核心提示：隨著時(shí)代的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，辦公樓的電氣設(shè)計(jì)在安全性、可靠性及節(jié)能方面有了更高的要求。文章以實(shí)體工程為例，從配電系統(tǒng)、電氣照明、防雷接地、節(jié)能等方面對(duì)辦公樓電氣進(jìn)行探討。

1 前言

由于電氣技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代的辦公樓除了滿足傳統(tǒng)辦公樓的基本要求，還要在設(shè)計(jì)上更安全、可靠、節(jié)能。本文結(jié)合工程實(shí)例，就辦公樓的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹和分析。

2 案例概述

某一類高層辦公樓，地下一層，主樓地上十一層,裙房地上三層。建筑面積為27335.86m2，建筑高度為55m.該建筑的功能房間包括辦公室、會(huì)議室、機(jī)房、新聞發(fā)布廳、門廳、配電室、弱電室等。按建設(shè)單位要求做到方案合理、運(yùn)行可靠、簡(jiǎn)潔實(shí)用，有效減少投資。

3 配電系統(tǒng)

（1）10kV供電方案

此辦公樓由于被定義為一類高層建筑，根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045-95）9.1.1條規(guī)定，辦公樓中客梯用電、走道照明用電、主要業(yè)務(wù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用電、安防系統(tǒng)用電、消防電梯用電、消防排污泵、火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、消防排煙風(fēng)機(jī)、消防送風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明及疏散指示照明等消防用電設(shè)備、排污泵用電、生活水泵用電等為一級(jí)負(fù)荷，采用雙電源供電。不屬于一、二級(jí)負(fù)荷的其它配電系統(tǒng)及配電設(shè)備均為三級(jí)負(fù)荷，采用單電源供電。

在供電方案的選擇上，常用的供電方式有：①兩路10kV電源；②一路10kV電源，一路柴油發(fā)電機(jī)組。選擇兩路10kV電源同時(shí)供電，互為備用，一路電源故障時(shí)，另一路電源供全部負(fù)荷，這樣做既方便檢修又可達(dá)到供電要求，此方案表面上符合供電要求，但實(shí)際很難做到。因?yàn)椋瑖?guó)內(nèi)各地區(qū)的大電網(wǎng)都是并網(wǎng)的，電力網(wǎng)內(nèi)的各種故障均可能引起全部電源進(jìn)線同時(shí)失去電源。多年來(lái)的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，很多電氣故障難以限制在某一范圍內(nèi)部，因此，即使設(shè)計(jì)中采用了兩路市政電源，也很難保證一級(jí)負(fù)荷的供電要求。所以，通過(guò)兩種供電方案比較，在建設(shè)單位的許可下選定了下面的供電方案即一路引自10kV電源，另一路引自柴油發(fā)電機(jī)組。

（2）220/380V配電系統(tǒng)

照明及其它動(dòng)力配電系統(tǒng)辦公樓的配電系統(tǒng)主要由低壓配電室主開(kāi)關(guān)柜垂直干線各樓層的配電箱和其后的分支電路組成，低壓主開(kāi)關(guān)柜中的母線接至垂直干線，1~11層照明負(fù)荷采用額定截流量為800A的密集型母線槽做主干線，各樓層設(shè)母線插接箱，由插接箱引至各樓層總配電箱，由總箱引至各室末端配電箱。末端配電箱是按照辦公室的不同功能來(lái)分設(shè)的，目的是便于管理檢修。地下室其它動(dòng)力設(shè)備，如水泵電梯風(fēng)機(jī)等由低壓配電屏單回路放射式配電，這些重要?jiǎng)恿ω?fù)荷要求在末端配電箱設(shè)雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)化裝置，使供電更可靠更安全。

4 照明系統(tǒng)

4.1 照度標(biāo)準(zhǔn)

按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）執(zhí)行（見(jiàn)下表1）。

4.2 燈具數(shù)量（光源）的計(jì)算

以某辦公室為例，采用利用系數(shù)法的計(jì)算公式：

E=NΦUK/A

N=EA/(ΦUK)（1）

其中：

Φ—光通量lm；N—光源數(shù)量；U—利用系數(shù)；A—工作面面積m2；K—燈具維護(hù)系數(shù).

