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【关键词】园林景观工程;供配电;安全防护;自动控制系统
一、供配电
通常情况下,大型及的园林景观工程的电气照明工程采用的变配电所是与住宅小区供电10KV变电所,选取的位置通常应该尽量靠近负荷的中心,但是在景观工程中变配电所的选址,其外观设计应该与整个园林景观保持协调一致,或采取隐蔽处理方法,尽量不影响景观效果;而在处理小型园林景观照明时,采用低压220/380V就可以满足景观的供电要求,配电箱的位置不一定必须处于负荷中心,可以根据供电半径和电源至末端受电点的距离来综合考量。另外,依据我国的《供配电系统设计规范》对于供配电工程有相关规定,即正常运行下的景观照明,其末端处受电点电压偏差控制在5%-10%之间。对于供电系统的形式的选择,需要结合工程实际情况,充分利用树干式和放射式系统的优点,取长补短,并且需要预留一定的备用回路,以满足特殊情况下的用电需求。
二、线缆敷设
线缆敷设不仅关系到园林工程的照明效果和质量,还关系到整体能耗的增减。通常来讲,室外照明工程区域内电缆在非硬化地面部分可以采用铠装电缆直埋方式,而在硬化地面部分及道路下敷设时应穿保护管。但在北方地区施工,要保证电缆埋设的深度在冻土层以下,以免冬季受到低温严寒的影响而无法正常供电。同时在线缆敷设的设计中,根据景观的具体布设情况,还应考虑电缆和树木的间距。电缆截面选择,应以计算电流和电压降两个指标综合确定。以计算电流确定导线允许载流量确定导线截面;进行线路电压损失计算,可使线路在符合正常使用要求的前提下,线路截面选择经济合理。
三、安全防护
1、《低压配电设计规范》GB50054-95规定,户外照明及动力回路的开关应选用带漏电保护装置的断路器,并使其正常泄漏电流值小于其额定不动作电流值,漏电保护装置应装设在户外分支回路上,以便于发生故障时,其影响面较小。
2、景观照明工程中的户外照明中的各种灯具装置,如路灯、庭院灯以及草坪灯等,必须要配有相应的熔断器,及专用PE线端子,对杆内发生的短路和碰杆起保护作用。
3、《城市绿地设计规范》GB50420-2007规定,涉及水池、喷泉内等水下灯具的安装和布设时,必须要高强加密的防触电灯具,并且其电压要小于12V。此外,为了保证旱喷泉的用电安全,所有电压超过12V的潜水泵也一律不得使用。
4、户外景观的照明电气设计中,还要做到以下几点:首先,灯具设备接地线一定要独立重复接地,其次,对于一些易导电和传感的金属管件,要做好相应的防护处理,避免因电位联结截流不当导致的短路现象;再次,要适当处理照明控制箱同至灯具之间的距离,过近过远都会给变压器安装造成困难。最后,涉及到水下照明时,水下的灯具和电缆的使用都应该预先做好严密的防水措施,并保证其绝缘电阻小于等于0.5MΩ。
四、园林景观照明设计的主要内容
园林景观照明的主要内容是在于将夜间的园林通过灯光布设和光影效果来打造更加适宜的观赏意境和范围。其目的是增强对物体的识别性和营造环境的氛围,提高夜间出行的安全度,保证居民晚间活动的正常开展。其最基本要求是要保证游人的游览安全,具体标准是能够较为清晰的识别园内方向和景物,并在此基础上开展各类休闲和娱乐活动;而为了提升景观质量,营造独特的夜间园林景观,还要在满足上述要求的前提下,尽可能的选择造型优美、颜色柔和的灯具,使其与周围景致浑然一体。应根据视觉要求使景区内道路、场地、水景、植物、雕塑小品和建筑物获得良好的视觉功效。光源应具有寿命长、光效高、穿透性强和节能的特点,宜采用金卤灯、高压钠灯和节能灯。景观照明有以下几种形式:
1. 道路照明:道路照明应根据道路的宽度和功能确定,作为主干道且道路较宽时可考虑使用路灯或庭院灯,使用路灯时一般灯杆间距可按25-35米设置;使用庭院灯时,灯杆间距可按15-25米,灯杆高度为3.5-4米。作为宅间路,步行路、林间小路等道路较窄时可考虑使用庭院灯或草坪灯,草坪灯间距为3.-5.0H(H为草坪灯距地安装高度)。草坪灯的设置应避免直射光进入人的视野。
2.场地照明:通常情况下采用向下照明方式以此更好的实现对场地景观的烘托效果,并要充分的运用光线、光色和灯具选型的合理搭配。场地空间较大时,采用高杆灯至于场地外侧两端,再辅以若干投光灯于建筑物棚架上,可以达到很好的照明效果;还可以运用柱灯、庭院灯以及埋地灯的合理搭配,来营造独特的场地视觉效果;另外,场内如有花坛,压迫适当的安装草坪灯。
3. 水景照明:水景照明包括喷泉照明、喷水池照明、人造瀑布、水幕帘照明等;喷泉照明灯具一般安装在水面下10-30毫米为宜,光源采用金属卤化物灯或白炽灯,喷水池照明可采用在水下的投光灯将喷水水头照亮;人造瀑布照明和水幕帘照明的灯具一般装在水流下落处的底部。
4. 绿化种植照明:绿化种植照明主要对树木照射,投光灯安装在地面。对相对独立的大树,可在树下安装两只金属卤化物灯向上投射,形成一种特写的效果。对成排成行的树木,可采用埋地型投光灯,安装于树与树之间,产生一种朦胧的美感。对于成片的树林,可采用分布多只投光灯分别照射高低树木的树干,具有丰富的立体感。
5.雕塑小品照明:一般以突出雕塑形态、增强立体感为主要目的,所以在方法上常选择侧光、投光和泛光现结合的布设形式。具体的灯具数量和位置要根据雕塑的形态来判定,但是要注意的是避免忌高强度高亮度的直接灯光照射。
五、自动控制系统
1.随着园林景观照明工程的发展,自动控制系统被越来越广泛的应用于我国的园林照明设计中,自动控制系统的最主要功能和操作优势就是可以根据景观需要,灵活的控制和调整照明标准。不仅能够实现多场景、区域分割的照明,还可以将各种灯具进行分路连接,满足了园林在日常照明和特殊节假日照明的不同需要。
2. 喷泉的控制,使用可编程控制器实现喷泉的自动控制,喷泉的控制方式有时控、程控和音乐声控。
3. 自动喷灌系统,可以根据草地土壤湿度自动调节灌溉的启动时间及喷灌时间。
综上所述,在进行园林景观电气照明设计中,首先要按国家现行规范和规程,要充分考虑环境的基本情况确立和合理、优化的电气设计方案。根据确定的方案来完善整个电气系统的设计。
参考文献
[1] 《供配电系统设计规范》, GB50052-98.
