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中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
隨著我國社會經濟的發展,城市住宅小區建筑逐漸從多層住宅向高層住宅發展轉變,高層住宅在現代城市住宅建筑中所占的比例逐漸增大。再加上,由于人民生活水平不斷提高,家用電器越來越多,使住宅電氣設計由原來的純照明向多功能的方向發展。因此,現代住宅樓建筑電氣設計顯得尤為重要,其科學合理與否直接影響著居民電氣供應的質量,且是保證居民生產生活和學習的關鍵。本文結合近年來的一些工作實例對現代住宅建筑電氣設計的主要內容、出現的一些問題及能源節約方面作一些探討,報道如下。
1、現代住宅建筑電氣設計依據
根據GB50045-1995(2005)《高層民用建筑設計防火規范》(以下簡稱為“高規”)第3.0.1條規定,高層住宅樓是指十層及十層以上的住宅建筑。分為超高層住宅(100米以上或35層以上住宅),一類高層住宅(十九層及以上三十四層以下或50米以上100米以下商住樓);二類高層住宅(十至十八層為二類高層住宅)。
現代住宅建筑是有著住宅性質的高層建筑。在電氣設計中首先應遵守國家的一系列規范(GB50045-2005《高層建筑防火規范》、GB50368-2005《住宅建筑規范》和GB50096-2011《住宅設計規范》、JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》和《建筑物防雷規范》等)。此外,涉及到照明方面應遵守GB50034-2004《建筑照明設計標準》,涉及到火災自動報警系統時應遵守GB50116-1998《火災自動報警系統設計規范》等。
2、現代住宅建筑電氣設計內容分析
2.1 負荷分類
高層住宅建筑中消防泵、噴淋泵、防排煙風機、消防控制室電源等消防負荷超高層或一類高層為一級負荷,二類高層為二級負荷,另外潛污泵、普通客梯、生活泵等重要負荷雖然不是消防負荷但也根據高層以住宅分類超高層或一類高層此類負荷為一級負荷,二類高層此類負荷為二級負荷,其余的住宅內普通照明、地下室一般照明(非應急和備用照明)住宅內家用電器等用電均為三級負荷。
2.2負荷的計算
電力負荷是供電設計的依據參數。計算準確與否,對合理選擇設備及設備的安全可靠與經濟運行均起決定性作用。現代住宅建筑由于層數較多,高度較高,因此在電力負荷計算方面對于整個建筑設備和配電方式的選擇及后期使用的安全性都是非常重要的,住宅建筑的負荷計算,方案設計階段可采用單位指標法和單位面積負荷密度法;初步設計及施工圖設計階段,采用單位指標法與需要系數法相結合的算法。其中高層住宅地下室除考慮照明用電外另預留一定動力和插座用電,地下室負荷一般按單位面積法進行計算,住宅用電60平方以下(含60平方)每戶考慮3KW,60平方至90平方(含90平方)每戶考慮4KW,90平方至150平方每戶考慮6KW,超過150平方的超出面積可按40W每平方至50W每平方計算。一棟高層住宅用電負荷按各類負荷考慮各自負荷性質的需要系數后求和,再考慮一定的同時系數后計算而得。
2.3供電電源
高層住宅的供電電源應按住宅建筑的負荷性質、用電容量、發展規劃以及當地供電條件等進行合理設計和考慮。
為了保證供電可靠性,一類高層住宅的一類負荷至少應有兩個獨立電源,當一電源發生故障時,另一電源不應同時受到損壞。二類負荷的供電系統,最好由兩回線路供電。在負荷較小或地區供電條件困難時,二級負荷可由一回6路kV及以上專用的架空線路供電,在實際設計過程中我們經常無法從市電取得兩路獨立電源,就常常考慮設置自備電源,自備電源有柴油發電組及EPS電池等方式,我們較常采用的是自備柴油發電機組做為一、二類高層建筑一類級負荷的第二電源,機組應處于常備啟動狀態。一類高層建筑及火災自動報警系統保護對象分級為一級的建筑物的發電機組,應設有自動啟動裝置,當市電中斷時,機組應立即啟動,并應在30s內供電。當采用自動啟動有困難時,二類高層建筑及二級保護對象建筑物的發電機組,可采用手動啟動裝置。
2.4高層住宅配電方式
住宅建筑低壓配電系統的設計應根據住宅建筑的類別、規模、供電負荷等級、電價計量分類、物業管理及可發展性等因素綜合確定。
對于消防泵、噴灑泵、防排煙風機等負荷采用放射式配電,兩路電源引至各消防設備末端進行切換;除消防水泵、消防電梯、防煙及排煙風機等消防設備外,各防火分區的消防用電設備,由消防電源中的雙電源或雙回線路電源供電,末端配電箱設置雙電源自動切換裝置,該箱安裝于所在防火分區內;由末端配電箱配出引至相應設備,采用放射式供電。對于作用相同、性質相同且容量較小的消防設備,可視為一組設備并采用一個分支回路供電。每個分支回路所供設備不超過5臺,總計容量不宜超過10kW。
高層住宅住戶用電采用樹干式與放射式相結合的配電方式,各層電表箱樹干式引自配電干線再放射式引至各住宅戶內。
2.5高層住宅應急照明及供電要求
高層住宅火災應急照明應包括備用照明、疏散照明兩種,供消防作業及救援人員繼續工作的場所如消防泵房、防排煙機房等處設置備用照明;供人員疏散,并為消防人員撤離火災現場的場所如樓梯間、門廳等處設置疏散指示標志燈和疏散通道照明。
高層住宅的疏散樓梯間、長度超過20m的內走道、消防電梯間及其前室、合用前室設置疏散照明,二類高層居住建筑的疏散樓梯間可不設疏散指示標志。
應急照明中的疏散照明持續供電時間不應低于30分鐘,一般疏散區域的疏散照明照度不低于0.5LX,豎向疏散及人員密集場所的疏散照明照度不低于5LX;航空疏散場所,避難疏散區域的備用照明的持續供電時間不低于60分鐘,照明不低于正常照明照度;配電房、水泵房等火災時需繼續堅持工作的場所備用照明的持續供電時間不低于180分鐘,備用照明照度不低于正常照度水平。
當建筑物消防用電負荷為一級,采用交流電源供電時,由主電源和應急電源提供雙電源,并以樹干式或放射式供電。按防火分區設置末端雙電源自動切換應急照明配電箱,提供該分區內的備用照明和疏散照明電源。
當采用集中蓄電池或燈具內附電池組時,由雙電源中的應急電源提供專用回路采用樹干式供電,并按防火分區設置應急照明配電箱。消防用電負荷為二級并采用交流電源供電時,采用雙回線路樹干式供電,并按防火分區設置自動切換應急照明配電箱。采用集中蓄電池或燈具內附電池組時,由單回線路樹干式供電,并按防火分區設置應急照明配電箱。
2.6 電纜選擇與敷設。
超高層住宅的,其消防設備供電干線及分支干線,應采用礦物絕緣電纜;
一類高層住宅,其消防設備供電干線及分支干線,采用礦物絕緣電纜;當線路的敷設保護措施符合防火要求時,也采用有機絕緣耐火類電纜。
二類高層住宅,消防設備供電干線及分支干線,采用有機絕緣耐火類電纜。
超高層住宅及一類高層住宅采用礦物絕緣電纜時,采用明敷設或在吊頂內敷設;當采用難燃型電纜或有機絕緣耐火電纜時,在電氣豎井內或電纜溝內敷設時可不穿導管保護,但應采取與非消防用電電纜隔離措施;當采用有機絕緣耐火電纜為消防設備供電的線路,采用明敷設、吊頂內敷設或架空地板內敷設時,應穿金屬導管或封閉式金屬線槽保護;所穿金屬導管或封閉式金屬線槽應采取涂防火涂料等防火保護措施;線路暗敷設時,應穿金屬導管或難燃型剛性塑料導管保護,并應敷設在不燃燒結構內,保護層厚度不應小于30mm;
消防聯動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及應急廣播等線路暗敷設時,采用穿導管保護,并暗敷在不燃燒體結構內,其保護層厚度不小于30mm;當明敷時,穿金屬導管或封閉式金屬線槽保護,并應在金屬導管或金屬線槽上采取防火保護措施;采用絕緣和護套為難燃性材料的電纜,不穿金屬導管保護,但應敷設在電纜豎井內;
2.6火災報警系統設計
高層火災自動報警系統的設計,應根據保護對象的特點,做到安全適用、技術先進、經濟合理、管理維護方便。
高層住宅的火災報警系統尚應根據火災的撲救難度、火災的危險性分為特級、一級、二級保護等級。
建筑高度超過100米或層數超35層的高層住宅的火災報警系統應按特級保護對象考慮,一類高層住宅的火災報警系統按一級保護對象考慮,二類高層住宅的火災報警系統按二級保護對象考慮。
高層住宅級保護對象的火災報警系統形式應采用控制中心報警系統,一級保護對象的火災報警形式采用集中報警系統,二級保護對象的火災報警形式采用集中報警系統或區域報警系統。
高層住宅的地下停車庫選用感溫探測器,商業、電梯前室等處選擇感煙探測器,配電房、風機房等處選擇感煙探測器,柴油機房采用煙溫同感的探測器,電氣豎井,電纜隧道等處選擇線型定溫探測器。
通過合理科學的火災報警系統的設計可更早的發現火災隱患,采取合理的處理和消防滅火措施以達到防止和減少火災危害,保護人身和財產安全的目的。
2.7防雷與接地設計
高層住宅應根據建筑物高度、體型及所處區域的雷爆情況綜合計算年雷擊次數,根據年雷擊次數把高層住宅防雷等級分為二類防雷建筑物和三類防雷建筑物,年預計雷擊次數N>0.25次/a的住宅按二類防雷建筑物考慮,預計雷擊次數0.25次/a≥N≥0.05次/a的住宅按三類防雷建筑物考慮。
二類防雷建筑物外部防雷的措施,采用裝設在建筑物上的接閃網、接閃帶或接閃桿,也采用由接閃網、接閃帶或接閃桿混合組成的接閃器。接閃網、接閃帶應沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設,并在整個屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網格。
