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高层住宅建筑强电系统设计与分析吕相军

发表时间：2021/7/1 来源：《建筑科技》2021年6月下作者：吕相军

[导读] 近年来，随着社会经济的飞速发展，城市化进程的加快,使得高层住宅建筑数量日益增多，而伴随着居民生活水平的提高，一些高档大功率电器也正逐步走入普通百姓生活中，导致用电需求增加。住宅建筑的电气设计也应该由过去的温饱型转变成现在的小康型，因此高层住宅电气设计过程中需重视电气设计的安全性，尤其要保证强电系统的设计合理合规。

贵州省贵阳市华磊工程技术有限公司吕相军 550081

摘要：近年来，随着社会经济的飞速发展，城市化进程的加快,使得高层住宅建筑数量日益增多，而伴随着居民生活水平的提高，一些高档大功率电器也正逐步走入普通百姓生活中，导致用电需求增加。住宅建筑的电气设计也应该由过去的温饱型转变成现在的小康型，因此高层住宅电气设计过程中需重视电气设计的安全性，尤其要保证强电系统的设计合理合规。
关键词：设计；高层住宅建筑；强电系统；
        引言
        我国城市住宅小区建筑的用电量增长较快，使得建筑电气强电系统不足以适应用电量的增长速度，因此居民用电存在一定的安全隐患。为了保障各住宅建筑用电的稳定性和安全性，强电系统的设计标准越来越高，要求设计者具有足够多的专业知识储备，在设计系统时应当按照国家最新规范，设计出安全、科学和可维护性强的强电系统。
        1高层住宅建筑的供电可靠性
        结合高层住宅建筑电气设计的基本要求以及防火设计的相关规范可以看出，高层住宅建筑中强电设计的主要负荷有消防设备、生活水泵、照明系统、安保电源、客梯、排水泵以及计算机机房等重要设备，对于一类高层，上述用电负荷为一级负荷（普通照明为三级负荷），对于二类高层为二类负荷（普通照明为三级负荷），一般在高层建筑地下一层靠近负荷中心的位置设置一个10KV的变电站，由市电引入两回独立的10KV电源或一回独立的10KV电源+柴油发电机组，保证建筑内设备的供电可靠性。10kV配电采用单母线不分段运行，由市政10kV管网引来的10kV电源经本工程10kV开关站分配后，以放射式向各变配电所供电。各变压器之间设低压联络,以备负荷调节之用，母线联络开关采用手动切换方式。正常工作电源与备用电源之间采用机械闭锁运行。一级负荷采用双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。建筑高度为1OOm或35层及以上住宅建筑的消防用电负荷、应急照明、航空障碍照明、生活水泵宜设自备电源供电。
        2高层住宅建筑强电系统设计要点
        2.1变压器的选择和低压配电系统
        住宅建筑应选用节能型变压器，且应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器。变压器的结线宜采用D，yn11，变压器的负载率不宜大于85％。考虑住宅建筑的供电可靠、季节性负荷率变化大、维修方便等因素，宜采用两台变压器同时工作的方案。比如一个高层住宅，如果计算出需要选用一台1000kVA的变压器，可改成选用两台500kVA的变压器。
        住宅建筑低压配电系统的设计应考虑住宅建筑居民用电、公共设施用电、小商店用电等电价不同的特点，在满足供电等级、电力部门计量要求的前提下，还要考虑便于物业管理。每栋住宅建筑的照明、电力、消防及其他防灾用电负荷，应分别配电。单相用电设备由三相电源供配电时，应考虑三相负荷平衡，降低三相低压配电系统的不对称度。采用三相电源供电的住户一般建筑面积比较大，可能占有二、三层空间。为保障用电安全，在居民可同时触摸到的用电设备范围内应采用同相电源供电。每层采用同相供电容易理解也好操作，但三相电源供电的住宅不一定是占有二、三层空间，也可能只有一层空间。在不能分层供电的情况下就要考虑分房间供电，每间房单相用电设备、电源插座宜采用同相电源供电，同一个房间内2.4m及以上的照明电源不受相序限制，但一个房间内的电源插座不允许出现两个相序。

