前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的民用建筑電氣設計要點主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關鍵詞】高層建筑;電氣設計;特點;發展
一、高層建筑電氣設計的特點
高層建筑的電氣設計工作具有其自身的特點,主要與高層建筑的特點及建筑內的電氣特點相關。在高層建筑中,與建筑電氣相關聯的用電設備種類較多,功能和要求也相對復雜,包括室內、樓道中的安全照明設備,冷卻塔風機、多聯機機組等電力制冷設備,貨梯、客梯等民用電力設備,燃氣熱水器、排風扇、電冰箱等廚房用電設備,生活用水以及消防泵等給排水設備,正壓送風機、排煙機、消防電梯等消防電力設備。
二、建筑電氣設計的原則
1、合理配置負荷密度。
2、降低供配電系統線損率,減少有功損耗。應合理設置變配電所位置,盡量深入負荷中心;供配電系統力求簡單可靠;選用高效節能型變配電設備;合理選擇電纜截面。
3、設置功率因數補償裝置,采取諧波防治措施,降低無功損耗。如變壓器采用D,yn11接線組別,3n次諧波電流在變壓器D接線的中壓繞組內短接形成環流,不流入電網;諧波功率較大的設備采用專線供電;低壓側無功功率補償的電容器串接電抗器等等措施。
4、合理選擇設備的運行措施,達到節能的效果。如電梯、生活水泵、空調機組等長期運行電動機采用變頻調速控制。
1、供配電系統
1.1負荷等級及供電電源
為滿足一、二級負荷的供電可靠性要求,一般工程均需要有兩路10kV電源供電。根據GB 50052-2009《供配電系統設計規范》3.0.2中規定一級負荷應由雙重電源供電,當一電源發生故障時,另一電源不應同時受到損壞。3.0.7 二級負荷的供電系統,宜由兩回線路供電。3.0.2條文說明中解釋道:因地區大電力網在主網電壓上部是并網的,用電部門無論從電網取幾回電源進線,也無法得到嚴格意義上的兩個獨立電源。所以這里指的雙重電源可以是分別來自不同電網的電源,或者來自同一電網但在運行時電路互相之間聯系很弱,或者來自同一個電網但其間的電氣距離較遠,一個電源系統任意一處出現異常運行時或發生短路故障時,另一個電源仍能不中斷供電,這樣的電源都可視為雙重電源。所以,本人理解兩路10kV電源來自不同的上級降壓站,即可滿足一級負荷供電的要求。另外,為確保供電可靠性可以考慮安裝柴油發電機作為工程備用電源。
1.2變配電所的設置
變電所的數量、位置與建筑物的分布、使用性質(住宅、公建)、總用電量、供電半徑等許多因素有關。在小區規劃確定變電所的位置時,首先要限制變電所的供電半徑(不大于250m)。如果低壓供電半徑大,則存在滿足不了電壓降的要求,供電質量差,用電設備壽命短,短路保護的靈敏度很難滿足要求等問題。所以,公建的“高基”變電所,最好布置在建筑物的負荷中心部位;住宅的“低基”變電所,宜布置在住宅附近的地下室內。
2、高低壓配電系統的設計
高壓配電系統:現代高層建筑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。母線分段數目,與電源進線回路數相適應。只有當供電電源為一主一備時,才考慮采用單母線不分段的結線。計費方式,采用高供高計。根據廣州市城鄉建設委員會于2014年5月6日實施的《廣州市公共建筑用電分項計量設計導則》,規定“照明插座、空調、動力、特殊用電”四項為必分項,其中又細分為一級能耗子項和二級能耗子項,一級能耗子項應直接計量,二級能耗子項可通過裝設子母表數據加減等方法間接計量。用電數據應按照規定的數據編碼格式上傳至廣州市公共建筑能耗監測平臺。所以,在低壓側,仍裝設計費電度表。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。特別注意的是:GB50016-2014《建筑設計防火規范》第10.1.10條3款:“消防配電線路宜與其他配電線路分開敷設在不同的電纜井、溝內;確有困難需敷設在同一電纜井、溝內時,應分別布置在電纜井、溝的兩側,且消防配電線路應采用礦物絕緣類不燃性電纜。當不采用礦物絕緣類不燃性電纜時,敷設消防配電線路的電纜井、溝或電纜槽盒應與其他配電線路分開設置(可在豎井內采用與墻體耐火極限相同的耐火電纜槽盒或可拆卸式防火隔板隔斷)。
3、主要設備的選型
高壓開關柜。現代高層建筑的變配電室設在主樓地下層,按規定不宜采用油開關。國外用于高層建筑的開關有三種類型可供選用:高壓空氣斷路器,sf6開關和真空斷路器。其中高壓空氣斷路器因技術陳舊,sf6開關尺寸數大,氣體具有毒性,故目前10kv真空斷路器應用的較為普遍。因此,應根高層建筑地下室的標準,選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。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。
4、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。合理選擇照度、控制照明功率密度;選用高光效電光源及高效節能燈具;選擇合理先進的照明控制措施等手段可以取得節能的明顯效果。
5、防雷與接地
a.根據JGJ6-2008《民用建筑電氣設計規范》第11.1.7條 在防雷裝置與其他設施和建筑物內人員無法隔離的情況下,裝有防雷裝置的建筑物,應采取等電位聯結。所以, 在高層建筑防雷接地設計中,現澆框架節點的連接應按《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝03D501-3》第8頁施工,這樣才可以保證樓板之間有可靠的連接。
b.利用建筑物的結構鋼筋作防雷裝置是有條件的,應核實本工程是否全部滿足GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》第4.3.5條的規定并給予說明。特別注意的是,應判定是否符合“基礎采用硅酸鹽水泥和周圍土壤的含水量不低于4%及基礎的外表面無防腐層或有瀝青質防腐層”。
c.盡量避免濫裝浪涌保護器(SPD)。一般情況下電房變壓器側母線上,天面配電箱或由室外引入電纜的第一個配電箱設SPD。
6、火災自動報警系統
伴隨著科學技術的前進,高層樓宇在火災主動報警滅火制度方面也在慢慢的一致,現在主要包含五個部分:火災勘測設備、分區消防報警操縱設備、消防核心、主動噴水滅火設備以及氣體主動噴灑,以確保報警滅火主動化進行。在這個程序中,先由勘測設備勘測到火災同時自己轉變為電信號,之后信號傳輸到報警設備以及消防核心處,轉變為聲音以及光報警信號。整體的消防操縱以及監督管控都是在消防監控中心實現。值得注意的是:設有消防控制室的項目均應設置消防設備電源監控系統和防火門監控系統。
四、結束語
隨著城市化進程的加快,高層建筑越來越多,為了滿足高層住宅居民對電氣的要求,必須要注重高層建筑電氣的設計問題。文章從高層建筑電氣設計的特點入手,分析了高層建筑設計的原則以及設計要點,以供相關人士參考。
參考文獻
關鍵詞:民用建筑;給排水;電氣專業;水位報警
Abstract: in the design of modern high-rise buildings, to the combination of drainage design and electrical design more closely. In the electrical design, to be capable of binding to drainage professional information provided to realize active design, many aspects of the water level alarm, water pump, valve and power supply monitoring and fire control system, described in detail to the drainage design of high-rise buildings for carrying electrical professional requirements.
