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一、高層建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題
由于高層建筑對(duì)于供電的要求很高,因此,在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的照明等很少采用干線,而且高層建筑的設(shè)備很多,導(dǎo)致負(fù)荷過(guò)重,這也不利于干線的使用。空調(diào)等主要用電設(shè)備布局分散;由于高層建筑的本身很高,而且其在消防方面疏于管理,因此,高層建筑對(duì)與火災(zāi)預(yù)防和處理方面的要求比較高;此外,設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中,要重點(diǎn)考慮能耗指標(biāo)的影響,在結(jié)合全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì),在節(jié)約電能方面還要做到使用科學(xué)系統(tǒng)的配電方式以及要采用高質(zhì)量的電腦系統(tǒng)。
二、主要內(nèi)容
1.負(fù)荷的計(jì)算
高層建筑電氣設(shè)計(jì)首先要對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,因?yàn)殡娏ω?fù)荷是電氣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),離開(kāi)了負(fù)荷的計(jì)算,電氣設(shè)計(jì)工作就無(wú)法展開(kāi)。負(fù)荷計(jì)算要采用專門的計(jì)算方法,以免出現(xiàn)錯(cuò)誤,如果在電力負(fù)荷計(jì)算工作中出現(xiàn)失誤,則會(huì)影響到以后設(shè)計(jì)工作的全過(guò)程。
2.供電電源及電壓的選擇
設(shè)計(jì)中對(duì)于材料的選擇至關(guān)重要,這是保證供電安全和可靠性的重要保證,高程建筑的電源標(biāo)準(zhǔn)是至少兩個(gè),還必須要是獨(dú)立的。兩路電源之間互相補(bǔ)充,同時(shí)供電,以防意外發(fā)生時(shí)由于電源的問(wèn)題推遲解決。
3.高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
高層建筑中兩路電源必須要同時(shí)供電,保證高層建筑供電的穩(wěn)定
性,采用高供高計(jì),但在低壓側(cè),仍裝設(shè)計(jì)費(fèi)電度表。此外,在選擇變壓器的時(shí)候要考慮實(shí)際因素,選擇大功率的變壓器,這樣可以保證變壓器的臺(tái)數(shù)在控制范圍內(nèi)。由于干線在配電系統(tǒng)中的重要作用,因此,在進(jìn)行高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候通常采用放射性系統(tǒng)。還要對(duì)干線進(jìn)行保護(hù),由于干線的特殊性,因此,在干線無(wú)法連接的情況下,要采用其他方式進(jìn)行連接,保證供電安全。
4.主要設(shè)備的選型
電氣設(shè)計(jì)中一定要注意設(shè)備的選型,要綜合考慮各種情況,嚴(yán)格把控設(shè)備的選擇,保證主要設(shè)備的質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。考慮到高層建筑的安全隱患較多,因此,主樓沒(méi)不能安裝大容量的油浸電力變壓器,這也是考慮到樓層內(nèi)人員的安全。由于低壓配電屏的結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能完全符合現(xiàn)實(shí)需求,因此,近年來(lái)出現(xiàn)采用燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的情況。
5.變電所位置的確定
有些建筑商為了節(jié)約成本,把變電所設(shè)置在一些偏遠(yuǎn)的地方,這樣就不利于對(duì)變電所的管理,給火災(zāi)造成很嚴(yán)重的隱患,標(biāo)準(zhǔn)的變電所應(yīng)該保證高壓能夠深入負(fù)荷中心,這樣才能盡可能的保證建筑安全,避免火災(zāi)發(fā)生。
6.電氣照明設(shè)計(jì)
在進(jìn)行電氣照明的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師要認(rèn)真研究各種照明設(shè)備的作
用,結(jié)合實(shí)際情況,綜合考慮使用照明設(shè)備,在一些特殊地點(diǎn)要選用特殊的照明設(shè)備,以保證安全,減少火災(zāi)發(fā)生造成的影響。
7.防雷與接地
現(xiàn)代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻,與樓板的連接是十分可靠的。在進(jìn)行防雷和接地的過(guò)程中,需要仔細(xì)研究建筑物空間構(gòu)造,很多情況下,都是需要安裝水平的人工接地體的。
8.電梯
電梯機(jī)房一般設(shè)置在井道上面。電梯按使用功能分普通電梯、消防電梯等許多種,按電流分則有交流和直流兩大類。現(xiàn)代高層建筑的電梯,一般都采用高速或超高速電梯。為提高運(yùn)行的穩(wěn)定性和舒適感,客梯都是選用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
9.消防自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)
消防自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)對(duì)于高層建筑具有的意義是十分明顯的,設(shè)計(jì)高層建筑的電氣時(shí)要充分考慮到消防用電,盡量避免因?yàn)橄赖挠秒妴?wèn)題耽誤了消防工作的展開(kāi),消防用電設(shè)計(jì)到很多問(wèn)題,內(nèi)容也很復(fù)雜,因此,設(shè)計(jì)師一定要充分發(fā)揮自己的專業(yè)知識(shí),做好消防用電工作。
三、高層建筑電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
(1)負(fù)荷的計(jì)算
負(fù)荷計(jì)算時(shí),cosφ取值大多數(shù)地區(qū)未明確確定。
(2)高低壓供、配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
①為了保證供電可靠性,多采用兩路獨(dú)立電源運(yùn)行方式。
②由用戶電表開(kāi)關(guān)箱向室內(nèi)配電回路,應(yīng)以照明、空調(diào)及其他電器用插座分三個(gè)回路為基本回路。
(3)電氣照明設(shè)計(jì)包括光源選擇、照度計(jì)算、燈具造型,具布置,眩光控制和調(diào)光控制和照明配電線路敷設(shè)等。
(4)防雷與接地在建筑物供配電設(shè)計(jì)中,防雷接地設(shè)計(jì)占有重要的地位,近年出現(xiàn)有消雷器和放射性避雷針。
(5)電梯的設(shè)計(jì)電梯機(jī)房一般設(shè)置在井道上面,一般都采有高速或超高速電梯,分組實(shí)行電腦群控。在進(jìn)行電梯設(shè)計(jì)時(shí)一定要做好配電設(shè)計(jì)、電氣照明、線路敷設(shè)、防災(zāi)及報(bào)警裝置、電梯機(jī)房等相關(guān)問(wèn)題。
(6)電腦系統(tǒng)一般包括樓宇自控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、廣播音響系統(tǒng)、無(wú)線通訊系統(tǒng)、因特網(wǎng)接入系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、系統(tǒng)集成平臺(tái)與各子系統(tǒng)的連接等十余個(gè)子系統(tǒng)。設(shè)計(jì)方案應(yīng)注意具有以下方面:實(shí)用性、綜合性和經(jīng)濟(jì)合理。各智能化子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)一目了然,具備機(jī)房設(shè)備的工作條件。通過(guò)集成接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。關(guān)于消防自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)從以下幾方面入手:報(bào)警手段、手動(dòng)滅火方面、擋煙垂壁的設(shè)置以及避難層的消防安排等。其他重要的防火的手段包括:防火閥:特殊情況下,通風(fēng)風(fēng)管(如空調(diào)管道)被允許進(jìn)入或穿越電氣設(shè)備間(如配電室、電話室、中控室)。在平時(shí)防火閥處于常開(kāi)狀態(tài),滅火結(jié)束,防火閥重新恢復(fù)常開(kāi)狀態(tài)。排煙閥:設(shè)于排煙風(fēng)機(jī)的排煙管道上,多位于出戶風(fēng)口附近。正壓送風(fēng)系統(tǒng):火災(zāi)時(shí)人員不能進(jìn)入電梯內(nèi),因?yàn)榛馂?zāi)發(fā)生后電梯升降一層未成而失電。此時(shí)人員的逃生通道應(yīng)是樓梯間。
四、建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能原則
作為電能高消耗主體的高層建筑,必須在設(shè)計(jì)階段堅(jiān)定節(jié)能方針。
高層建筑電氣設(shè)計(jì)必須能滿足建筑物的功能,為建筑物的各種服務(wù)功能提供充足的動(dòng)力電。例如變壓器的功率損耗還有量大面廣的照明用電,都可以通過(guò)采用先進(jìn)技術(shù)及新型節(jié)能光源加以改善。節(jié)能設(shè)計(jì)要結(jié)合實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益因素,在進(jìn)行設(shè)備型號(hào)的選定時(shí),不僅要考慮到設(shè)備本身的物理?xiàng)l件,還要從設(shè)計(jì)的總體效果和經(jīng)濟(jì)效果等方面考慮。
建筑電氣節(jié)能應(yīng)堅(jiān)持以下三個(gè)原則:
1.滿足建筑物的功能
具體問(wèn)題具體分析,設(shè)計(jì)師要利用自己的專業(yè)知識(shí),并結(jié)合某一處高層建筑的特殊要求,還要考慮到當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件等進(jìn)行高層建筑電力設(shè)計(jì)。應(yīng)首先對(duì)高層建筑本身進(jìn)行調(diào)查研究,設(shè)計(jì)時(shí)要達(dá)到相關(guān)指標(biāo)。
2.考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益
在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師一定要結(jié)合國(guó)情這個(gè)宏觀條件和某一處高層建筑這個(gè)微觀條件進(jìn)行設(shè)計(jì),盡量采用能夠節(jié)省能源的方案,避免不必要的開(kāi)支。
3.節(jié)省無(wú)謂消耗的能量
在這個(gè)方面,要做到對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢查維修,保證正常供電,以免出現(xiàn)漏電等現(xiàn)象,在選擇材料型號(hào)中要選用實(shí)用的材料,購(gòu)買電氣材料時(shí)要貨比三家,買到經(jīng)濟(jì)合理的電氣設(shè)備材料。
五、結(jié)束語(yǔ)
基于我國(guó)的國(guó)情,現(xiàn)代建筑向“縱深”發(fā)展,成為社會(huì)向前推進(jìn)的必然趨勢(shì)。隨之而來(lái)的高層建筑電氣設(shè)計(jì)還在不斷給我們提出新的研究課題,如何有效提高高層建筑電氣設(shè)計(jì)水平成為了擺在我們面前必須要解決的問(wèn)題。重點(diǎn)研究高程建筑電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn),提出更好的設(shè)計(jì)理念和方法,在不影響功能的情況下改善高層建筑高耗電量的現(xiàn)狀,對(duì)高層建筑的合理應(yīng)用具有重要意義,同時(shí),這也符合我國(guó)的能耗現(xiàn)狀和節(jié)約能源的要求。
參考文獻(xiàn)
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隨著地面用地越來(lái)越緊張,高層建筑越來(lái)越多,對(duì)其供電可靠性和消防等有了更高的要求,因此,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)高層建筑電氣設(shè)計(jì)。本工程地上兩座34層,其中裙樓有4層,1到3層為商用,4-34層位寫字樓,地下有2層,建筑總高度為129.95m,總面積為16.2萬(wàn)平方米。以下是以本工程為例,對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。
1.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1供電需求
高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)從整體來(lái)進(jìn)行,至少需要兩路獨(dú)立市電電源,另外,還需應(yīng)急電源或備用電源的設(shè)置。
1.2電源
高層建筑正常電源數(shù)量應(yīng)至少兩個(gè),采用專線由上級(jí)變電站或開(kāi)關(guān)站放射式供電。電源電壓等級(jí)可以是10kV、20kV、35kV或110kV。如果某路電源斷電時(shí),必須保證剩余電源供電需在二級(jí)以上負(fù)荷。應(yīng)急電源和備用電源是高層建筑必不可少的一部分,其可以設(shè)柴油發(fā)電機(jī)來(lái)進(jìn)行,此柴油發(fā)電機(jī)確定柴油發(fā)電機(jī)的額定輸出電壓需根據(jù)負(fù)荷大小、單臺(tái)電動(dòng)機(jī)最大啟動(dòng)容量、供電半徑等因素來(lái)進(jìn)行。當(dāng)建筑物高度比200m低時(shí),采用低壓柴油發(fā)電機(jī);如果建筑物高度在100m~400m時(shí),應(yīng)進(jìn)行技術(shù)分析、比較,對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的額定電壓進(jìn)行確定;當(dāng)建筑物高度比400m大時(shí),采用高壓柴油發(fā)電機(jī)。
1.3高壓供配電系統(tǒng)
主配變電所-分配變電所結(jié)構(gòu)是高層建筑的高壓供配電系統(tǒng)。主配變電所應(yīng)采用單母線分段的主接線形式放射式引至分配變電所。高壓系統(tǒng)配電級(jí)數(shù)根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T的規(guī)定,35kV電壓等級(jí)可直降到0.4kV;也可先將35kV降壓到10kV,再將10kV降到0.4kV。
1.4配變電所
配變電所地址的選擇嚴(yán)格根據(jù)《10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50053、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ 16、《35~110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50059中的有關(guān)規(guī)定。也就是說(shuō),配變電所地址應(yīng)設(shè)在離人們遠(yuǎn)的地方,變電所、主要的配電間不應(yīng)設(shè)在伸縮縫、沉降縫及存在漏水危險(xiǎn)的地方,在出入口處不宜放置發(fā)電機(jī)和變壓器。配電變壓器的長(zhǎng)期工作負(fù)載率不宜超過(guò)60%。在負(fù)荷中心設(shè)置配變電所,在地下一層和首層設(shè)置主配變所,也可設(shè)獨(dú)立的變電站。在避難層、頂層設(shè)置分配變電所,其變壓容器容量應(yīng)小于1000kVA。針對(duì)高層建筑而言,在主配變電所中應(yīng)設(shè)置值班室,值班室可以獨(dú)立存在,也可以與高壓配電裝置室和相應(yīng)的配電裝置室相通。根據(jù)高層建筑的具體情況,配變電所的高低壓開(kāi)關(guān)柜可以選擇從多種形式中選擇。對(duì)于大截面電纜或電纜數(shù)量較多時(shí),應(yīng)設(shè)電纜夾層,其高度要控制在1.8m和3.2m之間。配變電所內(nèi)應(yīng)設(shè)置低壓集中自動(dòng)電容補(bǔ)償裝置。補(bǔ)償要求按當(dāng)?shù)毓╇姴块T的規(guī)定執(zhí)行,當(dāng)沒(méi)有明確規(guī)定時(shí),補(bǔ)償后低壓側(cè)進(jìn)線處的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.90以上。電容補(bǔ)償裝置的選擇應(yīng)考慮配電系統(tǒng)中高次諧波的影響。繼電保護(hù)按《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50062、《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50063、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ 16的要求執(zhí)行。并符合下列規(guī)定:(1)當(dāng)高壓系統(tǒng)采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式時(shí),應(yīng)設(shè)置零序速斷保護(hù),零序保護(hù)裝置動(dòng)作于跳閘,其信號(hào)接入事故信號(hào)回路。(2)當(dāng)分變電所離總配變電所距離較遠(yuǎn)且上級(jí)保護(hù)不能滿足分變電所進(jìn)線處保護(hù)靈敏度要求時(shí),分變電所進(jìn)線處應(yīng)設(shè)一級(jí)保護(hù)。如果必要,分變電所的變壓器可設(shè)差動(dòng)保護(hù)。(3)高層建筑宜采用綜合繼保單元,分散布置在高壓配電裝置上;低壓系統(tǒng)宜采用多功能儀表。高壓、低壓、柴油發(fā)電機(jī)組成統(tǒng)一的電氣控制系統(tǒng)并接入BMS系統(tǒng)。
