高层住宅小区电气设计-千岛湖某小区设计实践

洪哲

摘 要：当前社会下，由于土地的稀缺、人口的增长速度快、城市人口加剧，住宅建筑普遍以高层住宅为主，高层住宅小区的供配电安全性、可靠性、灵活性，对整个小区的质量、正常运营起着举足轻重的作用。因此，笔者以工作中参与的一个实际项目为例，对小区的电气设计，进行一次系统的阐述。

关键词：高层住宅小区;配电设计;防雷接地设计

1. 工程概况及设计要求

该房地产项目（珍珠半岛C-04-02/03/04地块），总建筑面积为188126.99平方米，由一栋33层高层住宅， 5栋31层高层住宅，1栋29层高层住宅（不含底部商铺）、2栋18层带底部商铺的高层住宅楼，一座3层的幼儿园，2个2～3层沿街小商铺，1栋5层沿街商铺，2栋1层门卫，2栋开关站，1栋整体地下一层局部地下两层地下车库组成。该设计项目由设计方进行一次设计，需满足相关规范要求、甲方提供的设计任务书，确保符合规范的前提下，便于管理和后期维护，提高电气设计的经济性与合理性。

2. 负荷分类与估算

负荷分类：该小区内，住宅包含一类高层住宅和二类高层住宅，其中一类高层的消防设备用电根据规范要求，确定为一级负荷;通信及安防电源，走廊公共照明，非消防电梯及非消防水泵，按一级负荷考虑。二类高层消防设备用电为二级负荷;通信及安防电源，走廊公共照明，非消防电梯及非消防水泵，按二级负荷考虑。地下机动车库，根据建筑提资，停车位数超过了300辆，则把其划分I类汽车库，其消防设备用电（疏散照明、消火栓泵、喷淋泵、排烟风机、消防正压风机、火灾报警电源），生活水泵为一级负荷，安防及通信电源按一级负荷考虑，其余为三级负荷。

负荷估算：住户按50W/m2，商业按120 W/m2，地下室15W/m2，配套及服务用房80W/m2，幼儿园80W/m2，则安装功率统计如下：

1）住宅部分，安装功率为10232KW。

2） 独立商业及配套服务用房，安装功率为1586KW。

3） 幼儿园，安装功率为199KW。

4） 地下车库，安装功率为750KW。

则住宅小区总安装功率为14226KW，变压器安装容量为12092KVA。

3. 10KV高压供电系统

根据杭州市规范，《住宅工程户内外配电设计技术规定（试行）CHS01-2013》，因该小区总建筑面积大于10万平方，且小于20万平方，在地上设置2座10KV开闭所（贴邻设置），每个开闭所尺寸为6x10x4.5（长x宽x高），梁底净高（含电缆沟）4.5m。经与本地供电局沟通后，每座开闭所由当地供电局，供给的2路10KV电源进线，因为本项目中，不存在一级负荷中特别重要的负荷，故该2路电源已经可以满足一负荷的供电要求。该两条进线均引自附近千岛湖大道，使用10KV铠装电力电缆直埋，引入开闭所，从两座开闭所采用10KV铠装电力电缆以直接埋地的形式，引至各公用变电站或专用变电站。

因住宅小区内有不同性质的用电，需引自不同种类变电站，住户用电引自公用变电站，住宅内公共场所的用电（电梯，地下潜水泵等）、商业、地下机动车库等用电引自专用变电站。

在小区设5座专用变电站，（因当地规范要求，专用变电站内变压器每台最大不宜超过1000KVA），每座变电站内设置2x800KVA干式变压器。区内设2座公用变电站，每座变电站内设置两个400KVA的干式变压器。另外，经与当地供电部门沟通后，在幼儿园附近设一座200KVA专用箱变，供幼儿园用电。交流380V/220V电源，自变电站以铠装电缆，埋地形式到每栋建筑或室外电缆分支箱。

4. 220/380V低压配电系统及计量

根据负荷的性质对所有的电力设备进行分类，选用树干式、放射式或混合式供电。下面主要对住宅和地下机动车库的配电方案，进行概述：住宅的配电方案为，以1#楼为例，1#楼地上30层，地下一层，其中1层、二层为商业，共两个单元，西单元每层4户，2户8KW/户计，2户12KW/户计，东单元与西单元为镜像关系，以西单元为例，在一层设置强电间，地下室及地上部分，每层均设置强电井道。采用2台安全型固定式动力柜供电给住宅的公共部分，2台电缆分支箱供住户用电，住宅住户配电干线采用2条插接式母线。在奇数层强电井道集中设置电表，负责本层及上层的住户电表计量，共8户，则该电表为单相九表位的模块式电表（其中预留一个远程抄表表位），每個住户总进线均引自本层强电井道，住户配电箱的总进线处的断路器，需带有带自复式过欠压保护功能;另外，采用1台电缆分支箱供底部商业用电，在供电给每户商铺时，需注意每户商铺的总进线均避免穿越另外一家商铺。否则，会引自该家后期装修时的电缆分界不明确;地下机动车库共分为14个防火分区，以供电半径不超过150米为大原则下，在地下车库设3座配电间，分别供防火分区1～5、防火分区6～11、防火分区12～14的用电设备。以配电间1为例，其内设置4台安全型固定柜，共1AA1～1AA4四台配电柜，1AA1柜带排烟风机等动力用电，1AA2柜带应急照明和普通照明，其中普通照明和应急照明保护开关之间，以防火挡板作为分隔。另外1AA3、1AA4柜作为上述2个柜子的备用柜，确保可以满足一级负荷中的消防负荷的最末端切换。