Keywords: civil construction; drainage; electrical engineering; water level alarm
中圖分類號:TL353+.2文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
引言
在現代高層民用建筑的設計中,給排水設計與電氣設計之間的結合更加緊密。工程上常有水電不分家的說法,即雖然兩者分屬不同的專業領域,但之間的關系卻是密不可分的。很多電氣設計師在進行有關給排水方面的設計時,常常是根據給排水專業的技術人員提供的資料進行被動設計,這樣就很容易出現設計不合理或者出現漏項現象。筆者認為作為一個出色的電氣設計師,要適應現代化的高層民用建筑設計,就需要不斷提高自己的專業素養,不僅要在本專業領域內有所建樹,同時也要涉獵橫向的其他相關專業,在其他專業進行資料提交時,能夠根據自身的專業知識,發現其中存在的不當之處或者漏項,能夠及時反饋個相關人員,確保設計工作的高效。
2、給排水總體提資要求
給排水總體提資要求在建筑設計中有明確的規范,比如每層層面標高,有立管的地方還要標明平臺面高度;只要是有水泵的圖紙,都要詳細標明電機型號,并交代電機是否備用以及臺數;給水系統如設有水箱標定出止回閥的位置;消火栓要交代水柱的股數、龍帶口徑以及噴槍口徑;依據城市自來水壓力情況確定是否要設置加壓水泵;詳細的水泵、消防按鈕等等。本文不做贅述,只是針對特定的電氣專業提供一定的資料。
3、給排水對電氣專業提資要求
給排水對電氣專業的提資要求,主要集中在水位報警、水泵的啟停和供配電、閥門的監視以及滅火系統等方面。
3.1水位報警
在高層民用建筑中,不管是高層用戶以及防水箱,還是底層用戶以及消防水池,都需要裝設水位報警裝置。因為,進水閥在使用很長一段時間后,很容易出現無法將水閉死的現象,這樣自來水就會出現溢流,不僅造成大量水資源的浪費,對于人們的生活也是會形成諸多不便。因此,就需要裝設一個水位報警裝置,在水出現溢流之前,能夠及時檢測到溢流情況,通過控制器將報警信號傳達到值班室,及時進行搶修。需要注意的是,用于排放消防廢水或者洗車用的廢水的集水坑不用設置水位報警裝置以免加大投入,因為集水坑的水位是可以人為控制的,通常情況下也是處于人們的監督中,如果集水坑由于管道堵塞或者水泵異常而出現水位上升或者無法下降時,可以停止沖洗汽車,如果是因為消防原因所致,在集水坑溢流之前,消防隊員早就到達事故現場,所以對于集水坑的搶修不需要專門設計水位報警。但是糞便集污坑則需要設置專門的水位報警裝置,因為集污坑一旦出現堵塞或者潛水泵無法工作情況時,不容易被人及時發現會產生難以估計的后果,因此要設計水位報警。
3.2水泵的啟停
電氣設計師在進行水泵的啟停設計時,要注意消防水箱穩壓泵和消防主泵的聯合控制。通常情況下,當水壓要求高壓力時,就要將消防水箱穩壓泵進行關停,當水壓要求低壓力時,就要將消防水箱穩壓泵開啟。當水壓要求超低壓力值時,說明發生火災,這時肯定需要大量的用水,消防水箱穩壓泵已經失去了穩壓作用,因為穩壓泵起到穩壓作用的條件是水壓的降低僅僅是由于管路中的泄露引起的,這時就需要開啟地下室的消防主泵,同時關閉穩壓泵,并利用控制器將火災信號傳送到消防值班室。對消火栓泵進行啟停設計時,其設計要求一般是,所有的消火栓泵都可以利用一個啟動按鈕進行單獨控制,同時進行報警,而且消防值班室能夠對消火栓泵進行遠距離控制。對噴淋泵進行啟停設計時,同樣要求可以通過消防值班室進行遠距離控制。噴淋泵一般是自動噴水系統的動力裝置,在對其進行啟停設計時,要充分利用濕式報警閥上裝設的壓力表,如果壓力表持續下降,而且達到某一值時,則通過控制器自動開啟噴淋泵,同時對水流指示器進行誤動作保護,只用于進行報警不能因為水流指示器的動作導致噴淋泵自動開啟。此外,還有潛水泵以及生活泵的啟停控制,地下室潛水泵在進行啟停控制時,一般的控制邏輯就是:高水位,泵開啟;低水位,泵關閉,控制裝置一般采用水位繼電器。給排水專業在給電氣設計師提供的資料中顯示供水方式是地下水泵與屋頂水箱的聯合供水,而且泵是工頻泵,那么就依靠裝設在屋頂水箱中的水位繼電器來進行控制,跟潛水泵相反:高水位,泵關閉;低水位,泵開啟。如果采用的是變頻泵,則利用壓力表來控制,壓力表的數值一旦處于給排水給定資料里面設置的一個壓力范圍,那么水泵就關閉或者開啟。需要注意的是,不論建筑中采用的是哪一種供水方式,如果生活水池處于低水位,就必須將泵關停,避免水泵空轉燒壞電機。
3.3水泵的供配電以及等電位設置
在對水泵進行供配電時,消防泵、潛水泵以及噴淋泵都必須是兩個電源,即一個作為正常供電電源,一個作為備用電源。而對于生活泵、糞便集污坑和淋浴廢水坑內的潛水泵則需要根據實際情況,比如說建筑的設計標準等確定電源,通常情況下,一級負荷要設置兩路電源,而二級或者三級負荷可以僅僅使用一路電源。在民用建筑的衛生間內,電氣設計師要根據給排水專業人員提供的資料設置等電位,一般情況下給排水專業的技術人員會強調衛生間水管多為塑料管,但是電氣設計師不能要考慮到其他金屬構件,安全起見,要預留等電位連接件。
3.4閥門的監視以及氣體滅火
在對閥門進行監視時,如果建筑單位沒有特殊的要求,給排水專業提供的資料主要在自動噴淋系統上要求進行閥門的監視。因為自動噴淋系統自動化程度高,閥門一旦出現無法工作的情況對于其他零部件的工作影響很大,這就要求電氣工程師能夠對閥門的監視進行控制。如果閥門無法關閉時,能夠及時將信號傳達到消防控制室,派相關人員立即進行搶修。
在一些不能用水進行滅火的地方,比如柴油發電機房、配變電房、圖書館檔案室以及電子計算機控制室等,通常情況下使用氣體滅火。一般的氣體滅火系統中,采用的滅火介質為七氟丙烷和二氧化碳。不管氣體滅火系統采用何種氣體,它的啟動方式一般都要同時包含兩種:氣動和應急機械手的聯合啟動,電動和應急機械手的聯合啟動。滅火系統的控制原理一般是:火災探測器(包括感煙式探測器、感溫式火災探測器等)檢測到火災,然后發出報警信號的同時關閉排風機并開啟門燈;然后延時30秒后,開始啟動滅火。
3.5水炮系統
在現代高層民用建筑中,有時也會用到水炮系統來進行滅火。因為建筑空間太高,簡易的自動噴淋系統已經起不了作用。水炮系統在進行滅火時,對于探測報警裝置和定位裝置是非常依賴的,這就給電氣設計工程師帶來了一定的挑戰,如何可靠的實現水炮系統的開停是十分關鍵的。電氣工程師需要根據給排水專業的技術人員提供的資料對水炮系統進行設計,一般在前段探測部分使用雙波段火災探測器或者線性光束圖像感煙探測器。這種探測器具有曲面式覆蓋的特點,對于干擾光源就有很好的辨識作用,而且響應時間短。對于信息的傳輸,最好能夠選用視頻同軸線纜,這種線纜傳輸速度快而且耐用。水炮系統的控制流程一般是:火災探測器檢測到火災已經發生,然后將檢測信號通過線纜傳送到控制中心,同時做出聲光報警,開始實時錄像,然后根據控制中心反饋的指令,啟動消防水炮,并自動掃描瞄準火源點自動滅火。
結語
在現代化的高層民用建筑設計中,給排水的自動化控制越來越廣泛,電氣工程師在進行這方面的設計時,往往根據給排水專業的技術人員提供的資料進行被動設計,從而產生諸多不合理設計。本文結合筆者的經驗,對高層民用建筑設計中給排水對電氣專業的一些提資要求做了分析,希望能夠對高層民用建筑的設計起到一個拋磚引玉的作用。相信隨著時間的發展,給排水或者其他專業與電氣的結合會更加緊密,各個建筑單位應該對電氣設計引起足夠的重視。
參考文獻
[1] 劉新星. 對多層住宅建筑給排水設計的探討[J]. 四川建材. 2009(02).
[2] 何卓均. 影響建筑給排水設計的相關因素[J]. 沿海企業與科技. 2009(01).
[3] 陳大棟. 淺談建筑給排水環保設計[J]. 中國新技術新產品. 2009(05).
[4] 劉金平,張敏,姚海峰. 建筑室內給排水節能的幾點措施[J]. 科技創新導報. 2009(04).
