某办公建筑供配电方案设计

某办公建筑供配电方案设计

陈 拓

北京霍普设计有限责任公司武汉分公司

摘要：介绍高档写字楼供配电设计的特点，阐述负荷分级和计算，干线系统，照明电气平面，防雷和接地，火灾自动报警系统和弱电系统等相关设计要求，为其余写字楼的强电设计提供参考

关键词：高档写字楼、负荷分级和计算、强电竖向干线、照明电气、防雷接地

0 项目概况

荆州城发·新时代8#地块项目是一个以办公建筑为主的综合项目，建筑层数17m，高度69.3m，建筑面积为11413.50_。地下室建筑面积为20662.00_{,共有6个防火分区，其中防火分区1~5为住宅地下室，防火分区6为8#地块地下室。}

_{本项目定位为高档（5A）写字楼，所有建筑的产权归建设单位自持，本项目业主方为国内成熟的大型地产商。该写字楼主要业态为：1层办公大堂，物业管理，厨房；2层为餐厅；三层多功能厅，会议室，餐厅包间；4层有健身房，乒乓球室，理疗室等。5~17层（除8层外）为标准层，主要都是办公室以及小型会议室；8层为档案室以及空调机房和排风机房。}

1 用电负荷分级

根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》等规范对本项目用电负荷进行分级，其中一级负荷为消防系统（含火灾自动报警系统和消防联动控制设备、消火栓、消防电梯、排风机、送风机、应急照明等）、主要业务和计算机系统用电、安防系统用电、电子信息设备机房用电、普通客梯、生活水泵以及主要通道的走道照明。上述负荷外其他所有负荷均为三级负荷。

2 强电竖向干线系统

根据JGJ16-2008第7.2.2-1条：高层公共建筑的低压配电系统，应将照明、电力、消防及其他消防用电负荷分别自成系统以及7.2.2-2：对于容量较大的用电负荷或重要用电负荷，宜从配电室以放射式供电。

其中7.2.2-1说明的高层公共建筑做法是区别于高层住宅的做法，根据湖北省的相关要求，高层住宅是可以讲电力负荷与照明负荷公用同一配电箱，消防电梯和其他消防负荷可共用同一配电箱的。而高层公共建筑做法的区别在与电力负荷（普通电梯）与主要通道的照明以及其余一级负荷的照明不能共用同一配电箱，消防电梯与消防风机、应急照明等负荷也不能共用同一配电箱。对于高层公共建筑来说，人员密度大，流动较频繁，并且建筑内部还有人员密集场所的区域。而这样做法的目的是在于提高高层公共建筑电力负荷（普通电梯）与主要通道的照明和消防电梯、应急照明的供电可靠性，通过由配电房低压柜直接供电来减少供电级数，提高这些供电负荷的任务可靠性，从而来保证人员的安全。

7.2.2-2条也是基于提高重要一级负荷的供电任务可靠性来提出的要求，比如业主要求的数据机房负荷，应从配电房低压柜直接引来。

然后是办公照明部分，根据与甲方协商后按照60W/ 来计算用电负荷，通过从配电房引出母线槽来提供。其余三级负荷：空调负荷、厨房动力负荷、货梯等由配电房低压柜直接引来单回路供电。

应急照明部分，依据GB51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》来设计。首先依据3.3.3条水平疏散区域灯具配电回路的设计应符合的规定：1）应按照同一防火分区的楼层为基本单元设置配电回路；2）防烟楼梯间前室及合用前室内设置的灯具应由前室所在楼层的配电回路供电。以及3.3.4条竖向疏散区域灯具配电回路的设计应符合的规定：封闭楼梯间应单独设置配电回路。通过这两点将应急照明的配电干线分为两条：

（1）应急照明（水平电梯厅前室）

（2）应急照明（竖向楼梯间区域）

再依据3.3.7-4条：应急照明配电箱的输出回路应符合的规定1）A型应急照明配电箱的输出回路不应超过8路2）沿电气竖井垂直方向为不同楼层的灯具供电时，应急照明配电箱的每个输出回路在公共建筑中的供电范围不超过8层。水平电梯厅前室的应急照明按照每一层一个回路分配，其中一层业态较多分配两个回路。因此共需要3个水平电梯厅前室的应急照明箱分别供1~5层，6~11层，12~17层的应急照明。由于本项目共有两个封闭楼梯间，

采用1个梯间应急照明配电箱即可，1~5层楼梯间应急照明1、2，6~11层楼梯间应急照明1、2，12~17层楼梯间应急照明1、2，一共6个输出回路，且供电范围6层，满足规范要求。

3. 用电负荷计算

根据强电竖向干线系统的要求，分别计算每一路从配电房接入的负荷，如下图：

依据国家建筑标准设计图集《11CD008-4》31页附录5 表1——变压器装置指标表中的办公部分中办公楼用电指标：30~70w/ 以及变压器装置指标： 。根据上述指标将三个办公照明总箱8ALm-B1-1~3的同时系数取0.4，这是由于空调负荷容量偏大，为了控制变压器的容量，将照明负荷调同时系数整到0.4与空调负荷配合保证变压器装置指标在 之内。通过计算后得到变压器的相关参数：2台供电变压器为1000KVA,通过乘以同时系数以及电容器补偿后得到的变压器负荷率分别为：0.78和0.81。依据湖北供电局要求变压器负荷率应在0.7~0.85之间，因此此供电方案满足要求。