[2] 《低压配电设计规范》, GB50054-95.
[3] 《城市绿地设计规范》, GB50420-2007.
【关键词】园林景观;电气装置;施工安全
在我国的园林景观工程当中,电气设计和施工安全是工程中最容易忽视的问题。一些园林工程为了景观效果把各种照明灯具安装在露天,电气装置需要承受人为破坏和各种环境因数的影响,如风吹、日晒及雨淋;另一个重要的原因,室外操作不像室内那么简单,可以做到同一个电位,容易增加电气事故的几率。为此,规范电气设计和安装是景观工程施工的重中之重。
1.供配电系统设计
1.1园林景观照明工程,必须设置10KV变配电所。变配电所的选址应尽量靠近负荷中心,远离人员活动密集的地方,并注意变配电所外形、色调与环境协调,做到不影响整个景观格局;由变配电所向各用电配电箱供电,配电箱的正面及背面各电器、端子排等应标明编号、名称、用途及操作位置,其标明的字迹应清晰、工整,不宜脱色,路灯的照明还应该考虑采用220/380V低压供电。
1.2确定低压配电箱的位置的原则是需考虑供电半径和电源到供电末端的电压降。《供配电系统设计规范》GB50052-98中,规定在正常运行情况下,道路照明端处电压允许偏差为+5%,-10%。《供配电系统设计规范》GB50052-2009中还规定了需要采用双重电源的设计要求,一级负荷的供电应由双重电源供电,而且不能同时损坏,只有满足这两个基本条件,才可能维持其中一个电源继续供电,这是必须满足的条件;双重电源可一用一备,亦可同时工作,各供一部分负荷。
2.漏电保护的设计
2.1漏电产生的原因
电气线路发生漏电的主要原因是绝缘导线与建筑物以及设备的外壳等直接接触的部位,如进户、穿墙或设备进线等处,由于绝缘损伤或绝缘老化而失去绝缘能力所造成的;其次在绝缘导线接头部位,电线接头通常是将两个芯线扭接后用绝缘胶布包裹而成,其机械强度差,易受潮湿、污染而造成漏电。
2.2漏电断路器的选择
为了防止漏电,在此需要选择匹配型号的漏电断路器。
2.2.1直接接触触电的防护因直接接触触电的危害比较大,引起的后果严重,所以要选用灵敏度较高的漏电断路器,针对电动工具、移动式电气设备的临时线路,应在回路中安装动作电流为30mA,动作时间在0.1s之内的漏电断路器.对家用电器较多的居民住宅,最好安装在进户电能表后。
2.2.2间接接触触电防护不同场所的间接接触触电,对人身造成不同程度的伤害,应安装不同的漏电断路器。因此对容易触电的危害性较大的场所,要求用灵敏度比较高的漏电断路器,潮湿场所比干燥场所触电的危险性要大得多,一般应安装动作电流为15-30mA,动作时间在0.1s之内的漏电断路器;对于水中的电器设备,应安装动作电流为6-l0mA,动作时间在US之内的漏电断路器。对于容易引起二次伤害(比如高空作业)的触电防护,应在回路中安装动作电流为15mA,动作时间在US之内的漏电断路器;对于医院中的电气医疗设备,应安装动作电流为6mA,动作时间在US之内的漏电断路器。
3.接地保护设计
3.1在中性点直接接地的路灯低压网中,金属灯杆、配电箱等电气设备的外壳宜采用低压接零保护。
3.2在保护接零系统中,用熔断器作保护装置时,单相短路电流不应小于熔断片额定熔断电流的4倍;用自动开关作保护装置时,单相短路电流不应小于自动开关瞬时或延时动作电流的1.5倍。
3.3采用接零保护时单相开关应装在相线上保护零线上严禁装设开关或熔断器。
3.4保护零线和相线的材质应相同,当相线的截面在35mm2及以下,时保护零线的最小截面应为16mm2;当相线的截面在35mm2以上时
3.5在用电设备较少且分散、采用接零保护确有困难且土壤电阻率较低时,可采用低压接地保护。
3.6灯杆、配电箱等金属电力设备采用接地保护时,其接地电阻不应大于4Ω。
4.园林景观照明设计
景观照明分为行路照明、作业照明、建筑照明、装饰照明、水景照明等多种形式。
4.1行路照明主要是指提供一定照度和亮度的路灯照明,以方便游人在夜间能看清园路,并起到引导及指示游人的作用。低位置路灯如草坪灯,灯具位置必须在人眼的高度之下,安装距离在5-10米之间,为人们行走提供照明;步行和散步道路灯,灯杆的高度在2.5-5米之间,灯具照明造型有筒灯、横向展开面灯、球灯和方向可控式罩灯。
4.2装饰照明可分为隐蔽照明和表露照明。隐蔽照明的光源多被埋设和遮挡,只求亮度、衬托景物的形体和内容。表露照明的灯具主要为突出装饰效果与渲染气氛,独立放置或群体列置,照明的目的不在乎有多高的亮度和照度,而在于创造某种特定的气氛,形成夜景独特的灯光景观。
4.3水景照明:水景照明包括喷泉照明、喷水池照明、人造瀑布、水幕帘照明等;喷泉照明灯具一般安装在水面下10-30毫米为宜,光源采用金属卤化物灯或白炽灯,喷水池照明可采用在水下的投光灯将喷水水头照亮;人造瀑布照明和水幕帘照明的灯具一般装在水流下落处的底部。
5.电气控制系统设计