關鍵詞:消防負荷、應急電源、耐火電纜
中圖分類號:TU24文獻標識碼: A
引言
消防負荷的供配電在建筑電氣設計中占很重要的比重,尤其是供電的可靠性,線路暗敷設往往要在不燃燒體結構層內,明敷設穿金屬管或金屬線槽要涂防火涂料。消防負荷的控制必須具有自動和手動功能。
一.消防負荷概述
消防負荷是指在火災時為了滅火,減少火災的損失非火災時不使用而火災時使用用電負荷或火災及非火災時均要使用的負荷。關于消防負荷定義在目前國家規范標準中還沒有明確,這只是筆者關于消防負荷的認識。僅火災時使用的用電負荷如消防水泵、噴淋泵、防煙排煙風機、消防穩壓泵、正壓送風機、防火卷簾門、消防排污泵、消防送風機、電動的門窗以及閥門,火災及非火災時均要使用的負荷如消防控制室(火災報警控制器及聯動聯動控制設備用電)、應急照明(應急照明和正常照明合用)、消防電梯(兼作平時客梯)等。消防負荷主要在火災時為保護人民生命和財產的安全使用,人命關天。消防負荷為了供電的可靠性根據國家規范基本上為一級負荷、二級負荷。但是并不是所有的消防負荷都是一級、二級負荷,比如《建筑設計防火規范》GB50016-200611.1.1在多層建筑中,室外消防用水量小于25L/s的公共建筑,室外消防用水量小于30L/s的工廠、倉庫,座位數小于1500個電影院、劇院的消防負荷就是三級負荷。
二.消防負荷電源
一級負荷由雙重電源供電,引來兩路供電線路在末端配電箱自動雙切換。所謂雙重電源,一個負荷的電源是由兩個電路提供的,這兩個電路就安全供電而言被認為是互相獨立的。由于在實際工程中,取得兩個相互獨立的電源很難實現,所以只能提供兩個相互獨立安全的供電電路。這兩個電路,在工程設計中,稱為正常電源和應急電源。應急電源而不是備用電源,在設計中一定要明確,備用電源是指當正常電源斷電時用于非安全原因用來維持電氣裝置或其某些部分所需的電源,而消防負荷是為了安全原因,故只能按應急電源。依據《供配電系統設計規范》GB50052-2009 3.0.9 備用電源嚴禁接在應急供電系統中,所以非消防的一、二級負荷不應接入消防應急電源,應該另設備用電源。這點在《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008 7.2.1.1、7.2.2.1兩條也已經明確,電力、照明、消防及其它防災負荷應自成配電系統,這也提出了消防應急電源和非消防備用電源應分開設置不可共用。規范如此規定的目的還是為了增加消防負荷供電的可靠性,如果合在一起非消防負荷可能導致備用電源的總斷路器跳閘,影響到消防負荷的供電。兩個電路可分別引自兩路市電,兩路市電可分別引自35KV區域變電站,很可能還是一個發電廠是一個電源。另外,一路引自城市電網,一路引自自備電源比如柴油發電機組、蓄電池(EPS)。柴油發電機在一類高層、多層建筑消防負荷應采用自動和手動啟動裝置應在30S內自動啟動,二類高層消防負荷,當采用自啟動有困難時可采用手啟動裝置。 柴油發電機可在30S內啟動完全可以滿足規范的要求,30s內達到額定轉速、電壓、頻率后,投入額定負載運行。由于柴油發電機在30S內才能提供穩定的電壓,所以在末端雙切換箱的切換時間應設置大于30S,否則,雙切換開關將重復切換,將導致自動雙切換裝置的損壞。
三.消防負荷的配電電纜及敷設
消防負荷的配電線路線纜的選擇主要依據《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-200813.10.4 第1款 按照《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98特級保護對象是指建筑高度超過100m的高層建筑,礦物絕緣電纜BTTQ采用氧化美金屬護套防火性能是最高的電纜,不含有機材料,具有不燃、無煙、無毒和耐火的特性,使用在銅的熔點以下的火災區域是安全的,而銅的熔點是1060攝氏度,一般民用建筑的火災現場最高溫度均在1000攝氏度以下,當采用礦物絕緣電纜應采用明敷設或在吊頂內敷設。第2款 一級對象包括建筑高度不超過100m的一類高層建筑、部分多層建筑、部分地下民用建筑,依據規范考慮到開發商的投入成本經濟性在設計中常常采用有機絕緣耐火類電纜,此類電纜即是耐火電線電纜,其耐火溫度為750攝氏度,90min,在設計中一定要采用耐火電纜并要采取防火保護措施,由此可見此類消防負荷線纜耐火即可沒必要無鹵低煙由于往往在橋架內成束敷設仍需阻燃,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;在電氣豎井消防電纜往往在電纜橋架內敷設可采取設三隔離板將電纜橋架分為四部分一部分敷設一般電纜、一部分敷設消防常用電纜、一部分敷設消防備用電纜、一部分敷設一般負荷備用電纜,在電纜溝可與一般負荷電纜分別敷設在電纜溝的兩側支架上,采用明敷設、吊頂內敷設或架空地板內敷設,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性剛性熟料導管保護,并應敷設在不燃燒結構內,且保護層厚度不應小于30mm;第3款二級保護對象包括二類高層建筑、部分多層建筑、部分地下民用建筑,這個類別的建筑必須采用耐火電纜,其敷設方式與第2款相同。第4款控制線路和分支線路由末端配電箱引出,在同一個防火分區內故可以降低耐火等級,耐火電纜有四個等級A、B、C、D可依次降低。
消防負荷線路的敷設,《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008
13.9.8 分支線路不應跨越防火分區,一般分支線路是消防末端配電箱配出的線路,這樣規定也就保證了消防末端配電箱應放在本防火分區內。分支干線一般由配電間或變電所引來,在實際工程中往往有幾個防火分區,而配電間和消防設備不一定在一個防火分區,比如地下車庫可能十個以上的防火分區,由配電間至消防配電設備難免要穿越防火分區。規范規定不宜跨越防火分區而不是不應跨越防火分區,這樣在實際工程便于實現。《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008 13.9.9第1款末端雙電源自動切換配電箱安裝于所在防火分區內。從防火分區的定義來看,防火分區主要是在一定范圍內控制火災。如果本防火分區的消防設備的末端雙電源自動切換配電箱設在其它的防火分區,末端配電箱、分支線路及消防設備無法控制在同一個火災范圍內,很難實現供電的連續性。從本條還可以得出一個概念消防電梯、消防水泵、防煙及排煙風機等消防設備是在最末一級設置雙電源自動切換裝置,而其它消防設備在末端而不是最末端,比如防火卷簾門、應急照明等可在同一防火分區內設置一雙電源自動切換箱,然后由雙切箱引至防火卷簾門控制箱,引至應急照明末端配電箱,而同一防火分區的幾個排煙風機就不可以設一個共用雙切換箱,而每一個排煙風機在末端設置一個雙切換箱。第2款放射式供電比樹干式可靠性要高,故規范規定宜采用放射式供電,對小容量消防負荷采用一個分支回路供電,小容量的標準是設備不宜超過5臺,總計容量不宜超過10KW。《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-200813.9.10 公共建筑物頂層,除消防電梯的其它消防設備,可采用一組消防雙電源供電。由末端配電箱引至設備控制箱,應采用放射式供電。消防電梯在火災時起到豎向的運輸作用,是在建筑物發生火災時供消防人員進行滅火與救援使用。消防電梯較其它消防設備在火災時要重要的多,為了消防電梯供電可靠性必須單獨設置消防雙電源,而其它消防設備可共用一組消防雙電源。有末端配電箱至設備控制箱應采用放射式供電,也是為了增加供電的可靠性。《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-200813.9.11在12~18層普通住宅人員可通過樓梯疏散,消防電梯的重要性降低,消防電梯和普通客梯可共用一組消防電源及末端自動雙切換裝置,可節省一套配電線路及自動雙切換箱,經濟性好。《高層民用建筑電氣設計規范》GB50045-95(2005年版) 9.1.3 高規的這一條其實在民規13.9.8條中已有說明,消防設備為了增加供電的可靠性不可與一般負荷共用供電線路,所以應采用專用的供電回路。多層建筑消防線路的敷設方式已在《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008 13.10.4 第2款已有規定。
四.消防負荷的末端配電設備
