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摘要：本文结合工程实例，阐述了在设计方面对智能化楼宇电气系统的负荷分配措施，并对智能化楼宇强弱电系统的管线敷设提出了合理的解决方案。供大家一起学习。
1 工程概况
某工程酒店，地上建筑物层数高25 层，地下1 层，主体为中心对称结构，占地面积10630m2，总建筑面积45000m2。本工程供电系统按供配电一级负荷设计，双回路供电，高压电源引自市电10Kv两回路电源，两回路电源同时工作，互为备用，柴油发电机组作为第三备用电源，备用电源与主电源低压母线进行联络，并能自动切换。低压系统的接地形式采用TN-S系统。配电房设置在负荷集中的地上1 层，两路电源均能负载100%的负荷。为满足高层建筑防火要求和提高变压器的过负荷能力，该工程选用二台1600KV 干式变压器，变压器的负荷率平时保持在70%左右。
2 建筑各电气系统设计与验算
2.1 电气系统设计
2.1.1 照明系统
本工程的照明系统分为正常照明和应急照明。正常照明主要包括餐厅照明，大厅照明，公共区域照明，客户照明等。为减小动力负荷频繁启动对照明质量的影响，特配置一台照明专用变压器为照明系统供电。照明主干线从一层配电房出线后进入配电竖井，经低压母线引至各楼层的总照明配电箱，然后由此分布到各区域配电箱。
应急照明包括两部分，一部分为疏散及安全照明，在各公共区域及信道配置了具有蓄电池的事故照明灯具，具备在断电的情况下提供连续一小时的应急照明能力。第二部分为应急照明，由自备发电机组提供电源，电源引自本层配电竖井应急照明双电源箱。
照度的确定：本工程根据酒店的特点，在保证节能环保的前提下，全面配合装修效果，充分体现酒店气氛，将建筑物的照明分为下列功能区，并依照《建筑照明设计标准（GB50034-2004）》将各功能区的照度标准值确定如表1。
表1照度标准值
功能区 维护系数 照度标准1% 照明功率密度（W/m2）
酒店大堂 0.70 200 9
服务总台 0.70 300 15
多功能厅 0.80 500 19
中餐厅 0.80 300 13
西餐厅、咖啡厅 0.70 200 8
保龄球 0.80 300 13
餐厅包房 0.70 200 8
办公室 0.80 300 11
2.1.2 动力系统
动力系统设备包括正常动力与消防电源两部分。正常动力按其功能分为：电梯设备、给排水设备、制冷设备、锅炉房设备、洗衣设备、厨房设备、办公设备、空调设备等。
消防电源包括：消防水泵，水幕水泵，消防电梯，喷淋水泵，排烟风机，正压送风机等。消防动力设备为双电源供电，一路引自由两路电源变压器供电的消防供电专柜上，另一路引自自备发电机组，两路消防电源分别由两回线路引到各个消防用电设备点上实行末端自动切换，以确保消防设备的供电可靠性及安全性。
2.1.3 负荷计算
⑴三相负荷计算有功功率：Pc=KxPe(kW)
其中：Pe：设备功率；Kx：为需用系数。
无功功率：Qc=Petgφ(kW)
视在功率：
⑵单向负荷计算
单向负荷的计算按下列三种情况进行分别计算，然后汇总：
①尽量将各单相负荷逐相均匀分配，以减少不平衡，计算时，将线负荷换算成相负荷，将各相负荷相加，取其最大单相负荷的3 倍作为三相负荷。
②当回路中的单相负荷的总容量小于该回路三相对称负荷的总容量的15%时，按三相平衡负荷计算。
③只有线负荷时，将各线间负荷相加，选取较大的两项进行计算，现以Pab≧Pbc≧Pca 为例：
⑶配电干线或变电所的计算负荷
Pc=KΣPΣ(KxPe)(kW)
