办公建筑电气设计相关问题探讨

周致励

【摘要】随着我国经济发展，办公建筑也越来越多的出现在各地区，从大城市到县城甚至乡镇，以满足人们在电脑前从事各种工作的需求。本文笔者结合某办公建筑项目，就设计过程中需要主要的问题进行了分析探讨。主要就动力配电系统设计过程中需要注意的问题进行分析。

【关键词】办公建筑；电气设计；配电系统

某办公项目位于河北某市，是一个大型集团公司新建的大型办公建筑。本项目建筑面积约55000平米，地上19层，地下1层，地下一层主要为设备机房层。因本项目修建有大型室外停车场，故未设置地下汽车库。人防工程异地建设。建筑高度95米，结构形式为框架核心筒。项目地下一层为设备机房层，几乎所有设备机房都设置在此：变配电所，制冷机房（由地源热泵机组及其循环泵组成），消防泵房，报警阀室，综合布线机房，有线电视机房，运营商进线间，生活水泵房等。一层建筑面积约11000平方米，主要包含1200平米门厅大堂，1300平米大型会议室（平时兼做食堂），700平米的厨房，面积不等的若干包间、消防控制室等，4000平米的产品展示区，最后是核心筒部分。门厅大堂、大型会议室、产品展示区均为大空间，层高9.5米。3层及以上部分为办公区，为标准层，一个核心筒，每层面积约2000平米。

办公楼对智能化和弱电方面要求较高，涉及系统很多，本项目涉及内容主要有：a.楼宇自控系统、b.综合布线系统、c.无线对讲系统、d.有线电视系统、e.信息发布系统、f.视频监控系统、g.门禁控制系统、h.无线巡更系统、i.会议系统、j.无线AP系统、k.智能照明系统、l.一卡通系统、m.火灾自动报警及消防联动控制系统。

其中除了火灾自动报警系统单独出一套平面图外，其余系统均可简化合并到一套平面图中，在弱电说明中都需要对各个系统提出具体要求，落实到平面图上可以简略带过，待甲方机电招标时不至于缺项，具体实施方案可以由中标弱电承包商配合精装修公司深化设计。各个弱电系统图需要画出，一般可以只做到招标图深度，画出干线系统走向及干线线槽即可，末端示意性画出。

强电系统主要涉及三大部分：动力配电系统；普通照明和应急照明系统；建筑物防雷、接地系统及安全措施。笔者主要负责动力配电系统设计工作，下面重点对此谈谈设计体会。

1、负荷分类

根据《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008及《高层民用建筑防火规范》（GB 50045-95）（2005年版）等相关内容分类如下：

一级负荷：消防设备、弱电机房、应急照明、客梯、排污泵、生活泵等。

三级负荷：普通照明、动力配电、空调、排风机等。

因存在一级负荷，根据甲方提供电源情况，有条件提供2路独立10KV外线电源情况下，未设置应急柴油发电机组作为备用电源。

2、负荷计算

方案阶段采用功率密度法估算变压器安装容量及台数。根据《全国民用建筑工程设计技术措施 电气》2009版第15页2.7.6节表2.7.6相关内容结合本项目实际情况，最终施工图采用4台变压器。热泵机组及其循环泵总设备安装功率1924kW，总电容补偿720kvar，补偿后功率因数为0.91，计算电流3060A，视在功率为2014kVA，安装两台1250kVA户内干式变压器，互为热备用，T3变压器负荷率为80%，T4变压器负荷率为78.5%。其余照明动力负荷总设备安装功率3862kW，总电容补偿956kvar，补偿后功率因数为0.9，计算电流4283A，视在功率为2819kVA，安装两台1600kVA户内干式变压器，互为热备用，T1变压器负荷率为79.9%，T2变压器负荷率为81.3%。

合计安装容量5700kVA，折算功率密度103.6VA/㎡。与技术措施中50～100 VA/㎡上限值接近，因本建筑还负担部分室外景观、停车场照明及室外一小型会所用电，故实际指标低于100 VA/㎡，考虑以后发展预留，设计基本在合理范围内。