高層建筑高壓宜采用集中控制方式,對(duì)變壓器主斷路器、分段斷路器、主要饋出回路斷路器宜采用集中監(jiān)視方式。主配變電所應(yīng)采用直流操作電源,分配變電所視具體情況采用直流操作電源或交流操作電源。所用電源宜引自配電變壓器。
高層建筑對(duì)備用、應(yīng)急電源有一定的要求,具體要求如下:(1)按照相關(guān)規(guī)定設(shè)置應(yīng)急電源。(2)采用獨(dú)立于正常電源的電機(jī)組設(shè)備備用電源。 (3)柴油發(fā)電機(jī)房宜設(shè)在地下一層,也可設(shè)置獨(dú)立的柴油發(fā)電機(jī)房,不宜在避難層和頂層設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組。
2.電纜電線選擇和敷設(shè)
在電氣設(shè)計(jì)中,比較復(fù)雜的問(wèn)題就包括高層建筑干線電力線路的選型和敷設(shè)方式。針對(duì)大容量配電干線而言,由于封閉式母線具有載流量大的特點(diǎn),因此,在本工程中普通電源、空調(diào)動(dòng)力大容量用電干線都采用這種方法。根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ16-2008)第7.4.3條導(dǎo)體敷設(shè)的環(huán)境溫度要求,在封閉的強(qiáng)電間發(fā)熱量大,會(huì)造成導(dǎo)體載流量下降,故暖通專業(yè)應(yīng)予考慮適當(dāng)排風(fēng)。配電干線在變配電室內(nèi)段的敷設(shè)用開(kāi)敞式電纜托盤,變配電室到電氣豎井間段采用封閉式防火電纜橋架敷設(shè),在電氣豎井內(nèi)的敷設(shè)全部采用電纜明敷固定在階梯式電纜梯架上。這樣,就將安裝施工及上述問(wèn)題有效地解決了,為日后的維修也帶來(lái)很大的便利。在樓層間的分支干線導(dǎo)線敷設(shè)根據(jù)所配設(shè)備的消防負(fù)荷等級(jí)選擇防火類型,并盡可能地采用鋼管暗敷在墻壁和樓板內(nèi),明敷防火線路在外套保護(hù)鋼管上噴涂防火涂料。各層電氣豎井內(nèi)的樓板孔洞和各處墻壁上的電氣安裝孔洞,在設(shè)備安裝施工的后期一定要用防火膠泥等防火材料嚴(yán)實(shí)封堵,這是相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范明確要求需設(shè)計(jì)時(shí)留意的。
3.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)
根據(jù)規(guī)范《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95 2005年版)的有關(guān)要求,高層建筑應(yīng)按特級(jí)保護(hù)對(duì)象設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),除游泳池、溜冰場(chǎng)、衛(wèi)生間外,均應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。本工程火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)方式。在消防控制室設(shè)置有火災(zāi)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制器、消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備、消防警報(bào)及通訊設(shè)備、彩色CRT、打印機(jī)等設(shè)備及可直撥城市“119”火警電話的外線電話。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)除由消防電源作主要電源外,另設(shè)直流備用電源。CRT顯示器、消防通訊設(shè)備等的電源,另設(shè)UPS裝置供電。本工程報(bào)警設(shè)備按照全面保護(hù)方式進(jìn)行設(shè)置,在《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95 2005年版)及《汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50067-97)等規(guī)范規(guī)定的場(chǎng)所及根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)程度、消防功能要求需要的各有關(guān)場(chǎng)所設(shè)置火災(zāi)探測(cè)器。值得注意的是本工程1~3層商業(yè)的中庭高度超過(guò)12m,配置自動(dòng)尋的消防炮系統(tǒng)。每個(gè)防火分區(qū)均設(shè)置手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕,從一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最鄰近的一個(gè)手動(dòng)按鈕距離均不大于30m;系統(tǒng)還可接受水流指示器、壓力開(kāi)關(guān)、信號(hào)閥、消火栓啟泵按鈕、防火閥等設(shè)備的報(bào)警信號(hào),并可監(jiān)視防排煙閥、消防水泵、消防風(fēng)機(jī)的狀態(tài)信號(hào)、地下水池或屋面水箱消防水位狀態(tài)信號(hào)、市電與自備電及消防水泵主備用電源的工作狀態(tài)、消防電梯的故障狀態(tài)和停用狀態(tài)。消控室內(nèi)彩色CRT應(yīng)能顯示保護(hù)對(duì)象的重點(diǎn)部位、疏散通道及消防設(shè)備所在位置的平面圖等。在消防水泵房、備用發(fā)電機(jī)房、變配電所、消防風(fēng)機(jī)房、消防電梯機(jī)房設(shè)置消防專用電話分機(jī),在手動(dòng)報(bào)警按鈕和各避難層每隔20m設(shè)置消防專用電話插口。消控中心設(shè)置可直接報(bào)警的外線電話。根據(jù)規(guī)范要求,在各層均設(shè)置一定數(shù)量的事故廣播揚(yáng)聲器,火災(zāi)事故確認(rèn)后,將著火層及上、下層的事故廣播揚(yáng)聲器自動(dòng)接通,指揮人員有秩序地疏散。消防設(shè)備的控制與顯示等功能應(yīng)按《消防控制室通用技術(shù)要求》GA767-2008的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)現(xiàn)象,那么將會(huì)造成無(wú)可估計(jì)的損失,首先的樓層高,其次是人員密集,因此,電氣線路火災(zāi)的防止必須提起重視。《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95 2005年版)9.5.1條規(guī)定:高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大、人員密集等場(chǎng)所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。將用于報(bào)警切斷的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器設(shè)置在重要消防設(shè)備供電回路上。總而言之,防止高層建筑發(fā)生火災(zāi)是高層建筑電氣設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié),火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定來(lái)進(jìn)行,使其能夠最大限度發(fā)揮其功能和作用。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號(hào):TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1.概述
隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展,建筑物的規(guī)模不斷擴(kuò)大,其內(nèi)各種電氣設(shè)備的使用逐漸增多,特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的普及,建筑物越來(lái)越多采用各種信息化的電氣設(shè)備。這就對(duì)供電系統(tǒng)的安全、可靠性提出了更高的要求,對(duì)高層建筑物內(nèi)部的電子設(shè)備的外部環(huán)境有了更加研究的要求。我國(guó)20世紀(jì)80年代才開(kāi)始進(jìn)行高層建筑用電負(fù)荷的專題研究。許多計(jì)算都是照搬國(guó)外經(jīng)驗(yàn),但國(guó)情不同、地域不同,需要系數(shù)不合理,單位容量指標(biāo)偏低。隨著高層建筑的不斷興建,用電設(shè)備增加,特別是在高層建筑內(nèi),空調(diào)及電梯負(fù)荷的大量使用是電力負(fù)荷發(fā)生很大變化的一個(gè)很重要的因素。
2.高層建筑配電設(shè)計(jì)的負(fù)荷計(jì)算
高層建筑用電設(shè)備增加,嚴(yán)格確定用電的負(fù)荷特別重要,以前由于設(shè)計(jì)的每戶負(fù)荷定得不高,所配置的電表、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線截面均偏小,造成經(jīng)常性的負(fù)荷跳閘,超負(fù)荷運(yùn)行而燒壞開(kāi)關(guān)、電表和電線的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。如果要提高高層建筑配電系統(tǒng)的可靠性和正確選擇各類配電設(shè)備的容量,我們就必須科學(xué)且合理的進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。
目前多采用需用系數(shù)法,利用系數(shù)法和二項(xiàng)式法來(lái)求得“計(jì)算負(fù)荷”。我們定義:
需用系數(shù);利用系數(shù)
需用系數(shù)法 用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù),直接求出計(jì)算負(fù)荷。其計(jì)算公式為:
其中,, 分別為單元計(jì)算負(fù)荷和用電設(shè)備的總功率, 為需要系數(shù),可查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。
利用系數(shù)法 采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷的平均負(fù)荷,再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響,乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷。
二項(xiàng)式法 在設(shè)備組容量之和的基礎(chǔ)上,考慮若干容量最大設(shè)備的影響,采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和法計(jì)算負(fù)荷,計(jì)算公式:
其中, 為用電設(shè)備的總功率,kW; 為用電設(shè)備中n臺(tái)中最大功率用電設(shè)備的設(shè)備功率,kW; 為單元計(jì)算負(fù)荷,kW; c, b為二項(xiàng)式系數(shù),可出參考工程設(shè)計(jì)手冊(cè)。
3.負(fù)荷計(jì)算工程實(shí)例
3.1工程概況
某廣場(chǎng)建筑為綜合性高層建筑,屬于一類高層建筑。主體共29層,分為A、B兩棟,一至四層為高層裙房,其功能為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、寫字間、商場(chǎng)、游泳池等,五至二十八層均為住宅。建筑面積57667m2。
3.2負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)及要求
該城市屬于一類氣象區(qū),要求的功率因數(shù)為0.9。從而必須設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)作為消防設(shè)備及重要公用電力的備用電源,住宅每戶用電容量的標(biāo)準(zhǔn)建議值6kw/戶,其余動(dòng)力負(fù)荷按實(shí)際功率考慮,商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)負(fù)荷按 100W/mZ考慮計(jì)算。
根據(jù)公式:
; ; ;
其中,Ijs為計(jì)算電流,A; Sjs為在功率,kVA; U為電壓,kV;Pjs為有功計(jì)算負(fù)荷,kW;Qjs為無(wú)功計(jì)算負(fù)荷,kVAR;Kx為需用系數(shù);P為設(shè)備功率,kW。
整棟樓的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是根據(jù)相關(guān)專業(yè)的要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)的,負(fù)荷計(jì)算是其中重要的環(huán)節(jié)之一。限于篇幅有限本文中僅將A棟的計(jì)算部分成果寫出。A棟高層功能比較復(fù)雜,包括生活水泵房、消防泵房、游泳池等公用設(shè)施。其計(jì)算見(jiàn)表1:
表1 廣場(chǎng)A棟高層用電負(fù)荷計(jì)算表(部分)
A棟NO.8,NO.9柜是NO.10及NO.11電源的進(jìn)線,包括消防泵房用電和一般用電,消防用電負(fù)荷是360KW,一般用電負(fù)荷是257KW,取較大負(fù)荷作為計(jì)算負(fù)荷,主要是因?yàn)橄镭?fù)荷啟動(dòng)時(shí),一般用電己被切斷,所以NO.8,NO.9柜的設(shè)備容量取360KW。A棟的NO.4,NO.5及B棟NO.3,NO.4柜是為住宅供電的,住宅的母線采用YFYJV-240mm2-25mm2,主干母線采用 240mm2交聯(lián)聚氯乙烯絕緣和護(hù)套鋼帶電力電纜,分枝母線采用25mm2交聯(lián)聚氯乙烯絕緣和護(hù)套鋼帶電力電纜。
4.結(jié)語(yǔ)
我國(guó)建筑電氣水平存在不少的問(wèn)題,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在一定的差距,不過(guò)我國(guó)現(xiàn)在已有一套比較完整的IEC建筑物電氣裝置標(biāo)準(zhǔn)可以作為編制建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范的依據(jù)、IEC標(biāo)準(zhǔn)是許多國(guó)家從多年無(wú)數(shù)電氣事故中總結(jié)得出的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),我國(guó)高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的許多問(wèn)題也會(huì)因此進(jìn)一步加以明確和解決。隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,高層建筑的智能化和網(wǎng)絡(luò)化是必然趨勢(shì),一些尖端科技如激光通信技術(shù)和虛擬社區(qū)技術(shù)等也將在智能大廈領(lǐng)域得到應(yīng)用并發(fā)揮重要功能。
參考文獻(xiàn)
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針對(duì)超高層建筑的特點(diǎn),現(xiàn)對(duì)超高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)解析如下。