該辦公室照度標(biāo)準(zhǔn)值為300lx，房間面積為18.3m2，選用2×36W雙管熒光燈，每盞燈的光通量為5910lm,維護(hù)系數(shù)為0.8，利用系數(shù)為0.56，將數(shù)據(jù)代入公式（1）得：

N=EA/(ΦUK)=300×18.3/(0.56×0.8×5810)≈2

燈具在房間中的布置如下圖所示。

4.3 燈具的布置方式

燈具的布置方式根據(jù)具體的場(chǎng)合主要從三個(gè)方面來(lái)考慮：

（1）考慮美觀。看房間的布局，并考慮光源盡量均勻分布；

（2）考慮視覺(jué)效果。如果確定將來(lái)人員的主要視線方向，那么燈具的縱軸一般要與視線平行，可以減少玄光；

（3）熒光燈縱軸與窗垂直會(huì)比較好，可以減少光源散到窗外，可以節(jié)能。

此工程設(shè)計(jì)中辦公室較多，因此燈具布置時(shí)主要采用燈具縱軸與視線平行的方式來(lái)減少玄光。

4.4 應(yīng)急、疏散指示照明

應(yīng)急、疏散指示照明采用專用回路供電消防集中應(yīng)急電源配電箱配電，要求持續(xù)供電時(shí)間≥90min。電梯廳及樓梯間應(yīng)急照明最低照度不小于5lx,疏散照明最低照度不低于0.5lx.消防風(fēng)機(jī)房應(yīng)急照明采用雙回路供電,消防集中應(yīng)急電源配電箱配電，要求持續(xù)供電時(shí)間≥180min.應(yīng)急照明最低照度不低于正常照明照度。應(yīng)急照明控制方式為：應(yīng)急燈平時(shí)不亮，火災(zāi)時(shí)點(diǎn)亮，疏散燈常明。

5 建筑物防雷、接地系統(tǒng)及安全措施

5.1 建筑物防雷

（1）辦公樓防雷等級(jí)為二類（年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù):N=0.0946）。防雷裝置的設(shè)置滿足防直擊雷、防側(cè)擊雷、雷電波及防雷擊電磁脈沖的侵入，并設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)。

具體的防雷措施有：①防直擊雷措施：在屋頂采用φ12熱鍍鋅圓鋼作避雷帶，屋頂避雷帶連接線網(wǎng)格不大于10×10m或12×8m.避雷帶高出所在屋面0.2m，避雷帶支架間距1.0m，轉(zhuǎn)角處0.5m；②防雷電波侵入措施：進(jìn)出建筑物的埋地金屬管道、電纜進(jìn)出線的金屬外皮及保護(hù)管與共用接地裝置連接；③防側(cè)向雷擊措施：在建筑物各表面上的尖物、墻角、邊緣、設(shè)備以及突出物體按屋頂上的保護(hù)措施處理；④將各層樓板外周圈梁內(nèi)的鋼梁焊接，繞建筑物成均壓環(huán)。并將其與所有的引下線焊接，同時(shí)將45m及以上外墻上的欄桿、金屬外窗等金屬物與防雷裝置相連。外墻內(nèi)、外豎直敷設(shè)的金屬管道及金屬物的頂端和底端，應(yīng)與防雷裝置等電位連接；⑤防雷擊電磁脈沖措施：將建筑物金屬構(gòu)架、混凝土鋼筋等自然構(gòu)件、金屬管道、電氣的保護(hù)接地系統(tǒng)等與防雷裝置連成共用接地系統(tǒng)，在適當(dāng)位置預(yù)留等電位聯(lián)結(jié)板。低壓配電系統(tǒng)及電子信息系統(tǒng)信號(hào)傳輸線路在穿過(guò)各防雷區(qū)界面處，按防護(hù)等級(jí)設(shè)置浪涌保護(hù)器（SPD）保護(hù)；⑥凡突出屋面的所有金屬構(gòu)件、金屬通風(fēng)管、金屬屋面、金屬屋架等均與避雷帶可靠焊接。

