高层住宅建筑强电系统设计与分析

高层住宅建筑强电系统设计与分析

李博

中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司 河北省秦皇岛市 066004

摘要：住宅楼的电气设计分为弱电和强电两个分类，其中强电系统担负着整座楼所有电气设施的供电电源，所以对一座住宅楼而言，强电系统是整个建筑物的心脏，要想维护心脏的健康，除了合理的设计外，也应注重落实设计的施工技术。

关键词：高层住宅；强电设计；施工要求；配合要点

前言

经济的快速发展、城市化进程的加快使得高层住宅建筑数量日益增多，而伴随着居民生活水平和对用电需求的提高。住宅建筑电气设计也应该由过去的温饱型转变成现在的小康型，因此高层住宅电气设计过程中更应该重视电气线路的安全性和居住者的舒适度，尤其要保证强电系统设计的合理合规。高层住宅建筑强电系统设计具有较高的科学性和技术性，设计人员必须严格按照国家标准和行业规范精心设计。

一、高层住宅建筑电气的设计原则与目标

1．高层住宅建筑电气的设计原则

我们对高层住宅建筑电气设计的过程中，要以三大原则作为设计的根本指向，一就是要根据经济的实际情况以及效益，二就是要满足建筑的使用功能，三就是要节省无谓的能源损耗。对经济状况的考虑是对高层住宅建筑的节能进行设计时，不能只一味的只追求节能的效果而最后不能实现利益的最大化。事实上，节能与经济之间的平衡需要由我们国家的实际国情来平衡，所以节能的实现并不意味着可以做过多的消耗投资，而应该是尽量保证，为节能而投入的资金，在不长的时间内可以采取一些节能措施而减少资金。建筑物的功能应该从四个方面来把握，一是色温、显色以及照度上的指数，二是人们在居住时的舒适度，三就是周边环境的交通便利度，四是就是可以满足某些特殊工艺或者是特殊场所的要求；节能的关键与要点是把不需要的能耗降下来，这一特点就需要我们首先充分分析不必要的能源，再采取针对性的措施。

2.高层住宅建筑电气的设计目标

高层住宅建筑电气设计目的也要求我们从四方面做探讨：一是电能的质量要与相关规范与用户实际需要的标准相吻合，保证所有的家用电器都可以得到正常的使用；二是住宅的设计，设备的选型务必要保证居民在其居住期内都可以正常的使用，进行设计时要根据居民的长期发展来设计；三是以居民的实际生活质量为依据，保证每一户住宅的供电水平都可以达到既定的正常使用水平，还应保证在居民的居住期内不做改进工作。

二、项目设计

1.项目概况

以河北某高层建筑为例。居民楼一般采用低压(380V)供电，其电源一般引自居住区电业变电站。居住区电业变电站通常独立建造，其与道路的退界满足规划、消防等部门的要求外，需保证离居民住宅楼主变方向大于12m，次变方向大于8m的要求(河北环卫部门要求)。居住区电业变电站一般设置在地上，也可设置在地下时，但设在地下时市政配套费用增加。住宅供电配套工程包括从上级电源出线到住宅楼的所有供配电设施，住宅建设单何配合电力公司进行供配电工程的实施，并无偿提供供配电设施用房和通道。

2.电气系统设计

电业变电站以低压(380V)放射式供至高层住宅楼低压配电问内低压配电总柜，从低压配电总柜再放射式或树干式配置备居民住户及楼内公用设置用电装置。居民用电负荷在9Kw及其以上时或有三相设备时以三相四线供电，反之单相供电。居民住宅楼内公用设施用电按非居民客户执行，即单相用电设备总容量10KW及以下时，采用单相供电，反之皆三相供电。高层住宅楼居民户计量表计通常设置在每层强电竖井内，非居民共用电计量表计通常设置在单体低压配电总柜内。高层建筑的应急照明、电梯、消防设备均采用常、备电源自动切换，其中电梯和消防电源需末端自动切换；高层住宅直干线，计算电流不应大于400A，几个垂直干线回路供应的层面应尽量相等，垂直干线采用预分支电缆时，商层住宅预分支电缆分支线一般不设置保护开关，上级干线回路保护开关一般情况下保护不了分支线的短路和接地故障，所以分支线缆至配电箱或屯表箱内保护开关的长度不应大于3m；进层线宜为单相，每组单相进层线计算负荷不宜大于120A；每层可设多组进层线，其中单相进层线最小截面应为mm 。三相进层线最小截面应为6mm 。

3.防雷、接地系统设计

防雷系统设计除应符合《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010版)、《建筑物电子信息系统防霄技术规范》(GB50343．2004)、《建筑物电气装置第5-53部分：电气设备的选择和安装；隔离、开关、控制设备第534节的过电压保护器》中规定的内容，另外配电至屋面的设备SPD的防护级别应为一级，即其最大的放电电流应按一级设置。若屋面有电气设备(如电视共用天线，空调室外机，卫星电视天线，通信天线，广告牌等)，则应采用针带状组成的混合接闪装置进行直击雷防护。 4.电气照明

电气照明设计中，依据《建筑照明设计标准》GB50034-2013中各种场所的照度标准、视觉要求、照明节能评价指标LPD的要求等，选用不同的高效节能光源，选择高效灯具和正确的镇流器。本工程所采用灯具图例如表1所示，吸顶灯、防水防尘灯和电井壁灯均采用LED光源，单管荧光灯和双管荧光灯要求功率因数不得小于0.9，所有灯具均采用节能型灯具。

LED光源是目前应用较广泛的一种低耗高效光源，其相比其他光源具有能耗低、价格低、寿命长、无辐射等一系列优势，在照明设计中被推广使用。照明设计还要综合考虑建筑内部不同功能房间的需求，合理选择照明方式和照明种类，进而满足国家标准和设计规范对各个场所的照明要求。在不同的使用场所选择合理的灯具布置方式和灯具控制方式，比如卧室灯最好采用双控开关，一个开关设置卧室门就近的墙上，另一个开关设置在床头柜上方或者其他较容易操作的位置，方便居住者使用。

三、设计在施工中的应用

高层住宅建筑电气设计一方面要秉承科学严谨的态度确保安全性，另一方面还要能正确指导施工。将设计应用到施工中，最终才能形成建筑主体。大到整栋住宅建筑的配电系统，小到每户的家居配电箱，电气施工人员应依据强电系统施工图理清整栋建筑的配电方案，重点区分出普通负荷和消防负荷，明确电缆类型及应用场所，严格按照图纸中相关施工做法，参照国家标准图集进行施工。如遇到住宅装修改造施工时，尤其注意以下几点：若配电箱需挪位时，要根据住户的结构图纸确定承重墙和非承重墙的位置，选择非承重墙安装配电箱，以免影响整个建筑的稳定性；若住宅户内配电箱需增加配电分支回路时，要联系配电箱厂家，明确配电箱具体尺寸，根据尺寸预留洞口。

结束语

综合来说，高层住宅强电电气设计应保证用户使用的安全性及电能质量，这就要求设计和施工各自不仅要满足规范要求，同时之间要有良好的配合，具体来说，在设计的过稃中，应针对建筑物的实际情况进行合理的线路、设备布置和硬件建造，并应在合理的基础上尽量考虑到施工的便宜性，以降低施工难度，提高施工质量。

参考文献：

[1]GB50034-2013,建筑照明设计标准[S].

[2]JGJ16-2008,民用建筑电气设计规范[S].

[3]王翔.关于现代城市高层电气设计要点的探索[J].建筑电气,2019,12(中):2607.