高層建筑電氣系統設計的論文
摘要：本文結合工程實(shí)例，詳細闡述了高層建筑電氣系統設計時(shí)各系統負荷的分配措施，按照規范，通過(guò)科學(xué)負荷驗算，從設計上滿(mǎn)足各系統用電負荷安全性要求。并對建筑物強弱電系統管線(xiàn)敷設提出合理解決方案，以滿(mǎn)足建筑智能化要求；對其管線(xiàn)的敷設安裝施工工藝及注意措施進(jìn)行詳細探討。
關(guān)鍵詞：電氣；設計；安裝
1工程概況
某工程位于長(cháng)沙市CBD商務(wù)區內，占地面積9500m2，總建筑面積45000m2，地上19層，地下2層，為星級酒店和寫(xiě)字樓于一體的綜合性商務(wù)樓宇。該工程電氣設計按供配電一級負荷設計，采用兩路10KV電源供電，供電線(xiàn)路采用電纜直埋方式，兩路10KV電源一用一備。通過(guò)母連接，兩路電源均能負載100%的負荷。供電制式為三相五線(xiàn)制TN-S系統，為滿(mǎn)足高層建筑防火要求和提高變壓器的過(guò)負荷能力，該工程選用二臺1600KV干式變壓器，變壓器的負荷率平時(shí)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(hù)照明等。為減小動(dòng)力負荷頻繁啟動(dòng)對照明質(zhì)量的影響，設定了一專(zhuān)用變壓器為照明系統供電。自酒店的中心配電室出線(xiàn)后進(jìn)入配電豎井，經(jīng)低壓母線(xiàn)引至各樓層的總照明配電箱，然后由此分布到各區域配電箱。
因本工程為高檔星級酒店與智能化辦公樓，對供電要求較高，所以除配有自備發(fā)電機組外，樓層設有專(zhuān)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(shí)該系統的供電采用雙電源，其中大堂，餐廳區域選擇其中幾個(gè)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(xiàn)。在此基礎上，在各公共區域及通道設置具有蓄電池的事故照明燈具，在沒(méi)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(diǎn)區域的照度均采用利用系數法進(jìn)行計算。根據酒店各功能區的特點(diǎn)，各功能區的照度標準值見(jiàn)表1。
2.1.2動(dòng)力系統
動(dòng)力系統設備包括正常動(dòng)力與消防電源兩部分。正常動(dòng)力包括：空調制冷機組，空調水泵，冷卻塔，洗衣設備，污水泵，客用電梯，貨梯，各層空調器，開(kāi)水器等。因動(dòng)力設備在地下2層分布較多，所以該部分設備的配電自酒店總配電室出線(xiàn)后在地下2層設動(dòng)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(fēng)機，正壓送風(fēng)機等。消防動(dòng)力設備為雙電源供電，一路引自由兩路電源變壓器供電的消防供電專(zhuān)柜上，另一路引自自備發(fā)電機組，兩路消防電源分別由兩回線(xiàn)路引到各個(gè)消防用電設備點(diǎn)上實(shí)行末端自動(dòng)切換，以確保消防設備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(zhuān)業(yè)提供技術(shù)要求及負荷大�。�
2.1.3.1三相負荷計算：
2.1.3.2單向負荷計算：
�、俦M量將各單相負荷逐相均勻分配，以減少不平衡，計算時(shí)，將線(xiàn)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。
�、诋敾芈分械膯蜗嘭摵傻目側萘啃∮谠摶芈啡鄬ΨQ(chēng)負荷的總容量的15%時(shí)，按三相平衡負荷計算。
�、壑挥芯�(xiàn)負荷時(shí)，將各線(xiàn)間負荷相加，選取較大的兩項進(jìn)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(lián)合接地電阻阻值要求小于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(xiàn)，在建筑物四角距室外地坪0.5m處做測試點(diǎn)。為防止側擊雷進(jìn)入酒店，酒店鋁合金鋼窗均與圈梁內鋼筋可靠焊接。酒店中所有金屬管道均與混凝土中鋼筋焊接，以使整個(gè)大樓處于一種均壓狀態(tài)�？紤]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(wú)法滿(mǎn)足規范要求，不能設置單獨弱電接地系統，只能選用聯(lián)合接地。
3線(xiàn)槽敷設安裝施工
智能化建筑弱電工程是當今建筑中很重要的一部分，衡量一個(gè)城市建筑的現代化標準，設計形態(tài)和智能化是其中的兩個(gè)方面。智能建筑的弱電系統主要由以下各子系統組成：
(1)通信網(wǎng)絡(luò )系統；(2)辦公自動(dòng)化系統；
(3)建筑設備監控系統；(4)火災自動(dòng)報警及聯(lián)動(dòng)控制系統；
(5)公共安全防范系統；(6)結構化布線(xiàn)系統；(7)弱電電源及接地系統。
如此之多功能設施，布線(xiàn)設計方案也成為電氣設計的關(guān)鍵，因涉及專(zhuān)業(yè)多，施工時(shí)相互配合尤為重要。為保證大廈內部的美觀(guān)，也為了更科學(xué)滿(mǎn)足設施智能化的要求，方案選用地板內敷設地面線(xiàn)槽來(lái)達到各功能目的。
3.1地面敷設線(xiàn)槽的定義