住户每户单独装设计量表计，一户一表，每户用电容量小于或等于12KW时采用单相供电，大于等于12KW时采用三相供电，电表集中设在每层强电井道内;住宅公用部分用电（走道照明，地下室排污泵、电梯等）设低压计量表，电表设在每个单元的低压配电间内;每间商铺及服务配套设施（物业用房等）单独装设表，设集中计量标间;幼儿园低压总进线处设电表总计量（电表由供电局提供），并设分项计量系统，将照明、空调、厨房用电、安保用电等进行分项计量。

5. 照明设计

正常的照明电源电压为220V。照度设计，按照最新规范《建筑照明设计标准》控制。另外设计过程中，还有需要特别注意的几点：

1）在地下室公共走道内，采用节能自熄开关，电梯前室采用一般开关。

2） 疏散走道及疏散楼梯间设置应急疏散指示灯，由于本项目中， 包含一类高层和二类高层。根据《民用建筑电气设计规范》，二类高层住宅，用来疏散的楼梯间可以省去疏散指示标志，而一类高层是必须要设的。

3）每个住宅单体，一层的入户门厅，至少设置一个残疾人开关，控制灯具的开关。

6. 防雷接地与安全

该小区内高层住宅建筑防雷为二类防护等级，幼儿园及独立商业建筑（该两种性质建筑，均属于人员密集场所）按二类防雷考虑。在屋顶和女儿墙上，安装25x4热镀锌扁钢的接闪带。由于该小区宅为高层住宅，为防止侧击雷的侵害，故在30米及其以上每两层的外墙上，钢构架和混凝土的钢筋相互连接，并与防雷引下线接通;利用主内主筋作为引下线，下端与接地体可靠焊接连通。所有暴露在屋顶上的金属物体都应可靠焊接到接闪带上，且不少于两处;外墙内部和外部，敷设的金属材质的管道的最上端和末端，采用两根直径不小于10mm钢筋，与防雷装置不少于两处可靠连接，作等电位连接。防雷接地装置，应和一切进出建筑物的金属管、电力电缆的金属外壳等，作可靠的连接。

该工程的低压故障保护采用TN-C-S系统。电源进户处做PE线接地，三相四线制配电，专设PE线，小区每个建筑的各种形式的接地，共用一个接地体。接地体利用基础的结构钢筋网，接地的电阻不超过1欧。所有建筑物必须在总进线处总等电位联接，洗手间要做局部等电位连接。

7. 火灾自动报警系统

根据最新的《建筑设计防火设计规范》，由于该小区住宅单体地下室、地下机动车库，存在需要报警且同时需要联动的自动消防设备。独立商业、幼儿园均属于应做火灾自动报警系统的场所，根据《火灾自动报警设计规范》，在该小区设置消防控制室，在地下机动车库（与小区弱电机房合用，该房间10米范围内有直通室外的楼梯）设消防控制室，在每个单体每层设置弱电井道，由消防控制室通过地下机动车库穿防火线槽，引至每个单体的火灾自动报警分机，每个分机再引至本单体每层的火灾自动报警接线箱。

由于存在需要联动的排烟风机，正壓风机等自动消防设备，本项目采用集中报警系统，每条回路总线带200点位，每个短路隔离器所带点位数量不能超过32点;当出现回路总线穿过不同防火分区情况下，回路总线需通过额外安装短路隔离器，使两个防火分区保持相对的独立性，需联动控制的排烟风机，正压风机等，它们的触发信号要收集两个相对独立的警报装置，符合“与”逻辑组合。安装火灾自动报警线路在敷设时，不得将不一样电压的导线穿入同一根管内。

8. 结语

由于该项目在当地的特殊性，弱电设计由当地的通信、有线电视、安防有关部门，进行设计，故在此不再阐述。总之，高层住宅小区，电气设计在其中起着举足轻重的作用，随着城市化的快速发展，电气设计也会跟着时代不断地向前发展。作为一个电气设计师，本人也会以积极开放的态度，遵守严谨的设计标准，做好自己的本职工作，为小区的电气正常运行，打下一份坚实的基础，出自己的一份微薄之力。

参考文献：

[1] GB5002-2010，《供配电系统设计规范》.

[2] GB50016-2018，《建筑设计防火规范》.

[3] GB50057-2010，《建筑物防雷设计规范》.

[4] GB50034—2013，《建筑照明设计标准》.

[5] GB50096—2011，《住宅设计规范》.

[6] GJS01—2013，《住宅工程户内外配电设计技术规定》.

[7] GB50116—2013，《火灾自动报警设计规范》.