超高层住宅建筑电气设计要点

超高层住宅建筑电气设计要点

发表时间：2019-07-18T15:35:55.353Z 来源：《工程管理前沿》2019年第8期作者：沈伟伟

[导读] 结合某工程案例，探究超高层住宅电气设计要点。

【摘要】随着我国城市发展进程不断加快，当今超高层建筑数量也不断增多。超高层住宅由于施工量大、施工工艺繁琐等特点，这也增加了电气设计难度。为了能够保证超高层住宅电气设计质量，本文结合某工程案例，探究超高层住宅电气设计要点。

关键词：超高层建筑；电气设计；要点

引言

当今很多新建工程都是以高层、超高层建筑为主，超高层住宅是指高度在100m以上的建筑，由于超高层建筑数量不断增多，其电气设计也成为了社会关注的热点话题。超高层建筑具有建筑面积大、人员密度高、火灾危害大等特点，一旦发生火灾问题，火势蔓延速度非常快，提高了扑救难度和人员疏散难度。虽然超高层住宅不属于人员密集场所，居民对建筑环境也更为熟悉，但也要十分的注重电气设计工作。我国《住宅建筑电气设计规范》，对建筑高度超过100m或层主在35层以上的建筑做出了详细规定，从自备电源、用电负荷等级、导线选择、防雷、照明、消防等几个方面做出了明确规定，所以超高层电气设计必须要严格按照规范标准进行设计，保证超高层住宅的用电安全。

1.工程概况

某工程为地下4层、地上38层的超高层单元住宅。地下1-4层为储藏室、车库、电气房、设备间。地上1-38层中，14层、27层为避难层，其余全是住宅，地上建筑总面积为17704㎡（不含14层和27层），地下建筑总面积为2469.4㎡，避难层建筑总面积为976㎡，建筑总高度为115.2m。每层设计两个电井，地下4层到机房层向下贯通，地上每层都有连廊贯通。结合电气设计要求，每层都设置了电表箱，每户配电箱容量为8kW。

2.强电设计

主要包括200V/380V配电系统、接地安全系统、照明系统、防雷系统。其主要表现在：

2.1地下层电气用房

（1）进线方向

本工程在南侧设置变配电室，为了能够尽可能缩短供电距离，决定在建筑南侧进线，在建筑楼梯南侧设置电气房。

（2）电气房位置

住宅有4层地下空间，其中3层为地下车库，所以要充分考虑车库标高再确定电气房。变配电室位置在地下车库1层，在设计中重点考虑变配电室是否可以通过桥架进入到主楼电气房。通过分析南侧位置与储藏室标高确定电气房位置。

（3）电气房个数

考虑到不同区域对电气房、电表间的要求差异，当今大部分工程都是单独设置电表间，这样更有助于供电局管理电表计量工作。本工程根据地下单元设置一个电气房、电表间设计方案。电气房用于放置进线总箱、户表箱外的共用电总箱、弱电箱、消防箱。

（4）电信间

我国相关规定要求电信间设置在建筑首层或地下1层，有本工程弱电进线间在车库北侧，所以在地下1层北侧位置设置电信间。

2.2电缆选择与配电干线分类

（1）电缆选择

普通电缆结合《民用建筑电气设计规范》标准，要求一类高层建筑采用无烟无卤电缆或阻燃低烟无卤交联聚乙烯电缆，明敷电缆采用低烟无毒阻燃电缆。消防电缆结合《规范》标准，对于一级火灾建筑物，消防线路要采用矿物绝缘电缆，消防电缆敷设要和其他线路分开，不得在一个沟槽、电缆井内敷设，如果必须要敷设在相同电缆井时，要将不同电缆分别布置在电缆井两侧，并且采用不燃性电缆。

（2）配电干线分类

根据负荷类型、使用状况，可以采用下述几种配电干线：

地上消防负荷消防干线。消防电梯、避难层照明与消防风机、应急照明、屋顶风机。

地上普通负荷干线。电梯、照明、屋顶照明。

地下消防负荷干线。地下消防风机、消防泵、电信间。

住户用电。该环节不得跨越避难层，并设计一次不超过7层，所以是1-7、8-13、15-20、21-26、28-33、34-38层，避开14层和27层。

（3）电缆敷设

电缆敷设可以划分为强电公共桥架、户表桥架、弱电桥架，消防线路穿管敷设。结合《规范》要求，明敷必须要采用不燃性电缆、消防线缆和其他线缆不得敷设在相同电缆井内，如果条件不允许要分开两侧敷设。本工程每单元都设置了2个电井，所以在左侧电井设置强电和户表桥架、右侧为弱电桥架和消防明敷电缆。