1.1供電電源的高可靠性《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-2009第3.0.2要求:“一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由雙重電源供電,當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。”這一規(guī)定是基于城市電網(wǎng)完好,兩個(gè)電源不致同時(shí)發(fā)生故障的情況,沒(méi)有考慮到城市電網(wǎng)發(fā)生重大故障導(dǎo)致全面癱瘓的可能。雖然規(guī)范3.0.3明確:一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷(如計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)用電、安防系統(tǒng)用電、消防用電等)除應(yīng)由雙重電源供電外,尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源,但對(duì)非消防一級(jí)負(fù)荷(如走道照明、客梯用電、生活水泵、排污泵用電等)未明確是否增設(shè)第三電源。超高層建筑通常為地標(biāo)式建筑,為提高上述非消防一級(jí)負(fù)荷的供電水平,亦應(yīng)為其設(shè)置自備應(yīng)急發(fā)電機(jī)組作為第三電源,以確保城市電網(wǎng)癱瘓時(shí)大廈的基本運(yùn)營(yíng),將經(jīng)濟(jì)損失減少到最低程度。同時(shí)設(shè)置不間斷電源裝置UPS、應(yīng)急電源裝置EPS,為智能化信息系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)等提供第四電源。
1.2配電系統(tǒng)主接線的安全可靠性變壓器總?cè)萘繛?5000kVA及以上,宜采用20kV及以上電壓等級(jí)供電;變壓器總?cè)萘吭?5000kVA及以下,宜采用10kV及以上電壓等級(jí)供電。具體情況需與當(dāng)?shù)毓╇姴块T協(xié)商。兩回10(20)kV中壓電源應(yīng)采用同時(shí)工作、互為備用、單母線分段運(yùn)行方式。消防負(fù)荷、非消防負(fù)荷在0.4kV低壓母線段處嚴(yán)格分開(kāi),彼此獨(dú)立、互不干擾,并分別設(shè)置消防負(fù)荷、非消防一級(jí)負(fù)荷(保證負(fù)荷)專用應(yīng)急母線段,以確保消防負(fù)荷供電的安全可靠性。低壓配電系統(tǒng)采用單母線分段運(yùn)行方式,干線系統(tǒng)采用放射式、樹(shù)干式或二者兼用的混合式。垂直干線電纜配電,按每條電力電纜干線供電負(fù)荷不超過(guò)8層設(shè)置(一般每隔15層45m設(shè)一避難層,即兩個(gè)避難層之間同類別負(fù)荷干線為2條及以上,對(duì)提高供電可靠性有利)。
1.3分區(qū)設(shè)置變配電所的合理性應(yīng)根據(jù)不同性質(zhì)用電負(fù)荷分布密度,將變配電所設(shè)置于各功能區(qū)段,如冷凍站與泵站地下區(qū)、低中區(qū)、中高區(qū)、超高區(qū)的負(fù)荷中心(如地下層、避難層、中間設(shè)備轉(zhuǎn)換層、頂層)。低壓出線柜至末端配電箱線路的最大供電半徑控制在(200-50)x0.8=120m以下(末端配電箱至用電設(shè)備的線路長(zhǎng)度控制在50m以下)。低壓供電線路的總長(zhǎng)度具體應(yīng)按照總電壓降不超過(guò)5%的要求確定。為了設(shè)備運(yùn)輸和檢修方便,變壓器最大單臺(tái)容量地下層控制在2500kVA及以下,電抗率8%;地上避難層、設(shè)備層、頂層控制在1000kVA及以下,電抗率6%。當(dāng)專用運(yùn)輸梯的載重量達(dá)4.9(5.0)t時(shí),地上設(shè)備層可放寬到2000kVA及以下。從節(jié)省設(shè)備用房占地面積、節(jié)省線材造價(jià)的角度考慮,10kV高壓開(kāi)關(guān)柜與變壓器相距不宜過(guò)遠(yuǎn),盡量靠近,0.4kV低壓開(kāi)關(guān)柜與變壓器盡量靠近,間隔0.8~1.0m為宜,必要的時(shí)候亦可選用緊湊型組合式變配電站。
1.4自備應(yīng)急電源(發(fā)電機(jī)、UPS、EPS)的合理選取與配置200m及以下區(qū)段宜選用0.4kV發(fā)電機(jī)組,400m以上區(qū)段應(yīng)選用10kV發(fā)電機(jī)組,將應(yīng)急電源直接饋送至各功能區(qū)段的負(fù)荷中心,降低能耗和節(jié)省線材。亦可通過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)合理性比較,均選用10kV或0.4kV發(fā)電機(jī)組。同時(shí)分區(qū)設(shè)置專用的UPS、EPS機(jī)房(需考慮結(jié)構(gòu)荷重),為智能化信息系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)等提供不間斷電源。
1.5防雷接地的特殊重要性現(xiàn)代超高層建筑大量采用鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),本身引雷能力強(qiáng),遭受雷擊的概率增大,且外立面多采用帶金屬構(gòu)件的玻璃幕墻,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮外部防雷和內(nèi)部防雷,兼顧各種用途的接地需要,把防雷接地的各要素與結(jié)構(gòu)鋼筋、金屬構(gòu)件等有機(jī)結(jié)合,構(gòu)成統(tǒng)一協(xié)調(diào)、安全可靠的防雷接地體系。
1.6電氣火災(zāi)防范與智能疏散的極端重要性根據(jù)超高層建筑內(nèi)部的不同功能分區(qū),分別設(shè)置消防控制分控中心,各功能分區(qū)自成系統(tǒng),獨(dú)立運(yùn)行,以實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)。同時(shí),大廈首層(或地下一層)設(shè)置消防控制主中心,可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控各分控中心的狀態(tài),全面提高電氣火災(zāi)防范的安全可靠性。除了常規(guī)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)外,超高層建筑還應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)(多級(jí)防火剩余電流動(dòng)作報(bào)警、過(guò)電流超溫報(bào)警系統(tǒng))、氣體滅火控制系統(tǒng)、固定消防炮滅火控制系統(tǒng)、消防水泵定期自動(dòng)巡檢系統(tǒng)、空氣采樣早期煙霧探測(cè)系統(tǒng)等多種特殊且必需的系統(tǒng)。同時(shí),需設(shè)置應(yīng)急照明智能疏散逃生系統(tǒng),這是因?yàn)槌邔咏ㄖ?nèi)人員流動(dòng)大、密集度高、疏散通道復(fù)雜。為了做到“安全、準(zhǔn)確、迅速”逃生,須引入智能化動(dòng)態(tài)疏散的理念,以火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)的、真實(shí)的信息為依據(jù),根據(jù)預(yù)設(shè)的疏散方案進(jìn)行局部疏散路徑的動(dòng)態(tài)調(diào)整、優(yōu)化,從而有效解決安全、準(zhǔn)確快速疏散問(wèn)題。
1.7避難層的供電、火災(zāi)應(yīng)急廣播及消防通信的特殊要求避難層內(nèi)除空調(diào)機(jī)房外,其他動(dòng)力、照明等配電干線須單獨(dú)設(shè)置,不應(yīng)與其他層公用,且均應(yīng)采用消防雙電源供電并在末端自投,以確保避難層電氣消防的獨(dú)立性和可靠性。
1.8航空障礙燈設(shè)置的特殊要求應(yīng)標(biāo)志出超高層建筑的最高點(diǎn)和最邊緣(即視高和視寬),并應(yīng)在中間層加設(shè)障礙燈,中間層的距離必須大于45m并盡可能相等,水平距離亦不大于45m;按規(guī)范在不同高度選用不同光強(qiáng)、不同類型的障礙燈,確保在不同高度的障礙燈數(shù)目及排列,應(yīng)能從各個(gè)方位都能看到超高層建筑的輪廓,并且考慮障礙燈的同步閃爍,以達(dá)到明顯的警示作用。
1.9電氣節(jié)能與環(huán)保技術(shù)應(yīng)用、綠色建筑創(chuàng)建的必要性超高層建筑的使用功能非常復(fù)雜、用電量負(fù)荷極大,電氣節(jié)能與環(huán)保技術(shù)應(yīng)用的潛力巨大,效果明顯。首先應(yīng)深入研究、全面優(yōu)化其高、低壓變配電系統(tǒng)和應(yīng)急電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,并設(shè)置綜合能耗計(jì)量與運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng),從系統(tǒng)配置和管理上為節(jié)省電能創(chuàng)造有利條件。同時(shí),應(yīng)充分開(kāi)發(fā)與利用可再生能源,積極采用綠色照明、太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)及其他各種有效的電氣節(jié)能技術(shù);積極采用環(huán)保型發(fā)電機(jī)、無(wú)煙無(wú)鹵清潔型電纜及其他各種有效的電氣環(huán)保技術(shù);設(shè)置智能照明控制系統(tǒng)、各種機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、綜合能耗獨(dú)立分項(xiàng)計(jì)量與運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)等。從設(shè)備選型、系統(tǒng)配置和運(yùn)營(yíng)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)多管齊下,最大限度地節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、減少污染,力爭(zhēng)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-2006中的“三星”或“二星”等級(jí)。“綠色建筑”指在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護(hù)環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。綠色建筑對(duì)住宅建筑而言,要求公共場(chǎng)所和部位的照明采用高效光源、高效燈具和低損耗鎮(zhèn)流器等附件,并采取其他節(jié)能控制措施,在有自然采光的區(qū)域設(shè)定定時(shí)或光電控制。智能化系統(tǒng)定位正確,采用的技術(shù)先進(jìn)、實(shí)用、可靠,達(dá)到安全防范子系統(tǒng)、管理與設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的基本配置要求。綠色建筑對(duì)公共建筑而言,要求各房間或場(chǎng)所的照明功率密度值不高于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034規(guī)定的現(xiàn)行值。新建的公共建筑,冷熱源、輸配系統(tǒng)和照明等各部分能耗進(jìn)行獨(dú)立分項(xiàng)計(jì)量。建筑室內(nèi)照度、統(tǒng)一眩光值、一般顯色指數(shù)等指標(biāo)滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034中的有關(guān)要求,建筑智能化系統(tǒng)定位合理,信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能完善。建筑通風(fēng)、空調(diào)、照明等設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)合理,系統(tǒng)高效運(yùn)營(yíng)。
1.10智能化系統(tǒng)的復(fù)雜性與功能完備性超高層建筑智能化系統(tǒng)極其復(fù)雜,功能要求非常完備,主要系統(tǒng)有:火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)(含眾多子系統(tǒng));通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(含入侵報(bào)警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、停車庫(kù)管理系統(tǒng)等子系統(tǒng));有線電視與衛(wèi)星電視接收系統(tǒng);VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng);無(wú)線信號(hào)增強(qiáng)系統(tǒng)(無(wú)線對(duì)講系統(tǒng));IC卡一卡通綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng);廣播、擴(kuò)聲與同聲傳譯系統(tǒng);多媒體數(shù)字會(huì)議系統(tǒng);電子信息顯示系統(tǒng);建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BA)(能耗遠(yuǎn)傳自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等);智能化系統(tǒng)集成;信息機(jī)房工程。
1.11需專項(xiàng)研究?jī)?nèi)容城市電網(wǎng)(外部供電電源)供電電壓等級(jí)的調(diào)查研究;自備應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的電壓等級(jí)選擇研究;發(fā)電機(jī)冷卻方式比較研究;電氣消防性能化評(píng)估;太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電與風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)研究;智能化系統(tǒng)集成技術(shù)研究等。
關(guān)鍵詞:高層建筑;電氣設(shè)計(jì);重點(diǎn)分析
我國(guó)的城市化進(jìn)程在不斷的加快,在城市化進(jìn)程的過(guò)程中,高層建筑的數(shù)量在不斷的增加,因此必須要重視高層建筑的設(shè)計(jì),保證高層建筑的安全,要想提高高層建筑的安全性,就必須要重視建筑電氣的設(shè)計(jì),在對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中,一定要進(jìn)行反復(fù)的推敲,認(rèn)真、仔細(xì),保證建筑電氣的功效得到充分的發(fā)揮,滿足高層建筑的實(shí)際需求。
1 高層建筑電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
高層建筑中有許多的設(shè)備會(huì)和電器相連接,這些設(shè)備的種類較多,樓梯過(guò)道室內(nèi)和安全照明等電器設(shè)備,消防水泵和生活水泵等排水設(shè)備,客梯或者是電梯等電梯設(shè)備,鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)等鍋爐房設(shè)備,除此之外,還有其他的一些家用電器,這些設(shè)備要想正常的運(yùn)行,都必須要利用電能,因此必須要重視高層建筑電氣的設(shè)計(jì)。高層建筑電氣設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作,不同的建筑在功能方面存在著極大的差異,由于高層建筑的功能不同,導(dǎo)致了用電量也存在著顯著的差別,為了能夠最大限度地降低電能的消耗,就可以對(duì)一些有著獨(dú)特性能的電氣設(shè)備配置獨(dú)立電源,在這樣的情況下,一旦發(fā)生事故,就能夠及時(shí)的避免一些重要設(shè)備發(fā)生損壞,降低事故可能會(huì)產(chǎn)生的損失。
2 高層建筑電氣設(shè)計(jì)的重點(diǎn)
2.1 供電電源和電壓的選擇
高層建筑要想正常的運(yùn)轉(zhuǎn)是離不開(kāi)電能的,為了充分的保證供電的安全性與可靠性,在一般的情況下,高層建筑都會(huì)設(shè)置2個(gè)相對(duì)獨(dú)立的電源,這樣即使一個(gè)電源出現(xiàn)問(wèn)題,另外的一個(gè)電源也可以保證高層建筑正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。電源的數(shù)量還要根據(jù)實(shí)際的電網(wǎng)情況和電負(fù)荷大小來(lái)決定,不同的建筑設(shè)置的電源數(shù)量也存在著差異。如果使用的是兩個(gè)獨(dú)立的電源,那么在運(yùn)行的方式上,就可以使用同時(shí)供電的方式,在這樣的情況下,這兩個(gè)電源就能夠起到互為備用的作用,除此之外,為了充分的保證高層建筑供電的安全性,可以使用柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電,柴油發(fā)電機(jī)可以在較短的時(shí)間內(nèi)保證建筑物恢復(fù)供電,使得一些電氣設(shè)備能夠正常的運(yùn)行。
