以某综合建筑实例分析建筑电气设计的应用
1某工程概况
某地方一大厦，总共十五层，地下一层，是一座综合楼，总建筑面积l4095m2，总高为49.8m，框架结构。首层、二层、三层设计为商场，四层、五层为办公室及辅助用房，六至十五层为民用住宅。本工程电气设计包括变配电系统、照明系统、建筑物防雷接地系统、火灾自动报警及联动系统、漏电火灾报警系统、安全技术防范系统、有线电视系统、电话系统等。
2配电系统的设计
2.1高压配电系统
该工程采用10kV双路电源供电，电源引自附近供电部门开闭所二段不同母线，采用电力电缆埋地引入总变配电室，二路电源同时供电。还设有两台有自启动功能的柴油发电机组作为消防及重要负荷应急备用电源。每路电源容量为l000kVA，总安装容量为2000kVA，两路l0kV电源引入变配电室后，每路电源分别供l台干式变压器用电，两台变压器在低压侧之间设联络。每台变压器平时各带58％用电负荷，当一路市电故障时，另一路电源可以满足全部一、二级负荷的用电，保证重要负荷的使用。变配电室设在建筑物的地下层，并采用防水防潮措施。该工程变配电室内设6台KYN37—12Z型l0kV铠装移开式交流金属封闭开关设备，2台1000kVA干式变压器、17台GGD低压开关柜。选用HVX—63OA一80kA型10kV真空断路器。
2.2低压系统
采用TN—S系统配电，设功率因数集中自动补偿装置，电容器采用自动循环投切方式，补偿后的功率因数大于0．92，低压断路器设过载长延时、短路瞬时脱扣器，部分回路设失压脱扣器。所有低压开关脱扣器额定电流与开关的框架电流相同，且脱扣电流可调。低压配电系统采用（220V／380V）放射式与树干式相结合的方式；照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的方式供电；对消防负荷及重要负荷均采用双回路专用电缆供电，并在最末一级配电箱处设双电源自动切换。为防止电气火灾，在库房、住宅入户处等重要部位电源设总漏电保护装置（漏电电流500mA）。商场采用母线放射式供电。
3照明系统的设计
3.1照度标准
按《民用建筑照明设计标准》中等标准进行设计。照明灯具端电压不高于额定电压的105％，正常环境光源用电电压根据光源设计电压选取（一般为交流电220V）。本工程一般场所为荧光灯、或其他节能型灯具。所有灯具均需增加一根PE线。照明装置中，凡正常情况下不带电的金属部分均应接地。
3.2应急照明及疏散指示照明
该工程应急照明在公共场所处，一般按正常照明的l5％一20％设置。出口标志灯、疏散指示灯、疏散楼梯、走道应急照明灯采用区域集中蓄电池式供电应急照明系统，其他场所应急照明采用双电源末端互投供电，应急照明持续供电时间大于60min，变配电室，消防控制室，水泵房应急照明持续供电时间大于180min，其他场所应急照明持续供电时间大于30min.应急照明平时采用就地控制或由建筑设备自动监控系统统一管理，火灾时由消防控制室自动控制点亮全部应急照明灯。
4建筑物防雷接地系统
4.1防雷措施
本工程防雷等级为三类。建筑的防雷装置满足防直击雷、侧击雷、防雷电感应及雷电波的侵入，并设置总等电位联结。在屋顶采用12镀锌圆钢作避雷带，屋顶避雷连接线网格不大于2OmX2Om.利用建筑物钢筋混凝土柱子或剪力墙内两根？16以上主筋通长焊接、绑扎作为引下线，间距不大于I8m，引下线上端与避雷带焊接，下端与建筑物基础底梁及基础底板轴线上的上下两层钢筋内的两根主筋焊接。外墙引下线在室外地面下lm处引出与室外接地线焊接。