消防水泵、噴淋泵、防煙排煙風機、消防控制室、消防電梯應在最末一級設置自動雙切換配電裝置,其它消防負荷如防火卷簾門、應急照明在末端設置自動雙切換配電裝置,在《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-200813.9.6、13.9.9,《高層民用建筑電氣設計規范》GB50045-95(2005年版)9.1.2 、《建筑設計防火規范》GB50016-2006 11.1.5都有明確的規定。所謂的最末一級和末端的區別就是設備控制箱和雙切換配電箱在一起是最末一級,末端是指設備控制箱和雙切換配電箱不一定在一起。在末端雙切換的目的還是為了增加供電的可靠性,如果不在末端切換,雙切換箱引出線路長度長可能有故障產生。
五.消防設備的控制
消防設備的控制,主要是火災時消防設備的啟動,《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98有明確的規定。消防設備(如消防泵、噴淋泵、防煙排煙風機)在火災時應由消防控制時火災報警控制器自動啟動,設有聯動多線控制模塊,1807A模塊(上海松江飛繁電子有限公司產品)聯動控制啟動消防設備;另外,還可在消防控制室聯動控制盤上手動直接控制。消防泵還可由消火栓按鈕直接啟動,噴淋泵濕式報警閥壓力控制啟動。防煙排煙風機的停止由280攝氏度防火閥控制聯動停止。正壓送風機的控制:由消防控制室自動和手動控制正壓送風機的啟停,自動還是通過多線聯動控制模塊1807A,風機啟動時根據其功能位置連鎖開啟其相關的正壓送風閥或火災層及鄰層的正壓送風口, 并返回信號至消防控制中心。消防電梯由1825總線聯動控制模塊降至首層。
六.總結及展望
總之,消防負荷關系到火災時人民生命財產的安全,最重要的供電的可靠性。隨著電纜耐火性的提高,新材料的采用,自動控制技術的發展,消防負荷的供配電也必將取的新的發展。
參考文獻:
《民用建筑電氣設計規范》(JGJ16-2008)中國建筑工業出版社出版
《建筑設計防火規范》(GB50368-2005)中國計劃出版社
《火災自動報警系統設計規范》(GB50116-98) 中國計劃出版社出版
【關鍵詞】:建筑,供配電,照明, 電氣設備,節能設計, 措施
【abstract】:The rapid development of china’s construction industry at the same time, high energy consumption of buildings increasingly attentions on building energy efficiency is gaining more attention. Civil building electrical energy saving design covers the comprehensive power supply system design, electrical lighting design and electrical equipment design content. this paper try to from the above three main civil building electrical energy saving design analysis of the specific method and measures.【key words】: construction, power supply, lighting, electric equipment, energy-saving design, measures
中圖分類號:F470.6 文獻標識碼:A
目前全世界都存在能源短缺,而我國又是一個能源消耗大國,我國人均資源和能源相對貧乏,不到世界人均水平的一半,且我國能源利用率又低,我國單位建筑面積能耗相當于發達國家的2~3倍,由此可見節能工作潛力很大。另一方面,在設計領域中也面臨著新的挑戰,國外的設計公司在設計過程中十分重視環保和節能,如果我們在設計過程中不重視節能,就有可能被淘汰出局。而節電節能工作牽涉的面又十分廣泛,對于民用建筑電氣設計者而言,就是要在滿足建筑物使用功能的前提下,堅持適用、經濟、節能原則為指導,合理選用設備,積極推廣和應用節能新技術、新產品。
一、供電配系統設計依據和節能措施供配電系統設計時認真考慮并采取節能措施是實現電氣節能的有效途徑,也是供配電系統設計正確合理的具體體現。
1、供電系統的負荷計算是進行節能設計依據 負荷計算的過程中,應根據實際設備使用率,選擇最合理的負荷參數,從而確定變壓器的容量,另外應選擇技術參數較好、性能較穩定的供配電設備,以確保系統在安全、經濟、可靠的性能下運行。供配電系統節能設計的依據是對負荷計算及電力設備容量的最優化的選擇,選擇參數配置合適的設備是提高功率因數,降低變壓器的無功功率的關鍵。 2、供配電系統的節能措施研究和分析具體實施供配電系統時,首先要確定好配電系統的設備容量以及電壓等級,然后選用其中較高的配電電壓深入負荷中心;對于用電設備容量在100kw及以下者可采用380/220v;特殊情況也可采用高壓供電;當配套公建用電負荷超過100KW時應采用高壓供電。 其次要合理選定變配電所的位置,應靠近負荷中心或大容量設備處(如冷凍機房、水泵房等),可以減少低壓線路損耗,同時還能保證電能質量(減少電壓降);合理選擇變壓器及容量:選用高效低耗變壓器,變壓器負載率選取在0.65~0.8之間。力求使變壓器的實際負荷接近設計的最佳負荷,提高變壓器的技術經濟效益,減少變壓器能耗; 最后是進行優化供配電系統設備的經濟運行方式:即采用最小損耗的運行方式。尤其是季節性負荷機組或專用設備,可考慮進行設計專用變壓器來降低變壓器的綜合損耗,另外對設備線路進行合理選擇的路徑,優化和節能設計的原則是負荷線路越短線路損耗越低。同時要提高供配電系統的功率因數,減少線路無功功率的損耗, 從而達到節能目的。
二、電氣照明節能設計的措施在建筑中照明節能是一項重點需要解決的問題。如何做到既滿足
工作、生活的照度標準要求,又達到節約能源的目的, 這是我們在進行照明設計時必須認真考慮的問題。 1.1 照明光源及燈具的選擇 光源是能量轉換成光的器件,是實施照明節能的核心。對設計者來說,設計時光源選用主要原則是應選高效節能光源。此外,選擇燈具時應優先選用直射光通比例高,控光性能合理的高效燈具。在實際的應用中,還應注意燈具的配光曲線,這是我們進行照明設計時的依據之一,以便對確切的照度值等做到心中無數,采用合理的燈具配光可提高光的利用率,達到節能的效果。
1.2照明控制 在照明設計中, 照明的控制方式對于照明節能同樣起到了重要的作用。在這眾多的控制方式中, 如何在照明設計中做到切合實際,是每位設計人員應十分注意的問題。既要做到方便,又要達到節能。 1)對于大型公用建筑, 如:劇場、體育館、會議室等采用智能照明控制系統。節省電能, 有效地統一管理。節能效果明顯。 2)對于一般的小型建筑,在設計時應注意采用:每個照明開關所控燈的數量不要過多;公共走道、樓梯燈(應急燈除外), 采用聲光控節電開關;室外照明控制最好用光電控制器替代照明開關等等。房間有多列燈時宜分組控制, 所控燈列與側窗平行。 1.3選擇合理的照明方式 選取合理的照度標準值,照度要求較高的場所采用混合照明,少用一般照明,適當采用分區一般照明方式;對于高大空間采用一般照明與重點照明相結合,可在上部設一般照明,下部在柱子或墻上設投光燈或壁燈照明,比單獨設置一般照明方式要節能。
三、建筑設備(以水泵為例)電氣節能分析
在民用建筑中動力負荷主要是風機和水泵類,有資料顯示星級酒店中水泵的能耗占總能耗的30%,所以對風機和水泵采取節能措施是十分必要的,而一般水泵電動機的容量是根據可以出現的最大負荷來選擇的。而水泵的運行過程是隨水流量變化而變化的。水泵的工作特性是流量與轉數成正比,揚程與轉數平方成正比,軸功率與轉數立方成正比。當流量減少一半時,采取調速的方法是將電動機的轉速降低一半,這是電動機的軸功率只是額定功率的1/8,對于需要變流量運行的水泵采用調速技術可大幅度的降低能耗。而電動機的調速方法很多,目前變頻調速是一種高效能的調速方式,可以在保持正常轉差率下運行實現無級調速,可以在低速運行時,使電動機輸出最大扭矩不變。目前變頻調速中主要分兩大類:交—直—交變頻(電壓型和電流型)和交—交變頻(多為電壓型)。交—交變頻(電壓型)的電源側功率因數較低。交—直—交變頻(PWM方式調壓)的電源側功率因數較高,而且可以輸出電壓調制成正弦波,使輸出波形中低次諧波含量小。適用于各種傳動裝置及不間斷電源。
四、積極推廣和應用節能新技術、新產品 隨著社會經濟及科學技術的發展,建筑電氣專業新技術和新產品不斷涌現,為了達到更好的節能效果,在建筑電氣設計中必須積極推廣新產品、新技術,發揮新產品新技術的節能作用。現階段,我國建筑工程中已廣泛采用了EPS應急系統、太陽能光源等許多電氣新技術、新產品,隨著建筑業的發展以及科學技術的日益進步,會有更多的節能新技術、新產品投入到建筑市場當中。五、結束語 能源安全是實現經濟發展和社會進步必須的保障。為實現“節電能、降電耗”的目的, 在建筑電氣設計中建筑電氣設計者人員必須要提高節能意識,正確設計供配電系統, 合理選用電氣設備,積極采用和推廣節能新材料、新技術,降低不必要的能源損耗,提高建筑物整體節能效果,促進建筑業的可持續發展。