地面線(xiàn)槽是一種封閉的、直接隱蔽于地面下的金屬線(xiàn)槽，可以靈活方便地提供電源、電話(huà)、電視、計算機、話(huà)筒等線(xiàn)纜傳輸電能和信號接口。其設計是根據建筑物近期和發(fā)展需要布置線(xiàn)槽的縱橫間距，根據穿線(xiàn)的根數、橫截面積和工藝要求確定線(xiàn)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(xiàn)槽適用于380/220以下強電和弱電的線(xiàn)路敷設。性能特點(diǎn)：地面線(xiàn)槽可供單一或多用途線(xiàn)纜、多回路敷設，終端元件布置平整美觀(guān)。地面線(xiàn)槽是由線(xiàn)槽、分線(xiàn)盒、各種連接件、密封件、附件及電源頭等組成。
3.2地面線(xiàn)槽規格型號設置與布線(xiàn)參數要求
內外均熱浸鍍鋅，出線(xiàn)口處采用無(wú)螺紋接口，線(xiàn)槽標準長(cháng)度為3m（可特殊加工），線(xiàn)槽出線(xiàn)口開(kāi)孔尺寸：﹤48mm，線(xiàn)槽開(kāi)孔間距分：3000mm、2400mm、1800mm、1200mm、600mm等。
主要配件有：線(xiàn)槽分線(xiàn)盒：線(xiàn)槽分線(xiàn)盒起到導線(xiàn)的相接、轉彎交叉、屏蔽等作用。其中二槽、三槽的分線(xiàn)盒內設有屏蔽分離板，以保證強電、弱電的隔離與屏蔽。
線(xiàn)槽支架：分為單槽、雙槽、三槽支架，它是用于線(xiàn)槽的支撐及高度調整，高度調節范圍一般為20mm～150mm的熱鍍鋅件。其它還包刮彎頭、封頭、出線(xiàn)圈等配件。具體穿線(xiàn)根數見(jiàn)表4。
3.3地面線(xiàn)槽的敷設安裝工藝
3.3.1彈線(xiàn)定位：根據設計圖紙確定線(xiàn)槽走向，從始端至終端找好水平線(xiàn)或垂直線(xiàn)，用粉線(xiàn)袋在線(xiàn)路的中心外進(jìn)行彈線(xiàn)，按照設計圖要求及施工驗收規范規定，分別找出分線(xiàn)盒、分線(xiàn)口及支架的具體位置，用鉛筆分別標注。一般支架間距為1.0-1.5m。
3.3.2線(xiàn)槽敷設：根據標準位置放置分線(xiàn)盒和支架，然后放置線(xiàn)槽和出線(xiàn)口，同時(shí)根據需要加各種配件，朝上的線(xiàn)槽不必立得太長(cháng)，否則易被砸斷。連接完畢后，調整支架和塑料蓋，使出線(xiàn)口到適當高度。達到位置正確，固定牢固，走向合理。線(xiàn)槽水平或垂直敷設部分平直度和垂直度允許偏差不超過(guò)5mm。為防止灰漿進(jìn)入，各連接處周邊抹專(zhuān)用膠，各分線(xiàn)盒、出線(xiàn)口盒蓋擰緊，并用鐵絲綁扎，未端加塑料封堵。澆筑混凝土時(shí)設專(zhuān)人看護，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)處理。
3.3.3跨接地線(xiàn)焊接：依據施工規范，確定跨接線(xiàn)規格。地線(xiàn)兩端焊接面不小于該跨接線(xiàn)截面的6倍，焊縫均勻牢固。
3.3.4槽內配線(xiàn)：首先清掃線(xiàn)槽，可先將帶線(xiàn)穿插至出線(xiàn)口，然后將布條綁在帶線(xiàn)一端，從中一端將布線(xiàn)條拉出，反復多次可將線(xiàn)槽內的雜物和積水清理干凈，也可用空氣壓縮機將線(xiàn)槽內的雜物和積水吹出。放線(xiàn)前應先檢查管及線(xiàn)槽連接處的護口是否齊全，其放線(xiàn)和導線(xiàn)連接部分與其它管路敷設形式大致相同。敷設線(xiàn)纜應注意以下基本原則：1、同一路徑不同回路絕緣導線(xiàn)設計于同一線(xiàn)槽內，但同一槽內強電回路必須能同時(shí)切斷電源；2、線(xiàn)槽內導線(xiàn)總截面不應超過(guò)線(xiàn)槽內截面的30%；3、強弱電回路應分槽敷設；4、不同電壓回路交叉時(shí)應在分線(xiàn)盒處采用金屬隔板隔開(kāi)。
3.3.5線(xiàn)路檢測：線(xiàn)路檢查及絕緣遙測按相關(guān)規范操作。
3.3.6面板安裝：配合裝修，依據各出線(xiàn)口用途，安裝相應的終端面板。
3.4地面線(xiàn)槽安裝時(shí)具體注意事項：
3.4.1地面線(xiàn)槽表面混凝土厚度應大于20mm；
3.4.2線(xiàn)槽內外應光滑平整，無(wú)棱刺，扭曲、翹邊等變形現象；
3.4.3支架與調整螺栓調整線(xiàn)槽高度一般以30-50mm為宜；
3.4.4線(xiàn)槽整體連結完畢后，應按設計檢查確認，無(wú)誤后對線(xiàn)槽及附件連結處用蜜封膠密封，對線(xiàn)槽首、末、分線(xiàn)盒、出線(xiàn)栓和未用出線(xiàn)孔用專(zhuān)用塑料防護蓋封堵。
4結語(yǔ)
綜上所述，現代高層建筑的電氣設計由于智能化的需要而變得復雜，用電設備越來(lái)越多，對供配電系統設計和線(xiàn)路安裝提出了許多新的要求，因此在電氣設計和線(xiàn)路安裝時(shí)，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范進(jìn)行設計優(yōu)化和施工，從而將建筑智能化從設計和安裝上推至臻美。
參考文獻：
[1]建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規范.GB50303-2002
[2]建筑照明設計標準.GB50034-2004.
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