第三類防雷建筑物外部防雷的措施采用裝設在建筑物上的接閃網、接閃帶或接閃桿,也可采用由接閃網、接閃帶或接閃桿混合組成的接閃器。接閃網、接閃帶沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設,并在整個屋面組成不大于 20m×20m或 24m×16m的網格。
3、節能設計
現代高層住宅建筑的大發展也伴隨著能源的浪費和消耗,所以高層住宅建筑的節能顯得至關重要,它直接關系到國家的能源供應,經濟浪費和環境保護,對于高層住宅建筑的節能主要采取以下幾方面的措施:
采用能耗低的變壓器、電氣設備和用電設備。
采用設備就地補償與變配電所集中補償相結合的補償方式以達到更低的無功功率損耗。
住宅建筑的門廳、前室、公共走道、樓梯間等設人工照明及節能控制。除電梯前室外的其它公共區域設置聲光控制開關控制。
采用節能LED照明燈具及帶節能型電子鎮流設備熒光照明燈具等節能型燈具。
4、高層住宅電氣設計中尚應注意的問題
4.1雙電源末端切換應注意以下問題。
消防水泵、消防電梯、防煙及排煙風機等的兩個供電回路,應在最末一級配電箱處自動切換;除消防水泵、消防電梯、防煙及排煙風機等消防設備外,各防火分區的消防用電設備,可由消防電源中的雙電源或雙回線路電源供電,末端配電箱設置雙電源自動切換裝置,該箱安裝于所在防火分區內。
4.2火災報警系統線路選擇與敷設應注意以下問題
(1)橫向敷設的火災自動報警系統傳輸線路如采用穿導管布線時,不同防火分區的線路不應穿人同一根導管內;探測器報警線路采用總線制布設時不受此限;
(2) 火災自動報警系統用的電纜豎井,宜與電力、照明用的電纜豎井分別設置;當受條件限制必須合用時,兩類電纜宜分別布置在豎井的兩側。
(3)火災廣播線路與火災報警控制總線不應敷設在同一線槽或橋架內。
4.3樹干式配電,在樹干分支處應注意以下問題。
在樹干分支處(回路導體載流量減小處)。應加設短路保護,當短路保護設備不能設置在回路導體載流量減小的地方時,應采用下列措施:
(1)短路保護電器至回路導體載流量減小處的這一段線路長度,不應超過3m;
(2) 應采取將該段線路的短路危險減至最小的措施;
(3)該段線路不應靠近可燃物。
5.結束語
由于現代住宅建筑的特殊性,使得其電氣設計越加復雜,存在著一些爭議及問題。然而,住宅建筑電氣設計的好壞直接關系到居民的切身利益,科學合理的住宅建筑電氣設計有利于保證居民的生命和財產安全、節約能源、環境保護等。因此,相關工作者應努力探索,積極創新,提高建筑電氣設計的社會效益和經濟效益。
參考文獻:
[1]JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》
[2]JGJ242-2011《住宅建筑電氣設計規范》
[3]GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》
[4]GB50116-1998《火災自動報警系統設計規范》
中圖分類號:TU241.8文獻標識碼: A 文章編號:
高層住宅越來越多,也逐漸為人們所認可,但是高層住宅電氣設計質量保證是比較復雜的一個課題,同時,高層住宅耗能浪費的現象也是一個迫在眉睫的問題。目前設計者應該熟悉和掌握的與高層住宅電氣有關的設計規范主要有《高層民用住宅設計防火規范》(GB50045-95以下簡稱“高規”)、《火災自動報警系統設計規范》(GB50116-98以下簡稱“報警規范”)、《民用住宅電氣設計規范》(JGJ/T16-92以下簡稱“民規”)等。
一、住宅電氣設計中的節能原則由于人口的增加,工業的發展,生活水平的提高,能源的消耗也就急劇增加,能源危機迫在眉睫。因此,各行各業提出了節能的要求,節約二次能源――電能,也就成為民用住宅電氣設計的焦點。住宅電氣設計節能的原則住宅電氣節能應堅持以下三個原則:(一)滿足住宅物的功能即滿足照明的照度、色溫、顯色指數;滿足舒適性空調的溫度及新風量,也就是舒適衛生;滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻;滿足特殊工藝要求,如娛樂場所的一些電氣設施的用電,展廳的工藝照明及電力用電等。(二)考慮實際經濟效益節能應按國情考慮實際經濟效益,不能因為節能而過高地消耗投資,增加運行費用。而是應該讓增加的部分投資,能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。(三)民用住宅的節能潛力很大,應在設計中精心考慮。但是在選用節能的新設備上,應具體了解其原理、性能、效果,從技術、經濟上進行比較后,再選定節能設備,以達到真正節能的目的。
二、高層住宅電氣設計的主要內容(一)高低壓配電系統的設計
1、高壓配電系統
現代高層住宅均是采用兩路獨立的10kV電源同時供電。一般高壓采用單母線分段,自動切換,互為備用。
2、計費方式,采用高供高計。但在低壓側,仍裝設計費電度表,采用將照明與動力分開的兩部電價法。
3、為減少變壓器臺數,單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側的短路電流,正常時變壓器解列運行,中間設聯絡開關。
4、高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線。現代高層住宅的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難,多采用全塑電纜與豎井母干線聯接等等。
(二)主要設備的選型
1、高壓開關柜
現代高層住宅的變配電室設在主樓地下層,按規定不宜采用油開關。應根高層住宅地下室的標準,選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。
2、電力變壓器。根據防火要求,主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器的。
3、低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構,幾乎都做成抽屜式,特別是大容量的出線,則做成手車式。
4、應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發電機組做應急備用電源的。近年國外高層住宅已開始采用燃汽輪發電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快,故障率低等優點。
中圖分類號:TU97 文獻標識碼: A
隨著超高層住宅建筑的興起,目前新建商品住宅中高度超過100米的住宅數量日趨增多。超高層住宅建筑的設計成為電氣設計人員關注的熱點。超高層建筑一般建筑面積大,人員密度高,火災危險性大,萬一發生火災,火勢蔓延速度快,撲救難度大,人員疏散較為困難。與超高層公建相比,超高層住宅不屬于人員密集場所,居住人員對環境較為熟悉,規范中的規定相對公建來說寬松些,并沒有停機坪和避難層的設計規定,火災時以自救為主。正因如此,火災的早期報警及消防自動滅火更為重要,它可以將火災控制在初期,為人員疏散爭取時間,使人員能最大程度的得以疏散。
2011年5月并于2012年4月實施的《住宅建筑電氣設計規范》對于建筑高度為100m或35層及以上的住宅建筑進行了詳細的規定,從用電負荷等級、自備電源、導體及線纜選擇、應急照明、防雷、火災自動報警系統幾個方面進行了規定。下面就超高層住宅建筑設計中的一些設計要點進行探討研究:
1用電負荷等級的確定
規范明確規定消防用電負荷、應急照明、航空障礙照明、走道照明、值班照明、安防系統、電子信息設備機房、客梯、排污泵、生活水泵均應為一級負荷供電。其中消防用電負荷、應急照明、航空障礙照明、生活水泵宜設自備電源,即柴油發電機組供電。目前本地的工程項目中,設置柴油發電機組的情況較少,房地產商會首先考慮經濟投資,對于“宜”的設置項會選擇不設置,但隨著人們對消防方面安全防范意識的增強,相信不久的將來,柴油發電機組會成為超高層住宅建筑設計的必要組成部分。
2導體及線纜的選擇要求
規范明確規定用于消防設施的供電干線應采用礦物絕緣電纜。礦物絕緣電纜是用退火銅作為導體、密實氧化鎂作為絕緣、退火銅管作為護套的一種電纜,由于它的全部材料都是采用無機材料,所以它本身不會引起火災,不可能燃燒或助燃,它可以在接近銅的熔點的火災情況下繼續保持供電,是一種真正意義上的防火電纜。近年來多起發生人員傷亡的火災實例顯示,人員出現死亡的一個重要原因是火焰煙霧中毒所致的窒息。火災煙霧中含有大量的一氧化碳及塑料化纖燃燒產生的含氯、苯等有害物質的氣體火焰又可造成呼吸道灼傷及喉頭水腫,這些因素足以使濃煙中的被困者在3~5分鐘內中毒窒息身亡。此外在濃煙的狀態下人員無法辨別方向,進而無法逃生。因此在設計過程中,對于非消防電源的干線電纜、電線應選用阻燃低煙無鹵或無煙無鹵的交聯聚乙烯絕緣電力電纜、電線。這類電纜的特性,使得當火災發生時,煙濃度低,可見度高,有害氣體釋放量小,便于人員撤離。
3防火系統的設計要求
超高層住宅遇見火情時的撲救和應急救援能力,是設計人員設計過程中的重點。對于和居民住宅相關的消防安全內容均應得到重視,建筑內應設消防控制室、火災自動報警系統為特級保護對象,除了衛生間外,均應設置火災自動報警系統。報警系統主要由火災自動報警系統、消防聯動控制系統、消防專用電話系統、火災應急廣播系統、火災漏電報警系統、電梯運行監視控制系統、應急照明控制及消防系統接地構成。
設計中應明確消防安全警示標識、噴淋滅火系統、報警裝置、應急廣播裝置等設置標準。特別是在住宅戶內需安裝火災探測報警器。上海更提出進一步要求:100米以上的超高層住宅應設置避難層。