5.1园林景观照明的智能控制系统 传统的园林景观照明控制原理是通过使用时间控制器来实现配电回路接触器的自动控制,其缺点是时间控制器自身不能支持不同季节、地域、节假日和工作日的的灵活设置,仍需依赖人工手动调节,此外还存在对设备启停时间的控制误差较大、检修时要通过转换开关等问题。出于对这些问题以及节能因素的考虑,时间控制器在现在的电气设计中已经逐渐被淘汰。 目前一些园林景观工程使用的是GPRS无线景观灯远程监控系统,它是由先进的GPRS无线通信网络、计算机信息管理及智能照明控制设备等组成的分布式无线“三遥”(遥测、遥控、遥信)系统。该系统具有对大范围内的景观照明设备遥控开、关,遥信设备状态,遥测电流、电压、用电功率等功能,还可以根据对所测数据的分析来判断照明配电设备运行有无故障,对线路缺相、回路接地、白天亮灯、夜晚熄灯等异常情况进行报警处理,并能通过短信及时通知相关管理人员,因此智能型的控制系统值得在景观照明工程中广泛的推广应用。
6.音乐喷泉智能控制系统设计
音乐喷泉是将现代控制技术把喷泉和音乐紧密结合而成的一种新的喷泉艺术形式。在这种艺术形式中,音乐和喷泉以各自特有的形式相互配合,共同表现相同的艺术内涵。
智能控制系统一般采用工业控制计算机为处理器,配上专用输入/输出接口卡,再辅以单片机、可编程控制器、变频器、传感器、固态继电器等作为底层控制执行器。建立以工控机为核心的音乐喷泉控制系统。若再加上多媒体技术、计算机图形学辅助设计技术和实时仿真显示技术,配以专用系统和配曲知识库,最终可以建立起,集计算机辅助设计、计算机屏幕实时仿真、智能音乐识别、辅助专用配曲和计算机硬件控制为一体的智能多媒体音乐喷泉控制系统。
7.结束语
园林景观照明工程是一项涉及到很多技术领域的设计及施工,景观照明设计者除了要考虑景观效果外,还要针对每一项工程的电气设计和安全问题进行深入综合考虑,才能达到完美的园林景观效果。
【参考文献】
[1]GB50052-98《供配电系统设计规范》[S]
【关键词】景观照明;电气设计;线缆铺设
前言
伴随着21世纪的社会和经济发展,人们对居住水平提出了更高的要求,在居住条件得到了较大改善的情况下,也对娱乐与休闲各种功能提出了更多的要求。人们不再单纯地追求照明的亮度,还希望通过灯光带来美的享受。所以,大多建筑物由以往的单纯照明转变为一种系统的景观工程,城市照明除了对安全和治安的要求较高,还营造了一种和谐氛围。在改革开放以前,我国的公益事业处于落后阶段,景观照明条件没有得到普及与发展,在精神文明建设与物质文明建设迅速发展的前提下,这种具有装饰性的照明无论是在大城市还是小城镇都不断得到推广,对建筑的文化素养体现、硬件设施及科技水平是一种综合体现。
一、景观照明的分类
景观照明总体上来说,可以分为三类,也就是重点照明、工作照明及环境照明。对灯光设计时,一定要对三者加以协调。
1、工作照明
主要是对建筑的室外照明进行设计,一般分为常用设置与必备设置,比如门卫的工作灯,每天都有需经开启,这是常用设置,而那些开阔场所在大型活动时的照明主要是必备设置,只有在举办某些活动时进行开启。在常用设置的工作照明,还要考虑到可能会对其他照明效果产生的某种破坏作用。
2、环境照明
主要是为建筑的人们提供局部充足的光线,让人们清晰地看到周围的环境。环境照明应主要是通过柔和的灯光实现,但是,还存在很多专门对某些工作场所及某一地方所提供的照明。比如,在自娱活动场所作为舞台的区块,可以利用对光源隐蔽的反射灯及伞状灯下侧发射的光线,做好定向的照明。
3、重点照明
主要是对公共活动场所的适当位置,设置具有画龙点睛作用及重点照明作用的特色灯具,对一些细节性的东西有所突出。比如某些建筑小品、庭院及道路,还包括了某一建筑所需要突出的部分。
二、景观照明的自动控制系统
景观照明主要是通过自动控制系统来实现的。
1、对喷泉的控制可以通过编程控制器来实现,对喷泉的自动控制、喷泉的控制方式进行时控、程控与音乐声控。、
2、对于自动喷灌系统主要是借助于草地土壤湿度实现自动调节灌溉,对启动时间及喷灌时间进行设计。
3、园林景观照明和其它景观照明主要是通过智能控制系统来实现,对多场景的照明,照明区域的分割与合并来完成;照明系统可以从建筑的需要出发,对控制线路的照度进行灵活的改变,一般可以通过较低照度的标准来实现,当节假日时,人流较多时可以投入较高的照度,并且与不同的非主要照明灯具加以区分。比如草坪灯、投光灯、泛光灯、水晶等装饰照明线路要实施分路连接的形式,从自身需要出发,对各种照明灯具的开与关、亮与暗进行控制。
三、不同环境的景观照明设计形式不同
1、街道照明
街道照明由实用性逐渐向艺术与实用并重发展。街道照明要考虑光的亮度与色彩、光照的角度、灯具的位置和独特的造型等,即使在白天,灯具造型也会成为城市空间不可缺少的美的要素之一。街灯一般从上向下照射,以照亮路面,使得地面环境在夜间仍然显得明亮,行人夜晚行走也很安全。其基本要求是对路面的均匀照射。街道的照明形式主要有:①柱杆式照明。适宜高度为3.6m左右。与地面的关系较密切,损光性小,经济实用且使用灵活,可根据道路类型、道路宽度的变化进行配置,如单侧、双侧对称、双侧交叉等不同方式的配置,形成独特的照明环境。②悬臂式照明。安装高度为7m以上,分单侧、双侧对称、多侧式方式配置,光效率要求高,应考虑路灯的间距、灯源的采用及配置方式。