Kx：需要系数
Qc=KΣqΣ(KxPetgφ)(kvar)KΣPK
ΣP：有功功率、无功功率同时系数。
Pe1=1586.13(kW),Qc1=1259.87(kvar),取同时使用
系数KΣq=0.65,KΣp=0.65 则：
Pc1=KΣpΣ(KxPe)=1586.13×0.65=1030.98(kW)
Qc1=KΣqΣ(KxPetgφ)
=1259.87×0.65
=818.92(kvar)
按70% 的负荷率， 第一台变压器的容量为：
1317/0.7=1881kVA,选用2000kVA 变压器。
Pe2=1319.2(kW),Qc2=1116.71(kvar),取同时使用系
数K
Σp=0.75,KΣq=0.75 则：
Pc2=KΣpΣ(KxPe)=1319.2×0.75=989.4(kW)
Qc2=KΣqΣ(KxPetgφ)
=1116.71×0.75
=837.53(kvar)
按70% 的负荷率， 第二台变压器的容量为：
1296/0.7=1852kVA,选用2000kVA 变压器。
2.1.4 防雷与接地
本工程为二十六层酒店，建筑物计算预计雷击次数为0.53，按第二类防雷建筑物保护措施设计。采用%%c12热镀锌圆钢在屋面设不大于10mx10m(或12mx8m)避雷网格，且屋面上所有的金属构件、外露金属管道均用%%c12热镀锌圆钢与避雷网联结，突出屋面管道、烟囱等物体的顶部边缘均设避雷带。利用结构柱内大于%%c16两根钢筋作防雷引下线，利用结构桩基础钢筋、承台钢筋焊接及地梁底层两主筋焊接作接地网。
自45米及以上部分每层四周结构梁上部一根主筋通长焊接成一体组成均压环，并与外围防雷引下线连接。自45米及以上部分外围的栏杆、门窗等较大金属物应与防雷装置可靠连接。
本工程采用TN-S接地系统，中性线(N)与保护接地线(PE)在配电房低压柜后严格分开。保护接地PE线、相线、中性线应采用不同颜色予以区分。防雷接地、保护接地、变压器中性点接地及弱电接地系统共用一接地体.接地电阻要求不大于1欧。在一层设总等电位联结端子板(MEB箱)，底边距地0.5m墙上暗装或剪力墙上明装。应将下列导电体作总等电位联接：
（1)PE干线。
（2)电气装置接地极的接地干线。
（3)建筑物内各种金属管道。
（4)电梯导轨、金属支撑物等条件许可的建筑物金属构件及其他装置外导电部分。各金属管道连接处应可靠连通
利用柱基或桩、地梁、钢筋混凝土柱主筋的焊接成闭合环做自然接地体。利用结构柱柱内或剪力墙一对对角主筋做暗装避雷引下线,并在建筑物外墙留接地电阻测量点。将酒店铝合金钢窗均与圈梁内钢筋可靠焊接，作为均压环及防侧雷措施。
3 建筑物内线槽敷设安装施工
智能化建筑包含了建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）、安全保卫自动化系统（SAS）和消防自动化系统（FAS），结构化综合布线系统（SCS），结构化综合网络系统（SNS），智能楼宇综合信息管理自动化系统（MAS）要将这些功能完美的结合在一起，布线设计方案就成为了电气设计的关键，它既要保证建筑内部的美观，又要满足设施智能化的要求，地面线槽作为一种成熟的布线载体，能够达到以上的要求。
3.1 地面敷设线槽的定义
地面线槽是一种封闭的、直接隐蔽于地面下的金属线槽，可以灵活方便地提供电源、电话、电视、计算机、话筒等线缆传输电能和信号接口。其设计是根据建筑物近期和發展需要布置线槽的纵横间距，根据穿线的根数、横截面积和工艺要求确定线槽的规格及槽数。按槽数可分为单槽、双槽、三槽，规格有50 系列、70 系列、100 系列、230 系列、300 系列。
