高层建筑工程中的强电设计

廖广炎

摘要：高层建筑的强电设计，必须严格遵循国家现行的规范及要求，同时应适应安全、节能、使用及维修等需求。现阶段我国高层建筑工程中的强电设计还有很多不足，本文针对这些强电设计中的各个要点进行了深入探讨。

关键词：高层建筑；系统；强调设计

现阶段，城市规模不断扩大，高层建筑也日益增多，而随之而来的电气设计尤其是强电设计，成为民用建筑电气设计者面临的重要课题。

1、高层建筑工程中的供电与配电

按照《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008及《高层民用建筑设计防火规范》GB2005-95（2005年版的要求，一类高层建筑的负荷大体可分为消防设备、走道照明、警卫照明、安保电源、障碍照明、排污泵、生活水泵、客梯等，我们应以一级负荷进行配电。另外某些大型超市或商场里面，其经营管理使用的计算机系统用电应为一级负荷中特别重要的负荷。设计不同类型的高层建筑，可参照《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008附录A，确定本工程各负荷类别的负荷等级，合理合规进行设计。

在高层建筑中，应根据建筑布局的特点，同时考虑变配电房深入负荷中心，减少电能损耗、进出线便利等因素，合理选址高低压配电房位置。

当负荷等级为一级负荷时，本地电业局只能提供单回路10KV时，无法满足《供配电系统设计规范》3.0.2时，为了保证消防系统、计算机系统、各种弱电系统、应急照明系统等，我们还必须设置发电机作为消防及重要负荷的应急备用电源。当市电中断供电时，应急柴油机应能在15～30s内向消防负荷供电，柴油发电机电源不得与市电并列运行，当市电恢复时，机组应自动退出。对于一级负荷中特别重要的负荷，设置UPS或EPS应急电源，并与柴油发电机配合使用时，停电初期使用UPS或EPS应急电源，作为与自动启动的应急发电机配合使用时的EPS的工作时间不宜小于10min，待柴油发电机电源进入稳态后，使用应急发电机电源。

2、低压配电及线路敷设方式设计

根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 7.4.2“对一类高层建筑以及重要的公共场所等防火要求高的建筑物，除消防干线外应采用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线”；消防设备的配电电缆及线路敷设应符合本规范13.10.4、13.10.5的要求本文不一一列出，需要指出的是新的《住宅建筑电气设计规范》JGJ 242—2011 6.4.3 对普通照明的电缆配电明敷设时也应采用低烟、低毒的阻燃类线缆。

在高层建筑电气配电中，对于单台容量较大的负荷或重要负荷可采用放射式配电，对一般设备采用放射式与树干式相结合的混合方式配电，一、二级负荷尚需将正常电源和备用电源在其末端配电箱处自动切换，互投电源均取自不同的母线段。消防设备的配电箱应有明显标志。

3、照明系统的设计与控制

3.1高层建筑中照明系统的设计

疏散楼梯、地下车库和其它大空间等处，应设置疏散指示灯，且疏散指示灯间的间距应符合《民用电气设计规范》JGJ16-2008，13.8.5，地下室有人防时同时还应满足《人民防空工程设计防火规范》GB 50098—2009，8.2.4要求。

照明灯具选用与装修相协调的高光效低能耗灯具。所有荧光灯均配电子镇流器。地下车库采用荧光灯，吸顶安装，集中控制。走道、大堂、前室采用荧光灯，吸顶安装，就地控制。机房采用荧光灯、吊装，就地控制。应急照明应选用专用的灯具。均带有玻璃或其他防燃性较好的保护罩，在电梯井里，从它的最高点到最低点0.5m 起，应按照每七米的间距来设置检修灯，此外，在电梯顶部和其机坑处，还应设置双孔开关和检修插座。

3.2 照明系统的控制

在高层建筑中，楼梯灯照明一般会使用声控节能开关来进行控制，楼梯内的应急照明则应选用FAS，达到强制点亮的效果。而大堂、走廊、车库等处的照明，一般也是由BAS来控制，也可选用FAS 与BAS 共同予以控制。办公室或别的功能用房，通常设置的是就地开关，应确保急疏散指示灯常亮，便于电力事故发生时，应急灯能发挥其应有的作用。在规模较大的餐饮场所、商场等处，为压缩工程建设成本，避免重复设计与二次装修，该类地方的应急照明应选用FAS进行控制。