不同道路有不同的照明要求,其照明标准有平均亮度(照度)、亮度均匀度、眩光限制等,可参照城市照明专项规划的引导要求加以控制。同时,街道照明又要加强道路的方向感和引导性,对街道安全、街道特色的塑造,室外空间质量的改善均有重要意义。
2、商业街照明
商业街是人们购物、娱乐等的重要场所,也是社会信息传递最敏感的地方。商业街的照明随科技的发展、社会的进步不断得到创新。以繁荣商业文化为前提,来表现社会的活力,同时也保证了人们的需求,提高环境的美感。商业街的照明对光源的选择很讲究,涉及商业建筑、公共设施、商店招牌、广告宣传等的照明。根据商业街的传统特色、区域特点,选择与商业街和谐的照度、色温度、显色性较高的光源,营造特定的人文氛围。商业街的照明形式有三种:①固定式、悬挂式照明。固定式灯具采用一定的形状、一定的距离,悬挂式灯具多用于建筑的四角,显示建筑的轮廓和增加建筑的装饰性,以构成整体的空间氛围。②投光照明。应用于建筑表面的有一定角度的照明,以呈现建筑表面凹凸立面呃变化,并给建筑群体一定的色彩,形成统一的色调,有效突显夜间建筑的美感,渲染商业环境的氛围。③霓虹灯和挂灯式的装饰性照明。各种霓虹灯沿建筑轮廓边缘或商店招牌、广告牌边缘进行设置,可突出建筑形体,也可以各种造型突显商业信息,营造热烈、活泼的夜环境。
3、广场照明
广场是城市的象征,展现了城市的风貌。照明作为广场不可忽视的环境要素,应以各种照明形式互相配合,根据环境特质、空间结构、地形地貌、植物的尺度、质感等要素,以多样化的局部照明形成整体性的照明效果,更好的烘托广场的气氛,塑造广场特有的个性。广场的照明形式一般有:①高杆柱照明。适合于照射绿地、人们聚集的区域,选用显色性良好的光源照明。②中杆柱照明。照射广场周围的环境,一般是扩散型灯具的泛光照明。③低杆及脚灯式照明。应用于绿化区域、坡道、台阶处,设置90cm一下的低杆灯,光源低,扩散少,营造柔和、安定的环境。④环境小品的装饰性照明。主要起衬托景物、装点环境、渲染气氛的作用。以不同的单体形式或群体组合,白天以艺术小品的形式存在,夜间营造独特的灯光景观。
四、景观照明线缆的铺设
电缆在非硬化地面部分的室外照明工程区域,主要采用了可以利用铠装电缆直埋的方式,但是在硬化地面部分及道路下敷设时还要进行保护管的铺设。并且电缆埋的距离要在冻土层以下,在设计时,还要考虑到电缆与树木的间距。对电缆截面的选择,主要根据计算的电流与电压的两个指标来判断,通过电流来确定导线所允许的载流量,并确定好导线的截面;对线路电压的损失进行计算,线路要符合正常使用的要求,对线路截面的选择要做到经济合理。
线槽内铺设线缆,根据线缆硬度不同,硬线应最先铺设,再铺设硬度稍次的线缆,最后铺设较软易受伤的线缆。铺设时应在两端留够必要的余量长度,水平线槽中铺设线缆时,线缆应顺直,尽量避免交叉;特别注意在布放线缆时不能损伤保护套和踩踏线缆;由于景观照明线缆比较容易受到外界其它因素干扰,所以采用镀锌线槽保持良好的电气连接,做好接地连接;槽及管的未端处的毛刺须处理掉,以免放线时损伤损坏线缆外套;对于集中的机柜,需按标准集中对信息点安装跳线架、整个线路需扎捆整齐、保护良好,避免被老鼠啃食破坏;强电弱电线缆出现平行走线的时候,为了避免强电对弱电的电磁干扰,双方都不加接地金属线槽或PVC管,间距保持在130mm。
结语
总之,在对景观进行照明电气的设计时,一定要按照国家现行的规范与规程操作,从建筑环境进行设计,实现优化的电气设计方案,再通过确定的方案对整个电气系统的设计加以完善。
参考文献:
[关键词]:住宅小区电气设计供配电系统安全可靠性
随着经济的发展和社会的进步,人们对住房条件要求越来越高,这就要求建筑师对住宅小区的住宅设计进行合理的规划研究,构建新的小区、新的住宅去适应新的变化和新的生活。建筑师要以一名普通居住者的身份去理解和体会这种生活的改变和要求,同时又要以建筑师的责任去创造生活,创造生活的时代。在这个快速发展的今天,建筑师在借鉴以往的实践与经验的基础上去判断未来的发展、未来的模式与空间,为人们提供一个更加舒适的居所。
住宅的总体电气设计是住宅小区设计的一个重要组成部分,他对于住宅建筑的美观、实现住宅建筑的使用功能、保障居住者的生命财产安全、降低住宅造价,均具有一定的影响。目前,随着人民生活水平的提高,居民家用电器的种类和数量也迅速增加,使生活用电量增长较快,以前住宅电气设计的容量选择及布线等方法已不能适应当前的实际情况。人们不仅需要现代化家庭电气设备,也需要住宅小区的电气服务设施。这就要求我们在设计时必须考虑生活小区整体电气设计与住宅每户电气设计相结合的原则来进行设计。因此,有必要就当前住宅小区的总体电气设计提出一些新的看法,对存在的问题进行进一步探讨。
