高层建筑电气系统设计与线路安装要点探析

摘 要：本文结合工程实例，详细阐述了高层建筑电气系统设计时各系统负荷的分配措施，按照规范，通过科学负荷验算，从设计上满足各系统用电负荷安全性要求。并对建筑物强弱电系统管线敷设提出合理解决方案，以满足建筑智能化要求；对其管线的敷设安装施工工艺及注意措施进行详细探讨。
　　关键词：电气； 设计； 安装
　　
　　1工程概况
　　
　　某工程位于长沙市CBD商务区内，占地面积9500m2，总建筑面积45000 m2，地上19层，地下2层，为星级酒店和写字楼于一体的综合性商务楼宇。该工程电气设计按供配电一级负荷设计，采用两路10KV电源供电，供电线路采用电缆直埋方式，两路10KV电源一用一备。通过母连接，两路电源均能负载100%的负荷。供电制式为三相五线制TN-S系统，为满足高层建筑防火要求和提高变压器的过负荷能力，该工程选用二台1600KV干式变压器，变压器的负荷率平时保持在70%左右。
　　
　　2大厦电气系统设计与验算
　　
　　2.1系统设计
　　2.1.1照明系统
　　2.1.1.1系统概述
　　本工程的照明系统分为正常照明和应急照明。
　　正常照明主要包括舞厅照明，大厅照明，公共区域照明，客户照明等。为减小动力负荷频繁启动对照明质量的影响，设定了一专用变压器为照明系统供电。自酒店的中心配电室出线后进入配电竖井，经低压母线引至各楼层的总照明配电箱，然后由此分布到各区域配电箱。
　　因本工程为高档星级酒店与智能化办公楼，对供电要求较高，所以除配有自备发电机组外，楼层设有专用的应急照明系统，系统主要覆盖区域包括：酒店大堂，各餐厅、走廊、电梯间、楼梯间等。在设计时该系统的供电采用双电源，其中大堂，餐厅区域选择其中几个支路兼做正常照明，供电从本层配电竖井应急照明切换箱中出线。在此基础上，在各公共区域及通道设置具有蓄电池的事故照明灯具，在没有任何外供电源的情况下，该灯具能不间断供电1h。
　　2.1.1.2照度的确定
　　星级酒店的装修档次一般较高，为配合装修效果，充分体现酒店及办公气氛，本工程对酒店中各重点区域的照度均采用利用系数法进行计算。根据酒店各功能区的特点，各功能区的照度标准值见表1。

     
　　2.1.2动力系统
　　动力系统设备包括正常动力与消防电源两部分。正常动力包括：空调制冷机组，空调水泵，冷却塔，洗衣设备，污水泵，客用电梯，货梯，各层空调器，开水器等。因动力设备在地下2层分布较多，所以该部分设备的配电自酒店总配电室出线后在地下2层设动力控制中心。
　　消防电源包括：消防水泵，水幕水泵，消防电梯，喷淋水泵，排烟风机，正压送风机等。消防动力设备为双电源供电，一路引自由两路电源变压器供电的消防供电专柜上，另一路引自自备发电机组，两路消防电源分别由两回线路引到各个消防用电设备点上实行末端自动切换，以确保消防设备的供电可靠性及安全性。
　　2.1.3负荷计算
　　电力负荷一般由各专业提供技术要求及负荷大小：
　　2.1.3.1三相负荷计算：
　
　　
　　2.1.3.2单向负荷计算：
　　① 尽量将各单相负荷逐相均匀分配，以减少不平衡，计算时，将线负荷换算成相负荷，将各相负荷相加，取其最大单相负荷的3倍作为三相负荷。
　　② 当回路中的单相负荷的总容量小于该回路三相对称负荷的总容量的15%时，按三相平衡负荷计算。
　　③ 只有线负荷时，将各线间负荷相加，选取较大的两项进行计算，现以Pab≧Pbc≧Pca为例：
　　

            