上海出臺的《住宅設計標準》是國內首個將避難層納入超高住宅的設計標準。新標準明確規定100米以上超高層住宅每15層或者45米設置一層避難層,避難層嚴禁常人居住,凈面積應按每平方米3人計算。新標準的實行為超高層住宅的居住安全提供了保障。
此外,《住宅建筑電氣設計規范》指出建筑高度為100m或35層及以上的住宅建筑、居住人口超過5000人的住宅建筑宜設應急聯動系統。應急聯動系統應以火災自動報警系統、安全技術防范系統為基礎。
應急聯動系統應具有下列功能: 1)對火災、非法入侵等事件進行準確探測和本地實時報警。2)采取多種通信手段,對自然災害、重大安全事故、公共衛生事件和社會安全事件實現本地報警和異地報警。 3)指揮調度。4)緊急疏散與逃生導引。5)事故現場緊急處置。應急聯動系統宜具有下列功能: 1)接受上級的各類指令信息。2) 采集事故現場信息。3) 收集各子系統上傳的各類信息,接收上級指令和應急系統指令下達至各相關子系統。4) 多媒體信息的大屏幕顯示。5) 建立各類安全事故的應急處理預案。
應急聯動系統應配置下列系統: 1) 有線/無線通信、指揮、調度系統。2) 多路報警系統。3) 消防一建筑設備聯動系統。4) 消防一安防聯動系統。5) 應急廣播一信息一疏散導引聯動系統。應急聯動系統宜配置下列系統: 1) 大屏幕顯示系統。2) 基于地理信息系統的分析決策支持系統。3) 視頻會議系統。4) 信息系統。
應急聯動系統宜配置總控室、決策會議室、操作室、維護室和設備間等工作用房。 應急聯動系統建設應納入地區應急聯動體系并符合相關的管理規定。
與此同時,新規范中還規定了住宅設計中通用的以下幾點需要注意:
4低壓配電系統保護方面
規定了每套住宅應設置自恢復式過、欠電壓保護電器。
4.1導管布線方面
潮濕地區的住宅建筑及住宅建筑內的潮濕場所,配電線路布線宜采用管壁厚度不小于2.0mm的塑料導管或金屬導管。這是對以往設計要求的金屬導管1.5mm的進一步提高。
對于敷設在樓板內、墊層內的線纜保護導管做了相應規定,在住宅電氣設計過程中,戶內箱體預留,設備間選擇、樓板內管徑與樓板厚度要求是和土建專業密切配合的幾個方面,也是預留預埋時的設計要點。
4.2電氣豎井布線方面
規范對于電氣豎井的設置做了明確的規定。高層住宅建筑利用通道作為檢修面積時,電氣豎井的凈寬度不宜小于0.8m。電氣豎井內應急電源和非應急電源的電氣線路之間應保持不小于0.3m的距離或采取隔離措施。電氣豎井內應設電氣照明及至少一個單相三孔電源插座,電源插座距地宜為0.5m~1.0m。電氣豎井內的照明開關宜設在電氣豎井外,設在電氣豎井內時照明開關面板宜帶光顯示。
4.3公共照明方面
住宅建筑的門廳應設置便于殘疾人使用的照明開關,開關處宜有標識。可在距地1.0米和1.3米各設一只照明開關,既滿足了要求又節省了造價。
4.4家居配線箱方面
距家居配線箱水平0.15m~0.2m處應預留AC220V電源接線盒,是為了給箱內的有源設備供電,電源變壓器可安裝在電源接線盒內,接線盒內電源宜就近取自照明回路。
4.5安防技術防范系統方面
電子巡查系統為應設置項,可選擇離線式電子巡查系統和在線式電子巡查系統。
Abstract: in order to improve the quality of modern high-rise residential electrical design, combined with the standard and project management experience, elaborated the modern high-rise residential electrical design of the main contents, and puts forward some questions in the design.
Key words: high-rise residential electrical design energy saving principle
[中圖分類號] TU855[文獻標識碼]A[文章編號]
高層住宅越來越多,也逐漸為人們所認可,但是高層住宅電氣設計質量保證是比較復雜的一個課題,同時,高層住宅耗能浪費的現象也是一個迫在眉睫的問題。目前設計者應該熟悉和掌握的與高層住宅電氣有關的設計規范主要有「高層民用住宅設計防火規范(GB50045-95 以下簡稱“高規”)、「火災自動報警系統設計規范(GB50116-98 以下簡稱“報警規范)、「民用住宅電氣設計規范(JGJ/T16-92 以下簡稱“民規")等。前兩部是國家標準,后者是國家建設部的行業標準。
1、高層住宅電氣設計的主要內容
1.1 負荷的計算電力負荷是供電設計的依據參數。計算準確與否,對合理選擇設備,安全可靠與經濟運行,均起決定性作用。高層住宅的電力負荷計算,基本上采用負荷密度法和需要系數法。
1.2 供電電源及電壓的選擇為了保證供電可靠性,現代高層住宅至少應有兩個獨立電源,具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。兩路獨立電源運行方式,原則上是兩路同時供電,互為備用。另外,還須裝設應急備用柴油發電機組,要求在15 秒鐘內自動恢復供電,保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。國內高層住宅的供電電壓,都采用10kV 標準電壓等級。
1.3 高低壓配電系統的設計(1)高壓配電系統:現代高層住宅均是采用兩路獨立的10kV 電源同時供電。一般高壓采用單母線分段,自動切換,互為備用。(2)計費方式,采用高供高計。但在低壓側,仍裝設計費電度表,采用將照明與動力分開的兩部電價法。(3)為減少變壓器臺數,單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側的短路電流,正常時變壓器解列運行,中間設聯絡開關。(4)高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線。現代高層住宅的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難,多采用全塑電纜與豎井母干線聯接等等。
1.4 主要設備的選型(1)高壓開關柜。現代高層住宅的變配電室設在主樓地下層,按規定不宜采用油開關。應根高層住宅地下室的標準,選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。(2)電力變壓器。根據防火要求,主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器的。(3)低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構,幾乎都做成抽屜式,特別是大容量的出線,則做成手車式。(4)應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發電機組做應急備用電源的。近年國外高層住宅已開始采用燃汽輪發電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快,故障率低等優點。
1.5 變電所位置的確定現代高層住宅的用電量相當大,在確定變電所位置時,應盡可能使高壓深入負荷中心。這對節約電能,提高供電質量都有重要意義。
1.6 電氣照明設計電氣照明設計,包括光源選擇、照度計算、燈具造型,燈具布置,眩光控制和調光控制和照明配電線路敷設等。照明設計與住宅裝飾有著非常密切的關系,應該相互配合,在使用功能及藝術意境方面求得統一。選用高光效電光源,可以取得節能的明顯效果。
1.7 防雷與接地現代高層住宅的防雷設計,除采用避雷針和避雷帶的傳統做法外,近年還出現有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術雖然在工程上得到不少實際應用,但在理論上一直是有爭議的。現代高層住宅都是采用鋼筋混凝土剪力墻,與樓板的連接是十分可靠的。關鍵是做好金屬管線的接地。現代高層住宅的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地,都是合在一起的,組成混合接地系統。接地電阻按最小的要求而定,通常是在4 歐以下。利用住宅物的鋼筋混凝土基礎作接地板。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求,仍需要裝設水平的人工接地體,將主要的住宅物基礎連接成接地網,這對均衡電位,提高安全性都有好處。
1.8 電梯電梯按使用功能分,有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種;按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等;按電流分則有交流和直流兩大類。設計人員的任務是要確定電梯臺數和決定電梯功能。電梯的配置和造型,不是電氣設計人員單方面所能決定的,必須與總住宅師或總體交通設計人員共同研究才能確定。
1.9 消防自動報警和自動滅火系統現代高層住宅的火災自動報警滅火系統,包括:火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統等四個部分,實現報警滅火自動化。探測器探測到火災信號后轉換成電信號,進入分區報警器和消防中心,發出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監控和消防指揮。關于高層住宅中消防用電的設計問題,涉及到其他許多學科,而且規模越大,功能越多,控制內容越廣泛,設計內容也就越復雜。