线槽适用于380/220 以下强电和弱电的线路敷设。
性能特点：地面线槽可供单一或多用途线缆、多回路敷设，终端组件布置平整美观。地面线槽是由线槽、分线盒、各种连接件、密封件、附件及电源头等组成。
3.2 地面线槽规格型号设置与布线参数要求
内外均热浸镀锌，出线口处采用无螺纹接口，线槽标准长度为3m（可特殊加工），线槽出线口开孔尺寸：＜48mm， 线槽开孔间距分：3000mm、2400mm、1800mm、1200mm、600mm 等。
主要配件有：线槽分线盒：线槽分线盒起到导线的相接、转弯交叉、屏蔽等作用。其中二槽、三槽的分线盒内设有屏蔽分离板，以保证强电、弱电的隔离与屏蔽。
线槽支架：分为单槽、双槽、三槽支架，它是用于线槽的支撑及高度调整，高度调节范围一般为20～150mm的热镀锌件。其它还包刮弯头、封头、出线圈等配件。
3.3 地面线槽的敷设安装工艺
⑴弹线定位：根据设计图纸确定线槽走向，从始端至终端找好水平线或垂直线，用粉线袋在线路的中心外进行弹线，按照设计图要求及施工验收规范规定，分别找出分线盒、分线口及支架的具体位置，用铅笔分别标注。
⑵线槽敷设：线槽每隔1～1.5m 处应有固定支架及调节支撑。分线盒、插座盒、出线口均设有调节支撑，调节支撑的底板应跟结构层固定，防止土建施工时移动地面线槽的予定位置。线槽表面混凝土保护层应达到20mm 以上，多槽敷设表面混凝土保护层应达35mm，同时采用敷钢丝网进行浇筑，否则地面易开裂。连接器、分线盒、线槽接口处应有专用密封胶涂抹密封，防止土建施工时泥浆渗入。予埋分线盒、出线口时应安上塑料防护盖，浇筑混凝土时设专人看护，发现问题及时处理。
⑶跨接地线焊接：依据施工规范，确定跨接线规格。地线两端焊接面不小于该跨接线截面的6 倍，焊缝均匀牢固。
⑷出线口、分线盒安装：安装过程中一定要纵横平直，确保室内整体效果美观。导线除分线盒、出线口可以有接头外其线槽内不得有任何接头。分线盒、插座盒、出线口底座在安装时应低于完成地平面3～10mm，以利于盖板的正常安装。
⑸槽内配线：首先清扫线槽，可先将带线穿插至出线口，然后将布条绑在带线一端，从中一端将布线条拉出，反复多次可将线槽内的杂物和积水清理干净，也可用空气压缩机将线槽内的杂物和积水吹出。放线前应先检查管及线槽连接处的护口是否齐全，其放线和导线连接部分与其它管路敷设形式大致相同.。敷设线缆应注意以下基本原则：①电线在管内不得有接头、分支接头②线槽内导线总截面不应超过线槽内截面的30%；③强弱电回路应分槽敷设；④穿越防火分区、穿过防火墙及防火楼板时，应作阻火封堵;⑤供给同一消防设备的两回线路在同一槽内应采用金属隔板将其分开。
⑹线路检测：线路检查及绝缘遥测按相关规范操作。
⑺面板安装：配合装修，依据各出线口用途，安装相应的终端面板。
3.4 地面线槽安装时具体注意事项：
⑴线槽内外应光滑平整，无棱刺，扭曲、翘边等变形现象；
⑵支架与调整螺栓调整线槽高度一般以30～50mm为宜；
⑶线槽整体连结完毕后，应按设计检查确认，无误后对线槽及附件连结处用密封胶密封，对线槽首、末、分线盒、出线孔和未用出线孔用专用塑料防护盖封堵。
4 结语
综上所述，智能化楼宇因其功能多信息采集密度高，对供配电系统设计和线路安装提出了许多新的要求，而且由于智能化的需要使得用电设备越来越多。因此在电气设计和安装时，一定要将供配电系统的可靠性、安全性、灵活性摆在突出位置，严格按照设计和施工规范进行设计优化和施工，才能使建筑智能化从设計和安装上达到规范要求。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看