3、变配电室布置

一般变压器和低压柜都布置在一条直线上。常见的2台变压器和各自的低压柜布置方式有2种：一种是它们都布置在一条直线上，如下图1所示：

图1

另一种布置方式是它们分别布置在两条直线上，如下图2所示：

图2

两种布置方式建议采用后面的布置方式，这种方式比第一种方式有两个显著优点：

一是后者有利于以后的扩展，比如在增加一面低压出线柜时，改动较小；

二是后者在检修时有利于检修人员的安全。比如变压器T1需要检修，检修人员离变压器2比较远，增加了安全距离，不会误触及到T2的带电母线。

4、配电干线系统设计

竖向系统图是整个大厦的骨架和核心，合理与否至关重要。普通办公部分供电干线采用母线槽，受建筑方案限制，强电采用2个面积2.8平米的竖井，弱电采用一个4.4平米的竖井。其中一个强电竖井走2根干线母线槽，及母线插接箱和办公预留照明柜，每面柜预留100KW。采用1～9层一根2000A干线母线槽，10～19层另一根2000A干线母线槽。一层二层裙房部分普通照明用电也由1～9层的2000A干线母线槽提供。另一个强电竖井内容纳为除上述之外的其他负荷，如消防负荷及公共区（走廊，卫生间，楼梯间等核心筒区域）照明负荷供电的配电箱和电缆桥架。

标准层每隔5层设置一面应急照明配电箱，采用集中蓄电池电源供电，每层引出2个应急照明回路专供一层；另每隔5层设置一面公共照明配电箱，每层引出2个照明回路专供一层；所有应急照明配电箱均采用应急智能照明控制器控制，在消防控制室实现远程控制。因竖井空间比较狭小，故应急照明配电箱和公共照明配电箱分层设置，即不会在同一层同时设置2个照明配电箱，以节约空间。

消防负荷和非消防负荷分别敷设于不同的强电线槽内，并且在消防负荷的主备用电源电缆之间加隔板；消防电源线槽和非消防电源线槽在强电竖井内分别布置在竖井的2个不同角落里，以满足现行《高层民用建筑防火规范》要求。水平敷设的强电线槽应外刷防火涂料，垂直敷设在竖井内的可以采用梯架明敷设。

5、消防设备供电

消防设备的供电设计至关重要，也是施工图审查的重点内容。消防风机、消防泵房内的消火栓泵、喷淋泵、消防控制室、消防电梯等负荷都需要在其机房进线箱处设置双电源开关，实现在末端切换。其他如卷帘门、地下室潜污泵等小负荷则可以从就近的双电源消防配电箱引接单独回路供电，比如地下室某潜污泵控制箱由就近的消防风机双电源配电箱引一专用回路供电，而不必在潜污泵控制箱内再设置双电源开关。一般屋顶上消防风机众多，可以在屋顶设置一个专用的风机消防双电源总配电箱，总箱引接2路消防电源，互为备用，但不设置双电源开关，引出几路出线，引至带双电源开关的消防风机控制箱内。这样做既满足了规范要求，又简化了设计，节省了投资。

6、电缆选择

根据现行《民用建筑电气设计规范》和《高层民用建筑防火规范》要求，消防设备供电电缆电线采用WDZN-YJY和WDZN-BYJ型电缆电线，非消防设备供电電缆电线采用WDZ-YJY和WDZ-BYJ型电缆电线。这类电缆为无卤低烟阻燃产品，在火灾发生时基本不会释放有害物质，也不会产生大量烟气，有利于人员生命安全和疏散撤离，公共建筑中已广泛采用。

结束语

大型公共建筑电气设计系统多，变化大，对电气设计人员要求高，需要不断学习提高才能做出符合要求的设计。设计过程也是学习提高的过程。本次设计遗憾之处是方案阶段对电气竖井预留面积偏小，后期装修设计增加配电箱时可能出现空间紧张的情况。故建议公建项目电气竖井或每层电气小间应适当留大点，为以后精装电气设计和后期改造留下空间。本文观点仅是本人的设计体会，经验有限，文中的错误在所难免，敬请业内同仁批评指正。

参考文献：

[1] JGJ 16-2008 民用建筑电气设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2] GB 50045-95 高层民用建筑设计防火规范（2005年版） [S]. 北京：中国计划出版社，2005.

[3] GB 50052-2009 《供配电系统设计规范》[S]. 北京：中国计划出版社，2010.