2、住宅電氣設計中的節能原則
由于人口的增加,工業的發展,生活水平的提高,能源的消耗也就急劇增加,能源危機迫在眉睫。因此,各行各業提出了節能的要求,節約二次能源電能,也就成為民用住宅電氣設計的焦點。住宅電氣設計節能的原則住宅電氣節能應堅持以下三個原則:
2.1 滿足住宅物的功能即滿足照明的照度、色溫、顯色指數;滿足舒適性空調的溫度及新風量,也就是舒適衛生;滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻;滿足特殊工藝要求,如娛樂場所的一些電氣設施的用電,展廳的工藝照明及電力用電等。
2.2 考慮實際經濟效益節能應按國情考慮實際經濟效益,不能因為節能而過高地消耗投資,增加運行費用。而是應該讓增加的部分投資,能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。民用住宅的節能潛力很大,應在設計中精心考慮。但是在選用節能的新設備上,應具體了解其原理、性能、效果,從技術、經濟上進行比較后,再選定節能設備,以達到真正節能的目的。
參考文獻:
1. 徐文根.工業與民用配電設計手冊[M].北京:水力水電出版社,
中圖分類號;P426.1+6文獻標識碼;A
1.工程概述
座落于河北省衡水市紅旗大街和新華路交叉口的“匯中?家天下?北區”,該項目分為1#2#3#5#6#及北區地下室6個子項目。整個北區占地面積約20107.87m2;其中1#2#3#6#建筑分類為一類高層住宅樓;5#建筑分類為多層商業建筑;北區地下室建筑分類為Ⅰ類汽車庫,其建筑功能,1#2#3#6#建筑地下一層及地下一層夾層為非可燃性庫房、設備用房等,地下二層平時為非可燃性庫房戰時為核六級甲類二等人員掩蔽所,其他部分地下一層,地下二層為地下車庫。各樓體之間位置關系如(附圖1)所示。
本論文以1#建筑為例,討論一類高層住宅建筑的防火電氣設計。
1#建筑占地面積為1575.4 m2,地上建筑面積為28885.64 m2。此工程為新建建筑,2013年底施工圖設計完成,并通過了審圖單位審查。自2013年8月開始,對1#住宅樓進行建筑電氣施工圖設計。1#樓地下3層、地上32層,建筑物高度99.95m(室外地坪至女兒墻頂);1#住宅樓為32層3單元式住宅,地下二層平時為非可燃性庫房戰時為核六級甲類二等人員掩蔽所,地下一層及地下一層夾層為非可燃性庫房、設備用房等;地上一、二層為商業服務網點,三至三十二層為住宅,總戶數為180戶。
附圖1
2.防火電氣設計
2.1防火電氣設計涉及的主要標準和規范
《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005年版)以下簡稱《高規》;
《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98;
《低壓配電設計規范》GB50054-2011;
《供配電系統設計規范》GB50052-2009;
《住宅設計規范》GB50096-2011;
《人民防空工程設計防火規范》GB50098-2009;
《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010;
《建筑物電氣裝置》第4-42部分:安全防護 熱效應保護GB16895.2-2005/IEC 60364-4-42:2001;
《消防應急照明和疏散指示系統》GB17945-2010;
《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008以下簡稱《民規》;
2.2 消防設備的電源及其配電
2.2.1消防負荷等級的確定
合理的確定負荷等級,是保障消防設備用電的重要保障,也是高層住宅建筑電氣設計的基礎。根據《高規》表3.0.1中的“十九層及十九層以上的住宅為一類”可確定1#建筑為一類高層建筑,其消防用電設備的負荷等級為一級。對非消防用電設備,但為重要用電設備,可根據《民規》附錄表A“民用建筑中各類建筑物的主要用電負荷分級”中的“一類高層住宅中的,走道照明,值班室照明、警衛照明、障礙照明用電,主要業務和計算機系統用電,安防系統用電,電子信息設備機房用電,客梯用電,排污泵及生活水泵用電均為一級負荷”,結合本工程實際可確定,本工程消防系統,安防系統,客梯,生活水泵,排污泵等設備的用電按一級負荷供電。根據《人民防空工程設計防火規范》GB50098-2009和《高規》結合本工程實際可確定,地下二層人防,平時按高層建筑防火建筑有關規范要求設計,其疏散照明、應急照明、消防排煙風機、正壓風機等消防設備均按一級負荷供電。
2.2.2一級供電負荷的供電措施
根據《供配電系統設計規范》GB50052-2009第3.0.2“一級負荷應由雙重電源供電,當一路電源發生故障時,另一路電源不應同時受到損壞”,結合本工程實際可確定,本工程一級負荷電源均由箱變的二臺變壓器供電,且二臺變壓器10KV高壓應由兩路雙重電源供電。
根據《高規》第9.1.2“高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙風機等的供電,應在最末一級配電箱處設置雙電源自動切換裝置”。上文提到的《民規》附錄表A中重要用電設備, 如本工程安防系統,客梯,生活水泵,排污泵等設備也用雙電源互投箱供電。
2.2.3消防配電線纜的選擇
消防設備的電氣配電線路、配電系統應滿足可靠性、耐火性、安全性、有效性、科學性的要求,以保證火災時消防設備供電不會中斷,保障人身安全,保證供電持續時間,確保供電質量并力求系統接線簡單,投資省、運行費用低。
根據《民規》第7.4.1條第2款第3點“對一類高層建筑以及重要的公共場所等防火要求高的建筑,應采用阻燃低煙無鹵交聯聚乙烯絕緣電力電纜,電線或無煙無鹵電力電纜、電線”。根據《民規》第13.10.4條第2款“火災自動報警系統保護對象分級為一級的建筑,其消防設備供電干線及分支干線,宜采用礦物絕緣電纜;當線路的敷設保護措施符合防火要求時,可采用有機絕緣耐火類電纜”;第4款“消防設備的分支線路和控制線路,宜選用與消防供電干線或分支干線耐火等級降一類的電線或電纜”。
根據上述規范內容,礦物絕緣電纜為首選,其采用獨特的制造方式,使氧化鎂絕緣材料高度緊密地壓實在電纜的無縫銅護套中,與銅芯、銅護套共同形成密實的一體,因而具有良好的耐火、耐高溫、載流量大、防水、耐腐蝕、耐機械損傷、耐輻照及電磁相容性、美觀大方等特點,同時該電纜在火災條件下不會放出任何煙霧、鹵素及有害有毒氣體。礦物絕緣電纜的的銅護套可作為接地線使用,與其他類型電纜相比可減少一根芯線,明敷容易安裝,并且使用壽命長。但由于造價等原因,目前在特級保護對象的建筑中應用較多,在一類高層住宅建筑中采用較少。綜上所述,結合工程實際可確定,本工程的消防系統配線使用有機絕緣耐火電纜沿封閉式線槽(外涂防火涂料)敷設的方式。
2.2.4消防配電線路的敷設
根據《高規》第9.1.3“消防用電設備的配電應采用專用的供電回路,其配電設備應設有明顯標志。其配電線路和控制回路宜按防火分區劃分”;采用專用回路的原因在于,在火災時,必須保障消防設備的正常運轉,保證消防疏散和火災撲救,所以不能與其他動力及照明共用回路;有明顯標志的原因在于,為防止緊急情況下誤操作。所謂的專用供電回路,是指從低壓總配電室或分配電室至消防設備或消防設備室最末級配電箱的配電線路,即使用干線為其提供電源。
根據《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98第6.3.1.8“消防控制室在確認火災后,應能切斷有關部位的非消防電源,并接通警報裝置及火災應急照明燈和疏散指示燈”,其原因在于,建筑發生火災后,可能會造成電氣線路短路和其他設備事故,電氣線路可能使火災蔓延擴大,還可在在救火中因觸及帶電設備或線路等漏電,造成人員傷亡。
根據《民規》第13.10.5條第3款“當采用有機絕緣耐火電纜為消防設備供電的線路,采用明敷設、吊頂內敷設或架空地板內敷設時,應穿金屬導管或封閉式金屬線槽保護;所穿金屬導管或封閉式金屬線槽應采取涂防火涂料等防火保護措施;當線路暗敷設時,應穿金屬導管或難燃型剛性塑料導管保護,并應敷設在不燃燒結構內,且保護厚度不應小于30mm”其原因在于,滿足火災時,消防系統連續供電的需要。
綜上所述,結合本工程實際,消防雙路電源沿同一電纜線槽敷設時,線槽內加裝隔板分開敷設,出線槽后穿鋼管,暗敷設在不燃燒結構內,且保護厚度不應小于30mm。在電纜井內孔洞施工完成后應采取防火封堵措施。
2.2.5配電線路的短路和過負荷保護
據統計,建筑電氣火災中,電氣線路引發的火災占電氣火災的60%以上。而其中最為常見電氣線路火災分為短路故障引發的火災和線路長期過載引發的火災。發生短路時,線路中的電流增加為正常時的幾倍甚至幾十倍,而產生的熱量又與電流的平方成正比,使得溫度急劇上升,大大超過允許范圍。如果溫度達到可燃物的引燃溫度,即引起燃燒,從而導致火災。所以,可靠的短路和過負荷保護是預防電氣線路火災的重要手段。
根據《低壓配電設計規范》GB50054-2011第6.1.1“配電線路應裝設短路保護和過負荷保護”;第6.2.1“配電線路的短路保護電器,應在短路電流對導體和連接處產生的熱作用和機械作用造成危害之前切斷電源”;第6.3.1“配電線路的過負荷保護,應在過負荷電流引起的導體溫升對導體的絕緣、接頭、端子或導體周圍的物質造成損害之前切斷電源”;第6.3.6“過負荷斷電將引起嚴重后果的線路,其過負荷保護不應切斷線路,可作用于信號”。