【參考文獻】:[1] 民用建筑電氣設計規范GJG 16—2008;
關鍵詞:高層建筑電氣設計配電系統防雷
1引言
隨著經濟的飛躍發展,城市規模的不斷擴大,高層建筑越來越多,因此,高層建筑電氣設計就成為設計者不得不面對的問題,同時,在節能減排受到普遍關注的今天,更要注重節能的設計。
2建筑電氣設計節能的原則
建筑電氣節能應堅持以下三個原則: 2.1滿足建筑物的功能 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 節能應根據國情考慮實際經濟效益,不能因為注重節能而過高地消耗投資,增加運行費用。 2.3節省無謂消耗的能量 節能的著眼點,應是節省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的,再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗,傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗,又如量大面廣的照明容量,宜采用先進技術使其能耗降低。因此,節能措施也應貫徹實用、經濟合理、技術先進的原則。民用建筑的節能潛力很大,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。
3高層建筑電氣設計的原理及主要內容
2.1用電負荷統計
設計要求:高層建筑的電力負荷計算,基本上采用負荷密度法和需要系數法。
設計原則:高層建筑由于照明、空調、電梯、給排水等諸多設備,因此負荷多,用電量特別大, 且供電的可靠性要求很高。
根據《民用建筑電氣設計規范》的規定確定建筑用電負荷級別,根據《高層民用建筑設計防火規范》的規定,建筑的消防控制室、消防電梯、防煙排煙設施,火災自動報警、自動滅火系統、應急照明、疏散指示和防火卷簾、閥門等消防用電負荷的級別。
2.2配電系統
設計要求:為了保證供電可靠性,現代高層建筑至少應有兩個獨立電源,還須裝設應急備用柴油發電機組。
設計原則:在高層建筑中,照明與動力基本上不共用干線。動力負荷多采用放射式供電,照明負荷則多采用母線槽配電,與動力分開。
高層建筑配電系統包括:⑴住宅低壓供配電系統;⑵商場空調供配電系統;⑶公用設施供配電系統;此外還要設置一臺自備柴油發電機,作為發生火警時的應急備用電源。
低壓供電系統運行方式為:低壓系統設有變壓器低壓母線、空調用變壓器低壓母線、公用設施用變壓器低壓母線和自備柴油發電機低壓母線。自備柴油發電機母線作為備用電源,當正常電源斷電時,發電機自動投人。備用電源和正常電源在設備端自動切換,以滿足重要負荷供電可靠性的要求。
2.3變電所變壓器容量選擇、配電間面積及柴油發電機房
專用變電所變壓器容量的選擇要考慮三種工況:一是常時運行工況;二是某棟樓火災時工況;三是當任一臺變壓器故障時,另一臺變壓器應能滿足所有可能同時運行的一二級負荷,此時同樣要考慮某棟樓火災時的情況。
2.4漏電斷路器的選擇
每幢住宅塔樓的總電源進線斷路器,應具有漏電保護功能。根據《全國民用建筑工程設計技術措施――電氣》規定:當住宅部分建筑面積小于1500m2(單相配電)或4500m2(三相配電)時,漏電斷路器的漏電動作電流為300mA。當住宅部分建筑面積1500~2000m2(單相配電)或4500~6000m2(三相配電)時,漏電斷路器的漏電動作電流為500mA。
2.5低壓配電設計
正常工作電源和備用電源均由設于地下層的變配電所供給。380/220V系統采用TN―S制約中性點固定接地系統,采用樹干式與放射式相結合的配電方式。對消防設備等一類負荷配電的電力線路均采用雙回路供電。在線路末端自動切換。二類負荷的配電線路采用ZRVV阻燃型塑料電纜;一類負荷的配電線路采用NHVV耐火型塑料電纜。在線路鋪設方面,高壓電纜穿鋼管明敷;自低壓配電室至各力配電箱的干線路沿橋架敷設,其中消防設備等一類設備配電的線路采用鋼線槽敷設;共設立2個強電電纜豎井。電纜豎井為各用電設備配電。自各動力配電箱和控制箱配出的支線路根據各處的情況分別采用橋架或穿鋼管敷設。
3照明設計
3.1光源
地下室、住宅客廳以熒光為主,設備用房、樓梯、走道和住宅(除客廳外)以白熾燈為主,商場照明僅設置總電源箱,具體燈具布置由二次裝修設計。
3.2事故照明
地下室、商場、樓梯間的照明系統有兩個電源(備用電源由發電機供給),另外在電梯前室、樓梯間、配電室、發電機房、水泵房及消防中心等重要場所設應急照明。電梯前室、樓梯間及走道等人員密集通道設誘導燈。
3.3導線選擇及線路敷設
住宅、商場及地下室照明線路,采用ZR―BVV阻燃型塑料銅心導線。所有由照明配電箱配出的線路均采用金屬線槽明敷。
4防雷措施
一般大氣中雷云距離地面高度大約100~300m時,地面感應異性電荷易于在建筑物的突出部位集中,大多數高層建筑已接近雷云之中,受雷擊的可能性大,而且雷擊也可能發生在建筑物側面樓層。采用一般建筑物的避雷措施難于起到保護作用,針對高層建筑受雷擊的特點,可采取系統的防雷措施。
5防火和報警系統
由于高層建筑面積大、人員復雜,引起火災的可能性很大,加之豎向孔洞多、現代化的塑料貼面材料、全部窗戶密封、設備龐雜、人員和物質等都很集中,發生火災時火勢容易蔓延,疏散人員和撲滅火災也很困難,所以現代化的高層建筑除了在建筑設計方面采取很多措施(如合理布局、采用耐火材料、劃分若干防火區等)外,還應設置完善的自動消防系統和防火報警系統。自動消防和防火報警系統一般由檢測、報警、確認判斷和初期滅火設備、疏散誘導系統、排煙滅火系統組成。
【關鍵詞】民用建筑;電氣;節能;設計
自從改革開放以來,我國人民的生活水平以及生活質量得到了不斷的提高,而當人們的生活需求基本得到滿足之后,其注意力就會相應的轉移,比如說關注社會問題、關注政策動向、關注自身生存環境等等,而節能則是在這樣的大環境中產生的,并且得到了應有的重視。
環境是人類賴以生存的必然因素,是承載人類發展的基礎前提,只有保護了環境、保護了資源,才能夠使環境、資源反過來促進人類的進步。而民用建筑,可以說是最為基礎的單位,更是人們通過自身努力實現節能的最佳途徑,正是因為這樣,必須做好基礎的民用建筑電氣節能設計,這樣才能夠從根本上做好節能,貫徹節能,從而真正的實現環保節能,人人有責;環保節能,從自己做起。
在民用建筑電氣節能工作的展開中,包括了各種各樣的工作程序以及工作重點,比如說要遵循相關的設計原則,例如實際性、適用性以及節能性,進而才是展開切實的、有效的節能措施,總而言之,做好民用建筑電氣節能設計工作,不僅僅能夠促進生存環境的持續發展,更能夠促進社會、國家的穩步發展、健康發展,從而形成有序的、有利的發展模式。
1 民用建筑電氣節能設計的原則
1.1 節能性
節能型,可以說是民用建筑電氣節能設計工作的核心所在,如果不能夠確保節能性,那么工作的展開就沒有了切實的意義,更沒有展開的必要。正是因為這樣,必須確保節能性原則,這樣才能夠對民用建筑電氣節能設計工作基礎給與足夠的促進力度,給與工作設計、實施的基礎前提,從而也才能夠推動工作的順利展開以及順利完成。
1.2 實際性
試想一下,如果在展開民用建筑電氣節能設計工作的過程中,忽略了老百姓的經濟承受能力,采用各種高端技術或者是高端材料,那么就會造成人們難以負擔的局面,從而使得工作的展開脫離了實際,這樣一來,即使節能工作做得多好,都會化為烏有,因為這種高端建筑并不能夠與人們的實際生活相結合,而人們也無法通過自己的支持去貫徹節能工作。由此可以看出,實際性也是展開民用建筑電氣節能設計工作中的重要原則。
1.3 適用性
適用性與實際性有一定的聯系,只有符合了實際的需求,才能夠保障適用性。在展開民用建筑電氣節能設計的過程中,相關工作人員不僅僅要保障工作的節能性以及實際性,更應該在滿足兩者的前提下,確保其適用性。要知道,只有適用的,才是良好的,才是能夠得到支持、促進的,也才能夠真正的實現預期的節能目的。
2 民用建筑電氣節能設計的重點
2.1 根據居民建筑的具體情況來設計節能方式
從小事做起開始節能。例如:照明器的控制,應根據各房間使用的不同特點和要求區別對待。面積較小的房間宜采用一燈一控或二燈一控的方式;面積較大的房間采用多燈一控的方式,但每個開關控制的燈數不宜太多,也應考慮適當數量的單控燈。建筑內的樓梯間、走廊等公共通道,照明器宜采用定時開關控制。
2.2 高效照明和節能控制系統設計