（4）避难层配电

避难层主要包括避难区、避难走廊、设备机房。为了避免避难层被住户层影响，所以配置单独的应急照明箱和干线，同时单独设置消防风机电源并配置独立干线。

（5）应急照明

结合避难层分段设置应急照明灯，地下2层为地下1-4层提供电源、地上1层为1-13层提供电源、28层为28-机房公共区提供电能，在这三层中设置独立的应急照明箱。

（6）电压损失

考虑到超高层住宅电压损失较高，所以在末端住户电负荷计算电压损失。分别对户表总箱、层座表箱、户内箱进行检验。

本工程在计算中，变压器到户表总配电箱负荷为P=172.8kW，电缆为4*185mm2，电表房距离变配电室间距为110m，并通过软件得到电压损失为2.041%；总配电箱到楼层电表箱，对34-38层计算（最高一段干线），电力负荷为198kW，结合电负荷系统表取系数0.5，负荷为99kW，电缆1*50mm2和4*95mm2，电表间与顶层间距为130m，通过软件得到电压损失为2.373%；层电表箱到配电箱，配电箱负荷为

8kW，间距为10m，计算得到电压损失为0.116%。

总线路电压损失=变压器损+出口电压损+线路损=-3+5-2.041-2.373-0.116=-2.53（在±5之内，表示合格）（7）短路电流

在顶层电表母箱中计算电路电流量，本工程变压器容量设计为630kV A。到户表箱线缆为4*185mm2，间距为110m；到层电表箱线缆为4*70mm2，间距为130m，测量得到电路电流为1.56kA。在检测当中，线路末端电路电流周期数值为1.87kA，顶层户表电缆整定电流为160A，满足电路电流分断标准。采用10整定值计算得到短路电流为2.08kA，不符合灵敏度校检标准，所以工程决定改为5倍整定电流，并且设计图纸中明确标定。

3.消防设计

消防系统采用报警联动装置，包括电话系统、广播系统、自动启动系统等。相比中高层、多层住宅建筑，超高层建筑要设置避难所，所以消防系统设计也存在着差异。

3.1整体架构

结合《火灾自动报警系统设计规范》标准，对于建筑高度超过100m消防控制室的控制器，要可以直接控制火灾探测器、消防模块、报警按钮等。所以本工程要在避难层设置火灾报警控制器，负责相关负责的楼层。

3.2消防避难层设计

结合《规范》要求，避难层要设置消防广播与电话，有消防控制室引出线路连接避难层应急广播回路。其余规定与一二类建筑设计大致相同，设置气体灭火、消防炮系统、防火门系统等，消防控制室也要配备各个消防装置的操作系统，在发生火灾时可以立刻启动。有两个或以上消防控制室时，要确定一个主消防控制室，结合工程实际需求，设置温感器、烟感器、红外探测器以及消防按钮、控制模块、手动报警等，这样即可在发生火灾时立刻启动消防系统，保证建筑安全。

结束语

综上所述，考虑到超高层建筑的特殊性，在电气设计当中必须要从多个角度考量，结合相关规定对超高层电气设计、消防设计要求，同时考虑电气设计的可行性、经济性、安全性，这样才能够保证超高层住宅供电质量和居住安全。

参考文献

[1]张红丽. 超高层住宅建筑电气设计要点研究[J]. 智能建筑电气技术, 2016, 10(5):47-52.

[2]毛菊英. 超高层住宅建筑电气设计要点研究[J]. 建筑工程技术与设计, 2017(8):522-524.

[3]钟欢. 超高层建筑电气设计要点探究[J]. 住宅与房地产, 2017(17):114-115.

[4]杨庆鹏. 超高层建筑电气设计要点分析[J]. 科学与财富, 2017(23):266-267.