2.2 負(fù)荷計(jì)算
電力負(fù)荷在高層建筑供電設(shè)計(jì)的過(guò)程中是非常重要的,可以為電氣設(shè)計(jì)提供參考數(shù)據(jù),而且電力復(fù)負(fù)荷的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高,使用電力負(fù)荷參數(shù)可以充分的保證整個(gè)建筑物的電力能夠安全的運(yùn)行,通過(guò)參數(shù)計(jì)算,可以明確氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn),最大限度地發(fā)揮建筑電氣的功效,一般的高層建筑電氣在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,對(duì)電力負(fù)荷的計(jì)算方式會(huì)采取需要系數(shù)法和負(fù)荷密度法。
2.3 配電系統(tǒng)
高層建筑電氣使用的是高低壓電的配電系統(tǒng),在一般的情況下,高壓配電系統(tǒng)使用的是兩路的電源,兩路電源是在供電的過(guò)程中所使用的,可以充分的保證整個(gè)供電過(guò)程的可靠性。而且高壓配電系統(tǒng)使用的是單母線分段形式,這種形式可以進(jìn)行自動(dòng)切換,相互備用,保證建筑物內(nèi)的一些電器能夠正常的運(yùn)行。無(wú)論是低壓干線還是高壓系統(tǒng),其配電方式都是放射式系統(tǒng),對(duì)于樓層所使用的配電方式是混合式系統(tǒng),正是基于這一特點(diǎn),有許多的高層建筑在施工的過(guò)程中都會(huì)使用插接式母線槽,插接式母線槽在進(jìn)行水平走線的過(guò)程中比較困難,可以根據(jù)實(shí)際的情況,采取其他的方式。
2.4 防雷與接地
高層建筑在進(jìn)行接地設(shè)計(jì)的過(guò)程中,由于在地基施工的過(guò)程中會(huì)使用鋼筋混凝土剪力墻技術(shù),在這樣的情況下,就能夠保證墻體和地板進(jìn)行有效的連接。因此,在進(jìn)行建筑電氣接地設(shè)計(jì)的過(guò)程中,必須要對(duì)金屬管線做好保護(hù)措施,由于高層建筑在施工的過(guò)程中會(huì)將工作接地、電氣設(shè)備保護(hù)接地和防雷接地合在一起,形成一種混合接地系統(tǒng),因此,在鋼筋混凝土基礎(chǔ)施工的過(guò)程中,就能夠?qū)摻罨炷粱A(chǔ)當(dāng)做是接地板,如果遇到特殊的情況,還需要進(jìn)行人工接地,這樣才能夠充分的保證建筑物的可靠性。
2.5 設(shè)備的選型
在高層建筑中,變配電室通常情況下都是在主樓的地下層,因此,在這種情況下不適合采用油開(kāi)關(guān),而高壓開(kāi)關(guān)柜在應(yīng)用方面卻有著非常好的優(yōu)勢(shì)。高壓開(kāi)關(guān)柜是一種真空開(kāi)關(guān),在進(jìn)行操作的時(shí)候更加安全和方便。根據(jù)相關(guān)的防火要求,在主樓內(nèi)是不允許安裝大容量的電力變壓器,因此,在電力變壓器的容量方面要進(jìn)行充分的考慮。為了更好的保證高層建筑的供電可靠性,通常都是要準(zhǔn)備應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的,以前都是準(zhǔn)備柴油發(fā)電機(jī)組的,但是,現(xiàn)在,很多的高層建筑使用了汽輪發(fā)電機(jī),這種發(fā)電機(jī)在體積和重量方面都是非常輕的,而且,在反映速度方面也是非常好的。
2.6 電氣照明設(shè)計(jì)
電氣照明設(shè)計(jì),包括光源選擇、照度計(jì)算、燈具造型,燈具布置,眩光控制和調(diào)光控制和照明配電線路敷設(shè)等。照明設(shè)計(jì)與建筑裝飾有著非常密切的關(guān)系,應(yīng)該相互配合,在使用功能及藝術(shù)意境方面求得統(tǒng)一。選用高光效電光源,可以取得節(jié)能的明顯效果。照明線路和供電方式要求安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、電壓穩(wěn)定。由于電氣照明線路與人們接觸的機(jī)會(huì)較多,所以電氣照明設(shè)備外露的、不應(yīng)帶電的金屬部分都須絕緣或接地。重要場(chǎng)合的照明和事故照明,要有兩個(gè)電源供電,確保供電可靠。照明線路最好專用,以免影響電光源的壽命和照明質(zhì)量。
3 高層建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)
我國(guó)一直以來(lái)都是一個(gè)地域發(fā)展不平衡,能源相對(duì)缺乏、人口較多的國(guó)家,目前前全球能源緊缺、人口不斷增長(zhǎng)的情況下,城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)呈節(jié)能化發(fā)展趨勢(shì)。在城市高層建筑設(shè)計(jì)中注重節(jié)能是十分必要的,具有的意義也是較為深遠(yuǎn)的。近年來(lái),隨著"綠色工業(yè)革命"的興起,節(jié)能成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要目標(biāo)。城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能化發(fā)展代表著建筑行業(yè)技術(shù)應(yīng)用的高水平階段,是建筑行業(yè)傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)與現(xiàn)代的信息技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物。由于高層建筑多建筑功能全面而設(shè)施復(fù)雜,所以其對(duì)設(shè)計(jì)和管理的要求就非常嚴(yán)格。有鑒于不同的設(shè)備其功能和性能存在著很大的差別,所以盲目的追求最新和最全是非常不切合實(shí)際的。電氣系統(tǒng)的操作簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)要經(jīng)濟(jì)合理,技術(shù)先進(jìn)但要選擇可靠實(shí)用經(jīng)過(guò)實(shí)例證明成功應(yīng)用的產(chǎn)品,選擇穩(wěn)妥、可靠的新技術(shù),盡可能簡(jiǎn)化系統(tǒng),力求做經(jīng)濟(jì)節(jié)約、技術(shù)可靠和質(zhì)量過(guò)關(guān),切勿盲目求新貪大。
4 結(jié)論
經(jīng)濟(jì)社會(huì)在不斷發(fā)展,高層建筑也將獲得更好的發(fā)展,在高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中要對(duì)電氣設(shè)計(jì)工作進(jìn)行重視,這樣能夠在設(shè)計(jì)過(guò)程中減少能源的浪費(fèi)情況,同時(shí),也能降低環(huán)境污染問(wèn)題,給人們提供一個(gè)舒適和安全的居住環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
[1]陳志民.探討高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)[J].廣東科技,2009(18).
高層建筑電氣設(shè)計(jì)(不含弱電和消防)的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
1、負(fù)荷的計(jì)算
電力負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的依據(jù)參數(shù)。計(jì)算準(zhǔn)確與否,對(duì)合理選擇設(shè)備,安全可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,均起決定性作用。高層建筑的電力負(fù)荷計(jì)算,基本上采用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法。
2、供電電源及電壓的選擇
為了保證供電可靠性,現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源,具體數(shù)量應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨(dú)立電源運(yùn)行方式,原則上是兩路同時(shí)供電,互為備用。另外,還須裝設(shè)應(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)組,要求在15秒鐘內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)供電,保證事故照明、電腦設(shè)備、消防設(shè)備、電梯等設(shè)備的事故用電。國(guó)內(nèi)高層建筑的供電電壓,一般采用10kV標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)。
3、高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
(1)高壓配電系統(tǒng):現(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨(dú)立的10kV電源同時(shí)供電。一般高壓采用單母線分段,自動(dòng)切換,互為備用。母線分段數(shù)目,與電源進(jìn)線回路數(shù)相適應(yīng)。只有當(dāng)供電電源為一主一備時(shí),才考慮采用單母線不分段的結(jié)線。電源進(jìn)線幾乎全部采用電纜進(jìn)線。
(2)計(jì)費(fèi)方式,采用高供高計(jì)。但在低壓側(cè),仍裝設(shè)計(jì)費(fèi)電度表,采用將照明與動(dòng)力分開(kāi)的兩部電價(jià)法。有些地方供電部門又把空調(diào)設(shè)備的用電,全部劃入照明計(jì)價(jià)系統(tǒng),一般做法是安裝總表及動(dòng)力表,由總表減去動(dòng)力表以后,全部為照明電費(fèi)。
(3)為減少變壓器臺(tái)數(shù),單臺(tái)變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側(cè)的短路電流,正常時(shí)變壓器解列運(yùn)行,中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。照明和動(dòng)力分開(kāi)設(shè)變壓器,當(dāng)動(dòng)力用電容量太小時(shí),動(dòng)力變壓器可不分開(kāi)裝設(shè),而在低壓側(cè)應(yīng)對(duì)動(dòng)力負(fù)荷分類計(jì)費(fèi)。
(4)高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。樓層配電則為混合式系統(tǒng)。配電設(shè)備中的主要部分是干線。現(xiàn)代高層建筑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(lián)接。每層樓豎井設(shè)層配電小間。層間配電箱經(jīng)插接自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)從豎井母干線取得電源。當(dāng)層數(shù)較多負(fù)荷數(shù)較大時(shí),一般按層數(shù)分區(qū)供電,或?qū)⒆儔浩鞣稚⒃O(shè)在地下層、中間層或最頂層。
(5)低壓配電系統(tǒng)各級(jí)開(kāi)關(guān)均采用自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)(斷路器),設(shè)置瞬時(shí)、短延時(shí)、長(zhǎng)延時(shí)三級(jí)過(guò)流保護(hù)裝置。各級(jí)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)的保護(hù)整定,應(yīng)注意選擇性配合,防止越級(jí)跳閘。
(6)所有電梯均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進(jìn)線。在電梯機(jī)房的末端配電箱,設(shè)兩路電源的自動(dòng)切換裝置,互為備用。
(7)功率因數(shù)按規(guī)定應(yīng)補(bǔ)償?shù)?.9—0.95。無(wú)功補(bǔ)償都采用集中補(bǔ)償方式。為降低變壓器容量,多集中裝設(shè)在低壓側(cè),與配電屏放在一起,但必須采用干式移相電容器。
4、主要設(shè)備的選型
(1)高壓開(kāi)關(guān)柜。現(xiàn)代高層建筑的變配電室設(shè)在主樓地下層,按規(guī)定不宜采用油開(kāi)關(guān)。國(guó)外用于高層建筑的開(kāi)關(guān)有三種類型可供選用:高壓空氣斷路器,SF6開(kāi)關(guān)和真空斷路器。其中高壓空氣斷路器因技術(shù)陳舊,SF6開(kāi)關(guān)尺寸較大,氣體具有毒性,故目前10kV真空斷路器應(yīng)用的較為普遍。因此,應(yīng)根據(jù)高層建筑地下室的標(biāo)準(zhǔn),選用具有“五防”功能的真空開(kāi)關(guān)手車式高壓開(kāi)關(guān)柜。
(2)電力變壓器。根據(jù)防火要求,主樓內(nèi)是不允許裝設(shè)大容量的油浸電力變壓器的。國(guó)外有干式變壓器、SF6變壓器和硅油變壓器等三種產(chǎn)品可供選用。國(guó)內(nèi)沈陽(yáng)第二變壓器廠、北京變壓器廠、廣東順德特種變壓器廠等廠生產(chǎn)的干式變壓器,主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
(3)低壓配電屏。國(guó)外低壓配電屏的結(jié)構(gòu),幾乎都做成抽屜式,特別是大容量的出線,則做成手車式。國(guó)內(nèi)許多生產(chǎn)廠家的低壓配電屏也有引進(jìn)技術(shù)做成抽屜式結(jié)構(gòu)的,其中有的(如多米諾組合式開(kāi)關(guān)柜等)主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。低壓配電屏多采用自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)出線。當(dāng)配電變壓器的容量為1600kVA時(shí),低壓母線上的短路容量已超過(guò)40kA,目前國(guó)內(nèi)已能提供這樣大容量的產(chǎn)品(如多米諾組合式開(kāi)關(guān)柜和YDS型抽出式/混合式低壓開(kāi)關(guān)柜等)。
(4)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組。過(guò)去大多是采用柴油發(fā)電機(jī)組做應(yīng)急備用電源的。近年國(guó)外高層建筑已開(kāi)始采用燃汽輪發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)具有體積小、重量輕、反應(yīng)速度快,故障率低等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組必須是快速自起動(dòng)的。按國(guó)外規(guī)定,應(yīng)能在15s內(nèi)恢復(fù)供電。從可靠性出發(fā)最好選用兩臺(tái),自動(dòng)并車。容量較小時(shí)也可選用一臺(tái)。
(5)母線槽和電纜。插接式絕緣母線槽,具有容量大、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)外的現(xiàn)代高層建筑,插接式絕緣母線槽已完全取代了電纜豎井。遵義電氣控制設(shè)備廠研制的密集型插接式絕緣母線槽,主要技術(shù)性能指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,并在廣州中國(guó)大酒店、花園酒店及上海華亭賓館、雁蕩公寓等得到實(shí)際應(yīng)用。絕緣母線槽有銅的和鋁的兩種。
5、變電所位置的確定
現(xiàn)代高層建筑的用電量相當(dāng)大,在確定變電所位置時(shí),應(yīng)盡可能使高壓深入負(fù)荷中心。這對(duì)節(jié)約電能,提高供電質(zhì)量都有重要意義。國(guó)外高層建筑的變電所都設(shè)在主樓內(nèi)。建筑高度在30層左右的,大都集中在底層;60層左右的,則分散在地下層、中間層和頂層。也有僅在中間層或僅在地下層、頂層設(shè)變電所的。變電所的數(shù)量及其位置的分布,應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定。
6、微電腦在變電所中的應(yīng)用