一、电气负荷的计算
住宅小区用电负荷的计算一般要考虑以下几个内容:住户用电、住宅共公用电(门厅、楼梯间、架空层照明、住宅楼电梯,生活水泵,地下国库用电以及住宅区配套居委会,老人活动室,物业管理等)、商业用电(包括店铺、商场、娱乐及学校、诊所等公建)、总体用电(包括道路照明、景观及广告照明,以及动力设备用电)、消防用电等。
一般在进行小区的规划或初步设计中,可以采用负荷密度法来对小区的电气负荷进行估算。由于建筑物的功能不同,其负荷密度也随之不同而不同。
整个小区的计算可依据公式来计算:
Pjs=KΣKiØiSi
式中:Pjs小区的计算负荷(KW)
Øi单体负荷密度(KW/m²)
Si单体建筑面积(m²)
K小区的同期系数(0.4~0.6)
ki单体电气负荷需要系数(0.6~0.8)
i 1~n,n:小区单体的数目
二、供电电源及变配电所的设计
住宅小区是否设置高压开闭以及设置几个变电所,应根据当地供电部门的供电方案要求,以及用电容量、负荷性质、所址环境及节能等因素进行设计。
合理选用的电压等级对住宅小区供电,将直接影响小区今后的管理及经济运作,然而,采用什么样的电压等级对住宅小区供电,要取决于小区的规模及小区的电气负荷。
(1)当小区电气负荷小于200KVA时,供电范围在200米以内,可以采用低压为380/220V供电。
(2)当小区电气负荷大于300KVA时,应采用高压供电,以实现高压深入负荷中心,从而达到减小线路损耗,降低电压损失的目的。
(3)当小区电气的负荷小于8MVA时,可以采用10KV电压等级供电,在小区适当处设置10KV/0.4KV/0.23KV变电所。设置的位置应考虑以下两个因素:一是变电所系统容量控制在3.2MVA以下;二是变电所的控制供电半径一般控制在250米以内。
在小区的建筑群体中,有高层建筑,有多层建筑,对高层建筑中的一些电气设备和消防设备,属于一级负荷,应有两路电源供电,以确保供电的可靠性。
三、小区安全管理系统
小区安全管理系统包括防火系统和防盗系统。防火系统应按国家有关消防规范进行设计,在此不再多述。下面着重谈一下防盗系统。
为了保障小区内居民有一个安全的生活环境。小区应安装周界探测报警系统,系统由住宅小区安防监控中心监测,当有人经非正常途径进入小区时,系统能探测到信号、发出警报、在显示屏上显示报警区域、报警时间并能自动记录与保存报警时间。当周界入侵探测系统被拆除或被切断时,安防监控中心应能接收到报警信号。中心采用电子地图指示报警区域,配置声、光提示,采用周界入侵探测报警装置与视频监视联动,并留有对外报警接口。
小区内安装电子巡更系统,保安巡更人员按设定路线进行值班巡查并予以记录,巡更点与安防监控中心联网,计算机可随时读取巡更所登录的信息,从而实现对巡更人员的有效保护和监督管理。在小区的每个出入口、主要通道、停车场、电梯轿厢及公建重要部位安装摄像机进行监视。中心可自动/手动切换系统图像,可对摄像机云台及镜头进行控制,可对所监控的重要部位进行24h持续录像。在车辆出入口通过IC卡进行管理或计费,实现车辆出入及存放的时间记录、查询及区内车辆存放管理等,停车出入口车辆管理系统与安防监控中心计算机联网。
多层住宅常用的防盗系统由门口对讲机及用户对讲机组成。访客通过门口对讲机,键入被访住户的地址,住户可通过户内对讲机与来访者通话,以确定是否打开防盗门。现在,有许多住宅采用可视对讲系统,可视对讲系统不权具有以上系统的基本功能,还可通过屏幕观察来访人员,以确定是否打开防盗门。
可视对讲主机采用的是CCD低照度广角摄像机,具有红外线LED自动调光功能。室内分机具有防灾、防盗报警信号接口,在火灾等紧急情况下,住宅楼人口处防盗门电控锁能自动释放。
在户内起居室和主卧室安装紧急求助报警装置。安防监控中心能实时处理和记录报警事件。在住户室内、户门及阳台外窗安装入侵报警装置,在室内安装可燃气体泄露和火灾自动报警装置,且当可燃气体泄露报警后能自动切断气源并打开排气装置。
另外,整个小区可将各单体防盗系统通过复合总线进行联网,每个建筑的报警装置直接连接到该总线上,构成一个完整的报警系统。
四、小区电能计量管理
根据相关国家法规和各地供电部门的规定,住宅小区电能计量一般有三种电价,即住宅用电(居民用电)电价,小区配套设施用电(非居民用电)电价和附属商业用电电价。住宅用电一般按一户一表逐户收取,而小区配套设施用电及附属商业用电电量则应根据各地实际情况和工程特点而定。在有条件时宜将住宅用电和其它用电分别独立设置供电变压器,并采取高压总计量,这样可减少供电部门电费收取的工作量。
五、有线电视系统
有线电视系统的设计是与当地有线电视网的现有水平及发展规划相互协商一致,符合有线电视网联的要求,在各户的客厅及主卧室设有线电视出线盒。
六、家庭多媒体配线箱