1 工程概况
某工程酒店，地上建筑物层数高25 层，地下1 层，主体为中心对称结构，占地面积10630m2，总建筑面积45000m2。本工程供电系统按供配电一级负荷设计，双回路供电，高压电源引自市电10Kv两回路电源，两回路电源同时工作，互为备用，柴油发电机组作为第三备用电源，备用电源与主电源低压母线进行联络，并能自动切换。低压系统的接地形式采用TN-S系统。配电房设置在负荷集中的地上1 层，两路电源均能负载100%的负荷。为满足高层建筑防火要求和提高变压器的过负荷能力，该工程选用二台1600KV 干式变压器，变压器的负荷率平时保持在70%左右。
2 建筑各电气系统设计与验算
2.1 电气系统设计
2.1.1 照明系统
本工程的照明系统分为正常照明和应急照明。正常照明主要包括餐厅照明，大厅照明，公共区域照明，客户照明等。为减小动力负荷频繁启动对照明质量的影响，特配置一台照明专用变压器为照明系统供电。照明主干线从一层配电房出线后进入配电竖井，经低压母线引至各楼层的总照明配电箱，然后由此分布到各区域配电箱。
应急照明包括两部分，一部分为疏散及安全照明，在各公共区域及信道配置了具有蓄电池的事故照明灯具，具备在断电的情况下提供连续一小时的应急照明能力。第二部分为应急照明，由自备发电机组提供电源，电源引自本层配电竖井应急照明双电源箱。
照度的确定：本工程根据酒店的特点，在保证节能环保的前提下，全面配合装修效果，充分体现酒店气氛，将建筑物的照明分为下列功能区，并依照《建筑照明设计标准（GB50034-2004）》将各功能区的照度标准值确定如表1。
表1照度标准值
功能区 维护系数 照度标准1% 照明功率密度（W/m2）
酒店大堂 0.70 200 9
服务总台 0.70 300 15
多功能厅 0.80 500 19
中餐厅 0.80 300 13
西餐厅、咖啡厅 0.70 200 8
保龄球 0.80 300 13
餐厅包房 0.70 200 8
办公室 0.80 300 11
2.1.2 动力系统
动力系统设备包括正常动力与消防电源两部分。正常动力按其功能分为：电梯设备、给排水设备、制冷设备、锅炉房设备、洗衣设备、厨房设备、办公设备、空调设备等。
消防电源包括：消防水泵，水幕水泵，消防电梯，喷淋水泵，排烟风机，正压送风机等。消防动力设备为双电源供电，一路引自由两路电源变压器供电的消防供电专柜上，另一路引自自备发电机组，两路消防电源分别由两回线路引到各个消防用电设备点上实行末端自动切换，以确保消防设备的供电可靠性及安全性。
2.1.3 负荷计算
⑴三相负荷计算有功功率：Pc=KxPe(kW)
其中：Pe：设备功率；Kx：为需用系数。
无功功率：Qc=Petgφ(kW)
视在功率：
⑵单向负荷计算
单向负荷的计算按下列三种情况进行分别计算，然后汇总：
①尽量将各单相负荷逐相均匀分配，以减少不平衡，计算时，将线负荷换算成相负荷，将各相负荷相加，取其最大单相负荷的3 倍作为三相负荷。
②当回路中的单相负荷的总容量小于该回路三相对称负荷的总容量的15%时，按三相平衡负荷计算。
③只有线负荷时，将各线间负荷相加，选取较大的两项进行计算，现以Pab≧Pbc≧Pca 为例：
⑶配电干线或变电所的计算负荷
Pc=KΣPΣ(KxPe)(kW)
Kx：需要系数
Qc=KΣqΣ(KxPetgφ)(kvar)KΣPK
ΣP：有功功率、无功功率同时系数。
