山西晉中匯通大廈超高層強弱電設計要點

何 乙

(山西凱的建筑設計規(guī)劃有限公司，山西 太原 030000)

?

山西晉中匯通大廈超高層強弱電設計要點

何 乙

(山西凱的建筑設計規(guī)劃有限公司，山西 太原 030000)

以山西晉中匯通大廈為例，分析了超高層建筑中強弱電設計的難點，并從電纜選擇、防雷設計、火災自動報警設計、智能化設計等方面，闡述了強弱電的設計方法，保障了供電的可靠性。

強弱電，電纜，防雷設計，智能化設計

建筑行業(yè)在過去十年蓬勃發(fā)展，在北上廣深等大中型城市，其發(fā)展規(guī)模更是迅猛。超高層建筑已經(jīng)屢見不鮮，像上海的環(huán)球金融中心492 m，東方明珠468 m，金貿(mào)大廈420.5 m，這些建筑不僅在上海是地標性建筑，在全國也是令人嘆為觀止的建筑奇跡。在山西，已建成的超高層建筑僅湖濱大廈一座。雖然超高層建筑在一線城市的設計同行中已經(jīng)攻克了技術(shù)難點，但對于超高層建筑剛剛興起的山西來講，一切技術(shù)還不是那么水到渠成。本人于2014年接到并完成了晉中市匯通大廈的強弱電設計任務?，F(xiàn)簡單介紹該建筑與常規(guī)高層建筑相比需要格外注意的設計要點。

1 山西晉中匯通大廈主供配電系統(tǒng)

本項目基地位于晉中市城市形象主軸經(jīng)四路東側(cè)，城市主干道緯二街北側(cè)，項目分為辦公、酒店和精品商業(yè)，基地面積36 638.98 m2，總建筑面積186 793.95 m2，建筑高度230.1 m。是一個集生態(tài)化、智能化、地標性為一體的高品質(zhì)超高層寫字樓和五星級商務酒店，為晉中市北部新城乃至山西省的標志性建筑。

強電設計的首要難點是變配電所的設計和布置。在太原，變配電所的設計通常由供電局設計院來完成，建筑設計院主要負責的是380 V/220 V電氣設計，也就是低壓柜出線電纜以后的強電設計。但匯通大廈項目由于合同等各方面的原因，最終10 kV配電中心以及項目內(nèi)所有變配電所均由建筑院完成，這無形中成了本項目最大的難點。在太原已建項目成例中，一個項目往往只提供一路10 kV電源。本項目主樓為超高層建筑，供電要求為一級負荷。對一級負荷等重要負荷往往接入供電局提供的“高可靠回路”，理論上常年不斷電，但是要按接入的每千伏電源收取高可靠費用。經(jīng)過多方探討，也鑒于本工程的特殊性，本次設計不予采用此方案。采用兩路10 kV電源供電，且理論上要滿足規(guī)范上關(guān)于雙重電源的解釋。三級負荷由一路市電供電?？紤]到本項目含五星級酒店，屬超高層建筑，供電距離超長，在樓上增設變壓器，以減少電壓損失。在地下1層設置酒店柴油發(fā)電機組一臺以及大樓用柴油發(fā)電機組兩臺，為消防和重要負荷提供備用電源。柴油發(fā)電機饋電線路連接后，兩端的相序必須與原供電系統(tǒng)的相序一致。停電時，發(fā)電機組自啟動，在30 s內(nèi)供電。機組與市電連鎖，不得與其并列運行。本項目變壓器總裝機容量18 900 kVA。在塔樓地下1層設置地塊為10 kV配電中心，以及酒店低區(qū)10 kV變電所和商業(yè)地庫10 kV變電所，在地下2層設置冷凍機房10 kV專用變電所，計量統(tǒng)一設置在10 kV配電中心。由市政上一級變配電站引來兩路10 kV電源(雙重電源且滿足上述要求)。酒店低區(qū)變電所裝機容量為2×2 000 kVA，為地下室及1層～6層酒店區(qū)域動力照明設備供電。同時在裙房地下1層設置4×1 600 kVA變壓器供電于地下車庫以及裙房商業(yè)部分。在地下2層設置大樓冷凍機房專用變電所，變壓器裝機容量為2×1 000 kVA。在10層設備層設置2×1 000 kVA變壓器，供電于7層～18層低區(qū)辦公動力照明設備；19層設備層設置2×1 000 kVA變壓器，為19層～26層中區(qū)辦公以及頂樓會所動力照明設備供電；27層設備層設置2×1 250 kVA變壓器，為27層～44層高區(qū)酒店客房動力照明設備供電。為保障供電可靠性，在酒店主樓東側(cè)地下室設置酒店用應急柴油發(fā)電機組一臺，裝機容量為1200 kW(常用型)；同時設置大樓用應急柴油發(fā)電機，裝機容量2×1 500 kW(常用型)。上述為本建筑的主供電方案。有了方案后，便是大量繁瑣而細致的變配電所系統(tǒng)圖的繪制，需要反復核定電纜的大小及ACB和MCCB的選擇，所有ACB分斷能力不小于65 kA，MCCB不小于50 kA。由于本工程出線電纜較多，電纜在橋架內(nèi)敷設時選取了并列系數(shù)0.7，區(qū)別于常規(guī)系數(shù)0.8。