4.照明电气平面图

4.1 厨房配电

在强电设计图中设计厨房配电需要考虑以下几个配电箱：照明配电箱，动力配电箱，厨房事故风机配电箱。其中动力配电箱配电根据建筑业态规模大小预留150KW功率，需要系数和功率因数的选择根据19DX101-1《建筑电气常用数据》表3.38分别选取0.4和0.85。依据暖通专业相关规范，需要在室外设置事故风机按钮，在火灾时手动启动事故风机装置；应急照明可以直接接入本层应急照明回路。

4.2 多功能厅配电

多功能厅面积为500多 ，根据面积预留照明配电负荷30KW，照明灯具类型和控制方式具体由精装确定；根据GB51309-2018表3.2.5，建筑面积大于200 的营业厅，演播厅等人员密集场所，应急照明地面水平最低照度不低于3.0lx，因此要在多功能厅内部设置应急照明。此区域内的应急照明设置方式以及3.2.9-1- 3）条：方向标志灯的标志面与疏散方向垂直时，灯具设置间距不大于20m; 方向标志灯的标志面与疏散方向平行时，灯具设置间距不大于10m;同时也应满足3.2.11条：人员密集场所的疏散出口、安全出口附近应增设多信息复合灯具。

4.3 办公室会议室配电

标准层基本都是由办公室和会议室组成。可将每个会议室设置一个照明控制箱，2-3个办公室设置一个照明控制箱的原则配电，标准层每层照明用电负荷55KW,有7个照明控制箱，因此每个照明控制箱可预览7KW的负荷剩余6KW负荷备用。办公室会议室的普通照明由精装单位细化；根据GB51309-2018表3.2.5判断判断办公室会议室的面积是否大于400 ,来确定是否设置应急照明。

5.防雷与接地

办公建筑相关标准中对防雷和接地的做法没有特殊的要求，依据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》 、GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》和JGJ16-2008等相关规定设计即可满足要求。

本办公建筑由于存在餐厅和多功能厅两个人员密集场所，因此按照二类防雷等级来设计，接闪网格大小和引下线之间的间距均应满足二类防雷的相关要求。建筑高度超过60m，应考虑防侧击雷，即从60m高处开始防止侧击雷。

本办公建筑处于地下室范围内，接地可以在地下室的接地图上表达，不过仍然要注意几点：

1低压配电系统采用TN-S接地形式，N线与PE线在变电所分开后不再合并。

2本工程在地下室电井处设总等电位联结MEB，进出建筑物的电缆金属外皮、电缆金属保护管、各种金属管道、建筑物金属构件以及低压系统接地保护干线等均作总等电位联位联结。施工参见《等电位联结安装》15D502图集相关页次

3. 办公楼4层设有带淋浴的卫生间，应设局部等电位联结LEB，LEB箱底边距地0.3m暗装。

4. 在屋面及8F风机房、屋面电梯机房处、弱电机房处以及各层电井处设置LEB并可靠接地。

6. 火灾自动报警系统

办公建筑相关标准中对火灾自动报警系统的做法还是依据GB50016-2013《火灾自动报警设计规范》和GB 50016-2014（2018版）《建筑设计防火规范》。应注意部分：

a 厨房内部不能采用感烟探测器，应使用感温探测器和气体探测器结合，同时设置燃气报警装置；

b 人员密集场所-餐厅和多功能厅内部应设置消防应急广播；

c 屋面层和8层的风机房以及空调机房需要设置消防直通电话；

d 每层设置火灾显示盘；

e 与暖通专业配合部分主要有

1）与各层排风口的联动

2）风机房内风机联动

3）余压监控系统中每层楼梯间或者前室内的压差传感器需要接线，以及风机房层设有泄压阀需要接线。

7 .弱电系统

本办公建筑的弱电智能化系统由专业公司设计，在每层预留150x75的弱电金属槽盒；每层楼梯间按照常闭式防火门设置防火门监控系统。

8结束语

高档写字楼的强电设计通常是在国家和地方规范、标准的框架下进行，由于其功能的特殊性，又往往会有各专业公司的介入，因此机电系统要配合各专业公司的相关设计以及认知机电系统在办公楼实际运作中的作用才能确切设计出符合各方面要求的强电系统。

参考文献：

[1] 中国建筑东北研究院. JGJ16-2008 民用建筑电气设计规范[S].北京：中国建筑出版社，2008.

[2] 中国联合工程公司.GB50052-2009 供配电系统设计规范[S]. 北京：中国出版社,2010.

[3] 中国中元国际工程公司.GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范[S].北京：中国计划出版社,2011.

[4] 中国应急管理部.GB50319-2018消防应急照明和疏散指示系统技术标准[S].北京：中国计划出版社,2018.

[5] 中国公安部. GB50016-2013火灾自动报警设计规范[S]. 北京：中国计划出版社,2014.

附作者简介:

陈拓，男，北京霍普设计有限责任公司武汉分公司，注册电气工程师。