Pe1=1586.13(kW),Qc1=1259.87(kvar),取同时使用
系数KΣq=0.65,KΣp=0.65 则：
Pc1=KΣpΣ(KxPe)=1586.13×0.65=1030.98(kW)
Qc1=KΣqΣ(KxPetgφ)
=1259.87×0.65
=818.92(kvar)
按70% 的负荷率， 第一台变压器的容量为：
1317/0.7=1881kVA,选用2000kVA 变压器。
Pe2=1319.2(kW),Qc2=1116.71(kvar),取同时使用系
数K
Σp=0.75,KΣq=0.75 则：
Pc2=KΣpΣ(KxPe)=1319.2×0.75=989.4(kW)
Qc2=KΣqΣ(KxPetgφ)
=1116.71×0.75
=837.53(kvar)
按70% 的负荷率， 第二台变压器的容量为：
1296/0.7=1852kVA,选用2000kVA 变压器。
2.1.4 防雷与接地
本工程为二十六层酒店，建筑物计算预计雷击次数为0.53，按第二类防雷建筑物保护措施设计。采用%%c12热镀锌圆钢在屋面设不大于10mx10m(或12mx8m)避雷网格，且屋面上所有的金属构件、外露金属管道均用%%c12热镀锌圆钢与避雷网联结，突出屋面管道、烟囱等物体的顶部边缘均设避雷带。利用结构柱内大于%%c16两根钢筋作防雷引下线，利用结构桩基础钢筋、承台钢筋焊接及地梁底层两主筋焊接作接地网。
自45米及以上部分每层四周结构梁上部一根主筋通长焊接成一体组成均压环，并与外围防雷引下线连接。自45米及以上部分外围的栏杆、门窗等较大金属物应与防雷装置可靠连接。
本工程采用TN-S接地系统，中性线(N)与保护接地线(PE)在配电房低压柜后严格分开。保护接地PE线、相线、中性线应采用不同颜色予以区分。防雷接地、保护接地、变压器中性点接地及弱电接地系统共用一接地体.接地电阻要求不大于1欧。在一层设总等电位联结端子板(MEB箱)，底边距地0.5m墙上暗装或剪力墙上明装。应将下列导电体作总等电位联接：
（1)PE干线。
（2)电气装置接地极的接地干线。
（3)建筑物内各种金属管道。
（4)电梯导轨、金属支撑物等条件许可的建筑物金属构件及其他装置外导电部分。各金属管道连接处应可靠连通
利用柱基或桩、地梁、钢筋混凝土柱主筋的焊接成闭合环做自然接地体。利用结构柱柱内或剪力墙一对对角主筋做暗装避雷引下线,并在建筑物外墙留接地电阻测量点。将酒店铝合金钢窗均与圈梁内钢筋可靠焊接，作为均压环及防侧雷措施。
3 建筑物内线槽敷设安装施工
智能化建筑包含了建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）、安全保卫自动化系统（SAS）和消防自动化系统（FAS），结构化综合布线系统（SCS），结构化综合网络系统（SNS），智能楼宇综合信息管理自动化系统（MAS）要将这些功能完美的结合在一起，布线设计方案就成为了电气设计的关键，它既要保证建筑内部的美观，又要满足设施智能化的要求，地面线槽作为一种成熟的布线载体，能够达到以上的要求。
3.1 地面敷设线槽的定义
地面线槽是一种封闭的、直接隐蔽于地面下的金属线槽，可以灵活方便地提供电源、电话、电视、计算机、话筒等线缆传输电能和信号接口。其设计是根据建筑物近期和發展需要布置线槽的纵横间距，根据穿线的根数、横截面积和工艺要求确定线槽的规格及槽数。按槽数可分为单槽、双槽、三槽，规格有50 系列、70 系列、100 系列、230 系列、300 系列。
线槽适用于380/220 以下强电和弱电的线路敷设。
