 条和9.1.1 条，本工程为一类高层建筑，其中消防电梯、潜污泵、正压送风机、排烟风机、应急照明等消防负荷为一级负荷，其余均为三级负荷。一级负荷的用户应由双重电源供电。这里所说的双重电源根据GB 50052-2009供配电系统设计规范应是相互独立的两路电源，应分别来自不同电网，或者来自同一个电网但两路电源的电气距离比较远，一路电源系统出现异常或故障时，另一路电源仍能不中断供电。

1.2 负荷计算

住宅类建筑的负荷计算一般采用需要系数法，用电设备的功率乘以需要系数和同时系数(一般同时系数取0.9)，便可以直接求出计算负荷。

本工程的标准层包含有两个户型，户内使用面积分别为80.58 m2和95.1 m2，每户按6 kW计算;本工程共两个单元，每个单元132户，根据《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇——电气》中的“需要系数选择表”查出需要系数取0.4。本工程应急照明配电箱每3层设一个，每个按3 kW计算。则有功功率Pjs=(0.4×792 kW+1 ×54 kW)×0.9=333.72 kW;计算电流:Ijs=Pjs/0.658/cosΦ =333.72/0.658/0.9=561.9 A。

2 配电系统

在小区地下车库内设一变配电室，本工程的供电电源由此变配电室沿车库内的桥架引至本工程地下1层配电室，供电电源电压为380 V/220 V。由于是沿桥架敷设，则总进线选用NH-YJV电力电缆。

在本楼地下1层配电室分别设置两台照明配电柜及两台动力配电柜，以方便不同种类负荷的用电计量和电费收取。正常照明的配电系统采用了放射式与树干式相结合的系统配电，配电干线采用YDF-YJV预分支电力电缆，在每层电表箱处做一个分支，电表箱为插卡式电表箱，设于电气竖井内，面向前室，方便用户插卡取电。应急照明的配电系统采用树干式系统配电，每个应急照明双电源配电箱为楼梯间、电梯前室及地下1，2层走道的应急照明和灯光疏散指示供电，配电干线采用NH-YJV电力电缆。而对于正压送风机、消防电梯等重要的消防设备则采用放射式系统配电，并且在末端配电箱处设置双电源自动转换装置。

3 照明系统

照明设计包含有正常照明和应急照明两类。根据GB 50034-2004建筑照明设计标准5.1.1条及6.1.1条的要求，居住建筑照明标准值及照明功率密度值为:厨房、卫生间照度值为100 lx，卧室照度值为75 lx，餐厅照度值为150 lx，照明功率密度值为不大于7 W/m2;由于不是按照精装房设计，户内仅预留灯口位置，并且根据建筑专业家具摆放的位置确定插座及电视、电话、网络出线口的位置。

在楼梯间、电梯前室、电梯机房、水箱间、自行车库及地下2层走道内设置应急照明及灯光疏散指示标志，以便于在火灾发生时能及时指引人群逃离火灾现场，确保人员的人身安全。当火灾发生时，小区消防控制室内的值班人员需要切断正常照明电源及各类非消防电源，及时点亮应急照明灯具，帮助人群能够快速有效的疏散到安全场所。

4 防雷保护及接地系统

根据该建筑物的长度、宽度及高度，计算出与该建筑物接收相同雷击次数的等效面积Ag=0.048 4 km2，又查表得出该建筑物所处地区雷击大地的年平均密度Ng=3.57次/(km2·年)，以及校正系数值k=1，根据公式:

计算出该建筑物的年预计雷击次数N=0.172 8次/年。按照GB 50057-2010建筑物防雷设计规范3.0.4条的规定:本建筑物年预计雷击次数大于0.05次/年，并且小于0.25次/年，应按三类防雷设计。

本建筑物外部防雷措施采用装设在建筑物上的接闪网和接闪带混合组成的接闪器方式，外部防雷措施:

1)沿屋顶周边的女儿墙敷设一圈接闪带，并且在整个屋面装设不大于20 m×20 m的网格。凡是突出屋面的风管、放散管等在屋面接闪器保护范围以外的非金属物体需装接闪器，并和屋面的防雷装置连接;金属物体可不装设接闪器，但应和屋面的防雷装置连接。

2)利用本建筑物剪力墙暗柱内中的两根不小于Φ16的钢筋作为防雷引下线。

3)外墙内、外垂直敷设的金属管道及门、窗、栏杆等金属物的顶端和底端均应与防雷装置连接。

4)设均压环，利用建筑物结构圈梁中的钢筋每三层连成一闭合回路，并应与防雷引下线连接。

内部防雷措施:在地下1层，将本建筑物的金属装置、建筑物内系统及从外部引入该建筑物的金属管线与防雷装置连接，以实现等电位。

本工程接地系统为TN-C-S系统，接地电阻应不小于1 Ω，当实际测量不满足此要求时，需要增设人工接地极。本工程设置总等电位联结，将楼内电气装置外露可导电部分、穿线钢管和桥架、支架、进出建筑物的金属管道等部位进行联结，以降低该建筑物内间接接触电压和不同金属体之间的电位差;避免由建筑物外部经过电气线路或者金属管道引入的故障电压的危害。为防雷电波侵入及操作过电压等引起的浪涌电压，本设计在总配电柜处加装过电压保护。

5 火灾自动报警及联动控制系统

本建筑属于一类高层建筑，为一级保护对象，采用控制中心报警系统。在小区的消防控制室设置火灾报警控制器、消防联动控制设备和区域显示器。本工程火灾报警系统由火灾自动报警系统;消防联动控制系统;消防直通对讲电话系统;应急照明控制系统组成。

在楼梯间、消防电梯前室、电缆竖井、电梯机房等处设置感烟探测器，在单元出入口、楼梯口等处设手动报警按钮(手动报警按钮内应设消防电话插孔)、火灾声光报警器。本小区的消防控制室设在本楼1层，且有直接通向室外的门。消防控制室可以对整个小区的消防设备及需要防火的区域进行控制和监视，且对消火栓泵、正压送风机、排烟风机、电梯、应急照明等消防设备和非消防配电箱等设施进行手动和自动控制，并且能够显示其工作状态及故障状态。

6 楼宇可视对讲系统

楼宇可视对讲系统是一套现代化的住宅服务措施，提供了访客和住户之间的可视通话，从而增加了住户的安全系数，节省了住户的时间，提高工作效率。

楼宇可视对讲系统包括有单元门口的对讲主机、住户内的对讲分机及管理中心的管理员机，住户可根据图像和声音来识别来访的客人并控制门锁，当遇到紧急情况时住户可以向管理中心发送求助信号，管理中心也可以向住户发布信息。提高了住宅小区的整体管理和服务水平，创造了安全社区的居住环境，是现代化小区不可缺少的配套设备。

由于篇幅有限，对于本工程的其他弱电系统就不再进行讨论。本文所介绍的是高层住宅类建筑中最基本的电气系统的设计方法。随着我国经济的飞速发展，人民生活水平的极大提高，住宅电气的设计内容也越来越多，设计思想也要跟得上时代的步伐。身为一名电气设计人员，要努力接受和掌握新知识和新规范，力争做更多优秀的设计。

［1］GB 50045-95，高层民用建筑设计防火规范［S］.

［2］GB 50052-2009，供配电系统设计规范［S］.

［3］GB 50034-2004，建筑照明设计标准［S］.

［4］GB 50057-1994，建筑物防雷设计规范［S］.