浅析住宅建筑电气竖井设置

顾 春 雷

(南京长江都市建筑设计股份有限公司, 江苏 南京 210002)

0 引 言

一直以来,住宅建筑内电气竖井设置的位置、数量及大小是否合理合规,是开发商和设计人员极为关注的问题。本文分析了国家及行业规范对电气竖井的设置原则、布线要求、防火措施等,并结合江苏省住宅设计标准,剖析多层和高层住宅电气竖井的设置情况,供行业人员参考。

1 住宅建筑电气竖井的分类及作用

电气竖井按敷设线缆用于电力线路(通常指强电线路)和非电力线路(通常指弱电线路),可以分为强电井和弱电井。对回路线数及种类较多的电力线路和非电力线路,应分别设置在不同电气竖井内[1];线路数量较少,可在同一电气竖井内敷设,但应确保强电和弱电线缆分别布置在电气竖井的两侧或采取防止干扰的措施。

电气竖井适用于多层和高层住宅建筑内强电及弱电线路的垂直敷设,常见采用线缆明敷、穿电气导管敷设、沿电缆桥架明敷、以及使用封闭式母线槽等布线方式[2]。电气竖井不仅用于敷设垂直线路,还需布置楼层公共照明配电箱、居民集中表箱、各类弱电设备接线箱等电气设备,起到对楼层公区、住户供电及转接的功能。

2 住宅建筑电气竖井设置的基本规定

2.1 住宅建筑电气竖井设置原则

国家及行业相关规范对电气竖井的设置提出了明确规定,住宅设计应参照执行,满足规范要求。GB 50054—2011《低压配电设计规范》第7.7.4条、GB 50352—2019《民用建筑设计统一标准》第8.3.5条、GB 51348—2019《民用建筑电气设计标准》第8.11.2条规定:① 电气竖井的面积、位置和数量应根据建筑物规模、使用性质、供电半径和防火分区等因素确定,每层设置的检修门应开向公共走道;② 不应和电梯井、管道井共用同一竖井;③ 不应贴邻有烟道、热力管道及其他散发热量大的设施;④ 电气竖井不宜与卫生间等潮湿场所相贴邻。JGJ 242—2011《住宅建筑电气设计规范》第7.4.7条及GB 51348—2019第8.11.9条提出:强电和弱电线缆宜分别设置竖井,当受条件限制必须合用时,强电和弱电线路应分别布置在竖井两侧,弱电线路应敷设于金属槽盒之内,做好隔离措施[3]。

2.2 住宅建筑电气竖井布线要求

住宅建筑电气竖井的布线应符合安全和防火要求,GB 50016—2014《建筑设计防火规范》第10.1.10条、GB 50054—2011第7.7节、GB 51348—2019第8.11节的有关条文做了具体规定:① 电气竖井内垂直布线采用电缆和母线做干线时,载流量应留有裕量;② 电气竖井宜上下垂直贯通,需考虑顶部最大变位和层间变位对干线的影响;③ 垂直敷设的线缆、母线槽应采用合适的固定连接方式,需考虑其自重带来的荷重影响;④ 竖井内高压、低压和应急电源的电气线路之间应保持不小于0.3 m的距离或采取隔离措施;⑤ 竖井的井壁应为耐火极限不低于1 h的非燃烧体;⑥ 电气竖井检修门的耐火极限不应低于丙级;⑦ 竖井内各层钢筋混凝土楼板应做防火密封隔离,线缆穿过楼板或井壁应采用与楼板、井壁耐火等级相同的防火堵料封堵;⑧ 消防配电线路宜与其他配电线路分开敷设在不同电气竖井内,当确有困难需要敷设在同一竖井内时,应分别布置在电缆井的两侧,且消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆。

2.3 住宅建筑电气竖井土建要求

JGJ 242—2011第7.4.4条及GB 51348—2019第8.11.4条规定:电气竖井的面积应根据设备的数量、进出线的数量、设备安装、检修等因素确定。竖井大小除应满足布线间隔及端子箱、配电箱、弱电箱、电缆桥架、母线槽等电气设备布置所需尺寸外,进人竖井宜在箱体前留有不小于0.8 m的操作距离。也可利用公共走道满足操作距离的要求,但竖井的进深不应小于0.6 m。开发商对电井面积及尺寸大小关注较多,因其关系到公摊面积,继而会影响住宅的得房率。为了获得更高的得房率,开发商希望设计人员能做到强弱电合用竖井,并尽量压缩电井尺寸。而进人竖井所需空间较大,设计时宜首选利用公共走道作为检修通道的电井布置方式。

3 住宅建筑电气竖井设计

住宅建筑电气竖井的设计,除应同时满足国家、行业标准的相关条文外,还应满足所在城市的住宅设计地方标准以及居住区供配电设施建设标准等。因各省市对居住区供电设计的要求各异,供电公司对不同层数住宅用电计量箱设置场所的要求不一致,以及楼层设置集中表箱最少位数的要求不同等,电气管井内设备布置情况多变,对电井尺寸影响较大。本文接下来以江苏省住宅电气设计举例,分析电气竖井的设置情况。