弱电系统包含电视、电话、宽带数据网、保安报警等多种系统的设计。传统的弱电布线方式,布线较少,并且弱电插座数量较少。目前家居布线已成为实现智能家居生活的先进布线方式,因它为它支持灵活的电话,数据,电视和视频信号的分布,这些都是现代家庭的通讯需求的核心。在现代住宅小区的设计中,为每户住宅设有家庭多媒体配线箱。可以对家庭弱电系统集中调度和管理,并提供家庭户外弱电系统的连接接口。
七、小区内道路及景观照明
为了给人们创造一个舒适、优美的生活环境,其景观设计已成为小区规划设计必不可少的一项。通常结合公共绿地布置若干景点,如雕塑小品、花坛、音乐喷泉、儿童游戏场所等,有的需用不同的灯光来点缀。尤其是路灯,不仅是夜行交通的需要,同时也为小区夜景增辉不少。
居住小区道路及各类景点的照明应分段由临近的小区变电站供电,采用地下敷设的低压电缆专用回路环型供电,既美观又可靠,根据照明需要选择不同的灯型,力求灯具统一中有变化。控制设备及变压器可设在变(配)电站内或变电台上,实行光电自动集中控制。当夜幕降临,照度达不到设定值时,光电控制器自动接通电源,灯光点亮;当黎明已至,照度达到设定值时,光电控制器自动切断电源,灯光熄灭。如小区较大,可在一处安装控制设备进行“接力”控制。
八、结束语
由于越来越多的现代住宅小区电气设计包含许多方面的内容,而生活用电负荷的不断发展,使住宅负荷很难预测,现在要将住宅小区的电气设计做到十分完美是不可能的。我们只有不断探讨和总结经验,使得住宅电气设计的内容随着社会的发展,人民生活水平的提高而更深、更广泛的充实,才能为居民的用电提供更优质的保证,才能给人们创造一个现代化的生活环境。
参考文献:
[1] 全国民用建筑工程设计技术措施《电气》,中国计划出版社,2003
[2] 《小康住宅电气设计》 李天恩主编中国建筑工业出版社
[3] 低压配电设计规范BG50054-95
关键词:电气节能 导光筒 LED照明 太阳能发电 电能分项计量
低能耗就是要求我们在工程建设全过程中做减法。在建筑全寿命周期的时间里持续保持低能耗,从策划、选址、规划、设计、施工、维护运营,一直到拆除的全过程中都应该贯彻绿色建筑的低能耗理念。建筑设计在建设过程中一直都是最关键的环节,尤其是在目前的中国国情之下,建筑电气设计对绿色建筑能否顺利推行至关重要。那些不合实际的电量估算,夸张的设备选型,都会增加建筑的能耗,是不合理也是不科学的。电气设计师需要改变设计理念,利用现代科技手段反复核算,结合实际的需求,让电气设计精细化。只有经过严谨的定性分析和科学的定量验证,才能设计出合理的设计方案。定性分析判断是设计的方向,科学定量是工程低能耗的保证,这样反复推演出来的设计成果才是最终能够使建筑满足绿色环保需求的保障。
本文根据北京某已竣工的办公楼项目为实际应用切入点,来分析电气节能在此项目的应用。此办公楼地下3层,地上13层,建筑高度46.8米。地上19991.45平米,地下13630.00平米,建筑基底面积1549.00平米。地下三层均为车库及设备用房,去除主体建筑,车库顶覆土三米,为中心庭院,结合庭院的景观设计,对地下一层车库照明采用自然光的光导照明,光导照明就是一种通过采光器将光集中起来,通过导光筒的反射,最终由漫射器将光均匀的导入室内的照明方式。在安装了导光筒照明系统以后,白天8-10小时的照明是完全没有问题的,不管是阴雨天还是雾天,采光效果都非常的好。同时将光电系统合为一体,因当地下车库的地面为景观庭院,当晚上启用电力照明时,整个庭院都会亮起来,同时,光导照明系统有起到了美化的作用。导光筒的平面布置根据实际的可利用面积共安装了20个采光筒(4行,5列),导光筒的安装如下图:
导光筒的安装位置示意图
这是一种最节能,最健康的照明方式。无污染,不释放有害物质,能够让人们回归大自然,更多的享受阳光,利用阳光。除此之外在高层建筑的顶层,地面无建筑物的地下空间,别墅,景观照明等各种白天需要照明的场合都可以采用光导照明系统。
当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光,LED作为一种新型的绿色光源产品,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。
LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来,世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”,欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下,2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。 LED灯在本项目的应用,在地下二层汽车库内采用18W,T8-120CM-200W-SMD-H,LED灯具,比普通T8荧光灯节约50%的电能,使用寿命优于传统的荧光灯,就现在的价位稍高,但性价比很高,就此产业的未来发展来看,技术的不断创新,未来的灯具成本会大大降低,除地下二层车库的照明外,LED筒灯(4X1W LED)在办公楼的公共走廊照明也得到了大量的应用,LED灯具的应用在节能方面节能50%以上。
