辦公樓電力供電設計問題研究

成偉平

【摘 要】本文分析了辦公樓電力供電設計問題，包括變配電、照明、防雷接地、節能等，并根據現行最新國家設計規范和標準進行綜合設計。

【關鍵詞】辦公建筑；變配電；照明；防雷接地；節能

0.建筑概況

某辦公樓工程總建筑面積為17122m2，（包括地下室2880m2）。主體建筑高度40.50m，為二類高層辦公建筑。其中地下1層：內設消防水泵房、變配電房、防排煙風機房、汽車位等；地上12層：內部設消防控制中心（1層）、職工食堂及休息健身用房等。

1.變配電系統

負荷級別：本工程消防控制中心、消防電梯、客用電梯、消防水泵、排水泵、生活給水泵、防排煙設備、火災自動報警設備、弱電設備、火災應急照明等用電均為二級負荷；其他一般照明、空調用電設備等普通動力均為三級負荷。負荷容量：負荷計算及變壓器的選擇按需要系數法計算?？傆嬎阖摵蔀?000KVA，其中照明計算負荷為500KVA，空調計算負荷為500KVA。消防設備容量130KW（消火栓泵22KW、自噴淋泵37KW、消防電梯22KW、消防控制中心3KW、排水泵16KW、防排煙設備20KW、應急照明10KW）。供電電源、電壓等級、變配電設備選型：本工程供電電源就近引自城市一區域開閉所，采用兩回路10KV高壓電纜埋地引入本工程變配電房。變電所高低壓系統一次主接線采用單母線分段接線形式。為了實現節能要求，采用照明和空調分設變壓器措施。本工程變配電房設置2臺10/0.4KV、SCB11節能型干式變壓器。其中1臺500KVA照明變壓器，變壓器負荷率為84%和1臺500KVA空調變壓器，變壓器負荷率為83%。采用成套變電站設備，高壓柜采用高壓斷路器作短路及過負荷保護。應急電源：本工程為滿足消防設備等二級負荷的供電要求，消防設備等二級負荷主供和備用電源分別從變電所的兩臺變壓器供出。應急照明均采用燈具自帶連續可充式蓄電池作為應急電源，蓄電池持續供電時間：消防控制中心、消防水泵房、變配電房、防排煙風機房、電話總機房大于180分鐘，其他疏散區域大于30分鐘。

2.電力配電系統

配電方式：本工程主要低壓配電系統采用放射式方式供電。低壓供電電壓均為380/220V。本工程建筑物電氣接地保護采用TN-S制。消防負荷采用雙電源末端互投。導線電纜選擇及敷設方式：10KV供電線路采用YJV22-8.7/15KV電力電纜室外埋地引入。0.4KV普通電源線路采用YJV-0.6/1KV電力電纜，室內在橋架內敷設。0.4KV消防電源線路采用NH-YJV-0.6/1KV耐火型電力電纜在防火電纜橋架內敷設。普通配電分支線路、普通照明線路采用BV-450/750V型銅芯塑料線穿SC、PC管敷設。本工程應急照明和疏散指示標志電氣線路采用NH-BV-450/750V型銅芯塑料線穿PC管暗敷在結構層內，且保護層厚度大于30mm，當明敷設時，穿SC管并涂防火涂料保護。配電設備選型及安裝方式：配電柜、配電箱、控制箱在電氣豎井、配電房等處為明裝，余暗裝。箱體高度600mm以下，底邊距地1.6m；600mm～800mm高，底邊距地1.2m；800mm～1000mm高，底邊距地1.0m；1200mm以上的，為落地式安裝，下設150mm基座。照明開關、插座均為暗裝，衛生間、陽臺、雨蓬處選用防潮防濺型面板。

電動機控制及啟動方式：消防水泵、消防電梯、防排煙風機采用就地手動控制方式，發生火災時也可在消防控制室手動/自動控制，其熱繼電器僅作用于信號，不跳閘。一般電動機采用直接起動，容量大于15KW電動機采用降壓啟動方式。

