高層建築電氣系統設計的論文
高層建築電氣系統設計的論文
摘要：本文結合工程例項，詳細闡述了高層建築電氣系統設計時各系統負荷的分配措施，按照規範，透過科學負荷驗算，從設計上滿足各系統用電負荷安全性要求。並對建築物強弱電系統管線敷設提出合理解決方案，以滿足建築智慧化要求；對其管線的敷設安裝施工工藝及注意措施進行詳細探討。
關鍵詞：電氣；設計；安裝
1工程概況
某工程位於長沙市CBD商務區內，佔地面積9500m2，總建築面積45000m2，地上19層，地下2層，為星級酒店和寫字樓於一體的綜合性商務樓宇。該工程電氣設計按供配電一級負荷設計，採用兩路10KV電源供電，供電線路採用電纜直埋方式，兩路10KV電源一用一備。透過母連線，兩路電源均能負載100%的負荷。供電制式為三相五線制TN-S系統，為滿足高層建築防火要求和提高變壓器的過負荷能力，該工程選用二臺1600KV乾式變壓器，變壓器的負荷率平時保持在70%左右。
2大廈電氣系統設計與驗算
2.1系統設計
2.1.1照明系統
2.1.1.1系統概述
本工程的照明系統分為正常照明和應急照明。
正常照明主要包括舞廳照明，大廳照明，公共區域照明，客戶照明等。為減小動力負荷頻繁啟動對照明質量的影響，設定了一專用變壓器為照明系統供電。自酒店的中心配電室出線後進入配電豎井，經低壓母線引至各樓層的總照明配電箱，然後由此分佈到各區域配電箱。
因本工程為高檔星級酒店與智慧化辦公樓，對供電要求較高，所以除配有自備發電機組外，樓層設有專用的應急照明系統，系統主要覆蓋區域包括：酒店大堂，各餐廳、走廊、電梯間、樓梯間等。在設計時該系統的供電採用雙電源，其中大堂，餐廳區域選擇其中幾個支路兼做正常照明，供電從本層配電豎井應急照明切換箱中出線。在此基礎上，在各公共區域及通道設定具有蓄電池的事故照明燈具，在沒有任何外供電源的情況下，該燈具能不間斷供電1h。
2.1.1.2照度的確定
星級酒店的'裝修檔次一般較高，為配合裝修效果，充分體現酒店及辦公氣氛，本工程對酒店中各重點區域的照度均採用利用係數法進行計算。根據酒店各功能區的特點，各功能區的照度標準值見表1。
2.1.2動力系統
動力系統裝置包括正常動力與消防電源兩部分。正常動力包括：空調製冷機組，空調水泵，冷卻塔，洗衣裝置，汙水泵，客用電梯，貨梯，各層空調器，開水器等。因動力裝置在地下2層分佈較多，所以該部分裝置的配電自酒店總配電室出線後在地下2層設動力控制中心。
消防電源包括：消防水泵，水幕水泵，消防電梯，噴淋水泵，排煙風機，正壓送風機等。消防動力裝置為雙電源供電，一路引自由兩路電源變壓器供電的消防供電專櫃上，另一路引自自備發電機組，兩路消防電源分別由兩回線路引到各個消防用電裝置點上實行末端自動切換，以確保消防裝置的供電可靠性及安全性。
2.1.3負荷計算
電力負荷一般由各專業提供技術要求及負荷大小：
2.1.3.1三相負荷計算：
2.1.3.2單向負荷計算：
①儘量將各單相負荷逐相均勻分配，以減少不平衡，計算時，將線負荷換算成相負荷，將各相負荷相加，取其最大單相負荷的3倍作為三相負荷。
②當迴路中的單相負荷的總容量小於該回路三相對稱負荷的總容量的15%時，按三相平衡負荷計算。
③只有線負荷時，將各線間負荷相加，選取較大的兩項進行計算，現以Pab≧Pbc≧Pca為例：
按70%的負荷率，第二臺變壓器的容量為：1086/0.7=1552kVA,選用1600kVA變壓器。
2.2防雷與接地
本工程聯合接地電阻阻值要求小於1，利用鋼筋混凝土箱型基礎做自然接地體。鋼筋混凝土柱內鋼筋做防雷引下線，在建築物四角距室外地坪0.5m處做測試點。為防止側擊雷進入酒店，酒店鋁合金鋼窗均與圈樑內鋼筋可靠焊接。酒店中所有金屬管道均與混凝土中鋼筋焊接，以使整個大樓處於一種均壓狀態。考慮到弱電系統對接地的特殊要求，而弱電接地裝置與強電接地裝置的間距無法滿足規範要求，不能設定單獨弱電接地系統，只能選用聯合接地。
3線槽敷設安裝施工
智慧化建築弱電工程是當今建築中很重要的一部分，衡量一個城市建築的現代化標準，設計形態和智慧化是其中的兩個方面。智慧建築的弱電系統主要由以下各子系統組成：
(1)通訊網路系統；(2)辦公自動化系統；
(3)建築裝置監控系統；(4)火災自動報警及聯動控制系統；