現(xiàn)代高層建筑規(guī)模很大,所以其變電所的規(guī)模也較大。如湖南國(guó)貿(mào)中心大廈的初步設(shè)計(jì)時(shí),中心變電所設(shè)在地下三層,內(nèi)設(shè)手車式高壓開(kāi)關(guān)柜14臺(tái),抽屜式低壓配電屏近40臺(tái),電容補(bǔ)償柜12臺(tái),40Ah鎬鎳電池柜一套及中央信號(hào)屏,1600kVA變壓器二臺(tái),1250kVA變壓器二臺(tái),其建筑面積150十400m2左右;在第26層(主樓)設(shè)有變電所一個(gè)。在地下一層,設(shè)600kW自起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組二臺(tái)。整個(gè)供電系統(tǒng)很復(fù)雜,對(duì)這樣一個(gè)供電系統(tǒng),要求供電可靠,各種供電參數(shù)及開(kāi)關(guān)狀態(tài)、變壓器運(yùn)行狀態(tài)和各機(jī)房運(yùn)行狀態(tài),若用人工值班,通過(guò)電話聯(lián)系或人工巡視,工作量大,速度也很慢。設(shè)計(jì)人員在預(yù)留的控制室內(nèi)使用微電腦進(jìn)行監(jiān)測(cè)、管理,能迅速發(fā)現(xiàn)故障,使設(shè)備作最佳工況運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)遙控遙測(cè),達(dá)到節(jié)約能源,減少人力,安全、合理運(yùn)行。
7、電氣照明設(shè)計(jì)
電氣照明設(shè)計(jì),包括光源選擇、照度計(jì)算、燈具造型、燈具布置、眩光控制、調(diào)光控制和照明配電線路敷設(shè)等。照明設(shè)計(jì)與建筑裝飾有著非常密切的關(guān)系,應(yīng)該相互配合,在使用功能及藝術(shù)意境方面求得統(tǒng)一。選用高光效電光源,可以取得節(jié)能的明顯效果。
建筑電氣技術(shù)作為現(xiàn)代建設(shè)技術(shù)的核心,當(dāng)前正面臨著新的挑戰(zhàn)。城市的規(guī)模越來(lái)越大,建筑群的功能特征趨明顯,出現(xiàn)了中央商務(wù)區(qū)、休閑商務(wù)區(qū)、工業(yè)園區(qū)、行政中心區(qū)、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、高層小區(qū)等區(qū)域。現(xiàn)代城市管理必須采用信息化手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)這些區(qū)域的建筑群與建筑設(shè)備的綜合管理,這是對(duì)建筑電氣技術(shù)提出的挑戰(zhàn)。建筑物的防災(zāi)、減災(zāi)及反恐安全問(wèn)題得到人們的普遍重視,建筑物中的消防、安防、防災(zāi)等電子設(shè)備及應(yīng)急供電設(shè)備已成為不可缺少的裝備。由于這些裝備須每天24h時(shí)自動(dòng)工作,惟有借助智能化的應(yīng)用系統(tǒng),才能使之精準(zhǔn)、有效、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。同時(shí),在當(dāng)今推行綠色建筑的理念中,選擇電氣設(shè)備與材料時(shí)需要考慮更多的問(wèn)題,如采用低損耗的鐵磁材料制造電機(jī)與變壓器,采用低煙無(wú)鹵的絕緣材料、高效的光源等,電氣工程的設(shè)計(jì)更加復(fù)雜,不僅要滿足建筑物對(duì)信息流與能源流的分配與控制,而且要采用智能化與數(shù)字化的技術(shù)實(shí)現(xiàn)各種節(jié)能控制與優(yōu)化管理,進(jìn)而為整個(gè)區(qū)域的建筑群綜合事務(wù)管理提供技術(shù)保障。顯然,智能化、數(shù)字化與綠色化已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑電氣技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。
目前設(shè)計(jì)者應(yīng)該熟悉和掌握的與高層建筑電氣有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范主要有《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50045-95)、《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50116-98)、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ16-2008)等。前兩部是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),后者是國(guó)家建設(shè)部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
一、高層建筑電氣設(shè)計(jì)原則
由于人口的增加、工業(yè)的發(fā)展、生活水平的提高,能源的消耗也就急劇增加,能源危機(jī)迫在眉睫。因此,各行各業(yè)提出了節(jié)能的要求,節(jié)約二次能源―――電能,也就成為民用建筑電氣設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)。建筑電氣節(jié)能應(yīng)堅(jiān)持以下三個(gè)原則:
1、滿足建筑物的功能
即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù);滿足舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量,也就是舒適衛(wèi)生;滿足上下、左右的運(yùn)輸通道暢通無(wú)阻;滿足特殊工藝要求,如娛樂(lè)場(chǎng)所的一些電氣設(shè)施的用電、展廳的工藝照明及電力用電等。
2、考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益
節(jié)能應(yīng)按國(guó)情考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益,不能因?yàn)楣?jié)能而過(guò)高地消耗投資,增加運(yùn)行費(fèi)用,而是應(yīng)該讓增加的部分投資,能在幾年或較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。
3、節(jié)省無(wú)謂消耗的能量
節(jié)能的著眼點(diǎn),應(yīng)是節(jié)省無(wú)謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無(wú)關(guān)的,再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗、傳輸電能線路上的有功損耗都是無(wú)用的能量損耗,又如量大面廣的照明容量,宜采用先進(jìn)技術(shù)使其能耗降低。
二、高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
1、負(fù)荷的計(jì)算
電力負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的依據(jù)參數(shù)。計(jì)算準(zhǔn)確與否,對(duì)合理選擇設(shè)備,安全可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,均起決定性作用。高層建筑的電力負(fù)荷計(jì)算, 基本上采用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法。
2、供電電源及電壓的選擇
為了保證供電可靠性,現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源,具體數(shù)量應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨(dú)立電源運(yùn)行方式, 原則上是兩路同時(shí)供電,互為備用。另外,還須裝設(shè)應(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)組,要求在5秒鐘內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)供電,保證事故照明、電腦設(shè)備、消防設(shè)備、電梯等設(shè)備的事故用電。國(guó)內(nèi)高層建筑的供電電壓, 都采用10 kv 標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)。
3、高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(1)高壓配電系統(tǒng):現(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨(dú)立的10 kv 電源同時(shí)供電。一般高壓采用單母線分段, 自動(dòng)切換,互為備用。(2)計(jì)費(fèi)方式,采用高供高計(jì)。但在低壓側(cè),仍裝設(shè)計(jì)費(fèi)電度表,采用將照明與動(dòng)力分開(kāi)的兩部電價(jià)法。(3)為減少變壓器臺(tái)數(shù),單臺(tái)變壓器的容量選擇一般都大于l000kV A。為限制低壓側(cè)的短路電流, 正常時(shí)變壓器解列運(yùn)行,中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。(4) 高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。樓層配電則為混合式系統(tǒng)。配電設(shè)備中的主要部分是干線。現(xiàn)代高層建筑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(lián)接等等。
4、主要設(shè)備的選型(1)高壓開(kāi)關(guān)柜。現(xiàn)代高層建筑的變配電室設(shè)在主樓地下層, 按規(guī)定不宜采用油開(kāi)關(guān)。據(jù)高層建筑地下室的標(biāo)準(zhǔn),選用具有“五防”功能的真空開(kāi)關(guān)手車式高壓開(kāi)關(guān)柜。(2 )電力變壓器。根據(jù)防火要求, 主樓內(nèi)是不允許裝設(shè)大容量的油浸電力變壓器的。(3)低壓配電屏。國(guó)外低壓配電屏的結(jié)構(gòu),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(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組。過(guò)去大多是采用柴油發(fā)電機(jī)組做應(yīng)急備用電源的。近年國(guó)外高層建筑已開(kāi)始采用燃汽輪發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)具有體積小、重量輕、反應(yīng)速度快,故障率低等優(yōu)點(diǎn)。
5、變電所位置的確定
現(xiàn)代高層建筑的用電量相當(dāng)大,在確定變電所位置時(shí),應(yīng)盡可能使高壓深人負(fù)荷中心。這對(duì)節(jié)約電能,提高供電質(zhì)量都有重要意義。
6、電氣照明設(shè)計(jì)電氣照明設(shè)計(jì), 包括光源選擇、照度計(jì)算、燈具造型,燈具布置, 眩光控制和調(diào)光控制和照明配電線路敷設(shè)等。照明設(shè)計(jì)與建筑裝飾有著非常密切的關(guān)系, 應(yīng)該相互配合,在使用功能及藝術(shù)意境方面求得統(tǒng)一。選用高光效電光源,可以取得節(jié)能的明顯效果。
7、防雷與接地
現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計(jì),除采用避雷針和避雷帶的傳統(tǒng)做法外,近年還出現(xiàn)有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術(shù)雖然在工程上得到不少實(shí)際應(yīng)用, 但在理論上一直是有爭(zhēng)議的。現(xiàn)代高層建筑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(guān)鍵是做好金屬管線的接地。
8、電梯
電梯按使用功能分,有高級(jí)客梯、普通客梯、觀景梯、服務(wù)梯、消防梯、貨梯、自動(dòng)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(shè)計(jì)人員的任務(wù)是要確定電梯臺(tái)數(shù)和決定電梯功能。電梯的配置和造型,不是電氣設(shè)計(jì)人員單方面所能決定的, 必須與總建筑師或總體交通設(shè)計(jì)人員共同研究才能確定。
9、消防自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)
現(xiàn)代高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng),包括:火災(zāi)探測(cè)器、分區(qū)消防報(bào)警控制器、消防中心和氣體自動(dòng)噴射滅火及自動(dòng)灑水滅火系統(tǒng)等四個(gè)部分,實(shí)現(xiàn)報(bào)警滅火自動(dòng)化。探測(cè)器探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后轉(zhuǎn)換成電信號(hào),進(jìn)人分區(qū)報(bào)警器和消防中心,發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。消防中心負(fù)責(zé)整座大樓火災(zāi)的監(jiān)控和消防指揮。關(guān)于高層建筑中消防用電的設(shè)計(jì)問(wèn)題,涉及到其他許多學(xué)科,而且規(guī)模越大,功能越多,控制內(nèi)容越廣泛,設(shè)計(jì)內(nèi)容也就越復(fù)雜。
10、廁所及廚房立采用瓷質(zhì)燈頭或其它防水燈頭;有條件時(shí)居室燈等可采用節(jié)電開(kāi)關(guān)或節(jié)電燈頭; 樓梯間、電梯廳、公用走廊、配電室、消防控制室、消防泵房電梯機(jī)房等應(yīng)設(shè)置供繼續(xù)工作和疏散的事故照明。19 層及以上的高層住宅的疏散走廊、樓梯和出口應(yīng)設(shè)置供疏散使用的標(biāo)志燈, 其安裝距離為1 0--.20m 及各轉(zhuǎn)角處;供電繼續(xù)時(shí)間:作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄電池作為事故照明或疏散標(biāo)志燈的電源時(shí),其連續(xù)供電時(shí)間不成少于20分鐘,事故照明互域的最低照度不應(yīng)低0.51x,但配電室、消防控制室和消防泵房必須仍保持正常的照度水平;事故照明及疏散標(biāo)志一般采用白熾燈,應(yīng)具有玻璃或金屬燈罩,并安裝在非燃燒體結(jié)構(gòu)上;大居空宜設(shè)置插座兩紐(其中一組為―個(gè)單相二極插座及一個(gè)單相帶地三極插座;另一組為一個(gè)單相二極插座)。小居室、方廳宜設(shè)置插座――組(一個(gè)單相工極插座及一個(gè)單相帶地三極插座)。廚房、衛(wèi)生間根據(jù)需要設(shè)置―個(gè)單相帶地三極插座;二極插座需采用扁、圓插孔兩用型;有條件時(shí)宜采用二極加三極的連體式插座;供洗衣機(jī)的單相二極帶地插座, 宜帶電源開(kāi)關(guān);插座的高度一般為距地0.3~0.5m(暗裝安全型)或1.4~1.8m(明、暗裝普通型);樓梯及公用廊道宜采用自動(dòng)熄燈開(kāi)關(guān),但需在火警時(shí)能保持長(zhǎng)明。每層的電梯前室燈應(yīng)采用一般開(kāi)關(guān)。
1高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
(1) 高壓配電系統(tǒng):現(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨(dú)立的10kV電源同時(shí)供電。一般高壓采用單母線分段,自動(dòng)切換,互為備用。母線分段數(shù)目,與電源進(jìn)線回路數(shù)相適應(yīng)。只有當(dāng)供電電源為一主一備時(shí),才考慮采用單母線不分段的結(jié)線。電源進(jìn)線幾乎全部采用電纜進(jìn)線。
(2) 計(jì)費(fèi)方式,采用高供高計(jì)。但在低壓側(cè),仍裝設(shè)計(jì)費(fèi)電度表,采用將照明與動(dòng)力分開(kāi)的兩部電價(jià)法。有些地方供電部門又把空調(diào)設(shè)備的用電,全部劃入照明計(jì)價(jià)系統(tǒng),一般做法是安裝總表及動(dòng)力表,由總表減去動(dòng)力表以后,全部為照明電費(fèi)。
(3) 為減少變壓器臺(tái)數(shù),單臺(tái)變壓器的容量選擇一般都大于1000kvA。為限制低壓側(cè)的短路電流,正常時(shí)變壓器解列運(yùn)行,中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。照明和動(dòng)力分開(kāi)設(shè)變壓器,當(dāng)動(dòng)力用電容量太小時(shí),動(dòng)力變壓器可不分開(kāi)裝設(shè),而在低壓側(cè)應(yīng)對(duì)動(dòng)力負(fù)荷分類計(jì)費(fèi)。