3.照明系統

照明種類、照度標準：本工程照明分為工作照明、應急疏散照明兩種照明方式。在下列場所設置應急照明：車庫、樓梯間、防煙樓梯間前室、消防電梯間及其前室、消防控制室、消防水泵房、防排煙風機房、配電房、弱電機房、大會議室、多功能廳、疏散通道等場所。在下列場所設置疏散指示標志燈：公共安全出口、疏散通道等場所。主要場所照明照度/功率密度值：辦公300LX/9（W/m2），會議室、門廳200LX，電梯前室150LX、走廊100LX，衛生間、樓梯間75LX、停車庫75LX。主要光源、燈具選擇及燈具安裝及控制方式：主要光源以節能燈、T5熒光燈、小功率金屬鹵化物燈為主要光源。燈具安裝及控制方式：頂棚燈具采用吸頂式或嵌入式安裝，沿墻柱燈具采用壁裝式安裝。樓梯間等公共部位、辦公室等小空間部位燈具主要采用就地控制。大空間用房、室外照明燈具采用分區分組集中控制。

4.建筑物防雷及接地

建筑物防直擊雷：本工程年預計雷擊次數：N=0.097>0.06，故按二類防雷建筑物要求設防。接閃器：采用?12熱鍍鋅圓鋼避雷小針，明裝在易受雷擊的屋角、屋脊、女兒墻、屋檐等部位，小針高300mm，間距≤2.0m，小針用?10熱鍍鋅圓鋼暗敷環通。整個防雷屋面用?10熱鍍鋅圓鋼暗敷構成不大于10m×10m或12m×8m的網絡，突出屋面的金屬構件同屋面的防雷裝置連通。引下線：利用建筑物鋼筋混凝土柱內主鋼筋作為避雷引下線，主筋2?≥16或4?10～14，焊接貫通至基礎，并優先利用建筑物外廓易受雷擊的幾個角上的柱筋，防雷引下線間距不大于18m。避雷接地裝置：利用建筑物鋼筋混凝土基礎梁內下2?≥10鋼筋、并焊接環通作為避雷接地裝置，有樁處的引下線在樁承臺處形成環形接地線，該環形接地線與所經過的各種樁內二根主筋焊接。建筑物防雷電波侵入、防雷電電磁脈沖：進出建筑物各種線路及金屬管道采用全線埋地引入，在入戶端將電纜金屬外皮、鋼導管及金屬管道同接地網連接。確定雷電電磁脈沖防護等級為C級，采用2級電涌保護器進行保護，本工程在建筑物電源進線處、電梯、樓層配電總箱、消防水泵，生活給水泵，防排煙風機，火災自動報警設備，弱電系統引入端等重要設備設置SPD浪涌保護器。接地安全：各系統接地種類及接地電阻要求：本工程建筑物電氣設備接地，防雷接地，弱電系統接地共用一個接地裝置。綜合接地電阻小于1歐姆。

5.節能設計

配電系統節能：本工程按需要系數法計算負荷。在變電所的低壓側集中設置帶有自動投切裝置的無功補償電容器柜，補償后低壓側的功率因數為0.9以上。無功補償量：照明變壓器為163kvar，空調變壓器為101kvar。為了實現節能要求，采用照明和空調分設變壓器措施。變配電房設置2臺10/0.4KV、SCB11節能型干式變壓器。1臺500KVA照明變壓器，變壓器負荷率為84%和1臺500KVA空調變壓器，變壓器負荷率為83%。低壓配電單相負荷均勻分配在三相上。諧波預防：變壓器繞組采用D，yn11型接線；配電系統接地保護采用TN-S制；諧波較嚴重且功率較大的電氣設備從變壓器出線側起采用專線供電，比如電梯、消防水泵、空調等。照明節能：主要光源以節能燈、T5熒光燈、小功率金屬鹵化物燈為主要光源。樓梯間等公共部位、辦公室等小空間部位燈具主要采用就地控制。大空間用房、室外照明燈具采用分區分組集中控制。

6.結束語

為節約土地和資源，高層建筑趨于普遍，功能向著多功能、智能化、節能型方向不斷提高。建筑電氣設計在滿足現行國家規范要求的基礎上，應把握成熟的新技術、新產品、節能產品，逐步加以推廣。充分做到技術適當超前性和經濟合理性的有機統一。 [科]

【參考文獻】

[1]毛勤.淺談超高層建筑電氣設備用房設計[J].智能建筑電氣技術，2009，（06）.