綜上所述,結合本工程實際,本工程的配電線路保護采用,非消防用電回路均設置可靠的短路和過負荷保護,在發生短路和過負荷時能及時切斷電源,防止火災的發生;為了保證消防負荷在火災時能持續運行,消防配電線路只設置短路保護,過負荷保護只作用于報警,不作用于跳閘。
2.3剩余電流保護開關及剩余電流火災報警系統
根據《住宅設計規范》GB50096-1999要求,“每幢住宅的總電源進線斷路器,應具有漏電保護功能”。由于電氣火大部分由電弧性接地故障引起,在AC220V系統中,300mA的電流就產生電弧,因此使用剩余電流保護開關(以下簡稱RCD)及時有效地切斷電源開關或發出信號,就可以盡早的發現問題、避免火災的發生。同時,利用剩余電流保護開關還可以對接地故障隱患起到預防作用。
根據《低壓配電設計規范》GB50054-2011第6.4.3“為減少接地故障引起的電氣火災危險而裝設的剩余電流監測或保護電器,其動作電流不應大于300mA;當動作于切斷電源時,應斷開回路的所有帶電導體“。
隨著技術的發展,剩余電流火災報警系統應運而生。由于剩余電流火災報警系統能準確監控電氣線路的故障和異常狀態,能發現電氣火災的隱患,及時報警提醒人員去消除這些隱患,因此在《高規》第9.5.1“高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統”。目前有條件的高層住宅建筑都設置了剩余電流火災報警系統,以提高火災的防范水平。
考慮到1#建筑為3單元式住宅,所以未設置剩余電流火災報警系統。
2.4應急照明
火災應急照明是高層建筑中極其重要的一部分,在火災發生時引導人員疏散和維持消防救火設備的運行起著關鍵作用。火災應急照明包括備用照明、疏散照明。供消防作業及救援人員繼續工作的場所應設置備用照明這些場所包括配電室、消防控制室、消防水泵房、防排煙機房、供消防用電的蓄電池室、自備發電機房、電話總機房以及發生火災是仍需堅持工作的其他房間。供人員疏散,并為消防人員撤離火災現場的場所,應設置疏散指示標志燈和疏散通道照明,這些場所包括樓梯間、防煙樓梯間前室、消防電梯及其前室、合用前室和避難層(間)以及走道長度超過20m的內走道。應急照明燈和燈光疏散指示標志,應設玻璃或其他不燃燒材料制作的保護罩。火災應急照明應滿足最少持續供電時間和最低照度要求。
綜上所述,結合本工程實際,本工程的應急照明系統應符合上述規定。
2.5火災自動報警及聯動系統
根據《高規》第9.4.2“除住宅,商住樓的住宅部分、游泳池、溜冰場外,建筑高度不超過100m的一類高層建筑的“經常有人停留或可燃物較多的地下室”應設置火災自動報警系統”。
根據《民規》第13.1.3“高層建筑有消防聯動控制要求的一、二類高層住宅的公共場所應設置火災自動報警系統”。
根據《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98表3.1.1 火災自動報警系統保護對象分級中規定“居住建筑,十九層及以上的居住建筑,設置一級火災自動報警系統”。
依據上述規范,結合本工程的實際情況,在本建筑內設置火災自動報警裝置,報警信號均上傳至北區5#建筑首層消防控制室,控制室內設置火災自動報警裝置及消防聯動控制臺,控制方式分為自動控制(模塊控制)和手動控制(硬線連接)兩種。通過聯動控制臺,可以實現對消火栓、自動噴灑滅火系統、防排煙系統設備的自動/手動控制及監視。在確認火災后,應切斷有關部位非消防電源、并接通警報裝置及火災應急照明和疏散標志燈,并有信號顯示。本工程火災自動報警系統保護對象為一級,地下部分按要求在配電室、弱電間、水泵房、風機房、走道、前室等部位設置感溫和感煙探測器。住宅部分僅在走道、前室等處設置感煙探測器、手動報警按鈕和聲光警報裝置。
2.6防雷、接地及總等電位聯接系統
當建筑物遭受直接雷擊或雷擊時空間電磁脈沖都可能對電氣裝置產生危害。建筑電氣裝置內的瞬態沖擊過電壓主要由大氣中的雷電產生。當雷擊發生時,強大的瞬變電磁場直接在電氣裝置內感應產生電涌電壓,泄放時的能量和過電壓幅值、波形陡度都很大,經常會造成設備絕緣損壞,供電中斷,甚至引發火災、電擊等事故,對絕緣強度低的敏感信息技術設備危害和干擾更大。因此,在高層住宅建筑物內做好防雷及接地保護,是預防火災發生的一個重要方面。為減小雷電流在金屬導體之間產生的電位差發生打火引起火災建筑物內應設總等電位聯接系統。
綜上所述,1#建筑的防雷等級為三類。建筑物的防雷裝置應滿足防直擊雷、防雷電感應及雷電波的侵入,并設置總等電位聯結。在屋頂采用∅10熱鍍鋅圓鋼作避雷帶,屋頂避雷帶連接線網格不大于20mx20m或或24mx16m。利用建筑物鋼筋混凝土柱子或剪力墻內兩根∅16以上主筋通長焊接作為引下線,引下線間距不大于18m。引下線上端與避雷帶焊接,下端與建筑物基礎底板上的上下兩層鋼筋內的兩根主筋焊接。本建筑,其上部占高度20并超過60米的部位應防側擊雷,每三層設均壓環,均壓環均與該層外墻上的所有金屬窗,構件,引下線連接。防雷接地、電氣安全接地及其他電子設備可共用接地裝置,接地電阻不大于1Ω。1#建筑內低壓配電系統為TN-S系統,所有正常情況下不帶電的外露導電部分均應接地,金屬線槽或橋架在其去全長內不應少于2處接地。總等電位聯接端子箱設置在各單元配電間內,并與基礎接地裝置可靠連接。各戶內有淋浴設施的衛生間設局部等電位聯結。電梯機房及地下二層人防值班室內做局部等電位聯結。凡突出屋面的所有金屬構件、金屬通風管、金屬屋面、金屬屋架等均與避雷帶可靠焊接。在屋面接閃器保護范圍之外的非金屬物體應裝設接閃器,并應和屋面防雷裝置相連。電源進線柜及室外配電箱等處設浪涌保護器,屋頂天線、網絡進線處及重要機房均加設浪涌保護器。
2.71#住宅建筑1單元配電系統圖(附圖2)
關鍵詞:防火規范居住建筑單元式住宅塔式式住宅通廊式住宅樓梯間防煙前室
一、問題的提出
在現行規范中關于住宅的定義是明確的,分類是根據住宅的層數來劃分,見《民用建筑設計通則》3.1.2.1:“住宅建筑按層數分類:一層至三層為低層住宅,四層至六層為多層住宅,七層至九層為中高層住宅,十層及十層以上為高層住宅;”,然而各類規范中又出現了大量的其他術語如: 單元式住宅,塔式住宅,通廊式住宅等,在《民用建筑節能設計標準》(采暖居住建筑部分)JGJ 26-95條文說明3中還出現了“點式住宅”的術語,前三種形式在規范中出現的頻率相對較高,在防火規范中的要求也很明確,“點式住宅”雖出現不多,但在日常設計中卻常提到。規范在它們自身定義上不是十分明了,似乎這應是一個簡單的常識問題,然而隨著設計工作的日趨深入,設計人員對這些術語的的理解也存在了較大差異。比如一些設計人員認為,單元式住宅就是一梯兩戶,否則就是塔式,這種說法顯然不夠正確。還有就是認為只有一個單元的住宅就是塔式,否則為單元式,這也不盡然。另外通廊式住宅和點式住宅更是模糊不清了,他們之間的界限又在哪里呢?對于設計者來說這些似乎應該是在學校學習時就應該知道的,但現在要準確地給出定義還真是沒有權威的理論依據。
二、規范中有關術語的定義:
遍查現行建筑設計規范中,有三處定義與此相關:
1、住宅單元
《住建規》的定義:2.0.3 住宅單元 residential building unit
由多套住宅組成的建筑部分,該部分內的住戶可通過共用樓梯和安全出口進行疏散。2、單元式高層住宅
《住規》的定義:2.0.20 單元式高層住宅 tall building of apartment由多個住宅單元組合而成,每單元均設有樓梯、電梯的高層住宅。
3、塔式高層住宅
《住規》的定義:2.0.21 塔式高層住宅 apartment of tower building以共用樓梯、電梯為核心布置多套住房的高層住宅。
三、防火規范要求:
《建規》《高規》關于住宅部分的防火規定相對于其他公共建筑來說要復雜一些,但要點都是一樣的,在設計中要把握好以下幾點:
1.出入口數量的確定
2.樓梯間形式的確定
3.是否設消防電梯
4.防火門和前室問題
表1 住宅建筑防火設計要點
四、遺留問題
以上論述較為全面的概括了各類住宅防火設計的要點,應該說規范在樓梯間的設置上對單元式住宅的要求較寬,其理由應是建筑各單元可以通過屋頂聯通,在緊急情況下多了一處逃生的通道。但是規范并沒有對相鄰的住宅單元的層數差提出要求,如果相鄰的住宅單元層數差大于兩層時,較高單元的頂層無法借用相鄰單元的疏散樓梯逃生,那么這種情況是否應套用有關塔式住宅的規定,或者通過設置室外爬梯、消防軟梯等方法來確保這一逃生渠道。總之,防火規范不可能面面俱到,也不可能一次到位,這需要廣大技術工作者充分發揮聰明才智,不斷提升和完善防火設計理論。
參考文獻:
關鍵詞: 負荷分級;供電方式;用電負荷;電氣安全;消防設計;防雷接地
Key words: load classification;power supply mode;electricity load;electrical safety;fire protection design;grounding for lightening
中圖分類號:TU855 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)17-0148-02
0 引言
近些年來,隨著社會的迅速發展,住宅用地面積越來越緊張,住宅開始向著高層化的趨勢發展。其中10~18層的小高層住宅憑借自身豐富的層次、開闊的視野、良好的通風采光等優勢,逐漸成為城市住宅的亮點。為確保小高層住宅的建設質量和滿足住宅戶對生活必備建筑設施需求的要求。必須解決好電氣設計的一些關鍵問題,本文對小高層住宅電氣設計談一下自己的看法。