在居民用電的過程中,人們大多采用照明用電量大而且面積廣,也就是說照明的節能潛力很大。照明節能設計中,除了滿足照度、光色、顯色指數外,不能單靠減少燈具數量或降低功率,要充分利用自然采光,改善環境的反射條件,推廣應用新光源和改進照明燈具的控制方式,從而達到節能的目的。除了正確選用光源產品外,選擇高效照明燈具與光源合理配套使用,在滿足照明要求的情況下,可以有效節約照明用電。節能設備的選擇設計應優先考慮使用低損耗的節能變壓器,逐步淘汰高低壓配電設備中的高能耗電器,照明燈具優先考慮使用節能燈具。
2.3 合理確定配電變壓器的容量
對于用戶來說,既希望變壓器的容量不要選得過大,以免增加初投資;又希望變壓器的運行效率高,電能損耗小,以節約運行費用。變壓器應選用節能型的,以減少鐵芯的渦流損耗和漏磁損耗,同時要將變壓器的負載率提高到 41%-63%,總損耗最小,具體數值隨著變壓器的不同而不同。住宅小區為提高變壓器運行期整體效率,其變壓器的計算負荷率應該高于最佳負荷率,80%-85%最為合適。
3 民用建筑節能設計的發展
3.1 節水系統是必要的補充
雖然節水系統的設計、完善不在民用建筑電氣節能設計的范疇中,但這同樣也是促進節能工作、推動節能工作的重要內容,不僅如此,兩者雖然看上去沒有實質的聯系,但其相互因素卻難以言明。做好了民用建筑的節水系統,其實也是在完善民用建筑節能體系,不僅僅促進人們節能意識的提高,更促進人們在節能行動上的進步,從側面去推動了民用建筑電氣節能設計工作的展開。舉個例子來說,人們的生活廢水可以通過預期設定的管道實現再循環利用,比如說澆灌小區內的綠化區等等,從而實現了節能的預期目標,使民用建筑電氣節能更加的有意義,也使得整個工作更加的有沖勁。
3.2 加強民用建筑的節能管理
任何工作的展開、實行以及貫徹,都需要相關的管理來進行輔助,而節能工作也不例外,通過有效的管理,不僅僅能夠強化人們的節能意識,提高人們對節能的正確認識,更能夠約束人們的行為,使節能能夠真正的被貫徹。比如說展開節能宣傳活動、制定相關的節能措施以及針對節能方案展開調查等等,除此之外,相關部門還應該積極的根據實際節能工作中的不足,及時的給與補救、改造等等,以更好的實現節能目的,促進節能工作的展開。
4 總結
總而言之,節能是當下最為火熱的話題,它不僅僅關系到老百姓的日常生活以及工作,更關系到國家、社會的可持續發展。正是因為這樣,必須根據民用建筑電氣節能設計中的原則,制定出可行的、有意義的措施,這樣才能夠從根本上去促進工作的展開,賦予工作展開的意義,進而才能夠提高每一個人的節能意識,最終反過來確保社會、國家的健康發展。
參考文獻:
[1]張金鳳.民用建筑電氣節能設計要點分析[J ].科技信息,2010,(01).
關鍵詞:超高層建筑;電氣設計;要點分析
中圖分類號:F416.6 文獻標識碼:A
一、引言
隨著經濟及科學技術的快速發展,現代建筑向縱深發展已經成為社會推進的必然趨勢。因此高層建筑電氣設計已經成為一門綜合性的科學技術,其環保化及智能化的要求帶給我們許多新課題。在不對超高層建筑功能造成影響的情況下減少超高層耗電量已經成為新的研究課題。本文對超高層建筑電氣的設計要點進行了分析。
二、高層建筑電氣設計核心內容
(一)確定相關的電力負荷
作為配電設計的主要依據,電力負荷需要按照相關的國家規范進行確定,其中電梯、消防用電設備、電話機房及航空障礙等應該按照一級負荷的標準來確定,而其他的負荷應劃分為二級負荷或三級負荷。在進行負荷計算時需要分別對照明負荷和動力負荷進行計算,電力負荷能否正確計算,關系到電氣設備的選擇和配置,對整個超高層建筑電氣設計的經濟性都具有重要影響,通常采用需要系數法和負荷密度法進行超高層建筑電氣負荷計算。
(二)電源設備的選擇
超高層建筑至少需要設置兩個獨立的電源,并采用雙回路進行供電。每路各帶一半的負荷互為備用,且10kV供電電源應分別來自兩個不同的變電站,或者分別來自同一變電站的兩段獨立母線。某超高層建筑選擇了三回10kV線路作為電源引入,并采用一路備用的運行方式。對于超高層建筑中存在的大量一級負荷,還需要利用備用的柴油發電機組,在15s內的范圍內應自動恢復供電,以防止意外情況的發生。
(三)設計相關的配電系統
配電系統一般采用單母線分段的方式,母線的分段數主要取決于電源進線回數,如果具有多臺變壓器則可用采用多分段的方式進行自動切換。10kV外接線則采用環形接線的方式,這樣才能提高超高層配電系統的可靠性。采用電纜進線作為電源進線,將供電電源分為主電源和備用電源。
在高壓配電系統中的低壓干線通常采用放射式的供電方式,在樓層配電系統中則采用混合式的系統。配電系統中主要設備是干線,而在超高層建筑中的豎井中則多使用插接式的母線槽,在各個樓層的豎井中都設有配電間。如果在水平方向難以走線,則可以采用豎井母干線連接的方式,在層間的配電箱進行插接自動空氣開關來取得電源。如果超高層建筑所需的供電負荷較大,則需要設置分散的配電中心。
(四)主要電氣設備的選擇
1、開關柜的選擇
超高層建筑的配電室通常設置在主樓的地下,且不宜采用油開關。根據超高層建筑的相關規定,宜選用具有“五防”功能的真空開關柜。
2、變壓器的選擇
根據相關設計規程,在主樓內不能存在對油浸變壓器。由于高層建筑的負載較多,且體積較大,因此可以選擇大容量的組合變壓器,對季節性的負荷進行集中的設置,使其在過渡期能夠對相應變壓器進行停用,這樣就降低了相關的能量損耗。
3、備用發電機的選擇
對于備用發電機系統,應避免其他負荷的接入。備用發電機應靠近區域配電中心,由于燃氣輪發電機具有體積小、故障率低且重量輕的特點,因此宜選用燃氣輪機作為備用發電機。
三、高層建筑電氣設計的特點與對策
(一) 由于空調負荷及照明負荷較多,超高層建筑的用電量較大,對供電可靠性的要求非常高;
(二) 在超層建筑中,照明負荷與動力負荷是分別進行供電的。動力系統中的負荷大多采用放射式供電方式,而照明系統則大多采用母線槽的配電方式。
(三) 超高層建筑由于內部的空間較大,且其配置的電氣設備較多,這就導致墻面的埋線是較多的,地面中的管道也非常多;
(四) 超高層建筑的主體主要是利用干法進行施工的,并且采用建筑構件的預配裝置縮短工期,這就要求在進行電氣施工時要效率要較高;
(五) 超高層建筑對消防的要求較高。由于超高層建筑的高度高,設備較多,且裝修豪華,火災隱患較大,因此其對消防的要求較高。在設計中要有選擇性的進行消防設計;
(六) 超高層建筑的用電設備較為分散,其管理難度較大,要求進行微機監控和設計。
四、高層建筑電氣設計中的節能原則
作為我國當前的一項基本國策,節能環保行業在我國得到了迅速的發展。在對超高層建筑設計時應堅持節能環保方案,從設備的選型到配置、傳輸線路距離和功耗計算,都應考慮節能環保設計。這對電氣設計工作人員提出了新的更高的要求。
在對超高層建筑進行電氣節能設計時應滿足建筑的相關功能,在照度、溫度、空氣流通度等方面達到使人舒適的程度。為建筑物的各種功能提供足夠的動力電源。在此基礎上進行無謂能耗的控制,并作為節能的主要手段。設計方法如下:首先要找到與超高層建筑物相關功能無關的功耗,其次再針對相關的功耗制定節能設計,并通過照明用電來改善用電環境。
五、結論
超高層建筑的節能設計要結合實際的建筑物,綜合考慮各方面的經濟效益因素,不要因為盲目地節能而增加投資。要通過技術的更新來實現相關的節能。在超高層建筑電氣節能設計時,要對其原理、效果及經濟性進行綜合的比較,確定最終的節能設計方案,使其滿足技術先進、環保實用和經濟合理的要求。
參考文獻:
【關鍵字】建筑電氣設計 設計可靠性 經濟性
Abstract: With the development of science and technology, the popularization of application of electric energy. Electric energy production, transmission, distribution and application controls, control, detection and protection function, in power transmission and distribution system and the electric drive automatic control system application is extremely extensive. Electrical variety, different structures. So, how to improve the economic building electrical design by using the reliability rate and design are very important problem, the main problem is the discussion.