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        2.2合理选择插座
        插座的选择与强电系统的运行安全密切相关，因此，在设计过程中必须合理选择插座的种类、数量及位置。通常来说，单相两孔、三孔10A电源插座较适合安装在起居室(厅)、兼起居的卧室、卧室、书房、厨房和卫生间，对于洗衣机、冰箱、排油烟机、排风机、空调器、电热水器等单台单相家用电器，应根据其额定功率选用单相三孔10A或16A的电源插座。新建住宅建筑的套内电源插座应暗装，起居室(厅)、卧室、书房的电源插座宜分别设置在不同的墙面上。分体式空调、排油烟机电源插座底边距地不宜低于1.8m；考虑到厨房吊柜及操作柜的安装、卫生间瓷砖、腰线等安装高度，厨房电炊插座、洗衣机插座、剃须插座底边距地一般为1.Om～1.3m；柜式空调、冰箱及一般电源插座底边距地宜为0.3m～0.5m。当电源插座底边距地1.8m及以下时，应选用带安全门的产品。对于装有淋浴或浴盆的卫生间，电热水器电源插座底边距地不宜低于2.3m。
        2.3照明系统
        （1）照明系统在住宅建筑物中起着重要的作用，并且是关键的设计元素。由于照明系统耗电量大，住宅建筑的照明应选用节能光源、节能附件，灯具应选用绿色环保材料，门厅、前室、公共走道、楼梯间等应设人工照明及节能控制，人工照明的节能控制包括声、光控制、智能控制等，但住宅首层电梯间应留值班照明，当采用节能自熄开关控制时，光源可选用白炽灯。设计人员应树立绿色观念，有长远的眼光，虽然节能灯的投资成本高，然而，实践表明，在公共场所中安装节能灯可以节省大部分电能，减少消耗，提高效率。（2）住宅建筑一般按楼层划分防火分区，扣除居住面积，住宅建筑每层公共交通面积不是很大，如果按每层每个防火分区来设置应急照明配电箱，显然不是很合理。考虑到住宅建筑的特殊性及火灾应急时疏散的重要性，建议住宅建筑每4层～6层设置一个应急照明配电箱，每层或每个防火分区的应急照明应采用一个从应急照明配电箱引来的专用回路供电，应急照明配电箱应由消防专用回路供电。19层及以上的住宅建筑，应沿疏散走道设置灯光疏散指示标志，并应在安全出口和疏散门的正上方设置灯光“安全出口”标志；10层～18层的二类高层住宅建筑，宜沿疏散走道设置灯光疏散指示标志，并宜在安全出口和疏散门的正上方设置灯光“安全出口”标志。建筑高度为100m或35层及以上住宅建筑的疏散标志灯应由蓄电池组作为备用电源；建筑高度50m～100m且19层～34层的一类高层住宅建筑的疏散标志灯宜由蓄电池组作为备用电源。
        2.4正确选择需要系数、同时系数及功率因数
        电流计算的准确程度与功率因数及系数的选择有关。系数的取值直接影响变压器容量的选择，如果取值过大，对应选择的变压器容量也过大，最终导致变压器运行过程中负载率较低，不利于节能。设计人员在设计电气系统的过程中，必须根据实际同类设备的运行情况选择最为合理的计算系数。随着科技水平的不断提高，建筑智能化水平明显提升，虽然用电设备增加，但是总用电量的上升幅度却较小，主要是因为楼宇自控调节功能有所增强。此外，人们在日常生活中，选用节能产品减少了电能消耗。所以，设计人员在进行强电系统设计时，不仅要保证电气系统的设计符合当下生活要求，还要为人们未来生活适当地保留余量。
        结语
        在设计电气系统的过程中，不仅要保证电气系统的设计符合国家相关标准和规范，还要保证其符合居民的日常生活需求。随着社会的发展，高层住宅建筑电气设计逐渐向自动化、信息化及节能化的方向发展，这给建筑电气设计工作提出了更高的要求。为了保证项目的顺利完成，设计人员需确保图纸的设计质量，施工人员则必须严格按施工设计图纸开展电气安装工作，从而确保电气系统安全稳定的运行。
参考文献
[1]王兆明.住宅建筑电气工程中的强电施工与设计方法研究[J].中国新技术新产品2019.(6)
[2]苏宪武.住宅建筑电气工程施工中强电的施工与优化设计分析[J].科学技术创新,2020(24)
[3]谢瑜.住宅建筑电气工程中的强电施工与设计方法分析[J].工程技术：文摘版,200(30)