性能特点：地面线槽可供单一或多用途线缆、多回路敷设，终端组件布置平整美观。地面线槽是由线槽、分线盒、各种连接件、密封件、附件及电源头等组成。
3.2 地面线槽规格型号设置与布线参数要求
内外均热浸镀锌，出线口处采用无螺纹接口，线槽标准长度为3m（可特殊加工），线槽出线口开孔尺寸：＜48mm， 线槽开孔间距分：3000mm、2400mm、1800mm、1200mm、600mm 等。
主要配件有：线槽分线盒：线槽分线盒起到导线的相接、转弯交叉、屏蔽等作用。其中二槽、三槽的分线盒内设有屏蔽分离板，以保证强电、弱电的隔离与屏蔽。
线槽支架：分为单槽、双槽、三槽支架，它是用于线槽的支撑及高度调整，高度调节范围一般为20～150mm的热镀锌件。其它还包刮弯头、封头、出线圈等配件。
3.3 地面线槽的敷设安装工艺
⑴弹线定位：根据设计图纸确定线槽走向，从始端至终端找好水平线或垂直线，用粉线袋在线路的中心外进行弹线，按照设计图要求及施工验收规范规定，分别找出分线盒、分线口及支架的具体位置，用铅笔分别标注。
⑵线槽敷设：线槽每隔1～1.5m 处应有固定支架及调节支撑。分线盒、插座盒、出线口均设有调节支撑，调节支撑的底板应跟结构层固定，防止土建施工时移动地面线槽的予定位置。线槽表面混凝土保护层应达到20mm 以上，多槽敷设表面混凝土保护层应达35mm，同时采用敷钢丝网进行浇筑，否则地面易开裂。连接器、分线盒、线槽接口处应有专用密封胶涂抹密封，防止土建施工时泥浆渗入。予埋分线盒、出线口时应安上塑料防护盖，浇筑混凝土时设专人看护，发现问题及时处理。
⑶跨接地线焊接：依据施工规范，确定跨接线规格。地线两端焊接面不小于该跨接线截面的6 倍，焊缝均匀牢固。
⑷出线口、分线盒安装：安装过程中一定要纵横平直，确保室内整体效果美观。导线除分线盒、出线口可以有接头外其线槽内不得有任何接头。分线盒、插座盒、出线口底座在安装时应低于完成地平面3～10mm，以利于盖板的正常安装。
⑸槽内配线：首先清扫线槽，可先将带线穿插至出线口，然后将布条绑在带线一端，从中一端将布线条拉出，反复多次可将线槽内的杂物和积水清理干净，也可用空气压缩机将线槽内的杂物和积水吹出。放线前应先检查管及线槽连接处的护口是否齐全，其放线和导线连接部分与其它管路敷设形式大致相同.。敷设线缆应注意以下基本原则：①电线在管内不得有接头、分支接头②线槽内导线总截面不应超过线槽内截面的30%；③强弱电回路应分槽敷设；④穿越防火分区、穿过防火墙及防火楼板时，应作阻火封堵;⑤供给同一消防设备的两回线路在同一槽内应采用金属隔板将其分开。
⑹线路检测：线路检查及绝缘遥测按相关规范操作。
⑺面板安装：配合装修，依据各出线口用途，安装相应的终端面板。
3.4 地面线槽安装时具体注意事项：
⑴线槽内外应光滑平整，无棱刺，扭曲、翘边等变形现象；
⑵支架与调整螺栓调整线槽高度一般以30～50mm为宜；
⑶线槽整体连结完毕后，应按设计检查确认，无误后对线槽及附件连结处用密封胶密封，对线槽首、末、分线盒、出线孔和未用出线孔用专用塑料防护盖封堵。
4 结语
综上所述，智能化楼宇因其功能多信息采集密度高，对供配电系统设计和线路安装提出了许多新的要求，而且由于智能化的需要使得用电设备越来越多。因此在电气设计和安装时，一定要将供配电系统的可靠性、安全性、灵活性摆在突出位置，严格按照设计和施工规范进行设计优化和施工，才能使建筑智能化从设計和安装上达到规范要求。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看