Key words: building electrical design; reliability design; economy
中圖分類號:F407.6文獻標識碼A 文章編號
一、前言
隨著建筑技術的迅速發展和人們生活水平的不斷改善,對建筑電氣技術的要求也相應的提高了。建筑電氣所涉及的范圍也越來越寬廣,不僅僅是供配電、照明、防雷和接地,已經逐步發展成為了一門以近代物理學、電工學、機械電子學、光學、聲學、自動控制、計算機技術等等學科為基礎的新興學科。隨著形勢的發展,還將結合數學、物理知識和計算機技術向綜合應用的方向發展。近年來,我國相繼頒布執行了電氣設計的相關規范、規程。但由于新舊規范、規程在內容上有所不同,為電氣設計增加了困難。只有把握住電氣設計的工作要點,學習先進的設計經驗,正確理解設計規范,才能不斷提升電氣設計水平,從而保證建筑電氣設計的可靠性,同時提高其經濟性。
二、供電和配電系統的設計
根據電力負荷因事故中斷供電造成的損失或影響的程度,區分其對供電可靠性的要求,進行負荷分級。損失或影響越大,對供電可靠性的要求越高。電力負荷分級的意義在于正確地反映它對供電可靠性要求的界限,以便根據負荷等級采取相應的供電方式,提高投資的經濟效益和社會效益。
用電負荷應根據供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響程度,分為一級負荷、二級負荷以及三級負荷。在一級負荷中,當中斷供電將發生中毒、爆炸和火災等情況的負荷,以及特別重要的場所中不允許中斷供電的負荷,應列為特別重要的負荷。中斷供電將影響重要的用電單位的正常工作,或者是造成公共場所秩序混亂時,就要被重視為二級負荷。而且對于二級負荷,由于其停電造成的損失較大,且其包含的范圍也比一級負荷廣,其供電方式的確定,如能根據供電費用及供配電系統停機率所帶來的停機損失等綜合比較來確定是合理的。對于二級負荷的供電方式,因其停機影響還是較大的,故應該由兩回路線路供電,供電變壓器亦應有兩臺,只有當負荷較小或地區供電條件困難時,才允許專用架空線路供電。當線路自配電所引出采用電纜線路時,必須要采用兩根電纜組成的電纜線路,其每根電纜應能承受的二級負荷為100% ,且互為熱備用。而對于中斷供電造成的民用建筑中各類建筑的用電負荷的要視為三級負荷。
長期的運行經驗表明,用電單位在一個電源檢修或事故的同時,另一個電源又發生事故的情況極少,且這種事故多數是由于誤操作造成的,可通過加強維護管理、健全必要的規章制度來解決。俗話說:不成規矩,不成方圓啊!
各種用電設備對電壓偏差都有一定要求。如果電壓偏差超過允許值,將導致電動機達不到額定的輸出功率,影響其正常的運行,并且增加運行費用,甚至是性能變劣、降低壽命。照明器端電壓的電壓偏差超過允許值時,將使照明器的壽命降低或者光通量降低。為了使設備正常運行和有合理的使用壽命,設計供配電系統時,應該驗算用電設備的電壓偏差。
當對電動機進行補償時,首先應選用長期連續運行,且容量較大的電動機配電用電容器。當電動機與電容器同時投機,電動機可作為放電設備,不需要在設其他放電設備。設計者在設計時應該考慮電動機經常在接近實際負荷下使用的情況,所以保護繼電器應該按加裝電容器的電動機。
根據民用建筑的特點,將配變電所在位置加以具體化。民用建筑配變電所位置選擇,與工業建筑除有不少共性特點之外,尚有其他特點。根據多年來的經驗總結,設置在建筑物底下層的配變電所遭水淹漬、散熱不良的干擾確有發生。尤其在施工安裝階段常常出現上層有水漏進配變電所,或是地下防水措施未做好,或是預留的孔未堵塞而造成配變電所進水而遭淹漬,影響配變電所安全運行的情況,這些都不可忽視。
低壓配電系統中,開關設備選擇不符合要求。低壓斷路器又稱自動開關,它是一種既有利于手動開關作用,又能自動進行失電壓、欠電壓、過載和短路保護的電器。它可用來分配電能,不頻繁地起動異步電動機,對電源線路及電動機等實行保護,當它們發生嚴重的過載或者短路及欠電壓等故障時能自動切斷電路,其功能相當于熔斷器式開關與過電流欠電壓熱繼電器等的組合。而且在分斷故障電流后一般不需要變更零部件。
三、建筑電氣設計采取的措施
1、二級負荷的供電系統,適合由兩回路電線供電。在負荷較小或地區供電條件困難時,二級負荷可由一回路或者是專用的架空線路或電纜供電。當采取架空線時,可為一回線路的架空線供電;當采用電纜線路時,應采用兩根電纜組成的線路供電,其每根電纜應能承受100% 的二級負荷。
2、電源及配電系統設計,應符合以下規定:
(1)供電線路應該深入負荷中心。根據負荷容量和分布,應該使配變電所及變壓器靠進建筑物用電負荷中心。
(2)同時供電的兩路及以上供配電線路中,其中一種中斷供電時,其余線路應該確保能滿足全部一級負荷及二級負荷的供電要求。
(3)在設計供配電系統時,除一級負荷中的特別重要的負荷外,不應該按一個電源系統檢修或發生故障的同時,另一電源又發生故障進行設計。
(4)當一級負荷中有特別重要的負荷,或者設置自備電源的比從電力系統取得第二電源經濟合理或第二電源不能滿足一級負荷要求,或者是所在地區偏僻且遠離電力系統,設置自備電源作為主電源經濟合理。
(5)需要兩回路電源線路的用電單位,宜采用同級電壓供電。根據各級負荷的不同需要及地區供電條件,也可以采用不同的電壓供電。
(6)系統中的配電級數最好不要超過兩極。配電系統可以采用放射式。根據變壓器的容量、分布及地理環境等情況亦可采用樹干式或環式。
3、接在電動機控制設備符合側的電容器容量,不應該超過為提高電動機空載功率因數所需要的數值,其過電流保護裝置的整定值,應該按電動機的電容器組的電流來選擇。當電動機投入快速反向、重合閘、頻繁起動或者其他類似操作產生過電壓或超轉矩影響時,應該允許將不超過電動機輸入千伏安容量的電容器投入運行。在三相異步電動機單獨補償的方式中,為了避免在減速情況下產生自勵或者是過補償,所安裝的電容器空量應為電動機空載功率因數補償到所需的數值。當電動機與電容器同時投切,電動機可作為放電設備,不足要再設其他放電設備。
4、配變電所位置選擇英愛根據要求綜合確定。例如:配變電所應該深入或接近負荷中心,進出線方便,還要接近電源側,設備的吊裝、運輸方便,不應設置在有劇烈振動或有爆炸危險介質,多灰塵、水霧、或有腐蝕性氣體的場所,同時還要是獨立的建筑物,不應設在地勢低洼和可能積水的地方。
5、只能配電裝置主要包括低壓無功補償成套裝置、復合開關、操作手柄和無功補償控制器,還可以采用低壓配電開關,例如:負荷開關、隔離開關、熔斷器等等。變壓器低壓側電源開關宜采用斷路器,僅當變壓器容量小,且為三級負荷供電時,可使用熔斷器開關設備。斷路器的兩側均應配置隔離開關,以便在斷路器檢修時形成明顯的斷口與電源隔離。電源主斷路器與母聯電路器自投時應有一定的延時,當電源的主斷路器因為過載或短路故障分閘時,母聯斷路器也不得自動合閘。并且電源斷路器和母聯電路器之間應有電氣連鎖。低壓系統采用固定式配電裝置時,其中的斷路器等開關設備的電源側,應該裝設隔離電器或同時具有隔離功能的開關電器。讓建筑電氣設計更加的安全可靠。
以上是對建筑電氣設計的安全和經濟角度初略分析的結果,對于建筑電氣設計來說安全絕對是首要的問題,一個建筑的電氣設計的安全與否直接關系到該設計能不能被應用到人們日常生活中來的,因為任何有安全隱患的設計都是不符合法的,都是對人身安全造成威脅的,而任何威脅安全的東西都是不可能被接受的,所以一個不安全的建筑電氣的設計也是不會被接受的。而改電氣設計的經濟性也是很重要的,他決定了該設計能否被廣泛應用到人們生活當中去,一個安全經濟合理的設計才是成功的,才會被大眾所接受并被運用于人們的生產生活當中,從而造福人類。
【參考文獻】
史新;;建筑電氣設計[D];機械工業出版社;2009.8
馬小軍;;建筑電氣控制技術[D];機械工業出版社;2003.7
關鍵詞高層辦公樓、電氣設計,供電系統、防雷及安全措施
The construction of electrical design whether reasonable with people's life. This paper based on the project of a high-rise office building electrical design example in high-rise office building electrical design key points for attention and probes into the measures for your reference.