1 確定小高層住宅負荷的分級
根據《住宅建筑電氣設計規范》JGJ 242-2011中3.2條規定,10~18層的住宅屬于二類高層住宅建筑,所以需要按照二級負荷標準,對其消防用電負荷、應急照明、走道照明、值班照明等進行管理。如果住宅處于嚴寒地帶,并且通過集中供暖系統進行供暖時,其熱交換系統的用電負荷等級往往高于二級標準。
2 供電方式
按照GB50052-2009《供配電系統設計規范》的相關規定,高層住宅需要由兩回路進行供電。一般采用兩路10kV高壓電源對小高層住宅進行供電,在建筑物外設置獨立式配變電所或者在住宅地下室內設置一座變配電所。然后再由低壓配電柜引出各饋線由電管井引至各樓層。當變配電所設在住宅樓的地下室時,在住戶的正下方、貼鄰和住宅疏散出口的兩側,以及地下室的最底層不易設置配變電所。
根據建筑物的性質、負荷容量、用電設備的實際情況,以及安裝環境的特點,對住宅的配電干線形式及接線方案進行綜合分析。
住宅的配電干線形式主要有以下幾種:電纜T接,插接母線槽,預分支電纜,穿刺線夾,導線分流器,電纜分線盒等。對于電纜分線盒來說,其優點主要表現為:可靠性高、造價低、安裝簡單、免維護等,因此在工程項目中得到廣泛的使用。具體做法為:將1.2m寬的電氣豎井設置在單元樓梯間,豎井的門朝向走廊,采用電纜分線盒配電對其住宅部分進行處理,通過采用阻燃型電纜雙回放射性配電對電梯、風機、應急照明、水泵等二級負荷進行處理,采用雙電源切換對最末一級配電箱進行管理。
3 住宅的用電負荷及電能計量
隨著現代家庭中用電設備越來越多,負荷越來越大,根據實際情況,每戶住宅的負荷宜設置為6kW,對于大戶型的復式住宅宜設置為12kW。考慮到用電的發展,按照最有可能同時使用的電器的最大容量總和計算每戶的用電量。
由于小高層住宅中每層一般為2~4戶住宅,且電氣豎井面積較小,所以應該在每層設置集中電表分供本層各戶住宅。在電氣豎井內,宜明裝電能表,箱的上沿與地面之間的距離控制在2.0m。對于應急照明、電梯、風機、水泵等公共設備的用電計量宜在地下室變配電所內設置。
4 電氣安全及布線
小高層住宅中一般采用TN-S系統,由于中性線發生故障在一定程度上容易造成低壓配電系統的電位發生偏移,如果電位偏移過大,一方面會燒毀單相用電設備引發火災,另一方面直接危及居民的人身安全。對于過欠壓來說,由于其發生不可預知,在這種情況下,采用手動復位,對于戶內無人或者老幼病殘的住戶既不安全也不方便,所以將自恢復式過、欠壓保護電器設置在每套住宅中。
在設計住宅電氣線路的過程中,應該合理選擇配電導線,對于10~18層的小高層住宅來說,由于屬于二類高層住宅建筑,采用低煙無鹵阻燃的線纜對公共疏散通道的應急照明線路進行處理。住宅內所有導線必須穿管敷設,墻內暗敷設PVC管,為了防止樓上住戶裝修擊破線路,需要在吊頂內使用金屬管。由于現代住宅內用電設備功率不斷增大,不但要適當增加供電回路,而且供電回路的容量應適當的放大。對于大功率電器(如空調、熱水器等)的線路,通常情況下,需要單獨走4平方的導線,對于廚房設備來說,由于難以預料用電設備的發展,所以應當適當放大供電回路,其插座回路可選4平方導線。在設計住宅電氣線路的過程中,需要對電氣的安全性給予高度重視,并預留擴充容量,應對遠期負荷的增長,設計住宅電氣線路需要滿足《住宅建筑電氣規范》中相關規定的最低要求,同時對其安全性、功能性、可持續發展等進行考慮。
從長遠發展考慮,入戶線建議設置為16平方。
根據實際情況住宅的家居配電箱宜設置離地1.8m,并裝設進線開關,對相線和中性線的電源進行控制,短路和過負荷保護電器安裝在供電回路中,將剩余電流動作保護器安裝在手持式及移動式家用電器的電源插座回路中。通過漏電保護措施對衛生間內的電氣設備進行處理,同時確保接地的可靠性,并且做局部等電位聯結。在住宅樓設計施工過程中,等電位聯結作為一項重要的安全措施直接關系到用戶的生命安全。
5 綜合布線
隨著經濟的發展,電子信息設備普遍出現在現代住宅中,按照“實用為主,適當超前”的原則,對家居進行綜合布線,根據住宅的實際情況進行設計。在所有住宅的居室房間內,需要設置電話、網絡、有線電視的接口,同時將有線電視/視頻出口和緊急按鈕等安裝在客廳內,并將報警探頭接口預留在入戶門口及窗口處。對于每套住宅來說,還應在套內走廊、門廳或起居室等的便于維修維護處設置相應的家居配線箱,箱底與地面之間的距離控制在0.5m,并在距家具配線箱水平0.15m~0.20m處預留220V電源接線盒,并在接線盒與家居配線箱之間預埋金屬導管,便于以后布線。
6 消防設計
根按照JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》的相關規定,10~18層住宅被納入到二級保護對象行列,需要對其進行區域保護。按照GB501162-98《火災自動報警系統設計規范》的相關規定,需要將火災探測器安裝在消防電梯、防煙樓梯的前室及合用前室。對于電梯及樓梯前室來說,如果實現自然通風、排煙比較容易,那么發生火災的系數較小,在這種情況下可以不設置火災自動報警系統,但是需要設置相應的消火栓按鈕控制系統;反之,通過采用分單元的方式,進行區域保護。
7 防雷接地
根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010,10~18層小高層住宅屬于第三類防雷建筑物。由于18層小高層住宅高度一般不超過60m,所以不需要設置防側擊雷措施。住宅建筑各電氣系統接地宜采用共用接地網。接地網的接地電阻值應滿足其中電氣系統最小值的要求。住宅中電氣豎井內的接地干線,每隔3層應與相近樓板鋼筋做等電位聯結。住宅中衛生間應設局部等電位聯結,將衛生間內金屬給水排水管、金屬浴盆、衛生間電源插座的PE線以及建筑物鋼筋網聯結起來。
8 結語
小高層住宅是現代住宅的一種新興模式,必須要堅持可持續發展的原則,充分考慮未來的發展需求,并預留出未來發展的余地,這樣住宅才能有更長久的生命力,才能與時俱進,這就需要設計者要在設計過程中不斷摸索,總結經驗,使住宅設計更成熟、完善。
參考文獻:
[1]JGJ242-2011,住宅建筑電氣設計規范[S].
[2]GB50096-2011,住宅設計規范[S].
[3]GB50052-2009,供配電系統設計規范[S].
中圖分類號:TU97 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2016)027-000-01
隨著社會的發展,高層住宅樓越來越多,高層住宅樓具有面積大、結構復雜、人員密集、用火用電勇氣量大的特點,一旦發生火災,人員逃生和滅火救援都非常困難。高層住宅樓由于建筑層數多,垂直疏散距離長,人員疏散到安全場所所需時間較長。對于大多數高層住宅建筑(除100米以上的超高層建筑),沒有相應可靠的避難層,而且基本上都是一個單元只有一個疏散樓梯,一旦發生火災,人員疏散十分困難。應急照明在火災發生等特殊情況發生時的作用是毋容置疑的。
一、對高層住宅樓劃分的理解
根據《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)第5.1.1 民用建筑根據其建筑高度和層數可分為單、多層民用建筑和高層民用建筑。高層民用建筑根據其建筑高度、使用功能和樓層的建筑面積可分為一類和二類。民用建筑的分類應符合表 1的規定。
對于住宅建筑,《建筑設計防火規范》以建筑高度27米作為區分多層和高層住宅建筑的標準;對于高層住宅建筑,以54m劃分為一類和二類。代替了原國家標準《建筑設計防火規范》GB50016-2006和《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-1995中按9層及18層的劃分標準。個人理解,隨著社會的發展,現在的高層住宅樓的戶型和風格越來越多樣化,出現了很多層高較高(有的層高達5.9米),而一般住宅樓的層高大概是2.8米到3.2米,這樣如果再用層數來劃分高層住宅樓,會出現同樣都是10層高層住宅樓,其建筑高度可能相差很多,如果再用層數來劃分,可能造成有些住宅樓本應該屬于二類高層,結果按照原有規范不需要按照二類高層設計,相關的應急照明設計也會出現問題。可見現有新規范用建筑高度來界定多層和高層住宅建筑的標準是非常人性化的。
二、高層住宅樓應急照明設置的相關依據
《住宅建筑電氣設計規范》(JGJ242-2011)的第9.3.1條、第9.3.2條 、第9.3.3 條分別規定了住宅建筑應該設置的應急照明。
三、高層住宅中應急照明的常見種類
應急照明方式常見的有以下幾種,如圖1所示,燈1、燈2、燈3、燈4、燈5和燈6分別代表了不同類型的應急照明的燈具。
其中:燈1代表著事故時刻強制點亮型的疏散指示通道照明,常用在高層住宅樓的樓梯間,這類燈平時不點亮,在火災等事故時刻能夠強制點亮。燈2代表平時兼做一般照明的疏散通道照明,常用在高層住宅樓的樓梯間,平時可以正常的開啟或關閉,當事故發生時,如果該燈具處于開燈位狀態則繼續點亮工作,如何該燈具處于熄燈位置可以通過消防信號強行點亮。燈3代表常明型的應急照明燈具,常用在高層住宅樓的暗的樓梯間、電梯間及其前室中的疏散指示照明,此種應急照明燈,無論平時還是事故狀態始終處于點亮狀態。燈4代表常暗型的應急照明燈具,常用在高層住宅樓的明的樓梯間、電梯間及其前室中的疏散指示照明,此種應急照明燈,由于平時有自然光照明,不需要點亮,當事故時可以通過消防信號強行點亮。燈5代表采用感應型燈具的應急照明燈,此種燈具用于高層住宅的樓梯間,通過感應信號點亮,當發生事故時,無論是燈具處于感應點亮狀態,還是處于熄滅狀態,就可以點亮。燈6代表自帶蓄電池的疏散指示照明燈,此類燈具一般用于樓梯間、電梯間及其前室中的疏散指示照明,其平時有雙電源供電,為燈內蓄電池充電,當出現事故狀態,由具有分勵脫扣器的斷路器控制,使其燈具強行點亮。
