高層建筑中電梯電氣部分選型與設計

文/張幸樂 廣東呈斯意特建筑設計有限公司 廣東 惠州 516000

高層建筑中電梯電氣部分選型與設計

文/張幸樂 廣東呈斯意特建筑設計有限公司 廣東 惠州 516000

本文結合1棟12層高層辦公大樓案例，闡述了高層建筑電梯的選型、工作方式設置，并從負荷分級與供電要求、電梯配電設計與計算、電梯井道照明設計、機房照明與通風、消防電梯的設置等方面分析了電梯的電氣設計方法。

高層建筑；電梯電氣；選型；設計

1、高層建筑電梯選型與設置

1.1 電梯選型原則

電梯選型應以“安全、高效、方便、可靠、經濟”為原則，不同功能的電梯有不同要求。載貨電梯主要以載貨為主，對舒適性要求不高；住宅電梯在保證安全的前提下，應注重經濟性，以降低電梯運行成本；辦公大樓客梯要求方便、快捷和舒適；還有專用于消防功能的電梯，應根據消防部門的要求進行配置。

1.2 電梯選型方法與步驟

電梯選型方法與步驟如下：計算交通規?！浪憧土?min內的集中人數→計算電梯平均使用人數→選擇電梯控制方式（如集選、并聯、群控等）→初定電梯規格、臺數→計算電梯運行一周時間→計算電梯5min輸送能力→計算電梯平均間隔時間（乘客侯梯時間）→分析計算結果是否滿足交通能力和服務質量要求→最終確定電梯數量。例如某12層辦公大樓層高3.5m，門廳設在首層，?？?～12層，大樓每層建筑面積732m2，每人占有9m2，經過計算選擇4臺載重1000kg、速度1.6m/s的交流電梯，總裝機功率4×13kW=52kW。

1.3 電梯電氣工作方式設置

電機工作制是根據啟動、電制動、空載、斷電停轉等要求進行分類的，共有S1～S10類，電梯電機工作制屬于S5。電梯電機斷續周期工作，所以普通電梯電機功率因素為 0.5～0.6，但采用VVVF變頻調速電梯的電機功率因素可超過0.9。

2、高層建筑電梯電氣設計

2.1 電梯負荷分級與供電要求

根據《民用建筑電氣設計規范》（JGJ 16-2008）3.2.2條及附錄A規定，高層建筑電梯負荷分級與建筑的重要性一致，一類高層建筑客梯按一級負荷供電，二類高層建筑客梯按二級負荷供電。再據3.2.3條，一類高層建筑消防電梯用電為一級負荷，二類高層建筑消防電梯用電為二級負荷。另據3.2.8條規定，一級負荷應由雙重電源供電，且兩個電源不應同時損壞，所以一類高層建筑電梯應采用雙重電源供電。又據3.2.10條，二級負荷供電宜由兩回路線路供電，所以二類高層建筑電梯需由雙回路供電。

2.2 電梯配電設計與計算

下面以本文1.2節電梯案例進行計算。

2.2.1 負荷電流計算

該高層建筑配置4臺電梯，計算供電容量時應按重復短時工作制考慮，客梯負載持續率（）取60%，且計算容量應變換為為 25%時有功功率[1］。單臺電梯電機折算后有功功率為Pr為電梯電動機額定功率）。單臺電梯電動機以長期工作制的額定電流確定的電梯負荷電流為為電梯電動機的額定電壓，采用VVVF變頻調速電梯取 0.9）。

2.2.2 電梯回路保護電器的選擇

2.2.3 電梯配電線纜選擇與壓降校驗

本建筑4臺電梯的配電箱與電源距離 為70m， 干 線 電 纜 選 擇NH-YJV-0.6/1kV-（3×70+2×35）， 保 護 套 管80mm。電梯控制箱到配電箱距離為15m，支線電纜選擇為NH-YJV-0.6/1kV-（3×25+2×16），保護套管50mm。電梯配電干線電壓損失=0.225%×137.08×0.070=2.16%（%為干線電壓損失百分率，查文獻[1］表8.3.1-3；為干線負荷計算電流，A；為線路長度，km）。電梯配電支線電壓損失=0.601%×47.60×0.015=0.43%（%為支線電壓損失百分率，查文獻[1］表8.3.1-3；為支線負荷計算電流，A；為線路長度，km）。電梯回路總電壓損失，根據JGJ 16-2008第3.4.5-3規定，電梯電動機電壓偏差允許范圍為±7%，所以壓降校驗合格。

2.3 電梯井道照明設計

《電梯制造與安全規范》（GB7588-2003）5.9條規定，電梯井道應設置永久性電氣照明裝置，距井道最高、最低點0.5m及中間間隔不大于7m均需安裝一盞燈，以便轎頂面和底坑地面1m以上照度不小于50lx。根據這條規定，機房和井道坑底需各設1個控制開關，并且井道內的燈具應具有一定的防護和防水能力（至少達到IP21）。井道照明電壓宜采用36V安全電壓，以保證維修人員的安全。但是高層建筑高度較大時必須考慮壓降損失，所以超高層建筑井道照明宜選擇220V，這種情況下應安裝剩余電流動作保護器，同時配出PE線。如果采用36V安全電壓，不要設置PE線。假如36V安全電壓設置了PE線，可能高電壓侵入PE線內，反而不安全了。對于非封閉井道，周圍有照明條件，可以不設井道照明。

2.4 消防電梯的設置

根據《建筑設計防火規范》（GB 50016-2014）7.3.1條規定，高度大于33m的住宅建筑、一類高層公共建筑和高度大于32m的二樓高層建筑應設置消防電梯。本文1.2節電梯案例，高度12×3.5=42m的二類高層建筑應設置消防電梯。再據7.3.4條，客梯可兼做消防電梯，本例可設置2臺客梯兼消防電梯。另據7.3.8條，電梯載重量、首層至頂層運行時間均符合規定。

結語：

電梯是高層建筑不可或缺的垂直交通工具，電梯選型與電氣設計在高層建筑電氣設計工作中占有重要地位。雖然電梯配電設計不算復雜，但在沒有型號規格的前提下設計結果往往偏差較大，例如計算容量和負荷電流偏大。雖然設計結果偏于保守安全更有保障，但從綠色建筑和節能減排角度來看，材料和能源都會造成浪費，因此應充分了解電梯技術數據，這樣才能更準確地確定電梯配電容量和線纜截面。

[1］戴瑜興，黃鐵兵，梁志超，民用建筑電氣設計手冊[M］.2版.北京：中國建筑工業出版社，2007：372，536，539.