根据江苏省DG 32/3920—2020《住宅设计标准》第2章术语解释,住宅建筑可分为低层住宅:地上层数不大于三层的住宅;多层住宅:地上建筑层数大于三层且建筑高度不大于27 m的住宅;高层住宅:地上建筑高度大于27 m的住宅。DG 32/3920—2020第10.1.9.3条规定:低层住宅可设置弱电竖井,多层住宅宜设置弱电竖井,高层住宅应设弱电竖井,弱电竖井可与强电竖井合用,一类高层住宅强弱电竖井应分别设置[4]。可见,江苏省地标在编制过程中,考虑到一类高层住宅强弱电竖井内设备较多,线缆种类及数量也较多,明确其应分开设置,在实际设计应用中具备一定的可操作性。而多层住宅及二类高层住宅的强弱电竖井可合用,设计时宜首选。低层住宅强弱电管线数量少,敷设距离短,穿线方便,且无国家及地方标准强制要求设计电气竖井。

3.1 多层住宅建筑电气竖井设计

江苏省DGJ 32-TJ11—2016《居住区供配电设施建设标准》第5.4.5条,对多层住宅视不同情况,可按单元集中、同楼层集中或多楼层集中方式设置计量点:① 9层及以下住宅采用以单元为单位的集中安装方式。表箱安装位置统一在地面一层的电气间、楼道墙体或户外地面。② 10层及以上住宅用电计量表计安装视不同情况,按下列原则办理:单层户数在4户及以上时,宜分层集中装表;单层户数在4户以下时,采用多层集中装表,每个表箱安装点的表数不应低于6只。

根据GB 50016—2014(2018年版)第7.3.1、8.4.2、10.3.1条可知,多层住宅地面公共区域无需设置消防电梯、消防应急照明、火灾自动报警系统等[5]。因此,多层住宅的强弱电系统相对简单,设计宜考虑强弱电合井,并将居民集中表箱设置在一层电气间或楼道墙体,尽量缩小电气竖井尺寸。多层住宅电气竖井典型图例如图1所示,基本做到强弱电桥架分设在电气竖井两侧,且满足规范对于设备安装间距、维修空间的要求。

图1 多层住宅电气竖井典型图例

3.2 高层住宅建筑电气竖井设计

以一类高层住宅强弱电井分开设置为例,分析电井设计时应注意的问题。弱电井内包含的设备主要有:弱电系统桥架、火灾自动报警系统桥架、消防接线端子箱、有线电视分配箱、访客对讲模块箱、局部等电位箱等。弱电系统主要包括电话及网络系统、有线电视系统、访客对讲及家居安防系统、出入口控制系统及电梯多方对讲系统等,通常共用弱电桥架,中间加隔板隔开。由此可见,各类高层住宅弱电井内设置的系统基本一致,管井最小尺寸基本可以确定下来,一类高层住宅弱电竖井典型图例如图2所示。

图2 一类高层住宅弱电竖井典型图例

一类高层住宅通常采用封闭式母线作为居民供电干线,其在竖井内垂直安装的做法可参见国标图集《封闭式母线及桥架安装》D701-1～3,P6～8。强电井内居民集中表箱外形尺寸较大,对电井大小起主导因素,设计时需根据每层住户数量及用电容量的不同,采取合适的分层集中设表箱方式。以常见的33层住宅,一梯四户,8 kW/户(单相供电)为例,强电井设计分如下几个步骤:

(1) 搭建单元低压配电干线图,核算居配进线电缆规格与数量,确定居配桥架尺寸。一类高层住宅居配供电干线简化图如图3所示,由图可知:全楼在电井内共计垂直敷设四段母线槽用于居民供电干线,每根母线槽所带用电负荷的安装功率控制在288 kW及以下,单根母线的额定电流为400 A。居配进线选用4根YJV-4×240的电缆,居配供电干线桥架选择400 mm×150 mm的规格。

图3 一类高层住宅居配供电干线简化图

(2) 确定电井内公共消防桥架及非消防桥架的尺寸。地面公共消防用电设备按应急照明、消防电梯、消防风机考虑,根据其供电线缆截面,经计算可知选用200 mm×100 mm的消防用电桥架满足线缆敷设要求。地面公共非消防用电设备为走道照明、泛光照明、航空障碍灯、普通客梯,选用150 mm×100 mm的非消防用电桥架即可。

(3) 在电井内依次布置居配桥架、公共非消防桥架、母线槽、居民表箱、公共消防桥架等。各用电设备间宜留50 mm～100 mm的水平安装间距。注意居民表箱尺寸较大,需与应急照明配电箱(或集中电源)、正常照明配电箱、公共用电计量箱等分层设置。为满足GB 50016—2014(2018年版)第10.1.10.3条,应将消防与非消防桥架分设在电井的两侧(注意桥架布置在相邻墙体不应视为两侧布置)。一类高层住宅强电竖井典型图例如图4所示。其中电表箱规格参照江苏省电力公司企业标准Q/GDW-10-J 187—2012《用电计量箱技术标准》,其他省市若有不同可做相应修改。

图4 一类高层住宅强电竖井典型图例

(4) 设备布置完毕后,应核实表箱门、配电箱门是否能90°开启。

4 结 语

住宅电气竖井虽然面积小,但是承担了为楼内居民进行电能输送及信息传递的作用,是住宅建筑中不可或缺的重要组成部分。设计人员应重视电气竖井位置的选择,一方面应使其满足规范要求,另一方面还要判断电井位置是否便于进出线等问题。在具体项目中,力求做到既能满足设备最小安装间距,又能给检修人员操作带来方便。