(4) 高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。樓層配電則為混合式系統(tǒng)。配電設(shè)備中的主要部分是干線。現(xiàn)代高層建筑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(lián)接。每層樓豎井設(shè)層間配電小間。層間配電箱經(jīng)插接自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)從豎井母干線取得電源。當(dāng)層數(shù)較多負(fù)荷數(shù)較大時(shí),一般按層數(shù)分區(qū)供電,或?qū)⒆儔浩鞣稚⒃O(shè)在地下層、中問(wèn)層或最頂層。
(5) 低壓配電系統(tǒng)各級(jí)開(kāi)關(guān)均采用自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)(斷路器),設(shè)置瞬時(shí)、短延時(shí)、長(zhǎng)延時(shí)三級(jí)過(guò)流保護(hù)裝置。各級(jí)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)的保護(hù)整定,應(yīng)注意選擇性配合,防止越級(jí)跳閘。
(6) 所有電梯均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進(jìn)線。在電梯機(jī)房的末端配電箱,設(shè)兩路電源的自動(dòng)切換裝置,互為備用。
(7) 功率因數(shù)按規(guī)定應(yīng)補(bǔ)償?shù)?.9~0.95。無(wú)功補(bǔ)償都采用集中補(bǔ)償方式。為降低變壓器容量,多集中裝設(shè)在低壓側(cè),與配電屏放在一起,但必須采用干式移相電容器。
2電氣照明設(shè)計(jì)
電氣照明設(shè)計(jì),包括光源選擇、照度計(jì)算、燈具造型,燈具布置,眩光控制和調(diào)光控制和照明配電線路敷設(shè)等。照明設(shè)計(jì)與建筑裝飾有著非常密切的關(guān)系,應(yīng)該相互配合,在使用功能及藝術(shù)意境方面求得統(tǒng)一。選用高光效電光源,可以取得節(jié)能的明顯效果。
3 高層住宅分體式空調(diào)室外主機(jī)的防側(cè)擊雷裝置
由于地域性的常規(guī)做法,一般的高層住宅中,尚不考慮集中中央空調(diào),住戶往往是在戶內(nèi)自行安裝分體式空調(diào)。而對(duì)于安裝在室外的空調(diào)主機(jī)及其支架的防雷往往為電氣設(shè)計(jì)人員所忽視。國(guó)家相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)目前尚無(wú)與此相應(yīng)的規(guī)定。
眾所周知,雷電在放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的過(guò)電流,并且伴隨時(shí)間短,電流陡變值很大,可達(dá)幾百千安。伴隨雷電現(xiàn)象常會(huì)帶來(lái)它的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)的破壞作用,前者可產(chǎn)生巨大的熱量,幾千攝氏度的高溫致使周圍產(chǎn)生火災(zāi),而后者則會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁力作用,使處在其中的物體受到破壞。為將雷擊能量導(dǎo)向大地,防止雷電現(xiàn)象中直擊雷、側(cè)擊雷、感應(yīng)雷的破壞作用,通常采用如下的措施:避雷帶、引下線、接地網(wǎng)和避雷器。
根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057-94),在高層住宅的防雷設(shè)計(jì)中,一般的設(shè)計(jì)人員往往只考慮了屋面接閃器、引下、線、均壓環(huán)、接地網(wǎng)等的設(shè)置;為防止側(cè)雷擊雷,根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中第3.2.4條及3.3.10規(guī)定:一類防雷建筑物要求在30m及以上處,二類防雷建筑物要求在45m及以上處開(kāi)始,將外露金屬物與防雷裝置連接。該做法可以使整體建筑結(jié)構(gòu)形成法拉第等電位系統(tǒng)――籠式避雷網(wǎng),使建筑的整體形成等電位,防止了雷電的磁感應(yīng)。筆者在以往的設(shè)計(jì)說(shuō)明中雖然也強(qiáng)調(diào)了外墻的金屬物(主要指金屬窗、欄桿等)與引下線的連接,但在施工竣工驗(yàn)收前,住戶的空調(diào)室外機(jī)是不可能安裝到位的,所以導(dǎo)致了空調(diào)室外機(jī)及支架與引下線漏接的結(jié)果。而作為防止雷擊部分的分體式空調(diào)室外機(jī)由于和建筑物的接地?zé)o法連接,為用戶帶來(lái)了潛在的危險(xiǎn)性,一旦住戶安裝了空調(diào)室外機(jī)及支架后,就有可能將分體式空調(diào)室外機(jī)電源保護(hù)接地PE線變成了空調(diào)室外機(jī)防雷引下線將雷電流引入室內(nèi)配電接地系統(tǒng),非常危險(xiǎn)。由于空調(diào)部分與建筑物樓體的法拉第籠引下線無(wú)關(guān)聯(lián),當(dāng)建設(shè)單位或用戶在工程竣工后提出此項(xiàng)要求時(shí),處理起來(lái)很麻煩,并有滯后性,只能采用明裝處理的補(bǔ)救措施,影響建筑物的外形美觀。
所以為保證用戶使用的安全,在高層住宅的設(shè)計(jì)中,空調(diào)的防雷問(wèn)題應(yīng)當(dāng)考慮進(jìn)去。現(xiàn)在的高層住宅施工圖設(shè)計(jì)中,住戶的空調(diào)室外主機(jī)的擺放位置幾乎都在建筑施工圖設(shè)計(jì)中考慮好了,這也就為我們電氣設(shè)計(jì)人員提供了預(yù)留防雷引下線接口的位置。在實(shí)際操作中,可以在空調(diào)主機(jī)擱板的上方30~50cm處預(yù)先埋設(shè)IP等級(jí)較大、密封性能良好的金屬分線盒,盒內(nèi)敷設(shè)已作防腐處理的鍍鋅扁鐵。扁鐵的一端與主體內(nèi)均壓環(huán)或柱內(nèi)鋼筋引下線焊連,一端與帶銅接線端子的多股導(dǎo)線相連接(導(dǎo)線最好選用BV-10mm2以上的PE線),該導(dǎo)線的另一端經(jīng)蛇皮管引出適當(dāng)長(zhǎng)度待使用時(shí)用螺栓來(lái)連接空調(diào)室外機(jī)及其支架。為防止雨水滲入金屬盒內(nèi),還應(yīng)要求安裝時(shí)將金屬分線盒加盒蓋封閉,所有螺栓(包括箱門、螺栓)均應(yīng)用防水油膏封閉,金屬盒內(nèi)壁要求涂防銹漆。
4 消防自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)
現(xiàn)代高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng),包括:火災(zāi)探測(cè)器、分區(qū)消防報(bào)警控制器、消防中心和氣體自動(dòng)噴射滅火及自動(dòng)灑水滅火系統(tǒng)等四個(gè)部分,實(shí)現(xiàn)報(bào)警滅火自動(dòng)化。
探測(cè)器探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后轉(zhuǎn)換成電信號(hào),進(jìn)入分區(qū)報(bào)警器和消防中心,發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。消防中心負(fù)責(zé)整座大樓火災(zāi)的監(jiān)控和消防指揮。一些高檔旅館的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì),是與設(shè)備監(jiān)控電腦系統(tǒng)相連接的。設(shè)備監(jiān)控電腦,實(shí)現(xiàn)消防監(jiān)控自動(dòng)化。
關(guān)于高層建筑中消防用電的設(shè)計(jì)問(wèn)題,涉及到其他許多學(xué)科,而且規(guī)模越大,功能越多,控制內(nèi)容越廣泛,設(shè)計(jì)內(nèi)容也就越復(fù)雜,消防用電設(shè)備有如下諸多方面:
(1) 報(bào)警方面:火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)緊急廣播、警鈴、警笛、火警電話。
(2) 自動(dòng)滅火方面:噴水系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)(1211、1301)。
(3) 手動(dòng)滅火方面:室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。
(4) 防、排煙方面:正壓送風(fēng)系統(tǒng),負(fù)壓排煙系統(tǒng),排煙口的排煙閥,正壓送風(fēng)口的送煙閥,切斷空調(diào)器電源防火調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)。
(5) 通訊設(shè)備:一般程控電話、對(duì)講電話、火警專用電話。
(6) 避難方面:包括應(yīng)急照明、誘導(dǎo)燈、太平門、樓梯間等出入口的顯示標(biāo)志燈、疏散用電梯、防火卷簾門等。
(7) 相關(guān)設(shè)備:消火栓泵、噴淋泵、汽壓罐、消防電梯、雙電源互投等。
關(guān)于消防用電設(shè)備的供電電源,要求在火災(zāi)時(shí),能保持繼續(xù)供電。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須注意以下幾點(diǎn):
① 供電電源可靠:在電源供給上,一般都是采用雙電源一用一備,以放射式、末端自動(dòng)互投方式向消防設(shè)備供電。高層若為一類建筑,則消防供電電源必須嚴(yán)格按一級(jí)負(fù)荷供電:若為二類建筑,也不應(yīng)采用低手二級(jí)負(fù)荷供電。
② 備用電源:可采用自備發(fā)電機(jī)組,照明電訊方面還可采用蓄電池來(lái)解決,但必須處于常年戰(zhàn)備狀態(tài),與主電源切換時(shí)間不應(yīng)超過(guò)15S,備用電源的設(shè)計(jì)容量,應(yīng)根據(jù)消防工藝來(lái)決定,滿足消防需要。
一、高層建筑電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
安全照明、室內(nèi)、樓梯過(guò)道等屬于照明設(shè)備;生活水泵和消防泵等給排水設(shè)備;冷卻塔風(fēng)機(jī)以及水機(jī)組等制冷設(shè)備;排風(fēng)機(jī)、電冰箱等廚房用電;包括送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)管盤在內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)送電設(shè)備;包括正壓風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)等在內(nèi)的消防設(shè)備。高層建筑的用處不同其用電量也就有著一定的不同,不過(guò)從總體上說(shuō),耗電量還是非常大的。
二、高層建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作的復(fù)雜性是由其涵蓋的廣度所決定下面筆者將介紹高程建筑電氣設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容并做對(duì)應(yīng)的分析。
1.供電電源和電壓的選擇
現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源來(lái)確保供電可靠性,具體數(shù)量應(yīng)該按照負(fù)荷大小和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件來(lái)決定。原則上兩路獨(dú)立電源運(yùn)行方式應(yīng)為同時(shí)供電以互相作為備用。若地理位置或者市政供電的局限,也可以采用一路獨(dú)立電源與應(yīng)急備用電源相結(jié)合的方式供電。 要求其在十五秒鐘內(nèi)能夠自動(dòng)恢復(fù)供電,保證電梯以及消防設(shè)備等的事故用電。國(guó)內(nèi)高層建筑的供電電壓,都采用標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)。除此以外,含有特別重要負(fù)荷的特殊建筑還應(yīng)當(dāng)另外裝設(shè)應(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)組,以保證重要負(fù)荷的供電可靠性。
2.負(fù)荷的分級(jí)和計(jì)算
高層建筑的電力負(fù)荷根據(jù)用戶的重要性或其用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電將造成的損失或影響程度劃分為一級(jí)、二級(jí)、和三級(jí)負(fù)荷,有些高層建筑還有特別重要負(fù)荷。施工圖設(shè)計(jì)時(shí)基本上是采用需要系數(shù)法來(lái)進(jìn)行計(jì)算,為供電設(shè)計(jì)提供參數(shù)依據(jù)。負(fù)載計(jì)算的準(zhǔn)確性決定了設(shè)備的選擇是否合理,繼而對(duì)設(shè)備的安全可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定性作用。
3.高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在高層建筑中,高壓配電系統(tǒng)的組成是兩路的10kV電源,兩路電源同時(shí)供電。高壓配電采用的形式是單母線分段,自動(dòng)切換的同時(shí)起到相互備用的目的。為了在電氣設(shè)計(jì)中使變壓器臺(tái)數(shù)盡量減少,一般單臺(tái)變壓器都采用容量大于1000kVA的,正常狀態(tài)下的變壓器能夠解列運(yùn)行,中間設(shè)置聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),來(lái)控制低壓時(shí)短路電流的情況。另外,高低壓配電的計(jì)費(fèi)方式,多采取高供高計(jì),仍然需要安裝設(shè)計(jì)費(fèi)電度表,將照明和動(dòng)力兩方面分開(kāi)的方式計(jì)價(jià)。
(1)高壓配電系統(tǒng):就一般情況而言,現(xiàn)代高層建筑大都采用兩路獨(dú)立的十千瓦電源以確保同時(shí)供電。高低壓側(cè)的接線均采用單母線分段,中間設(shè)連絡(luò)開(kāi)關(guān),獨(dú)立運(yùn)行,互為備用。采用高供高計(jì)。
(2)為控制變壓器數(shù)量單臺(tái)變壓器的容量選擇一般都大于1000kva。為限制低壓側(cè)的短路電流,正常情況下變壓器解列運(yùn)行時(shí),中間應(yīng)該設(shè)置聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。照明和動(dòng)力變壓器需分開(kāi)設(shè)置,但動(dòng)力用電容量太小,動(dòng)力變壓器則可不分開(kāi)裝設(shè),且在低壓側(cè)則應(yīng)對(duì)動(dòng)力負(fù)荷分類計(jì)費(fèi)。變壓器多集中裝設(shè)在低壓側(cè),與配電屏放在一起,宜采用防護(hù)等級(jí)以上的干式變壓器。
(3)功率因數(shù)補(bǔ)償采用在低壓側(cè)集中補(bǔ)償方式,在變配電所低壓側(cè)設(shè)功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償裝置,補(bǔ)償后的功率因數(shù)在0.9以上。
(4)低壓配電系統(tǒng)中各級(jí)開(kāi)關(guān)均采用斷路器,應(yīng)注意選擇性配合各級(jí)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)的保護(hù)整定以防止越級(jí)跳閘的情況發(fā)生。
(5)高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng),樓層配電則采用樹(shù)干式和放射式混合系統(tǒng)。其中,干線是配電設(shè)備中的主要部分。現(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽和銅芯電纜橋架敷設(shè)。層間配電箱以插接自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)的方式從豎井母線槽獲得電源。
4.確定變電所位置
現(xiàn)代高層建筑的耗電量大,應(yīng)盡可能使高壓深入負(fù)荷中心,然后再確定變電所位置時(shí)這對(duì)節(jié)約電能和提高供電質(zhì)量都有重大意義。建筑高度在三十層左右的,變電所大都集中設(shè)置在底層。建筑高度在六十層左右的,則分散布置在整個(gè)建筑內(nèi)。也有僅僅在中間層或僅在地下層、頂層設(shè)變電所的。變電所的位置分布、數(shù)量設(shè)置在多少應(yīng)該在經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再做決定。