4、防雷接地装置系统

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010，进行建筑物年预计雷击次数计算，如为二类防雷建筑应按以下措施进行设计：

4.1为防直击雷，由在屋面、女儿墙上明设φ12镀锌园钢及屋面板钢筋并构成网格（二类：小于10mx10m或12mx8m。三类；小于20MX20M或24MX16M）作接闪器，并在建筑物顶各突出的尖角部位设避雷短针（φ12，L=0.6M），利用钢筋混凝土柱、剪力墙内的对角两根主钢筋作引下线，引下线的间距不大于18（二类）；三类不大于25米。另在每个作为引下线距地0.5处的柱子上预埋钢板用于侧量接地电阻及接引入人工接地体；基础钢筋网作自然接地极。并要求引下线顶部与屋面上的避雷短针及避雷带可靠焊接，引下线底部与地下室底板钢筋混凝土主钢筋可靠焊接。

4.2防侧击雷（超过45m）：从建筑物的第四层起每层钢筋混凝土外围圈梁及墙内主钢筋与作为引下线的柱内主钢筋可靠焊接，以构成均压环。同时要求四层以上的所有金属门窗及金属构件须与建筑物的钢筋混凝土圈梁及墙内主钢筋可靠焊接。

4.3.防雷电感应：为防雷电波及电磁脉冲的侵入，在配变电所的高压柜上安装避雷器；所有管道井，电梯井内的金属构件及进出建筑物的所有金属管线须与接地装置可靠焊接。

4.4.接地装置：利用建筑物的钢筋混凝土底板、承台及桩基内的主钢筋作为接地极。并要求与引下线可靠焊接。

4.5 要求所有的连接处采用直径不小于12的钢筋与接地装置可靠焊接。所有外露的防雷接地装置材料均应采用热镀锌材料，并在焊接處采取防腐措施。

4.6.建筑物防雷接地与配变电所及强、电梯机房、消防控制室、计算机网络机房等弱电设备用房的工作接地、保护接地共用一套接地装置，接地装置的接地电阻应不大于1Ω。否则应在室外增设人工接地体。另在每个强弱电竖井内设接地干线。

4.7.本工程采用总等电位连接，两个防雷区的界面上应将所有通过界面的金属物作等电位连接。另需在衛生间做局部等电位连接。

架空和直接埋地进出建筑物的金属管道在进出建筑物处就近与防雷的接地装置可靠相连。

4.8.计算机电源系统、有线电视引入端、电信引入端设过电压保护装置。为保证弱电设备的安全，防感应雷采用三级防雷：

（1）在总变配电室的配电屏内装设60KA（10/350）μs避雷器；

（2）在屋顶电梯及风机配电箱内装设20KA（8/20）μs防浪涌抑制器；

4.9弱电信号系统的防雷击电磁脉冲设施：凡是从机房外引来金属信号线都应安装相应的避雷器，对网络系统的计算机和数字设备、监控设备，特别是光缆，必须在室外进行熔接后才能引入室内。

5、自动控制

配变电所内所有高低压开关柜及各主要配电箱内的开关均须预留供计算机集中控制用的专用接口，为智能化管理提供基础条件。

所有大开间的照明均在照明配电箱内集中控制；各建筑内办公室及宿舍等小房间或区域的照明则采用就地控制。

所有动力设备均可在其末端配电箱内和就地控制。

6、结论

总而言之，在高层建筑工程的强电设计过程中，设计人员应综合考虑工程的特点及特殊情况，与工程建设的各参与单位间相互配合，找出工程建设中出现的问题，然后有针对性的采取处理措施，确保强电设计与工程建设的需求相符合，使工程项目能顺畅运行。

参考文献：

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[2]王智成，宋国鹏，路茜等.高层建筑强电系统安装过程中应注意的问题[C].四川省土木建筑学会第十次代表大会暨第34 届学术年会论文集.2009∶241 --242.

[3]赵广福，赵君.浅析建筑电气工程质量管理应该注意的几个问题[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（36）.

[4]JGJ16-2008，民用建筑电气设计规范