太阳能光伏发电,本工程由于受建筑屋顶可利用的面积限制,确定太阳能光伏发电的容量,机组容量10KW,主要为地下二层车库照明提供电能,根据厂家的技术指标,太阳能发电的效率平均为75%,太阳能板放在屋顶,面积约80平米。
电能的分项计量,为提高能源管理的科学性和人们的节能意识,本工程的分项计量,根据《分项能耗数据采集技术导则》分类能耗数据采集指标中,电量应分为4项分项能耗数据采集指标,包括照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电。
分类项 一级子项 二级子项 备注
照明插座用电 工作照明用电 作为一个回路设置计量电表
走廊等公共区和应急照明 作为一个回路设置计量电表
插座用电 作为一个回路设置计量电表
室外景观照明 作为一个回路设置计量电表
空调
用电 冷热源及
水系统 冷水机组 作为一个回路设置计量电表
冷冻(热)水泵 作为一个回路设置计量电表
冷却水泵 作为一个回路设置计量电表
新风机组及
空调末端 新风机组 作为一个回路设置计量电表
空调末端 每层作为一个回路设置电表
动力
用电 电梯用电 单独设置电表计量电量
水泵用电 自来水加压泵 单独设置电表计量电量
生活热水泵 单独设置电表计量电量
污水泵 单独设置电表计量电量
中水泵 单独设置电表计量电量
通风机 厕所排风机 单独设置电表进行计量
排烟风机 单独设置电表进行计量
车库排风机 单独设置电表进行计量
特殊用电 单独设置电表对特殊用电进行计量
绿色建筑已经在一些发达国家得到大力推广,我们有理由相信绿色建筑会在可持续发展的需求下,不断的走向完善和成熟。人类理应回归自然,而城市建筑的绿色设计、住宅的生态化设计恰恰是人类回归自然的必经之路。绿色建筑是一个新起的,动态的,需要不断发展探索的建筑理念,随着绿色建筑理念在我国逐渐受到重视,以及建筑节能技术的迅猛发展,绿色建筑在我国应用前景一定会更加广阔。
参考文献:
关键词 二级医院电气设计 照明 人防救护站 电气节能
中图分类号:F407文献标识码: A
AbstractIn this paper, a secondary hospital design as an example,from the power supply and distribution system, low voltage power distribution system of a brief introduction to the characteristics of electric design of secondary hospital.
KeywordsThe secondary hospital , Electrical design,illumination,Civil air defense ambulance station,Electrical energy saving
引言
近年来,随着国家经济的快速发展、社会的进步、人类生活水平的不断提高,人类的健康问题越来越受到关注,各种医疗建筑像雨后春笋般蓬勃发展!
在医疗建筑设计的很多环节中,电气设计是很重要也是很基础的一个环节,越来越多的先进技术和医疗设备的应用,对电气设计提出了越来越高的要求。作者结合某二级医院,简单介绍其电气设计特点。
2.二级医院
二级医院是向含有多个社区的地区(人口一般在数十万左右)提供医疗为主,兼顾预防、保健和康复医疗服务并承担一定教学和科研任务的综合或专科的地区性医疗机构。
3.项目概况
该项目为北京市某医院改扩建及综合楼工程,本次设计为新建综合楼工程.新建综合楼包括康复病房、行政办公、部分医技用房及地下
车库等功能。新建综合楼总建筑面积34860m2,其中地上16669m2,地下18191m2。新建综合楼地上6层,地下3层,为多层医疗建筑.建筑高度23.6m(病房部分女儿墙至其室外地面的高度). 医院总床位数200床,均为老年康复病房。其中地下三层局部设置人防工程,人防建筑面积约为2389m2,划分为一个防护单元,为核六级人防医疗救护站。
4.负荷分级
本工程为一级负荷用户,室外消火栓用水量为30L/s,电气负荷按其性质分为:
电气负荷分为三级.一级负荷主要为:重要的医疗负荷如血液透析备用电、血液透析科抢救室用电.二级负荷主要为:诊断用CT、X光机、MRI等设备用电、中心供应用电、区域性锅炉房用电、热交换站用电、客梯用电、消防系统用电(包括:消防控制室、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警及联动控制装置、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等),安防系统、通信系统,计算机房用电,客梯用电,生活水泵、中水泵、排污泵、雨水排水泵用电.三级负荷:不属于一、二级负荷的其余负荷.