以西安市为例，普通的100米以下的住宅楼经过防雷计算所得年预计雷击次数计算结果均小于0.06次/a.也就是说根据GB50057-94<<建筑物防雷设计规范>>第2.0.4条之规定均不需要进行防雷设计。但根据JGJ16-2008<<民用建筑电气设计规范>>第11.2.4第3条之规定19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑物均需按第三类防雷建筑物。在设计中为了保证工程的顺利进行，在防雷设计中只要满足上述两个规范中的任意一个，均需进行防雷设计。
l0kV则采用10kV避雷器装在电源进线母线上，以防雷电过电压的侵害。考虑防雷击电磁脉冲的需要，在变压器高压侧各相上设置避雷器，在变压器低压侧总开关处设80kA（8／20uS）第一级浪涌保护器。在低压配电系统中按信息系统等级采用相应的第二和第三级浪涌保护器，同时在信号线路上设置适配的浪涌保护器。
4．3接地
采用TN—S系统的接地形式，N线与PE线在变压器中性点后始终保持相互绝缘，电气设备的金属外壳、穿线钢管及单相三孔插座的接地孔均与PE线可靠连接。本工程防雷接地与强弱电接地共用接地极，要求接地电阻≤1欧.凡正常不带电，而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳应可靠接地。
5火灾自动报警及联动系统
根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，该大厦为一类防火建筑，火灾自动报警系统的保护等级按一级设置。在首层入口处附近设消防控制室，报警控制设备由火灾报警台、消防联动控制台、图形显示屏、打印设备、火灾应急广播设备、消防通信设备、UPS不间断电源及备用电源等组成。采用集中报警系统和区域报警系统，根据规范要求设感烟、感温探测器和手动报警器，各层各防火分区楼梯前室各设l台火灾复示盘，一旦发生火灾则复示盘能准确显示本层的火灾部位，并进行声光报警。在大厦适当位置设手动报警按钮及消防对讲电话插孔。在消防栓箱内设消火栓报警按钮。在各层楼梯间及疏散楼梯前室走道侧，设置火灾声光报警显示装置。火灾报警后，消防控制室应根据火灾情况控制相关层的正压送风阀及排烟阀、电动防火阀、并启动相应加压送风机、排烟风机，280℃时能自行关闭排烟防火阀，阀、风机的动作信号要反馈至消防控制室。
6漏电火灾报警系统
根据《高层民用建筑设计防火规范》第9.5.1条之规定，高层建筑内火灾危险性大，人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。在所有三级负荷供电之配电箱内均需设置漏电火灾报警器，并通过双绞线将各个漏电火灾报警器连通组成漏电火灾报警系统，系统报警主机设置于消防控制室内，并将漏电火灾报警系统与火灾自动报警系统连通。
7安全技术防范系统
7.1保安监控系统
本工程设一套保安监控系统，分别对大厦车库等主要出入口电梯间、门厅及重要场所等处进行保安监视，保安控制中心设于首层中央控制室内与消防控制中心相邻。
7.2楼宇访客可视对讲与门禁系统
大厦住宅楼字进出口处安装具有电控门锁的安全防盗门和可视对讲主机，住户内设置可视对讲分机。在该建筑物首层保安监控机房（与消防控制中心相邻）配置可视对讲管理主机。电控门锁不仅具有钥匙开锁的功能，还支持智能卡和密码开锁。大厦住宅在主要出入口处设置可视对讲门口机。
8有线电视系统
本工程住宅单元在居室和主卧室各设一个电视终端，均引自户内多媒体箱，系统的分支器或放大器及无源设备均设在户内多媒体箱或电气竖井内，以便维护管理。选用的设备和部件的输入输出标称阻抗、电缆的标称特性阻抗均为750.
9电话系统
由市电话网引入300对电话线至一层电话交接箱，经槽形桥架引至弱电井，再由垂直金属走线槽沿墙引上至15层，每层均设电话分线箱，明设于弱电井中，下口距地1.0m，由分线箱引至各住户电话机出线盒的分支线均为穿管沿地沿墙暗敷，每户于客厅和主卧室各暗装电话出线盒一个，下口距地均为0.3m.