5.防雷接地系統(tǒng)及安全
現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計(jì),主要采用避雷針和避雷帶相結(jié)合的傳統(tǒng)做法。現(xiàn)代的高層建筑大多是由鋼筋水泥鑄造的剪力墻,和樓板的銜接十分穩(wěn)固可靠,建筑中的電氣接地保護(hù)以及防雷接地也是和建筑本身相結(jié)合的,組成了混合姐弟的系統(tǒng)。以建筑物的混凝土作為幾處來(lái)接地板,接地電阻通常是在1歐以下。雖然建筑中的自然接地達(dá)到了接地電阻標(biāo)準(zhǔn)要求,可是仍然需要相關(guān)工作人員把主要的建筑物連接,形成接地電網(wǎng)。這種做法進(jìn)一步提高了工程的安全性。電源系統(tǒng)、弱電設(shè)備等裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器,以避免雷電過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)的影響。
6.電氣的照明設(shè)計(jì)
對(duì)于高層建筑,電氣照明包括的內(nèi)容很多,比如有如何布置燈具,如何設(shè)計(jì)燈具的外形,如何選擇光源類型等等。電氣照明設(shè)施直接影響到建筑物的外觀,所以在設(shè)計(jì)照明設(shè)備的時(shí)候要注意其外形要與建筑物形成一個(gè)整體,不要影響美觀。現(xiàn)代的建筑中,感應(yīng)器、聲控、光控設(shè)施被廣泛采用,這大大節(jié)約了能源,對(duì)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)起到良好的模范作用。
7.電梯的用電設(shè)計(jì)
電梯機(jī)房一般在井道的上方。普通電梯的梯井能夠連通或者設(shè)置開(kāi)口相連通。電梯根據(jù)使用功能多分為客用電梯與貨用電梯等;而按照速度劃分可分為超高速、高速、快速與低速電梯;按電流可分為直流和交流。在現(xiàn)代高層建筑中使用的電梯,為了縮短等待的時(shí)間并提高運(yùn)輸能力,多采用超高速或者高速的電梯,分組采取控制。為提高運(yùn)行的舒適性與穩(wěn)定度,客用電梯多采取直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)。
二、高層建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
1. 高層建筑由于電梯、消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備多、空調(diào)負(fù)荷大等等原因,供電的可靠性要求很高,消防負(fù)荷還需末端切換。
2. 在高層建筑中,照明與動(dòng)力基本上不共用干線。動(dòng)力負(fù)荷多采用放射式供電,照明負(fù)荷則多采用母線槽配電。
3. 高層建筑用電負(fù)荷等級(jí)應(yīng)按規(guī)范正確劃分等級(jí)。
4. 電氣施工圖設(shè)計(jì)未達(dá)到設(shè)計(jì)深度,將直接導(dǎo)致施工困難或者錯(cuò)誤。例如設(shè)計(jì)表明各種設(shè)備材料的型號(hào)規(guī)格參數(shù)尤重要。
5. 高層建筑消防設(shè)備供電及控制線路選擇應(yīng)符合規(guī)定或規(guī)范。火災(zāi)時(shí),高層建筑的疏散時(shí)間無(wú)法確定,因此,應(yīng)急線路和消防報(bào)警線路成為火災(zāi)中最重要的線路必須要保持線路完整。
6. 與各專業(yè)高度配合,合理處理各專業(yè)的管道打架。
7.節(jié)能減排是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中所大力倡導(dǎo)的,節(jié)約電的使用量又是節(jié)省能源工作中的一個(gè)重要方面,它與我們的日常生活和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)。在高層建筑的電氣設(shè)計(jì)中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時(shí),應(yīng)考慮到電腦消耗這一問(wèn)題,并將其劃為重要的一部分。節(jié)電的設(shè)計(jì)方案應(yīng)首先考慮技術(shù)和安全,然后還有考慮其經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)方面。電氣設(shè)計(jì)時(shí)采用經(jīng)濟(jì)合理的配電方式以減少電能的損耗,節(jié)約用電量。
三、結(jié)束語(yǔ)
總而言之,電氣涉及是否合理直接影響著工程質(zhì)量以及人們對(duì)建筑的使用。企業(yè)想要可持續(xù)發(fā)展,在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得更高更好的發(fā)展就要全面統(tǒng)籌,注重電氣射擊中存在的問(wèn)題,反思并解決。文章對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)以及存在的幾個(gè)問(wèn)題以及應(yīng)當(dāng)引起注意的地方作出了簡(jiǎn)單的闡述,希望對(duì)相關(guān)行業(yè)能夠有所幫助。
Abstract:The high-rise building more and more, also gradually for people accepted, but high-rise building electrical design quality assurance is more complex a project. In the electrical design of high-rise building, the electricity consumption index as a comprehensive technology is an important part of economic analysis. Electrical engineering design, should be based on the advanced technology, is safe, reasonable economy, save energy and protect the environment to determine the principle. Combining with the project examples, mainly introduced the high and low voltage distribution system load calculation and power, voltage, equipment selection, high-rise building electrical design should pay attention to the relevant problems, this paper modern high-rise building electrical design system important content.
Key word: electrical design; High and low voltage distribution system; Load calculation; Lighting system; Lightning protection and grounding; Fire control system
中圖分類號(hào):TU855文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
引言: 隨著現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展,城市高層建筑越來(lái)越多,其電氣設(shè)計(jì)的好與壞直接影響建筑的使用功能,現(xiàn)結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)現(xiàn)代高層建筑電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容及相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行全面地探討。
一、工程概況:
太古匯位于天河路與天河?xùn)|路交界處,占地約5萬(wàn)平方米,總面積46萬(wàn)平方米,總投資額為40億人民幣。本工程建三棟塔樓分別為40層高的1#塔樓(辦公樓)、29層高的2#塔樓(辦公樓)及27層高的3#塔樓(酒店)、并帶有四層裙樓、八層文化中心及四層地庫(kù)。建成后的太古匯是內(nèi)地首個(gè)融匯文化藝術(shù)、大型購(gòu)物中心、甲級(jí)寫字樓、星級(jí)酒店于一身的多功能綜合性項(xiàng)目,建成后將成為廣州標(biāo)志性建筑之一。本工程是電氣系統(tǒng)分包工程,其工作包括深化設(shè)計(jì)、管理、協(xié)調(diào)、制造、供應(yīng)、安裝、照明、測(cè)試、試運(yùn)行,完成測(cè)試及試運(yùn)行太古匯項(xiàng)目之電氣工程(包括施工臨時(shí)用電)。范圍包括:辦公樓、酒店、裙樓、地下結(jié)構(gòu)、文化中心等的電氣系統(tǒng)的所有設(shè)備、各種材料、控制設(shè)備與末端裝置的供應(yīng)及制造、安裝、調(diào)試、試運(yùn)行和維修保養(yǎng)等。工程模型如下:
二、高低壓配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算和電源、電壓、設(shè)備選擇
1、負(fù)荷計(jì)算
電力負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的依據(jù)參數(shù)。計(jì)算準(zhǔn)確與否,對(duì)合理選擇設(shè)備,安全可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,均起決定性作用。高層建筑的電力負(fù)荷計(jì)算,基本上采單向用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法。負(fù)荷密度法計(jì)算如下:
(1)盡量將各單相負(fù)荷逐相均勻分配,以減少不平衡,計(jì)算時(shí),將線負(fù)荷換算成相負(fù)荷,將各相負(fù)荷相加,取其最大單相負(fù)荷的3倍作為三相負(fù)荷。
(2) 當(dāng)回路中的單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谠摶芈啡鄬?duì)稱負(fù)荷的總?cè)萘康?5%時(shí),按三相平衡負(fù)荷計(jì)算。
(3)只有線負(fù)荷時(shí),將各線間負(fù)荷相加,選取較大的兩項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算,按70%的負(fù)荷率,第二臺(tái)變壓器的容量為:1086/0.7=1552kVA,選用1600kVA變壓器。
2、供電電源及電壓的選擇
為了保證供電可靠性,現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源,具體數(shù)量應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨(dú)立電源運(yùn)行方式,原則上是兩路同時(shí)供電,互為備用。現(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨(dú)立的10kV電源同時(shí)供電。另外,還須裝設(shè)應(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)組,要求在15秒鐘內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)供電,保證應(yīng)急和疏散照明、電腦設(shè)備、消防設(shè)備、電梯等設(shè)備的事故用電。
3、變電所位置的確定
現(xiàn)代高層建筑的用電量相當(dāng)大,在確定變電所位置時(shí),應(yīng)盡可能使高壓深入負(fù)荷中心。這對(duì)節(jié)約電能,提高供電質(zhì)量都有重要意義。現(xiàn)代高層建筑的變電所都設(shè)在主樓內(nèi)。建筑高度在30層左右的,大都集中在底層;60層左右的,則分散在地下層、中間層和頂層。也有僅在中間層或僅在地下層、頂層設(shè)變電所的。變電所的數(shù)量及其位置的分布,應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定。本項(xiàng)目共設(shè)四個(gè)10KV 變電所,命名為A、B、C、D變電所,均設(shè)在地下四層。10KV 電源從本項(xiàng)范圍內(nèi)110KV 變電所引去。A變電所為酒店A 及裙樓中央空調(diào)供電;B變電所為辦公樓一及裙樓供電。C變電所為文化中心供電。D變電所為辦公樓二及裙樓供電。
4、主要設(shè)備的選型
(1)高壓開(kāi)關(guān)柜。現(xiàn)代高層建筑的變配電室設(shè)在主樓地下層,按規(guī)定不宜采用油開(kāi)關(guān)。應(yīng)根高層建筑地下室的標(biāo)準(zhǔn),選用具有“五防”功能的真空開(kāi)關(guān)手車式高壓開(kāi)關(guān)柜。
(2)電力變壓器。根據(jù)防火要求,主樓內(nèi)是不允許裝設(shè)大容量的油浸電力變壓器的。為減少變壓器臺(tái)數(shù),單臺(tái)變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。
(3)低壓配電屏。現(xiàn)代低壓配電屏的結(jié)構(gòu),幾乎都做成抽屜式,特別是大容量的出線,則做成手車式。高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。低壓配電系統(tǒng)各級(jí)開(kāi)關(guān)均采用自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)(斷路器),設(shè)置瞬時(shí)、短延時(shí)、長(zhǎng)延時(shí)三級(jí)過(guò)流保護(hù)裝置。各級(jí)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)的保護(hù)整定,應(yīng)注意選擇性配合,防止越級(jí)跳閘。
(4)所有電梯均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進(jìn)線。在電梯機(jī)房的末端配電箱,設(shè)兩路電源的自動(dòng)切換裝置,互為備用。消防動(dòng)力設(shè)備為雙電源供電,一路引自由兩路電源變壓器供電的消防供電專柜上,另一路引自自備發(fā)電機(jī)組,兩路消防電源分別由兩回線路引到各個(gè)消防用電設(shè)備點(diǎn)上實(shí)行末端自動(dòng)切換,以確保消防設(shè)備的供電可靠性及安全性。
(5)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組。應(yīng)急機(jī)組宜選用高速、增壓、油耗低、同容量的柴油發(fā)電機(jī)組。高速增壓柴油機(jī)單機(jī)容量較大,占據(jù)空間小;柴油機(jī)選用配電子或液壓調(diào)速裝置,調(diào)速性能較好;發(fā)電機(jī)宜選用配無(wú)刷勵(lì)磁或相復(fù)勵(lì)裝置的同步電機(jī),故障率低,維護(hù)檢修較方便。
三、高層建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題:
1、高層建筑由于照明及空調(diào)負(fù)荷多,電梯等運(yùn)輸設(shè)備多,給排水設(shè)備多,所以用電量特別大,且供電的可靠性要求很高。
2、在高層建筑中,照明與動(dòng)力基本上不共用干線。動(dòng)力負(fù)荷多采用放射式供電,照明負(fù)荷則多采用母線槽配電,與動(dòng)力分開(kāi)。
3、由于在結(jié)構(gòu)上多數(shù)采用大柱距,形成大空間,使墻面安裝的設(shè)備增多,必然使地面管道增多。
4、由于建筑構(gòu)件的預(yù)制裝配化及干法施工。
5、電氣設(shè)備的管線應(yīng)采取防火措施。
6、空調(diào)設(shè)備等主要用電設(shè)備分散,多數(shù)要求集中管理,即要求采用電腦管理和監(jiān)控系統(tǒng)。
7、采取防震措施。
8、消防要求高。
四、現(xiàn)代高層建筑電氣設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容
1、電氣照明設(shè)計(jì)