2 供電電纜的選擇

另一個需要指出的是低壓配電電纜選型及線路敷設方式。消防設備配電干線線路采用BTTZ型礦物絕緣電纜，沿梯形橋架敷設。消防設備配電支線采用A級耐火低煙無鹵電纜。對于普通動力、照明配電線路線纜選擇，除了要滿足低煙無鹵這個基本的要求外，還對電纜的絕緣材料阻燃等級做了一個詳細要求，干線采用A級，支線采用B級。新的防火規(guī)范GB 50016—2014第10.1.10條規(guī)定“消防電纜與非消防電纜宜敷設在不同的電纜井、溝內(nèi)，否則應敷設在電纜井、溝兩側(cè)并且消防線路應采用礦物絕緣電纜”。從目前的實際情況來看，要將消防電纜單獨設電井敷設，絕大多數(shù)工程都做不到。即使將電纜井分開了，配電室處設的橋架或電纜溝也分不開。因為本項目采用礦物絕緣電纜了，所以根據(jù)條文說明沒有另設電井也是符合規(guī)范要求的。

3 防雷設計

值得一提的是山西太原市年雷暴日為35 d/年，本建筑年預計雷擊次數(shù)為N=0.518 5，根據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》第2.0.3條所示預計雷擊次數(shù)大于0.3次/年的一般性民用建筑或大于0.06次/年的人員密集的公共建筑物，為二類防雷。本項目并沒有因為建筑超高而采用一類防雷，仍是尊重計算結(jié)果采用二類防雷，并得到了專家的肯定。本工程采用各種接地系統(tǒng)(變壓器中性點接地、各種功能接地、保護接地)共用同一接地體，同普通高層一樣，仍要求接地電阻不大于1 Ω。

4 火災自動報警設計

另一個設計難點是火災自動報警系統(tǒng)的設計，由于GB 50116—2013火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范中對總線隔離器的特殊要求“系統(tǒng)總線上，每只總線短路隔離器保護的火災探測器、手動報警按鈕等消防設備的總數(shù)不應超過32點”。這應該是整個火災自動報警設計復雜性的源頭。實際設計當中每條回路還要預留部分點數(shù)，每只總線保護的消防設備的總數(shù)在20多個。劃分這一組20多個點位是很繁瑣的工作。本工程地下部分每層六、七十個防火分區(qū)，繪制更是難度很大。另一個設計思路是西門子的火災自動報警設備產(chǎn)品每個均含短路隔離器，這樣設計時可以不受規(guī)范要求的個數(shù)限制，避開了防火分區(qū)劃分的復雜性。但考慮到本工程的重要性，本次設計采用了規(guī)范化設計，但實際繪圖量巨大，難以想象。筆者此后經(jīng)常在想，在此類建筑中每一個防火分區(qū)作為一個報警節(jié)點，而不是以設備來簡單的區(qū)分是一個不錯的思路，但畢竟規(guī)范作出了如是規(guī)定及解釋，設計者還是要無條件服從的。

5 智能化設計

最后要提的是智能化設計。在山西接觸的中小型項目很多，強弱電不分，但在本項目中，不分開是遠遠解決不了問題的。智能化的程度和甲方要求分不開，從而決定最終的出圖量。由于各種和甲方探討的不確定性，智能化集成了以下系統(tǒng)：1)綜合布線及計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)；2)計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)；3)語音通訊及無線信號增強系統(tǒng)；4)衛(wèi)星及有線電視系統(tǒng)；5)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)；6)入侵報警，緊急報警系統(tǒng)；7)無線巡更系統(tǒng)；8)出入口門禁管理系統(tǒng)；9)樓宇自動化控制系統(tǒng)及能耗自動計量系統(tǒng)。并在其中應用了綠建的標準。雖然上述羅列了很多系統(tǒng)，但實際設計時其重要和復雜程度都遠遠小于火災自動報警部分。比如入侵報警、緊急報警系統(tǒng)及無線巡更系統(tǒng)，僅在樓梯口、電梯間及一些重要管理用房、商鋪處設置。網(wǎng)絡、有線電視也僅在相應的功能區(qū)布置。能耗自動計量系統(tǒng)涉及的相關(guān)水暖專業(yè)僅需在設備上作出區(qū)分，沒有額外的工作量，弱電專業(yè)可以綜合布線送至設備終端。個人理解智能化設計多體現(xiàn)在設備、線路和機房，對于如何布置末端設備要求往往比較靈活和個性化。

6 結(jié)語

本人從業(yè)強弱電設計十年，在這個契機，接到了山西晉中匯通大廈超高層電氣設計的任務，在經(jīng)省里專家，上海同行精英設計院的指導后，經(jīng)過了一年多的反復斟酌，完成了設計，受益頗多。且由于工程復雜，可能真正探討起來幾天幾夜也說不完，上文僅對晉中匯通大廈的強弱電設計做一個略為淺顯的概述，也供設計同行參考、批評、指正。

[1] GB 50016—2014，建筑設計防火規(guī)范[S].

[2] GB 50053—2013，20 kV及以下變電所設計規(guī)范[S].

[3] GB 50052—2009，供配電系統(tǒng)設計規(guī)范[S].

[4] GB 50054—2011，低壓配電設計規(guī)范[S].

[5] GB 50057—2010，建筑物防雷設計規(guī)范[S].

[6] GB 50116—2013，火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范[S].

[7] GB/T 50314—2006，智能建筑設計標準[S].

Design points of Shanxi Jinzhong Huitong super-high-rise electricity

He Yi

(ShanxiKaidiBuildingDesign&PlanningCo.,Ltd,Taiyuan030000,China)

Taking Huitong Mansion in Jinzhong of Shanxi as the example, the paper analyzes the difficulties in the heavy and light power design in the super-high-rise building, and illustrates the design methods for the heavy and light power from the cable selection, lightproof design, and fire automatic alert design, and intelligent design, so as to ensure the reliability of the power supply.

heavy and light power, cable, lightproof design, intelligent design

1009-6825(2016)16-0127-02

2016-03-24

何 乙(1980- )，女，工程師

TU852

A