四、結束語
應急照明的設計是高層住宅樓建筑電氣設計的一個重要組成部分,本文根據最新建筑電氣相關規范,提出了高層住宅樓應急照明設計的幾個問題。
參考文獻:
高層住宅給排水設計、施工及使用中往往會產生一些問題,因此要求我們精心設計、精心施工,虛心聽取用戶使用中發生的一些問題,深入調查研究,經過反復提煉,實踐再實踐才能把工作做好。現將一些易發生的問題介紹出來供參考。
1、給水立管位置必須正確,不應裝在衛生間內,否則勢必造成橫管走向不合理。一般是立管放在廚房間內,水表放在廚房淘米洗菜池上。有報道稱將水表裝在裝修好的櫥柜內,以致看水表時要用反光鏡和手電筒,實在是有欠考慮。
2、隨著生活水平的提高,高層住宅一般比普通多層住宅用水量大,衛生設備也齊全,所以按多層住宅每戶小水表為DN15mm不一定相宜,這時小水表可改為DN20mm或小水表仍用DN15mm,但前后的橫管應改為DN20mm。
3、屋頂水箱底20m以下或動水壓力超過5Mpa,因壓力高,消火栓處要加減壓孔板消能,這是由于壓力大反作用力也大,消防隊員難于掌握手提式水槍滅火,嚴重地影響了戰斗力,因此要減到正常壓力才行。各層靜水壓均不同,在實用上要求每隔三層改變一種孔板孔徑,一般講孔徑從上層至下層由孔徑大至孔徑小,也就是越到底層消能就越大,盡可能使流量及壓力保持正常狀態。高層住宅消火栓直徑為DN65mm,水槍噴口直徑DN19,保持最小充實水柱為10,出流量5L/S。
4、地漏安裝時要防止將橫管吊得太低,影響廚房、廁所美觀,一般要求絲口地板落水,其連接管應盡量短,若用S彎施工時往往將其出水端鋸短一些,確保橫管吊得高一些,美觀一點。
5、內雨落管的選材、防蝕及抗震。由于高層住宅幾十米水柱,當大雨或暴雨時雨水管是滿流,要考慮采用受壓管材,若采用排水鑄鐵管,易發生破裂、漏水、滲水等現象,因此高層住宅雨水管一般要用給水鑄鐵管。為了抗蝕起見,內壁要求涂水泥防腐。至于抗震問題可采用套管伸縮器或采用柔性接口。
6、高層住宅因高度大、層數多,沉降量大,因此安裝給排水管道、內雨落管道時要特別注意,避免管道受剪力切斷,或造成反坡,導致室內噴濺糞水。一般為趕工期,管道安裝與結構施工同步進行,但在結構未造到頂時,管道安裝應做到不出外墻為主,等結構到頂高層住宅初沉后,再穿外墻做出戶管。
7、高層住宅管道的維修
(1)立管阻塞和排水不暢,解決辦法:打開底層檢查口疏通和用竹片從室外井往內疏通立管轉彎處堵塞。打開各層檢查口排除管道阻塞。從屋頂上拿下排、污水管鉛絲球罩,從屋頂自上而下進行疏通。
(2)衛生器具堵塞或排水不暢。一般先用皮老虎虹吸排阻,若不行時,采用如下方法:打開淘米、洗菜池,面盆或浴缸等存水彎下的絲堵,進行清通。用疏通機排除阻塞。
(3)室內地下管道阻塞或排水不暢,解決辦法:查看設計圖及竣工圖確定管道走向,用竹片進行清通。用疏通機疏通。用高壓沖洗泵疏通。發現管道已錯位,判定位置挖開地面,重新鋪設管道。嚴重倒坡的管道,挖開全部重新鋪設。嚴重漏水的,查看設計圖、竣工圖搞清管道走向,判定管道漏水位置,挖開地面進行修理。
(4)室外地下管道坡度不夠、局部管道倒坡或管道內有雜物,造成排水不暢或堵塞時:對坡度不夠、局部管道倒坡的,挖開地面重新鋪設管道。對于路面下陷管道已被壓壞的,挖開修理,并加強管道基礎,重新鋪設。對流量大而管徑小的管道,重新加大管徑鋪設。化糞池入口處蓮蓬彎尺寸不適合時,改換大口徑蓮蓬彎。對于有兩處以上污水管匯集到一個化糞池入口處的,改成兩個入口處,避免阻塞。
(5)自動噴水滅火系統與消防給水系統
根據《自動噴水滅火系統設計規范》,地下車庫及地上商業部分設置濕式自動噴水滅火系統,按照自噴用水最大的一座建筑確定,最大的用水量按中危險II級確定,噴水強度為8L/min.m2,作用面積為160m2,噴頭工作壓力為0.1MPa,火災延續時間為1小時。自動噴水滅火系統由貯水池,自動噴水泵、自動噴水管網、屋頂消防水箱(位于2#樓頂)組成。自動噴水系統與消火栓系統共用消防水箱。每個建筑單體分別設置濕式報警閥,每個防火分區分別設置水流指示器,在各單體建筑室外的噴淋管網上分別設置地下式水泵接合器1套。高層住宅給排水設計、施工及使用中往往會產生一些問題,因此要求我們精心設計、精心施工,虛心聽取用戶使用中發生的一些問題,深入調查研究,經過反復提煉,實踐再實踐才能把工作做好。消防給水系統包括室內消防系統、自助噴水滅火系統、室外消火栓系統。室外消防水源直接接自市政環狀供水管網,室內消防水源取自消防水池。消防房在2#樓的屋頂集中設置消防水箱,儲存10分鐘的消防水量。各建筑單體的消火栓系統通過室外埋地的環狀消防管網共用消防給水泵,即各建筑單體從室外環網引兩根消防管,并在建筑物的豎向成環(自動噴水滅火系統是多個建筑單體共用的位于泵房內的噴淋水泵,在多個單體內分別設置濕式報警閥和水流指示器)。整個小區消火栓系統分為高低兩個區,地下二層(一層)至13蹭為低區,14~26層為高區,高低區的消火栓用水分別接自室外消防水泵房內的高低區消火栓泵。火災初期10分鐘的水量由位于2#樓頂的消防水箱(V=18m3)供給,其余用水接自水泵房內的消防水池(400m3)。各建筑單體分別在室外高低區消火栓管網上設置室外地下式水泵器1套,以滿足消防供水的要求。
參考文獻:
隨著國家經濟建設的迅速發展,改革開放的逐步深入,工業企業不斷擴大,人們生活水平的不斷提高,導致我國土地日趨緊張,從而促進了高層建筑業的發展。高層建筑的出現很大程度上解決了用地難的問題,可同時也帶來的很多新的問題,如怎樣減少因電氣引起的火災危害及發生火災發生時如何快速切斷非消防電源,防止事故進一步擴大,從而保護人身和財產的安全,這就要求電氣設計人員在設計的過程中必須按照國家相關規范進行設計,以確保設計方案的高度可靠性、安全性、經濟性、科學性、技術性。
一、高層住宅的電氣方案設計階段
高層住宅的電氣方案設計階段,應根據建筑專業、暖通專業、給排水專業所提供的用電負荷進行初步估算,確定用電總量,根據總用電負荷初步選擇變壓器型式及容量,確定配電方案。對于高層住宅而言,根據《高層民用建筑防火規范》(GB50054-95)(2005版)(以下簡稱防火規范)第9.1條規定,高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙設施、火災報警系統、漏電火災報警系統、自動滅火系統、應急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、卷簾、閥門等消防負荷用電,一類高層按一級負荷、二類高層按二級負荷要求進行供電。因此,配電系統必須采用雙電源供電方式,對30層及以下的大型住宅區,采用引入兩回市電,單母線分段聯絡方式進行供電,并互為熱備用,容量按任何一回線路失電,另一回除本段母線的負荷外均能帶所有一、二級負荷容量選擇;而對普通高層住宅而言,引入兩回市電成本較高,故一般高層住宅建筑僅引入一回10kV市電作為主要工作電源,而采用設置柴油發電機作為備用電源,在380V低壓母線斷路器處進行聯絡,當市電消失后能在30s內自動啟動柴油發電機,對一、二級負荷進行供電,通過此種方式能滿足一、二級負荷的供電需求。在方案設計階段,柴油發電機容量可按配電變壓器總容量的10~20%進行估算。在此,需要補充說明的是備用柴油發電機的總貯油量不應超過8小時的燃油量。
二、高層住宅的施工圖設計階段
1.配電系統
一般對于30層以下的高層住宅,變電所一般設置在地下層,因為大部分的風機、水泵等負荷均設置在地下層,因此,變電所應靠近負荷中心設置。變電所內設高壓室、低壓室、變壓器室、柴油發電機室。高壓室內應設置進線柜、PT柜、計量柜及出線柜,對容量較小,接線方式較簡單、設備較少的高壓配電柜一般采用交流操作方式,而對于接線方式較復雜,設備臺數多的高壓配電柜采用直流操作方式,需設置獨立的直流室。變壓器的容量及型式應根據建筑、給排水、暖通等專業所提供的負荷及住宅住戶進行詳細計算,此處需要說明的是,在計算住宅用戶的負荷時需根據住宅戶數按需要系數進行計算,這樣才能正確選擇變壓器的容量,避免變壓器選擇過大或過小帶來的一系列問題。在高層建筑中由于油浸式變壓器內部油量較大,容易發生火災危險,需要設置獨立的變壓器室,更多的采用干式變壓器替代,干式變壓器低壓配電柜可設置在同一房間,從而減小變電所的面積。柴油發電機室一般靠低壓配電室設置,這里需要說明的是,柴油發電機室的設計應充分考慮排煙、散熱、防噪音、廢氣對建筑物的污染、發電機的檢修是否方便、發電機的容量與臺數、發電機與市電的配合。對于30層及以上的高層建筑及地區標志性建筑等,變電所的設置及配電系統則需通過幾種供電方案的綜合比較才能確定。
自供電局引入的10kV電纜線路采用穿管直埋方式引入,經高、低壓變配電后向個用電負荷進行供電,供電方式一般采用放射式供電方式。需要說明的是對一、二級消防負荷來說,應在最末一級配電箱(配電箱至設備距離不大于30米)處設置自動切換裝置。其配電線路及控制回路應按防火分區進行劃分。
自變電所低壓配電室引出的線纜一般采用橋架敷設、電纜豎井等方式,至動力設備的電纜采用防火電纜,保證火災時能可靠供電,提高線路可靠性。經電纜豎井敷設至住宅的電纜采用預制分支電纜,電纜的敷設應按照《民用建筑電氣設計規范》(JGJ16-2008)中的要求進行設計。
2.火災報警及消防聯動系統