(5)公共安全防範系統；(6)結構化佈線系統；(7)弱電電源及接地系統。
如此之多功能設施，佈線設計方案也成為電氣設計的關鍵，因涉及專業多，施工時相互配合尤為重要。為保證大廈內部的美觀，也為了更科學滿足設施智慧化的要求，方案選用地板內敷設地面線槽來達到各功能目的。
3.1地面敷設線槽的定義
地面線槽是一種封閉的、直接隱蔽於地面下的金屬線槽，可以靈活方便地提供電源、電話、電視、計算機、話筒等線纜傳輸電能和訊號介面。其設計是根據建築物近期和發展需要佈置線槽的縱橫間距，根據穿線的根數、橫截面積和工藝要求確定線槽的規格及槽數。按槽數可分為單槽、雙槽、三槽，規格有50系列、70系列、100系列、230系列、300系列。
線槽適用於380/220以下強電和弱電的線路敷設。效能特點：地面線槽可供單一或多用途線纜、多回路敷設，終端元件佈置平整美觀。地面線槽是由線槽、分線盒、各種連線件、密封件、附件及電源頭等組成。
3.2地面線槽規格型號設定與佈線引數要求
內外均熱浸鍍鋅，出線口處採用無螺紋介面，線槽標準長度為3m（可特殊加工），線槽出線口開孔尺寸：﹤48mm，線槽開孔間距分：3000mm、2400mm、1800mm、1200mm、600mm等。
主要配件有：線槽分線盒：線槽分線盒起到導線的相接、轉彎交叉、遮蔽等作用。其中二槽、三槽的分線盒內設有遮蔽分離板，以保證強電、弱電的隔離與遮蔽。
線槽支架：分為單槽、雙槽、三槽支架，它是用於線槽的支撐及高度調整，高度調節範圍一般為20mm～150mm的熱鍍鋅件。其它還包刮彎頭、封頭、出線圈等配件。具體穿線根數見表4。
3.3地面線槽的敷設安裝工藝
3.3.1彈線定位：根據設計圖紙確定線槽走向，從始端至終端找好水平線或垂直線，用粉線袋線上路的中心外進行彈線，按照設計圖要求及施工驗收規範規定，分別找出分線盒、分線口及支架的具體位置，用鉛筆分別標註。一般支架間距為1.0-1.5m。
3.3.2線槽敷設：根據標準位置放置分線盒和支架，然後放置線槽和出線口，同時根據需要加各種配件，朝上的線槽不必立得太長，否則易被砸斷。連線完畢後，調整支架和塑膠蓋，使出線口到適當高度。達到位置正確，固定牢固，走向合理。線槽水平或垂直敷設部分平直度和垂直度允許偏差不超過5mm。為防止灰漿進入，各連線處周邊抹專用膠，各分線盒、出線口盒蓋擰緊，並用鐵絲綁紮，未端加塑膠封堵。澆築混凝土時設專人看護，發現問題及時處理。
3.3.3跨接地線焊接：依據施工規範，確定跨接線規格。地線兩端焊接面不小於該跨接線截面的6倍，焊縫均勻牢固。
3.3.4槽內配線：首先清掃線槽，可先將帶線穿插至出線口，然後將布條綁在帶線一端，從中一端將佈線條拉出，反覆多次可將線槽內的雜物和積水清理乾淨，也可用空氣壓縮機將線槽內的雜物和積水吹出。放線前應先檢查管及線槽連線處的護口是否齊全，其放線和導線連線部分與其它管路敷設形式大致相同。敷設線纜應注意以下基本原則：1、同一路徑不同迴路絕緣導線設計於同一線槽內，但同一槽內強電迴路必須能同時切斷電源；2、線槽內導線總截面不應超過線槽內截面的30%；3、強弱電迴路應分槽敷設；4、不同電壓回路交叉時應在分線盒處採用金屬隔板隔開。
3.3.5線路檢測：線路檢查及絕緣遙測按相關規範操作。
3.3.6面板安裝：配合裝修，依據各出線口用途，安裝相應的終端面板。
3.4地面線槽安裝時具體注意事項：
3.4.1地面線槽表面混凝土厚度應大於20mm；
3.4.2線槽內外應光滑平整，無稜刺，扭曲、翹邊等變形現象；
3.4.3支架與調整螺栓調整線槽高度一般以30-50mm為宜；
3.4.4線槽整體連結完畢後，應按設計檢查確認，無誤後對線槽及附件連結處用蜜封膠密封，對線槽首、末、分線盒、出線栓和未用出線孔用專用塑膠防護蓋封堵。
4結語
綜上所述，現代高層建築的電氣設計由於智慧化的需要而變得複雜，用電裝置越來越多，對供配電系統設計和線路安裝提出了許多新的要求，因此在電氣設計和線路安裝時，將供配電系統的可靠性、安全性、靈活性擺在突出位置，認真按照設計和操作規範進行設計最佳化和施工，從而將建築智慧化從設計和安裝上推至臻美。
參考文獻：
[1]建築電氣工程施工質量驗收規範.GB50303-2002
[2]建築照明設計標準.GB50034-2004.