10结束语
在高层建筑中，其电气设计要求也逐渐增高，也必须得符合国家规范，还得提高其居住的适用性等。建筑电气设计的建设逐渐走向自动化、节能化、信息化和智能化，必然对建筑电气设计有许多新的要求，这就要求广大设计人员在设计中，既要保证工程的顺利进行，又要保证所有的图纸审查按时通过，就必须认真把握好工程电气设计的基本要点，提高设备使用效率，从而满足建筑物功能的需要。
某地方一大厦，总共十五层，地下一层，是一座综合楼，总建筑面积l4095m2，总高为49.8m，框架结构。首层、二层、三层设计为商场，四层、五层为办公室及辅助用房，六至十五层为民用住宅。本工程电气设计包括变配电系统、照明系统、建筑物防雷接地系统、火灾自动报警及联动系统、漏电火灾报警系统、安全技术防范系统、有线电视系统、电话系统等。
2配电系统的设计
2.1高压配电系统
该工程采用10kV双路电源供电，电源引自附近供电部门开闭所二段不同母线，采用电力电缆埋地引入总变配电室，二路电源同时供电。还设有两台有自启动功能的柴油发电机组作为消防及重要负荷应急备用电源。每路电源容量为l000kVA，总安装容量为2000kVA，两路l0kV电源引入变配电室后，每路电源分别供l台干式变压器用电，两台变压器在低压侧之间设联络。每台变压器平时各带58％用电负荷，当一路市电故障时，另一路电源可以满足全部一、二级负荷的用电，保证重要负荷的使用。变配电室设在建筑物的地下层，并采用防水防潮措施。该工程变配电室内设6台KYN37—12Z型l0kV铠装移开式交流金属封闭开关设备，2台1000kVA干式变压器、17台GGD低压开关柜。选用HVX—63OA一80kA型10kV真空断路器。
2.2低压系统
采用TN—S系统配电，设功率因数集中自动补偿装置，电容器采用自动循环投切方式，补偿后的功率因数大于0．92，低压断路器设过载长延时、短路瞬时脱扣器，部分回路设失压脱扣器。所有低压开关脱扣器额定电流与开关的框架电流相同，且脱扣电流可调。低压配电系统采用（220V／380V）放射式与树干式相结合的方式；照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的方式供电；对消防负荷及重要负荷均采用双回路专用电缆供电，并在最末一级配电箱处设双电源自动切换。为防止电气火灾，在库房、住宅入户处等重要部位电源设总漏电保护装置（漏电电流500mA）。商场采用母线放射式供电。
3照明系统的设计
3.1照度标准
按《民用建筑照明设计标准》中等标准进行设计。照明灯具端电压不高于额定电压的105％，正常环境光源用电电压根据光源设计电压选取（一般为交流电220V）。本工程一般场所为荧光灯、或其他节能型灯具。所有灯具均需增加一根PE线。照明装置中，凡正常情况下不带电的金属部分均应接地。
3.2应急照明及疏散指示照明
该工程应急照明在公共场所处，一般按正常照明的l5％一20％设置。出口标志灯、疏散指示灯、疏散楼梯、走道应急照明灯采用区域集中蓄电池式供电应急照明系统，其他场所应急照明采用双电源末端互投供电，应急照明持续供电时间大于60min，变配电室，消防控制室，水泵房应急照明持续供电时间大于180min，其他场所应急照明持续供电时间大于30min.应急照明平时采用就地控制或由建筑设备自动监控系统统一管理，火灾时由消防控制室自动控制点亮全部应急照明灯。
4建筑物防雷接地系统
4.1防雷措施
本工程防雷等级为三类。建筑的防雷装置满足防直击雷、侧击雷、防雷电感应及雷电波的侵入，并设置总等电位联结。在屋顶采用12镀锌圆钢作避雷带，屋顶避雷连接线网格不大于2OmX2Om.利用建筑物钢筋混凝土柱子或剪力墙内两根？16以上主筋通长焊接、绑扎作为引下线，间距不大于I8m，引下线上端与避雷带焊接，下端与建筑物基础底梁及基础底板轴线上的上下两层钢筋内的两根主筋焊接。外墙引下线在室外地面下lm处引出与室外接地线焊接。