根據《火災自動報警設計規范》(GB50116-96)的規定,高層建筑應設火災報警系統,火災報警系統的級別根據建筑物高度、規模、功能等進行劃分,
達到安全適用、技術先進、經濟合理、管理維護方便的目的。報警區域應根據防火分區或樓層劃分。探測區域應按獨立房(套)間劃分一個探測區域的面積不宜超過500;從主要入口能看清其內部,且面積不超過1000的房間,也可劃為一個探測區域。火災探測器的選擇,應根據探測區域的功能選擇不同類型的探測器,一般設置在地下室、樓梯間、敞開或封閉樓梯間;防煙樓梯間前室、消防電梯前室、消防電梯與防煙樓梯間合用的前室;走道、坡道、管道井、電纜隧道;建筑物悶頂、夾層。
火災報警控制系統應設置手動及自動報警方式,現場裝設手動火災報警按鈕和聲光報警器,報警裝置間距不大于30米。高層建筑內一般設置應急廣播,揚聲器應設置在走道和大廳等公共場所。每個揚聲器的額定功率不應小于3W,其數量應能保證從一個防火分區內的任何部位到最近一個揚聲器的距離不大于25m。走道內最后一個揚聲器至走道末端的距離不應大于12.5m。在環境噪聲大于60dB的場所設置的揚聲器,在其播放范圍內最遠點的播放聲壓級應高于背景噪聲15dB。
對大型高層建筑,應急廣播和公共廣播可合用一套裝置,但火災時應能在消防控制室將火災疏散層的揚聲器和公共廣播擴音機強制轉入火災應急廣播狀態,消防控制室應能監控用于火災應急廣播時的擴音機的工作狀態,并應具有監控遙控開啟擴音機和采用傳聲器播音的功能,同時還應設置火災應急廣播備用擴音機,其容量不應小于火災時需同時廣播的范圍內火災應急廣播揚聲器最大容量總和的1.5倍。
消防水泵、防煙和排煙風機的控制設備當采用總線編碼模塊控制時,還應在消防控制室設置手動直接控制裝置。
3.照明系統
高層建筑中的照明系統除正常照明外,還應設置備用照明及疏散照明,應急照明配電箱應采用雙電源或帶蓄電池燈具進行供電。對火災時仍然需要工作的場所如消防控制室、配電室、風機房、水泵房等房間應設備用照明,供人員疏散及撤離時應設置疏散照明標志和燈具,如地下室、樓梯間、電梯間、走廊、出口處、展廳、商場等區域。疏散照明一般采用帶蓄電池燈具,市電消失后能繼續供電,要求供電時間大于90min。
對大型高層建筑及地區標志性建筑應設置景觀照明。當建筑物距離機場較近或建筑物對飛機航線有干擾時還應在屋面最高處及外側轉角的頂端處設置航空障礙燈,航空障礙燈的設置需滿足《民用機場飛行區技術標準》(MH5001)的規定。
4.防雷接地系統
高層建筑根據《建筑物防雷設計規范》(GB50057-2010)的規定,按照其規模、高度、功能及在地區的重要性進行劃分,一般采用在屋面裝設避雷針和避雷帶防直擊雷保護,屋面所有金屬屋架、金屬設備、金屬管道等正常不帶電設備外殼均應就近與避雷帶相連,并沿建筑物結構內主筋引下至基礎,對于高層建筑,還應考慮防側擊措施,將建筑物內鋼構架和鋼筋混凝土的鋼筋相互連接,結構圈梁中的鋼筋應每三層連成閉合回路,經結構柱內主筋引下,同時還應將45m及以上外墻欄桿、門窗等較大金屬物直接或通過預埋件與防雷裝置相連,垂直敷設的金屬管道及類似金屬物應在頂端及底端分別于防雷裝置相連。對有大量電子信息設備的建筑物,其電氣、電信豎井內的接地干線應與每層樓板鋼筋做等電位連接。
結束語:通過對高層建筑電氣系統的設計從配電系統、火災報警系統、照明系統及防雷接地系統等方面的進行了論述,尤其對設計過程中容易忽略的問題做了詳細論述,希望本文能為類似項目的電氣設計者提供經驗和幫助。
中圖分類號:TU241,8
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2010)07-0189-02
1 定義
在《住宅設計規范》中,對通廊式高層住宅的定義是“由公用樓梯、電梯通過內、外走廊進入各套住房的高層住宅。”
江蘇省的標準、規范里,沒有對通廊式高層住宅的定義。
2 設計探討
現設計有一棟33層高層住宅,擬建設地點為江蘇省無錫市。每層為9戶設計,每戶均為躍層,標準層平面詳下圖(圖1,圖2):
疏散設計問題1:本建筑的性質是塔式高層住宅還是通廊式高層住宅?
在《住宅設計規范》中,對塔式高層住宅的定義是“由公用樓梯、電梯為核心布置多套住房的高層住宅。”
塔式高層住宅,涉及到戶數時,均按“每層不超8戶,建筑面積不超過650m2,限制。如《高層民用建筑設計防火規范》(以下簡稱《高規》)中規定:“十八層及十八層以下,每層不超過8戶,建筑面積不超過650m2,且設有一座防煙樓梯間和消防電梯的塔式住宅”可設置一個安全出口。《江蘇省住宅設計標準》(以下簡稱《江蘇省規》)中,“10層至18層的塔式住宅每層不超過8戶,建筑面積不超過650m2’,且每套戶門至安全出口的距離不應大于10.00m,應設一座通向屋頂的防煙樓梯間。
本棟建筑每層9戶,雖然每戶為上下躍層的兩層空間,每2層是9戶住戶,由于每戶躍層所在的摟層,住戶沒有向公共部位開門,因此我們認為,不符合塔式高層住宅的相關規定,只能按通廊式高層住宅設計。
疏散設計問題2:樓梯間的設置:可否設置剪刀樓梯間?
在《住宅建筑規范》規定,住宅的耐火性能,疏散條件和消防設施的設置應滿足防火安全要求,并提出樓梯間的形式應根據建筑形式等因素確定。
在《高規》中規定,高層建筑每個防火分區的安全出口不應少于兩個;塔式高層建筑,兩座疏散樓梯宜獨立設置,當確有困難時,可設置剪刀樓梯間。在《省規》中規定,塔式高層住宅宜設置兩座獨立疏散樓梯,當確有困難時,可設置剪刀樓梯間。但均沒有規定,通廊式高層建筑能否設置剪刀樓梯間?《高規》的條文解釋中講,通廊式住宅平面布置與一般內走道兩邊布置房間的辦公樓相似,橫向單元分割墻少,不如單元式住宅那樣能有效阻止、控制火勢蔓延。火災范圍大,不利于安全疏散,因此對通廊式住宅的要求嚴于單元式住宅。
通廊式建筑的樓梯間設置要求要比塔式住宅、單元式住宅嚴格,則通廊式建筑一般情況下均應設置獨立的疏散樓梯。但是作為商品住宅,為減少公共面積,增加戶型的得房率,需要盡量減少公攤面積,因此,我們認為,在滿足戶內最遠點到戶門的疏散距離以及戶門到安全出口的疏散距離的前提下,可以設置剪刀樓梯間,按兩個安全出口考慮。
疏散設計問題3:戶門到安全出口的距離和戶內最遠點到戶門的距離
在《高規》中,住宅戶門到最近的外部出口或樓梯間的最大距離,按位于袋形走道兩側或盡端的房間考慮,疏散距離不超過20m。對于房間內最遠點至房間門的直線距離,規定“其他房間”不宜超過15m。《住宅建筑規范》和《住宅設計規范》中沒有對安全距離的相關條文。《江蘇省規》中住宅中躍層套房所跨越的樓層不宜超過兩層,每套戶室從最遠一點算起(套內樓梯的一段距離按其水平投影長度的1.5倍計算)到戶門的距離不應超過20m。當超過20m時,躍層樓面應開設通向公共走道的門。
針對本棟建筑,我們理解,因為住宅規范和江蘇省規范均沒有住宅戶門到最近的外部出口或樓梯間的最大距離的相關規定,則本棟建筑應按《高規》中的規定執行,即戶門到最近的樓梯間的最大距離不超過20m。而對于戶內的疏散距離,因《高規》條文解釋中對“其他房間”定義為“面積較小的一般房間”,而《江蘇省規》中有住宅每套戶室的明確的規定,應按《江蘇省規》執行,即每套戶室從最遠一點算起(套內樓梯的一段距離按其水平投影長度的1.5倍計算)到戶門的距離按20m控制
本棟建筑每套戶室均設有人戶花園,戶門是按入戶花園的門還是進入住戶內部的防盜門,我們按進入住戶內部的防盜門考慮,同時進行雙控制,及戶內20m內部疏散距離和戶外20m的公共疏散距離,合計控制為40m,即從房間內最遠點至最近的樓梯間的最大距離不超過40m(套內樓梯的一段距離按其水平投影長度的1.5倍計算)
疏散設計問題4:核心筒的開窗通風設計
在《江蘇省規》中,剪刀樓梯間的兩座樓梯分別設加壓送風系統的條件下允許設置一個前室,同時可以設置剪刀樓梯間與消防電梯合用前室,但合用前室應直接對外采光通風,可開啟外窗面積不小于3m2。
在本棟建筑住戶入戶層的核心筒中,如果設置“三合一”前室,對剪刀樓梯間分別加壓送風,需要設置2個風井,但同時合用前室外窗開啟面積需滿足3m2,本建筑合用前室平面布置中,一側設計有消防管和消防箱,無法開窗,另一側外窗平面尺寸限制,無法滿足外窗開啟面積3m2的要求,此路不通。于是我們對剪刀樓梯間分別做前室,設置防煙樓梯間前室和防煙樓梯問與消防電梯合用前室。防煙樓梯間前室外窗可滿足開啟面積2m。。而對于防煙樓梯間與消防電梯合用前室,我們設計風井,進行加壓送風,滿足了合用前室的消防要求
而在住戶躍層的核心筒中,住戶不在公共樓層開門,核心筒可以封閉不進入,也可以減少公攤面積但是因中間戶型只有一個衛生間,必須做明衛,向核心筒部位開窗,同時為了避免后期住戶入住后,將公共部位化為私人空間,剪刀樓梯間還是均在公共部位開門,從而形成了開敞前室和合用前室的核心筒設計。
疏散設計問題5:建筑一層的疏散設計
本棟建筑的一層設計有配套公建的裙房,地下室設計為人防車庫。因人防需要,地下室部分需要2部樓梯,加上地上的2部樓梯,一層的剪刀樓梯間需考慮4部樓梯的疏散問題。
在《高規》中規定,“地下室的樓梯間,在首層應采用耐火極限不低于2h的隔墻與其他部位隔開并應直通室外,當必須在隔墻上開門時,應采用不低于乙級的防火門。”“地下室與地上層不應共用樓梯間,當必須共用樓梯間時,應在首層與地下的出入口處,設置耐火極限不低于2h的隔墻與乙級防火門隔開,并應有明顯標志。”
地下室的疏散設計中,其中1部樓梯疏散到一層,我們將大堂的一部分用防火墻分隔出來,作為疏散通道,直接通向室外。另1部樓梯疏散到一層,通過擴大的防煙前室,通向室外:同時滿足《住宅建筑規范》中樓梯間的首層對外出口應設置在距離樓梯間不超過15m處的規定。