湯永芳

摘 要：以一高層辦公建筑為例，從供電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、采光與照明以及防雷與安全四個方面對高層辦公建筑的電氣設計進行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：辦公建筑；電氣設計；配電系統(tǒng)；照明系統(tǒng)

中圖分類號：TU976.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.119

如今辦公建筑用電設備的種類不斷增多，智能化程度不斷提升，需要的電量也在不斷增大，因此，應保證電氣設計的合理性、科學性和經(jīng)濟性，尤其是高層辦公建筑電氣，要更加謹慎、專業(yè)地進行設計。優(yōu)秀的電氣設計不是將高標準的設計放置在一起，而要與設計理念配合在一起，相互協(xié)調(diào)，達到統(tǒng)一。下面以一高層辦公建筑的電氣設計為例展開討論，該項目總面積1.8×104 m2，16層，65 m高，地下室一層。甲方對于電氣設計的要求共兩點：①合理，能夠滿足各項工作的需求；②經(jīng)濟，方便操作、管理和維護。

1 供電系統(tǒng)設計

由于該建筑屬于一類高層建筑，因此其消防水泵、消防電梯、防排煙設施、消防用電和應急照明都需要按照一級負荷要求供電。該建筑的供電方案為：從不同區(qū)域的變電站引出兩路10 kV電源，即讓兩路電源同時運轉(zhuǎn)，這樣即使其中一路電源發(fā)生故障，大樓的供電仍可以由另一路提供保障。其既能保障供電要求，又方便檢修。雖然在理論上此方案是符合要求的，但國內(nèi)各區(qū)域的大電網(wǎng)都是并網(wǎng)，實際操作會有困難。同時，由于分析電氣故障大多不是聚集在一個范圍內(nèi)，多處故障時一級供電負荷難以保障，對此，該工程增設發(fā)電設備作為第三方電源備用。

2 配電系統(tǒng)設計

該建筑采用TN-S系統(tǒng)，220/380 V電源。通過實際負荷計算發(fā)現(xiàn)，空調(diào)的能耗較大，幾乎達到了建筑總用電負荷的1/2，對此，為保證不會影響建筑物總用電的經(jīng)濟性，該工程設計采用兩臺1 250 kVA變壓器承擔供電負荷，一臺專門為空調(diào)、動力照明提供負荷，另一臺負責其他供電負荷。同時，將兩個供電系統(tǒng)用分段母線聯(lián)系，以在不使用空調(diào)的時候?qū)⑵潢P(guān)閉，作為備用設備，從而達到節(jié)能的效果。

2.1 照明與動力

該工程的配電系統(tǒng)主要有低壓主開關(guān)柜、配電箱、分支電路、垂直干線和配電變壓器。變壓器低壓側(cè)出線經(jīng)過低壓主開關(guān)柜中的母線和垂直干線連接，地上樓層的照明設備供電負荷選用額定截流量為1 250 A的密集型母線槽做為主干線，并在每一層都設置母線插接箱，由此引至各樓層的總配電箱，再由總配電箱引至每個辦公室的末端配電箱。末端配電箱的設置是為了方便線路的管理和維修，所以各辦公室的末端配電箱都是根據(jù)辦公室的功能而定的。至于地下室的動力設備，比如電梯和水泵，要經(jīng)過末端配電箱上的雙電源自動轉(zhuǎn)化裝置后提供。

2.2 空調(diào)機組

采用額定量為2 000 A的封閉式母線槽，將變電所低壓的一處電源引至地下室機房控制中心進行配電，像主機和冷凍水泵一類的外部設備都要用獨立回路供電，也就是所謂的“放射式供電”，以保證供電的穩(wěn)定性。樓層中的空調(diào)機組采用樹干式配電方式，使用電纜引入電纜分接盒，再接入各個樓層中的空調(diào)配電箱中。

空調(diào)機組常采用手動控制和自動控制。前者不需要在制冷劑和外部設備之間設置電氣連鎖關(guān)系，設備獨立運行。在這種情況下，內(nèi)部保護電路會對制冷機進行保護，以保證機組的維修和調(diào)試；后者在控制過程中，各部分設備間會存在連鎖關(guān)系，機組會按照冷卻塔風機→冷卻水泵→冷凍水泵→主機的順序開啟，而停機順序正好是反順序。空調(diào)系統(tǒng)需要設置二次控制回路，要具備火災自動報警系統(tǒng)，并且兩者之間存在連鎖關(guān)系，如果出現(xiàn)火情，值班室能輕松斷開空調(diào)總電源并發(fā)出報警信號。

3 照明系統(tǒng)設計

該建筑設有一般照明和應急照明，由于動力設備用電會對其產(chǎn)生影響，所以兩種設備的用電線路要分開布置。

辦公室的照明設計秉持著“天然采光和人工照明相結(jié)合”的原則，盡可能地使用天然采光，以節(jié)約能源。按照相關(guān)規(guī)定，辦公室照度的均勻度最低要在0.3之上，允許工作面的輕微眩光。燈具的選擇也會對眩光產(chǎn)生影響，所以要選擇半間接型的燈具，相鄰燈具之間的距離不能超過燈具所允許的最大距離。該方案選擇的是格柵高光效熒光燈，既可以滿足對照度和色溫的需求，還可以避免眩光，節(jié)約用電。

在出入口、電梯間、地下室等公共區(qū)域設置應急照明和指示燈，不管是在正常情況下，還是在事故中，都要保持運行狀態(tài)，為防止事故中正常的照明電源發(fā)生中斷，這些應急設備都應自帶蓄電池，并且應急供電的時間要超過90 min，地下室、電梯間、會議室、主機房等重要場所的應急照明用電分別占工作照明的比例最小為25%.

對于特殊場所的照明，例如建筑外墻、節(jié)日彩光等，要在設計中考慮到供電負荷。

4 防雷接地系統(tǒng)設計

建筑電氣設計最重要的條件之一是防雷和安全，該工程的防雷設計要求為二類，設計中采用建筑物金屬構(gòu)件作為接地設施。在屋面鋪設防雷帶，并加設避雷針，引下混凝土基礎(chǔ)鋼筋作為自然接地體。為了避免雷擊事故的發(fā)生，自樓層30 m開始，每隔三層就要設置一處均壓環(huán)。由于該工程外墻為玻璃幕墻，因此，應將鋁合金窗和幕墻龍骨與鋼筋結(jié)構(gòu)連接在一起。為避免影響建筑物的外部造型，防雷裝置采用了暗裝設計。

各種需要接地的設備和弱電設備均使用了接地電阻超過1 Ω的共用接地體。這樣一來，既可以起到防雷的效果，也減少了接地引起的干擾。在建筑物內(nèi)部設置等電位聯(lián)結(jié)，總等電位聯(lián)結(jié)端子箱放置在了地下室，并且還要將總水管、空調(diào)立管等進出建筑物的金屬體和金屬構(gòu)件與其連接一起，以保障人和設備的安全。

5 結(jié)束語

除了以上系統(tǒng)電氣設計，該工程的電氣設計還要考慮到保安監(jiān)控、電視系統(tǒng)和消防控制系統(tǒng)等的預留電源?？偟膩碚f，電氣設計要在保證建筑物用電安全的前提下，考慮設計的經(jīng)濟性，做到高效節(jié)能。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕

Abstract： In high-rise office buildings， for example， from four power supply system， power distribution system， lighting and lighting and electrical design of lightning protection and safety of high-rise office buildings were analyzed for reference.

Key words： office buildings； electrical design； distribution system； lighting system