以西安市为例，普通的100米以下的住宅楼经过防雷计算所得年预计雷击次数计算结果均小于0.06次/a.也就是说根据GB50057-94<<建筑物防雷设计规范>>第2.0.4条之规定均不需要进行防雷设计。但根据JGJ16-2008<<民用建筑电气设计规范>>第11.2.4第3条之规定19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑物均需按第三类防雷建筑物。在设计中为了保证工程的顺利进行，在防雷设计中只要满足上述两个规范中的任意一个，均需进行防雷设计。
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4．3接地
采用TN—S系统的接地形式，N线与PE线在变压器中性点后始终保持相互绝缘，电气设备的金属外壳、穿线钢管及单相三孔插座的接地孔均与PE线可靠连接。本工程防雷接地与强弱电接地共用接地极，要求接地电阻≤1欧.凡正常不带电，而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳应可靠接地。
5火灾自动报警及联动系统
根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，该大厦为一类防火建筑，火灾自动报警系统的保护等级按一级设置。在首层入口处附近设消防控制室，报警控制设备由火灾报警台、消防联动控制台、图形显示屏、打印设备、火灾应急广播设备、消防通信设备、UPS不间断电源及备用电源等组成。采用集中报警系统和区域报警系统，根据规范要求设感烟、感温探测器和手动报警器，各层各防火分区楼梯前室各设l台火灾复示盘，一旦发生火灾则复示盘能准确显示本层的火灾部位，并进行声光报警。在大厦适当位置设手动报警按钮及消防对讲电话插孔。在消防栓箱内设消火栓报警按钮。在各层楼梯间及疏散楼梯前室走道侧，设置火灾声光报警显示装置。火灾报警后，消防控制室应根据火灾情况控制相关层的正压送风阀及排烟阀、电动防火阀、并启动相应加压送风机、排烟风机，280℃时能自行关闭排烟防火阀，阀、风机的动作信号要反馈至消防控制室。
6漏电火灾报警系统
根据《高层民用建筑设计防火规范》第9.5.1条之规定，高层建筑内火灾危险性大，人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。在所有三级负荷供电之配电箱内均需设置漏电火灾报警器，并通过双绞线将各个漏电火灾报警器连通组成漏电火灾报警系统，系统报警主机设置于消防控制室内，并将漏电火灾报警系统与火灾自动报警系统连通。
7安全技术防范系统
7.1保安监控系统
本工程设一套保安监控系统，分别对大厦车库等主要出入口电梯间、门厅及重要场所等处进行保安监视，保安控制中心设于首层中央控制室内与消防控制中心相邻。
7.2楼宇访客可视对讲与门禁系统
大厦住宅楼字进出口处安装具有电控门锁的安全防盗门和可视对讲主机，住户内设置可视对讲分机。在该建筑物首层保安监控机房（与消防控制中心相邻）配置可视对讲管理主机。电控门锁不仅具有钥匙开锁的功能，还支持智能卡和密码开锁。大厦住宅在主要出入口处设置可视对讲门口机。
8有线电视系统
本工程住宅单元在居室和主卧室各设一个电视终端，均引自户内多媒体箱，系统的分支器或放大器及无源设备均设在户内多媒体箱或电气竖井内，以便维护管理。选用的设备和部件的输入输出标称阻抗、电缆的标称特性阻抗均为750.
9电话系统
由市电话网引入300对电话线至一层电话交接箱，经槽形桥架引至弱电井，再由垂直金属走线槽沿墙引上至15层，每层均设电话分线箱，明设于弱电井中，下口距地1.0m，由分线箱引至各住户电话机出线盒的分支线均为穿管沿地沿墙暗敷，每户于客厅和主卧室各暗装电话出线盒一个，下口距地均为0.3m.
10结束语
在高层建筑中，其电气设计要求也逐渐增高，也必须得符合国家规范，还得提高其居住的适用性等。建筑电气设计的建设逐渐走向自动化、节能化、信息化和智能化，必然对建筑电气设计有许多新的要求，这就要求广大设计人员在设计中，既要保证工程的顺利进行，又要保证所有的图纸审查按时通过，就必须认真把握好工程电气设计的基本要点，提高设备使用效率，从而满足建筑物功能的需要。
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