Key words high-level office buildings, electrical design, the power supply system, lightning protection and security measures
中圖分類號:TU976+.1 文獻標識碼:A文章編號:
一 工程簡介
某建筑主樓二十三層、裙房三層、地下室主體二層。總建筑面積為51241m2總高為99.8m。本工程電氣設計包括高低壓變配電系統,照明設計、防雷接地系統及防火和報警系統等。
二 高低壓變配電系統
⑴用電負荷統計。根據《民用建筑電氣設計規范》、《高層民用建筑設計防火規范》的規定,應急指揮中心、消防控制中心、應急照明、等場所屬于一級負荷,(噴淋泵,消防泵,排煙風機,消防電梯等)、應急照明等消防負荷為二級負荷;客梯,生活泵,排水泵等用電設備為二級負荷。本建筑設有可滿足一、二級負荷的供電要求。對水泵、風機、電梯等用電設備按其設備安裝容量進行統計;對照明等設備的用電負荷按單位容量法進行統計;經負荷計算一級負荷總用電量為1231. 9kw ;二級負荷總用電量為叨4007kW 。
⑵供電電源及電壓等級。本工程采用兩路10kV 電源供電。擬從不同的市電站各引一路10KV 電纜至本工程地下一層變電所,采用電力電纜埋地人戶,進戶處采用鍍鋅鋼管保護,保護管伸至室外電纜手孔井,室內引至高壓開關柜。為確保一、二級負荷供電的可靠性,設一臺1000kw應急柴油發電機組一臺。市電與發電機的自投切換開關加機械與電氣聯鎖,防止倒供。市電失壓后,2 秒內自動啟動應急發電機組,15 秒內自動切換。
⑶配電系統高壓供電系統。10kV斷路器采用真空斷路器,額定短路分斷能力為31.5kA ,在10kv 出線開關柜內裝設氧化鋅避雷器作為真空斷路器的操作過電壓保護。真空斷路器選用彈簧儲能操作機構,采用直流110V/65AH 鉛酸免維護電池柜作為操作、繼電保護及信號的電源。變電所采用兩路高壓進線,高壓母線為分段單母線,兩段母線間設母聯開關,平時分列運行。
⑷低壓配電系統。變壓器低壓側采用單母線分段方式運行,平時兩段母線分列運行,當其中一臺變壓器發生故障,進線開關分向時,聯絡開關自動/手動合閘。主進開關與聯絡開關設電氣聯鎖,任何情況下只能合其中的2 個開關。正常工作電源和備用電源均由設于地下層的變配電所供給。380/200V系統采用TN-S 制中性點固定接地系統,采用樹干式與放射式相結合的配電方式。對消防設備等一類負荷配電的電力線路均采用雙回路供電,在線路末端自動切換。
三 建筑物的各照明設計
⑴光源。一般場所為熒光燈或節能型光源,所有熒光燈均帶功率因數補償。
⑵應急照明與疏散指示。變配電所、消防控制中心、弱電中心、(消防)水泵房、(消防)樓梯間、(合用)前室、大面積的辦公場所、公共走道、大堂等場所設置應急照明,采用220V 電源供電,應急時能迅速點亮的光源,采用現場控制開關。在大空間用房、走廊、安全出口、樓梯間及其前室、電梯間及其前室、主要出人口等場所設置疏散指示(采用區域集中式供電應急照明系統,其連續供電時間不小于30 分鐘)。
⑶照明配電系統。辦公照明采用母線由配電室以樹干方式配電;應急照明、疏散指示照明等采用一路市電和一路發電機供電,采用DDZNYJV-1kV 電纜,并在末端互投。
⑷導線選擇及線路敷設。照明、插座分別由不同的支路供電,除注明外照明支路導線為ZRBV-3X2.5 mm2 穿SC20 管敷設;插座支路導線為ZRBV-3X2.5 mm2 或ZR- BV- 3X4mm2 穿SC20 管敷設;所有插座支路(空調插座除外)均設剩余電流保護器;應急照明支路導線為NH-BV -2X2.5 mm2 穿SC20管敷設。
四 本工程的防雷措施
一般大氣中雷云距離地面高度大約100 ~300m 時,地面感應異性電荷易于在建筑物的突出部位集中,大多數高層建筑已接近雷云之中,受雷擊的可能性大,而且雷擊也可能發生在建筑物側面樓層。采用一般建筑物的避雷措施難于起到保護作用,針對高層建筑受雷擊的特點,本工程采取了系統的防雷措施。
⑴安全措施①本工程低壓配電系統接地型式采用TN-S 系統;為防止過電壓,高低壓配電拒、弱電設備配電箱、有引出室外線路的配電箱,分別按所在防雷區域設置不同級別的電涌保護裝置;②其中性線和保護地線(PE )在接地點后要嚴格分開,凡正常不帶電而當絕緣破壞有可能呈現電壓的一切電氣設備金屬外殼均應可靠接地;③防雷接地、變壓器中性點接地及電氣設備保護接地等共用統一的接地裝置;④在變配電室、水泵房、衛生問等處設局部等電位聯結;⑤本工程采用總等電位聯結,將建筑物內保護干線、設備進線總管、建筑物金屬構件進行聯結;
⑵接地系統①強弱電共用聯合接地裝置,要求接地電阻應小于l 歐姆;②電梯機房、消防控制中心、弱電中心等弱電設備用房的接地利用大樓統一接地裝置。③各類接地分別設專用接地干線。電氣豎井的重復接地端子除同本層均壓網相連接外,還采用40x4 的鍍鋅扁鋼分別與共用接地裝置連接。
五 防火和報警系統
現代化的高層建筑除了在建筑設計方面采取很多措施(如合理布局、采用耐火材料、劃分若干防火區等)外,還應設置完善的自動消防系統和防火報警系統。自動消防和防火報警系統一般由檢測、報警、確認判斷和初期滅火設備、疏散誘導系統、排煙滅火系統組成。消防控制中心報警系統,由智能型的集中報誓控制器和必要的消防控制設備組成。包括火災報警控制器,自動滅火系統的控制裝置,室內消防栓系統的控制裝置,常開防火門、防火卷簾的控制裝置,防排煙系統及空調通風系統的控制裝置,電梯回降控制裝置,火災應急廣播的控制裝置,火災警報裝置的控制裝置,火災應急照明與疏散指示標志的控制裝置。本建筑選用多回路、多地址的聯動控制柜有聯動接口的智能型報誓控制器。每個防火分區至少設置一個手動火災報普按鈕。從一個防火分區內的任何位置到最鄰近的一個手動火災報警按鈕的距離不大于30m 。手動火災報警按鈕設置在公共活動場聽的出人口處。手動火災報警按鈕的安裝高度為1. 3~1.5m,且有明顯的標志。
六 結語
隨著經濟的快速發展和人民生活水平的提高,必然對建筑的設計多及功能有許多新的要求,這就給電氣設計工作帶來了一定的困難。電氣設計工作者只有在設計的過程中不斷總結經驗、深入研究,才能不斷提高電氣設才的技術水平。
參考文獻
[1] 徐海峰,建筑電氣設計中普遍存在的問題及應注意的地方,建筑工程
[2] 李曉東、程柱,對建筑電氣設計常見問題的探析,低溫建筑技術,2010 年第1 期