淺談高層住宅電氣設計

張海波

(山東同圓設計集團有限公司， 山東 濟南 250014)

0 引言

隨著我國居民的生活水平不斷提高，人們對生活質量的要求尤其是對居住環境條件的要求越來越高。同時，隨著規范的不斷更新、新技術與新產品的應用，對住宅樓的電氣設計也提出了更高的設計要求。本文以某33層、一梯4戶高層住宅為例，從幾個方面談一下高層住宅電氣設計。

1 項目簡介

該工程為一梯4戶、33層、總高度為97.8m的塔式高層住宅，地下共2層均為儲藏室，地上33層皆為普通住戶，設有一部消防電梯和一部普通電梯。

2 供配電系統設計

該工程三級負荷用電(住戶用電)為792kW，一級負荷用電約為100kW；電源由車庫內變電所引來(線路長約100m)，一級負荷電源分別引自2臺不同高壓線路供電的變壓器低壓側；三級負荷分兩路進線，進線后再分兩路干線分別引至電能表箱，然后再由電能表箱放射至住戶內配電箱。根據供電部門的要求，電能表箱需要集中設置，對于33層的高層住宅，這顯然不合理，首先不能滿足《住宅建筑電氣設計規范》(JGJ 242-2011)第3.3.6條中第三款的要求：對于高層住宅電能表宜按樓層集中安裝；其次，需要占用較大的空間，較難從住宅地下儲藏室找出大的空間；再之，從電表箱至戶內配電箱線路較長，尤其是樓層高的部分，電壓損失較大，難以滿足規范對電壓損失的要求。因此，對于一梯4戶高層住宅建議電能表箱按照每三層(12戶)集中安裝，這種配電方式的優點是：1)相序平衡；2)由中間層電能表箱配電至上下層及本層戶內配電箱配電方便；3)減少空間的占用。

3 應急照明的設計

對于應急照明箱的設置，筆者認為地上部分可以每六層設置一雙電源箱，采用雙路干線(主備用線路)鏈式配電至雙電源箱；地下部分可以每層設置雙電源箱。由雙電源箱至應急照明燈具配電宜按區域劃分回路，例如：樓梯間平臺二個回路、電梯前室二個回路等，這樣可以保證消防狀態下的區域照明可靠性，一回路斷電，該區域不至于處于無照明狀態。

應急照明燈應能在火災確認后處于點亮狀態，對于這一要求，傳統的實現方式是在雙電源后設置兩段相導體母線(非消防狀態與消防狀態相導體母線)。如圖1所示，正常狀態下只有一段相導體母線帶電，當發生火災時，通過消防聯動可將兩段相導體母線間的接觸器吸合，使兩段母線皆為帶電狀態，此時單聯雙控開關在任何狀態下燈具皆為點亮狀態。這種應急照明供電系統接線方式復雜，比較難懂，經常有施工人員詢問筆者設計原理，而且這種接線方式可靠性不是很高。如果采用智能照明控制器則可解決上述接線方式的問題，即由配電箱同相母線引出兩路相線至照明燈具。如圖2所示，在配電箱內設置智能照明控制器分別控制兩路相線，其中一路平時為帶電狀態，當發生火災時，由消防信號控制智能照明控制器使另一路帶電，此時單聯雙控開關在任何狀態下燈具皆為點亮狀態。由此可見，這種控制方式接線簡單，運行可靠，并且同時可以實現燈具的集中控制；缺點是價格較高。對于這兩種實現方式筆者推薦采用后者，因保證消防狀態下應急照明的可靠性是非常重要的，而且，在非消防狀態下智能照明控制器也能實現照明燈具的節能管理。

圖1 應急照明供電系統傳統接線方式

圖2 應急照明供電系統接線方式

4 斷路器靈敏度校驗

該工程屋頂電梯功率為30kW，根據《民用建筑電氣設計規范》(JGJ 16-2008)第7.6.5條，選取長延時整定電流值為100A的低壓斷路器作為過負荷保護電器，電纜截面選取35mm2，由于公共電源(一級負荷用電)進線電纜為95mm2，所以電梯用電保護電器與電纜的選取能夠滿足過負荷保護電氣的動作特性和電壓偏差允許值[2]的要求，可是低壓斷路器的靈敏度是否能夠滿足要求呢？以變壓器容量為1.25MVA為準進行計算。

查表得變壓器的相保阻抗[3]：Xphpt=7.62mΩ,Rphpt=0.93 mΩ。

進線銅母線槽容量為2 500A，長度L=11m，查表得銅母線槽的阻抗為X=0.007mΩ/m，R=0.025mΩ/m，故XL1=0.08mΩ，RL1=0.28 mΩ/m。

低壓配電柜銅母排規格為4×[2×(100×100)]、長度為15m，查表得銅母排的阻抗[3]為X=0.366mΩ/m，R=0.018mΩ/m，故XL2=5.49mΩ，RL2=0.27mΩ/m。

公共電源進線電纜為95mm2、長度L=100m，查表得電纜相保阻抗[3]為X=0.158mΩ/m，R=0.555mΩ/m，故XL1=28mΩ，RL1=55.5mΩ/m。

電梯配電電纜截面為35mm2、長度L=100m，查表得電纜相保阻抗為X=0.16mΩ/m，R=1.503mΩ/m，故XL1=16mΩ，RL1=150.3mΩ/m。

選取電動機保護用斷路器的短路延時保護的

可靠系數K=10，則斷路器的短路動作電流的整定值為Izd=K×In=1kA，斷路器的動作靈敏度KLZ=Id/Izd=1.02<1.3，不滿足斷路器的可靠動作要求。

通過以上計算可以看出，當配電設備距離變配電室較遠時，需要加大進線電纜與配電電纜的線徑以降低線路阻抗值，從而滿足斷路器的可靠動作要求。

5 結束語

本文以一實際工程為例，從供配電系統設計、應急照明設計和斷路器靈敏度校驗等幾個方面闡述了高層住宅電氣設計，并給出了設計時可采用的較合理和可靠的可執行方案。住宅電氣設計是各類建筑電氣設計的基礎和精華，做好住宅電氣設計，對其他各類建筑電氣設計可起到事半功倍的作用。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.民用建筑電氣設計規范(JGJ 16-2008)[S]. 北京: 中國建筑工業出版社, 2008.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部. 供配電系統設計規范(GB 50052-2009)[S]. 北京: 中國計劃出版社, 2010.

[3] 中國航空工業規劃設計研究院. 工業與民用配電設計手冊 [M]. 北京: 中國電力出版社, 2008.