         
　　按70%的负荷率，第二台变压器的容量为：1086/0.7=1552kVA,选用1600kVA变压器。
　　2.2防雷与接地
　　本工程联合接地电阻阻值要求小于1，利用钢筋混凝土箱型基础做自然接地体。钢筋混凝土柱内钢筋做防雷引下线，在建筑物四角距室外地坪0.5m处做测试点。为防止侧击雷进入酒店，酒店铝合金钢窗均与圈梁内钢筋可靠焊接。酒店中所有金属管道均与混凝土中钢筋焊接，以使整个大楼处于一种均压状态。考虑到弱电系统对接地的特殊要求，而弱电接地装置与强电接地装置的间距无法满足规范要求，不能设置单独弱电接地系统，只能选用联合接地。
　　
　　3线槽敷设安装施工
　　
　　智能化建筑弱电工程是当今建筑中很重要的一部分，衡量一个城市建筑的现代化标准，设计形态和智能化是其中的两个方面。智能建筑的弱电系统主要由以下各子系统组成：
　　(1)通信网络系统；(2)办公自动化系统；
　　(3)建筑设备监控系统；(4)火灾自动报警及联动控制系统；
　　 (5)公共安全防范系统；(6)结构化布线系统；(7)弱电电源及接地系统。
　　如此之多功能设施，布线设计方案也成为电气设计的关键，因涉及专业多，施工时相互配合尤为重要。为保证大厦内部的美观，也为了更科学满足设施智能化的要求，方案选用地板内敷设地面线槽来达到各功能目的。
　　3.1地面敷设线槽的定义
　　地面线槽是一种封闭的、直接隐蔽于地面下的金属线槽，可以灵活方便地提供电源、电话、电视、计算机、话筒等线缆传输电能和信号接口。其设计是根据建筑物近期和发展需要布置线槽的纵横间距，根据穿线的根数、横截面积和工艺要求确定线槽的规格及槽数。按槽数可分为单槽、双槽、三槽，规格有50系列、70系列、100系列、230系列、300系列。
　　线槽适用于380/220以下强电和弱电的线路敷设。性能特点：地面线槽可供单一或多用途线缆、多回路敷设，终端元件布置平整美观。地面线槽是由线槽、分线盒、各种连接件、密封件、附件及电源头等组成。
　　3.2地面线槽规格型号设置与布线参数要求
　　内外均热浸镀锌，出线口处采用无螺纹接口，线槽标准长度为3m（可特殊加工），线槽出线口开孔尺寸：﹤48mm，线槽开孔间距分：3000mm、2400mm、1800mm、1200mm、600mm等。
　　主要配件有：线槽分线盒：线槽分线盒起到导线的相接、转弯交叉、屏蔽等作用。其中二槽、三槽的分线盒内设有屏蔽分离板，以保证强电、弱电的隔离与屏蔽。
　　线槽支架：分为单槽、双槽、三槽支架，它是用于线槽的支撑及高度调整，高度调节范围一般为20mm～150mm的热镀锌件。其它还包刮弯头、封头、出线圈等配件。具体穿线根数见表4。
　　3.3地面线槽的敷设安装工艺
　　3.3.1弹线定位：根据设计图纸确定线槽走向，从始端至终端找好水平线或垂直线，用粉线袋在线路的中心外进行弹线，按照设计图要求及施工验收规范规定，分别找出分线盒、分线口及支架的具体位置，用铅笔分别标注。一般支架间距为1.0- 1.5m。
　3.3.2线槽敷设：根据标准位置放置分线盒和支架，然后放置线槽和出线口，同时根据需要加各种配件，朝上的线槽不必立得太长，否则易被砸断。连接完毕后，调整支架和塑料盖，使出线口到适当高度。达到位置正确，固定牢固，走向合理。线槽水平或垂直敷设部分平直度和垂直度允许偏差不超过5mm。为防止灰浆进入，各连接处周边抹专用胶，各分线盒、出线口盒盖拧紧，并用铁丝绑扎，未端加塑料封堵。浇筑混凝土时设专人看护，发现问题及时处理。
　　3.3.3跨接地线焊接：依据施工规范，确定跨接线规格。地线两端焊接面不小于该跨接线截面的6倍，焊缝均匀牢固。
　　3.3.4槽内配线：首先清扫线槽，可先将带线穿插至出线口，然后将布条绑在带线一端，从中一端将布线条拉出，反复多次可将线槽内的杂物和积水清理干净，也可用空气压缩机将线槽内的杂物和积水吹出。放线前应先检查管及线槽连接处的护口是否齐全，其放线和导线连接部分与其它管路敷设形式大致相同。敷设线缆应注意以下基本原则：1、同一路径不同回路绝缘导线设计于同一线槽内，但同一槽内强电回路必须能同时切断电源；2、线槽内导线总截面不应超过线槽内截面的30%；3、强弱电回路应分槽敷设；4、不同电压回路交叉时应在分线盒处采用金属隔板隔开。
　　3.3.5线路检测：线路检查及绝缘遥测按相关规范操作。
　　3.3.6面板安装：配合装修，依据各出线口用途，安装相应的终端面板。
　　3.4地面线槽安装时具体注意事项：
　　3.4.1地面线槽表面混凝土厚度应大于20mm；
　　3.4.2线槽内外应光滑平整，无棱刺，扭曲、翘边等变形现象；
　　3.4.3支架与调整螺栓调整线槽高度一般以30-50mm为宜；

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