浅谈高层建筑电气设计的若干问题

张素丽

摘要：现代高层建筑住宅的规划和建设如火如荼。如何在高层建筑住宅楼中解决好电气设计中的一些关键问题和需要注意常常被忽略的问题，在高层建筑住宅设计中具有十分重要的意义。本人浅谈自己在设计中总结出的一些体会。

关键词：动力及照明配电 弱电 防雷及接地安全

1 动力及照明配电系统方面

1.1 高层建筑住宅总电源引入

高层建筑住宅供电由小区变配电所引入。高层建筑住宅的总配电室或总配电箱间宜选在地下层或首层，这样进、出线方便，且便于运行维护。用电负荷的具体情况可以采用放射式或树干式供电系统，电源柜设在一层或地下室内，电源柜至室外宜留有不少于2回路的备用管，管径为100～150mm，照明、电力及应急电源应分别引入。十九层及以上住宅，宜由变电所设专线回路采用放射式系统供电，电力、照明及应急电源宜分别引入。

在进行详细设计时，我们应该根据单体的设计情况和规划外线的走向，尽量的减少室外线路和管道的数量，尽量缩短检修距离，减少故障点的数量。这样以来可以既节约材料也对地面环境起到了有效的保护。在进行电气设计的时候应该在充分了解住宅楼中建设的地下车库的情况下，充分利用此时地下车库与各楼相同的便利条件，尽可能将强弱电的主干线路通过地下车库采用内吊装线槽等方式直接引入各个单体建筑。避免或者尽量减少做室外管井，这样既减少了与其他专业管井的交叉，又避免了对室外环境景观的破坏。这样减少工程量的同时也方便了日后的检修与维护。

在单体的设计过程中应该注意集中设置强弱电的管路，可以减少强弱电管井的数量，但是这样的做法还是要特别注意各地方弱电运营商的室外管线的敷设要求以及各地供电局相关的要求。

1.2 高层建筑住宅低压配电系统中需要注意的问题

1.2.1 尽管《住宅设计规范》GB50096-2011有明确的住宅用户负荷标准，但随着日新月异的发展，家用电器功率的提高，用电负荷有时并不能满足要求。因此目前住宅电气设计应具有一定的超前意识，满足日益增长的用电需求。

1.2.2 主干回路上线管、线槽中的电缆和导线的密度、分隔敷设的要求也常被忽略，结果造成施工困难，产生线路过热、易相互干扰等隐患。对于长距离的多负载传输线路，多为设备的工作电源回路，设计时一定要核算线损引起的电压降，并提醒调试时检查回路末端的工作电压，这是某些现场设备工作不正常的常见问题。

1.2.3 照明箱进线开关不应采用双极隔离开关，依据《低压配电设计规范》GB50054-2011，在TN-S系统中，N线上不宜装设电器将N线断开，当需要断开N线时，应装设相线和N线一起切断的保护电器。照明箱进线开关可使用单极隔离开关。三相配电的照明箱进线开关应使用三极隔离开关。

1.2.4 在TN-S系统中，在电源转换时切断中性导体，可以避免中性导体产生分流（包括在中性导体流过的三次谐波及其他高次谐波）这种分流会使线路上的电流矢量和不为零，以致在线路周围产生电磁场及电磁干扰。采用四极开关可保证中性导体电流只会流经相应的电源开关的中性导体，避免中性导体产生分流和在线路周围产生电磁场及电磁干扰。因此，配电箱内双电源进线转换开关不应采用三级，依据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第7.5.3条第2款要求，应采用四极转换开关。

2 高层建筑住宅的弱电系统设计方面

2.1 基于弱电系统现状的设计

目前固定电话通信和有线电视系统在城市中已得到普遍应用。基本上每一个家庭都拥有最少一台电视，电视的覆盖率可谓是近乎100%，因此在住宅的建设过程中，有线电视系统的敷设应该力求完善，来满足日常生活需要，并留有一定的发展空间。目前网络系统的不断扩大，不断地更新，使得生活中处处离不开网络。因此在设计的过程中，住宅中的网络系统它的设计一定要具有前瞻性。另外，随着光纤通讯技术的不断成熟和发展，越来越多的新建住宅小区选择光纤到户通讯设施。规范《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程设计规范》GB50846-2012已经有了详细的规范要求，设计中要注意学习和与时俱进。