（2）引下線：利用建筑物結(jié)構(gòu)鋼柱作為防雷引下線，作為引下線的鋼柱頂端焊接一根φ16鋼筋，該鋼筋在屋頂引出屋面20cm與屋頂避雷帶焊接。在地下一層地板，將柱中作引下線的鋼柱與伐板基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋可靠焊接，所有外墻引下線在室外地面下1m處引出一根-40×4熱鍍鋅扁鋼，扁鋼伸出室外，長(zhǎng)度不小于1.5m.預(yù)留與室外人工接地體焊接，引下線間距不大于18m.

（3）接地極：利用建筑物基礎(chǔ)作接地體，將基礎(chǔ)底板上下兩層主筋沿建筑物外圈焊接成環(huán)形，并將主軸線上的基礎(chǔ)梁及結(jié)構(gòu)地板上下兩層主筋相互焊接成網(wǎng)作接地體。

（4）引下線上端與避雷帶焊接，下端與接地極焊接。建筑物四角外墻引下線在室外地面上0.5m處設(shè)測(cè)試卡子。在屋面有高度差處，垂直連接無(wú)鋼筋可利用時(shí)，應(yīng)沿墻暗敷設(shè)-40×4鍍鋅扁鋼，使上下避雷帶連通形成電氣通路。

5.2 接地及安全措施

（1）辦公樓接地型式為TN-C-S系統(tǒng)。辦公樓防雷接地、電氣設(shè)備的保護(hù)接地等的接地共用統(tǒng)一的接地極，接地電阻不大于1Ω.電氣豎井內(nèi)垂直敷設(shè)一條40×4mm熱鍍鋅扁鋼，水平與垂直接地扁鋼之間可靠焊接。正常不帶電，而當(dāng)絕緣破壞有可能呈現(xiàn)電壓的一切電氣設(shè)備金屬外殼均可靠接地。

（2）辦公樓采用總等電位聯(lián)結(jié)，總等電位板由紫銅板制成，將建筑物內(nèi)保護(hù)干線、設(shè)備進(jìn)線總管等進(jìn)行聯(lián)結(jié)，有淋浴室的衛(wèi)生間采用局部等電位聯(lián)結(jié)，從適當(dāng)?shù)胤揭鰞筛笥讦?6結(jié)構(gòu)鋼筋至局部等電位箱（LEB），局部等電位箱暗裝，將衛(wèi)生間內(nèi)所有金屬管道、金屬構(gòu)件聯(lián)結(jié)。

6 電氣節(jié)能

（1）工程中熒光燈采用高效發(fā)光的細(xì)管熒光燈(T8管)及緊湊型熒光燈。選用細(xì)管熒光燈，較標(biāo)準(zhǔn)熒光燈節(jié)能10%，使用壽命長(zhǎng)2～3倍；選用緊湊型熒光燈，28W緊湊型熒光燈的能耗等同于150W的白熾燈，節(jié)能18%.

（2）改進(jìn)燈具的控制方式：地下車庫(kù)采用車行道和車位分區(qū)控制照明；辦公室內(nèi)臨窗一側(cè)燈具由同一回路控制，保證充分利用自然光，達(dá)到節(jié)能的效果。

（3）采用無(wú)功補(bǔ)償、諧波抑制、降低線損等措施。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，辦公樓電氣設(shè)計(jì)的四個(gè)方面，可看出供電系統(tǒng)在保證供電可靠性的前提下應(yīng)盡量滿足電源的質(zhì)量要求減少電能損耗；電氣照明照度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)執(zhí)行國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，滿足建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)章節(jié)要求，選擇合適的燈具布置方式，使人感到舒適;內(nèi)部防雷與外部防雷相結(jié)合，保障人身安全，避免建筑和電氣設(shè)備造成損壞；選擇高效節(jié)能的燈具及光源，改進(jìn)燈具的控制方式，以達(dá)到節(jié)能的目的。