電氣照明設(shè)計(jì),包括光源選擇、照度計(jì)算、燈具造型,燈具布置,眩光控制和調(diào)光控制和照明配電線路敷設(shè)等。照明設(shè)計(jì)與建筑裝飾有著非常密切的關(guān)系,應(yīng)該相互配合,在使用功能及就藝術(shù)意境方面求得統(tǒng)一。選用高光效電光源,可以取得節(jié)能的明顯效果。本工程的照明系統(tǒng)分為正常照明和應(yīng)急照明。為減小動(dòng)力負(fù)荷頻繁啟動(dòng)對(duì)照明質(zhì)量的影響,設(shè)定專用變壓器為照明系統(tǒng)供電。自地下四層中心配電室出線后進(jìn)入配電豎井,變電所低壓配電系統(tǒng)采用單母線分段結(jié)線方式。配出回路采用放射式和樹(shù)干式的配電方式。辦公樓、裙樓及文化中心分別設(shè)發(fā)電機(jī),作為一級(jí)負(fù)荷別重要負(fù)荷及部分一級(jí)負(fù)荷的備用電源。在設(shè)計(jì)時(shí)該系統(tǒng)的消防負(fù)荷采用雙電源供電,均在末端配電箱處自動(dòng)切換。停市電非火災(zāi)時(shí),發(fā)電機(jī)組可向重要負(fù)荷供電。
2、防雷與接地設(shè)計(jì)
現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計(jì),除采用避雷針和避雷帶的傳統(tǒng)做法外,近年還出現(xiàn)有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術(shù)雖然在工程上得到不少實(shí)際應(yīng)用,但在理論上一直是有爭(zhēng)議的。現(xiàn)代高層建筑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(guān)鍵是做好金屬管線的接地。
現(xiàn)代高層建筑的防雷接地、電氣設(shè)備的保護(hù)接地和工作接地,都是合在一起的,組成混合接地系統(tǒng)。接地電阻按最小的要求而定,通常是在4歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土箱型基礎(chǔ)作接地板。鋼筋混凝土柱內(nèi)鋼筋做防雷引下線,在建筑物四角距室外地坪0、5m處做測(cè)試點(diǎn)。盡管基礎(chǔ)鋼筋等接地體已能滿足接地電阻的要求,仍需要裝設(shè)水平的人工接地體,將主要的建筑物基礎(chǔ)連成接地網(wǎng),這對(duì)均衡電位,提高安全性都有好處。
3、電梯
電梯按使用功能分,有高級(jí)客梯、普通客梯、觀景梯、服務(wù)梯、消防梯、貨梯、自動(dòng)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(shè)計(jì)人員的任務(wù)是要確定電梯臺(tái)數(shù)和決定電梯功能。電梯的配置和造型,不是電氣設(shè)計(jì)人員單方面所能決定的,必須與總建筑師或總體交通設(shè)計(jì)人員共同研究才能確定。
4、消防系統(tǒng)
(1)消防電源包括:消防水泵,水幕水泵,消防電梯,噴淋水泵,排煙風(fēng)機(jī),正壓送風(fēng)機(jī)等。
(2)現(xiàn)代高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng),包括:火災(zāi)探測(cè)器、分區(qū)消防報(bào)警控制器、消防中心和氣體自動(dòng)噴射滅火及自動(dòng)灑水滅火系統(tǒng)等四個(gè)部分,實(shí)現(xiàn)報(bào)警滅火自動(dòng)化。
(3)探測(cè)器探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后轉(zhuǎn)換成電信號(hào),進(jìn)入分區(qū)報(bào)警器和消防中心,發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。消防中心負(fù)責(zé)整座大樓火災(zāi)的監(jiān)控和消防指揮。關(guān)于高層建筑中消防用電的設(shè)計(jì)問(wèn)題,涉及到其他許多學(xué)科,而且規(guī)模越大,功能越多,控制內(nèi)容越廣泛,設(shè)計(jì)內(nèi)容也就越復(fù)雜。
【中圖分類號(hào)】TU976+.1【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】1007-4309(2010)12-0066-1.5
一、高層建筑的電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容
就目前而言,高層建筑的電氣設(shè)計(jì)已基本上實(shí)行“智能化”設(shè)計(jì),其“智能化”的根本標(biāo)志表現(xiàn)在電氣系統(tǒng)方面的設(shè)計(jì)與研究。電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括強(qiáng)、弱電兩大系統(tǒng)設(shè)計(jì)。強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括:l0KV級(jí)變配電室設(shè)備及線路、應(yīng)急發(fā)電室及設(shè)備、0.4KV級(jí)低壓配電室設(shè)備及線路、低壓配電系統(tǒng)主干與分支控制設(shè)備及線路、用電戶終端設(shè)備及線路、公共通適照明、室內(nèi)用電、水泵加壓供水系統(tǒng)等;弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括:室內(nèi)用電、電話、消防報(bào)警、有線電視、樓宇設(shè)備自動(dòng)控制、保安監(jiān)控、廣播音響、電視會(huì)議、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。
二、高層建筑樓電氣相關(guān)設(shè)計(jì)
(一)高壓供電方面
由于建筑用戶對(duì)現(xiàn)代生活水平要求提高,高層建筑樓的高壓供電設(shè)計(jì)就具有特殊的要求。另外,國(guó)家對(duì)高層建筑樓電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求也較高,因此,選擇高壓供電設(shè)計(jì)方案尤為重要。高層建筑樓電氣系統(tǒng)高壓供電設(shè)計(jì)的目的是:(1)務(wù)必確保設(shè)計(jì)方案的高度可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性、技術(shù)性;(2)滿足建筑用戶用電足夠的負(fù)荷;(3)解決建筑用戶用電在不同負(fù)荷時(shí)間段供電容量系數(shù)分配問(wèn)題;(4)為了保證高層建筑樓整個(gè)環(huán)境的美觀性,高壓電源的引入必須是以電纜地埋方式。供電源必須采用雙電源設(shè)計(jì),其電源應(yīng)是一用一備,單母線分段運(yùn)行,從而提高運(yùn)行的可靠性。
(二)配電室方面
高層建筑樓在30層以下,為獨(dú)立性點(diǎn)式樓(廈),并且有地下車庫(kù)、消防、加壓供水系統(tǒng)等。這時(shí),10/0.4KV變配電室的位置應(yīng)選擇在地下層。如果是30層以上或是樣體高層樓宇建筑,則10/0.4KV變配電室的位置應(yīng)選擇在負(fù)荷中心區(qū),以樹(shù)狀的方式進(jìn)行配電室分布設(shè)計(jì)。如果10/0.4Kv變配電室的位置在混合利用的地下室時(shí),設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮:防水淹、防潮、通風(fēng),提高供電質(zhì)量和減低損耗;變配電室面積過(guò)大、過(guò)小的問(wèn)題;變壓器的(即單臺(tái)大容量,多臺(tái)小容量)選擇與運(yùn)行方式(即單臺(tái)大容量運(yùn)行,還是并聯(lián)多臺(tái)小容量運(yùn)行)。為了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,建議變壓器設(shè)計(jì)為分時(shí)段并聯(lián)運(yùn)行方式,采用分時(shí)段多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理(即根據(jù)負(fù)荷大小的情況,自動(dòng)通出與并上所需變幾器臺(tái)數(shù)),實(shí)現(xiàn)不同時(shí)段上供電的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷投運(yùn)方式,也可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與控制運(yùn)行上的科學(xué)化,同時(shí)滿足建筑戶在各個(gè)時(shí)段的用電負(fù)荷需求。
(三)應(yīng)急發(fā)電機(jī)方面
為了保證高層建筑樓(商貿(mào)高層的標(biāo)準(zhǔn)要求相同)的供電可靠性,根據(jù)電氣設(shè)計(jì)規(guī)范,高層建筑樓均應(yīng)配備應(yīng)急發(fā)電機(jī)電源。應(yīng)急發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)選擇的位置一般應(yīng)在地下一層或地面平面一層。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮排煙、散熱、防噪音,廢氣對(duì)建筑物的污染、發(fā)電機(jī)的檢修是否方便、發(fā)電機(jī)的容量與臺(tái)數(shù)、發(fā)電機(jī)與市電的配合。發(fā)電機(jī)的位置應(yīng)盡量靠近變配電室,這樣一是接線方便,二是有利于管理。在超大、超高層建筑中需要配置2臺(tái)以上的發(fā)電機(jī),在供電性質(zhì)和范圍不同時(shí),還要考慮自由關(guān)聯(lián)的一此因素。這些問(wèn)題要經(jīng)過(guò)認(rèn)真仔細(xì)研究,方能確定設(shè)計(jì)方案,以達(dá)到最佳綜合技術(shù)目標(biāo)。
(四)低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題
設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮變壓器選擇臺(tái)數(shù)、主結(jié)線運(yùn)行方式、各臺(tái)變壓器運(yùn)行方式與所帶供電負(fù)荷的問(wèn)題。當(dāng)某一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí),應(yīng)考慮怎樣切除負(fù)荷與分配負(fù)荷供電,如何分配一般負(fù)荷與重要負(fù)荷。同時(shí),應(yīng)該考慮如何分配季節(jié)性負(fù)荷和常規(guī)負(fù)荷,即常規(guī)照明負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷、不同季節(jié)空調(diào)負(fù)荷的問(wèn)題。對(duì)于該部分的設(shè)計(jì),各個(gè)細(xì)節(jié)都必須認(rèn)真考慮,多設(shè)計(jì)幾個(gè)方案,反復(fù)比較,選擇出最優(yōu)方案。
(五)用電負(fù)荷計(jì)算方面
普通建筑電氣設(shè)備的運(yùn)行遠(yuǎn)非如工礦電氣設(shè)備運(yùn)行具有規(guī)律性及穩(wěn)定性。高層建筑樓建筑電氣設(shè)備的運(yùn)行極為復(fù)雜,并且極不穩(wěn)定,與建筑用戶的常規(guī)用電、家電購(gòu)置及運(yùn)行使用、住戶的經(jīng)濟(jì)條件、生活習(xí)慣、經(jīng)費(fèi)意識(shí)、地理位置等一系列因素有關(guān)。有關(guān)人員應(yīng)準(zhǔn)確地核算建筑電氣設(shè)計(jì)中部分電氣負(fù)荷的裝接容量,但有相當(dāng)部分只能估算,如建筑中的二次裝修負(fù)荷部分。其中需用系數(shù)的選擇上,只有依據(jù)規(guī)范的推薦數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)酌情確定。相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明,一個(gè)中等城市的每戶家庭的近期用電量按5KW考慮,遠(yuǎn)期用電量按l0KW考慮是合適的。
(六)低壓配電室的干線出線方面
高層建筑樓低壓配電室干線至電氣豎井干線之間采用什么方式敷設(shè)也是至關(guān)重要的。是采用母線排配母線槽,還是絕緣導(dǎo)線配橋架敷設(shè),母線至各用戶負(fù)荷間是采用分主主干與分支主干母線排螺母連接,還是采用絕緣主主干與分主干的分支電纜連接方式等,設(shè)計(jì)時(shí)均應(yīng)認(rèn)真考慮。還需考慮各級(jí)連接線之間的可靠性和安裝方便性,否則,處理不好將會(huì)帶來(lái)安裝和長(zhǎng)期運(yùn)行上的安全問(wèn)題。主主干線采用母線排導(dǎo)母線槽方式進(jìn)行設(shè)計(jì)與安裝,次干線采用分支電纜設(shè)計(jì)與安裝為宜,主要是有利于安裝和節(jié)約造價(jià)。
(七)弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
前面已提到弱電部分的設(shè)計(jì)問(wèn)題,弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)突出現(xiàn)代、智能、整體網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。為了使設(shè)計(jì)更加合理,就必須做好設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作,包括用戶需求分析、提出規(guī)劃設(shè)計(jì)方案和可行性研究三步。從總體設(shè)計(jì)開(kāi)始,設(shè)計(jì)人員將根據(jù)用戶需求書和規(guī)劃設(shè)計(jì)方案,考慮實(shí)際的技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)條件及社會(huì)條件,確定系統(tǒng)的實(shí)施方案。如果說(shuō)在上一階段,設(shè)計(jì)人員的主要任務(wù)是調(diào)查研究、了解情況的話,那么,從這個(gè)階段開(kāi)始的主要任務(wù)是在各種技術(shù)手段和實(shí)施方法中權(quán)衡利弊,精心設(shè)計(jì),盡可能提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用性和可擴(kuò)充性。
(八)電氣豎井
高層建筑樓的電氣豎井的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。在電氣豎井中,預(yù)制分支電纜技術(shù)理論上解決了插接式密集母線槽防護(hù)差、抗震性差、性價(jià)比不高等所有的問(wèn)題,還增加了氣密、防水、防塵、抗震性能。電氣豎井設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮:電氣豎井的設(shè)計(jì)規(guī)范,滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)要求,應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心;電氣豎井的位置、面積大小應(yīng)根據(jù)建筑樓的實(shí)際情況確定;根據(jù)強(qiáng)、弱電各類份線規(guī)模、份線數(shù)多少、多少樓層段需要設(shè)計(jì)一個(gè)配電大、小間;詳細(xì)標(biāo)出預(yù)留孔洞的位置及尺寸,并考慮實(shí)際安裝情況,例如電纜的轉(zhuǎn)彎半徑等;不要因設(shè)計(jì)者原因帶來(lái)施工和維護(hù)不便。
(九)計(jì)量表
高層建筑樓計(jì)量表設(shè)計(jì)應(yīng)考慮:(1)計(jì)量表必須設(shè)計(jì)在戶外(包括水、電、氣三表),以實(shí)現(xiàn)建設(shè)部提出的三表出戶,杜絕擾民、安全、管理的不便;(2)采用集控式、單表就地式安裝與管理。因在高層建筑中要特別考慮管理、造價(jià)、安裝布線問(wèn)題,不同的設(shè)計(jì)會(huì)帶來(lái)不同的造價(jià)和管理難度。應(yīng)根據(jù)高層建筑總的樓層數(shù)而定,建議采用10層為一個(gè)單元點(diǎn)設(shè)計(jì),布線往上下各5層的布線方式,如30層的高層樓設(shè)計(jì)為3個(gè)單元點(diǎn),采用遠(yuǎn)程集控計(jì)量表進(jìn)行計(jì)量。管理部門可在3個(gè)點(diǎn)完成總的抄錄管理工作(或利用遠(yuǎn)程控制線路和控制裝置器),或者管理者在辦公室的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)總的現(xiàn)代化管理工作。
三、結(jié)束語(yǔ)
生活用電負(fù)荷的不斷發(fā)展,遠(yuǎn)期建筑負(fù)荷很難預(yù)測(cè),在建筑小區(qū)的電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中想做到十分完美是不可能的。我們只有不斷探討和總結(jié)經(jīng)驗(yàn),才能為居民的用電提供更優(yōu)質(zhì)的保證。
【參考文獻(xiàn)】
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