2.2 基于弱电系统的发展趋势

智能型住宅。未来智能型小区建设一定是住宅未来的发展方向，虽然目前还不能完全贯彻到现有的建设条件中，但设计人员一定要有展望未来的眼光。智能控制板是住宅智能化的核心，它大致由三个部分组成：通信网络部分、设备自动化部分、安全防范部分。

2.2.1 通信网络部分，包括电话、有线电视、计算机互联网接口。

2.2.2 设备自动化部分，包括照明、空调监控、电器设备监控、家庭能耗（水、电、煤气）数据抄送。

2.2.3 安全防范部分，包括火灾报警、煤气泄漏、防盗报警、安全对讲及紧急求救。

智能化住宅在国外已得到了广泛的应用，今后我们在进行住宅弱电系统的设计时要参照智能化住宅布线要求，对住宅智能化的发展趋势要有预见性，选择电器设备时应该适当的超前和留有一定的升级空间。

3 高层建筑住宅防雷接地及安全方面

3.1 关于防雷部分

本部分需要注意屋顶设备的防雷问题。屋顶冷却塔、风机没有采取防雷措施，这是工程设计中极易忽视的常见问题。《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）第4.1.1条规定，各类建筑物应采取防直击雷的外部防雷装置，并应采取防闪电电涌侵入的措施。屋顶平面布置的冷却塔、排烟风机、太阳能设施、航空障碍灯等设备，依据《建筑物防（上接第98页）雷设计规范》GB50057-2010第4.2条规定，应采取防直击雷措施，在防雷平面图中应明示防直击雷方法：其金属外壳至少有不少于两处与屋面防雷装置相连；非金属冷却塔应设置避雷针。同时，依据《建筑物防雷设计规范》第4.2.3条要求，还应采取防雷电波侵入的措施：即在配電盘内，在开关电源侧安装适配的浪涌保护器。

3.2 接地及安全部分

由于高层建筑的钢筋混凝土基础较深、较牢固，为节约投资，要充分利用这一自然接地体。在实际设计中，需要注意的是，当利用建筑物的柱子钢筋作为引下线时，应按规范：当钢筋直径为16mm及以上时，应利用两根钢筋作为一组引下线；当钢筋直径为10mm及以上时，应利用四根钢筋作为一组引下线。被利用的柱子和基础内的钢筋均应可靠焊接，使其在电气上成为一个整体，更有效地保护建筑物内的设备和人身安全。在防雷设计说明中，应明确对引下线钢筋截面和根数要求。

另外需要注意的几点：①住宅供电采用TN系统时，在线路较长、导线截面较小的情况下，接地故障电流也随之减小，过电流保护电器常常不能满足切断故障回路的时间要求，因此必需采用漏电保护器和专用PE线作接地故障保护。②按《低压配电设计规范》GB50054-2011规定，采用接地故障保护时，在建筑物内应作总等电位联结。等电位联结是使电气装置各外露可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的一种电气联结。等电位联结的作用，在于均衡电位，降低人体受到电击时的接触电压，是接地保护的一项重要措施。同时设有洗浴设备的卫生间应设局部等电位连接，以防止出现危险的接触电压。③电气竖井内接地干线每层或每三层与楼板钢筋做等电位连接，主要是防止雷电流流经引下线和接地网时产生的高电位对电气竖井内接地干线、电气线路、电气设备产生反击的措施。

上述各种问题在工程上经常遇到，某些设计规范中也有规定与要求，但在工程设计中却往往被忽视和遗漏，造成不必要的失误和不足。笔者希望通过实践和探索，不断的总结经验教训，提高设计工作水平，同时注意各专业间的协调和配合，使电气设计更加完善。

参考文献：

[1]《智能建筑与城市信息》2013年1月刊.

[2]《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008.

[3]《供配电系统设计规范》GB50052-2009.

[4]《低压配电设计规范》GB50054-2011.

[5]《建筑工程勘察设计常见质量问题分析与解决措施》.河北科学技术出版社.