5.低压配电
1.低压配电出线直接由变电所低压配电柜采用放射式与干线式相结合的方式,重要负荷将由变电所内低压配电柜直接放射配电至其配电箱.一级负荷及二级重要负荷将采用双电源供电,对于一些特殊重要的设备,配备UPS不间断电源或稳压电源.
2.按层和防火分区设置电气竖井兼配电间,并根据该层的功能分区设置配电箱。
3.按照负荷等级的不同,采用相应的设计方案:双电源互投、单母线供电等。具体为:
1)消防负荷用电采用末端双电源互投设计方案;地上各层一般照明等电源采用单母线供电,在各层电气竖井预留插接口.
2)各层医疗设备用电采用直接放射,双电源末端切换的供电方式.
3)各层按照功能分区的不同,用电负荷按科室单独设电表计量,医技设备单独计量.
3.以下是该医院新建综合楼地上部分竖向干线示意图:
6.照明
照明光源及灯具
a.诊室、办公、会议等选用嵌入式格栅荧光灯具配高效高显色指数的荧光灯管.
b.各设备用房内选用一般高效荧光灯具.
c.有洁净要求的区域照明灯具采用吸顶式密闭洁净灯;洁物库、缓冲间、污物间、污洗间、衣更、换鞋等设紫外灯.
d.建筑物外的泛光照明、庭院照明、轮廓照明等采用金属卤化物灯、霓虹灯、LED灯等作为光源.
2)照明控制
a.诊室、病房、办公室、会议室、设备机房等房间的照明灯就地多开关控制;车库及首层门厅照明、通廊、立面照明、景观照明等将由楼控系统监察及控制.三层多功能厅采用智能照明控制系统控制.
b.护理单元走廊内照明由护士站加开关统一控制.
c.应急照明灯的开启由就地双控开关控制,平时手动开启,火灾时由消防控制室强制点燃;楼梯间照明灯的开启由声光控开关消防接控制,平时通过声光开启,并能延时熄灭,火灾时由消防控制室强制点燃.且不允许延时熄灭.
7.人防救护站
该医院新建综合楼地下三层局部设置人防工程,人防建筑面积约为2389m,划分为一个防护单元,为核六级人防医疗救护站.
人防救护站电力负荷:
负荷等级 安装容量(kW) 计算有功负荷(kW) 计算无功负荷(kvar) 视在功率(kVA) 备注
一级负荷 58 58 36 68.2 Kx=1.0
二级负荷 135.4 94.78 58.74 111.51 Kx=0.7
三级负荷 0 0 0 0
合计 193.4 152.78 94.74 183.71
3.人防救护站从变电所220/380V系统的两段低压母线直接引入一般照明和人防动力(各1路)、应急照明和消防负荷(双电源互投)共4路战时电源
4.以下是该人防救护站的干线示意图
8.电气节能措施
1.合理选择变压器容量及设置配电系统,合理设计变电所,使其尽量靠近负荷中心。
2.变压器选用SCB10型低损耗、低噪声的节能变压器,结线组别为
D,yn11.
装设低压电力电容器补偿无功功率。
电机根据动力设备专业的要求,合理采用变频器。
将设备控制纳入楼控系统,科学合理的实现集中控制和管理。
照明节能:
根据照明规范的要求,选择适应的照度标准,并满足照明功率密度的要求。
光源 灯具 整流器等采用高效、低耗的节能型产品,并配电子整流器,整流器应符合该产品的国家能效标准。
合理的照明控制,把公共区域的照明纳入到楼控系统中,实现科学的集中控制。
10.结束语
以上为某二级医院电气设计的简单介绍,由于作者时间和经验有限,有不足之处烦请指教。
参考文献
中华人民共和国建设部民用电气设计规范JGJ16-2008中国建筑工业出版社
中华人民共和国建设部 人民防空地下室设计规范 GB 50038-2005
中华人民共和国住房和城乡建设部 人民防空工程设计防火规范
GB50090-2009中国计划出版社
国家人民防空办公室人民防空医疗救护工程设计标准
RFJ005-2011
中华人民共和国建设部 建筑照明设计标准 GB 50034-2004 中国建筑工业出版社
中华人民共和国建设部建筑设计防火规范 GB50016-2006中国计划出版社
关键词:住宅小区;电气设计;研究
中图分类号:S972.7+4 文献标识码:A
前言
随着经济生活水平的不断提高,人们对住宅建筑电气质量有了更高的要求。既要满足建筑功能要求,给居民提供舒适、方便的生活空间,还要尽可能的做到减少建筑耗能。所以,电气工程师应对所负责的电气工程质量具有高度负责的责任心,充分应用自己的专业水平深入、细致的搞好电气工程的技术、质量、进度、签证、安全等管理工作。
一、建筑电气设计的原则
住宅建筑电气设计严格遵守相关的设计规范。设计规范是国家或地方制定的设计准则,它体现了国家的政策和对住宅区的质量要求,是住宅建筑电气设计者设计的标准。
住宅建筑电气设计应满足建筑的功能需求,保证住宅建筑的各项功能稳定连续运行,给居民的日常生活带来方便、快捷。
住宅建筑电气设计是建筑的一部分,在设计过程中也要考虑综合经济因素,既要考虑初投资也要兼顾以后的运行费用,以求得建筑生命周期内费用最低的目标。
二、导线选择
过去我国电气设计片面强调节约用铜量、降低造价,造成线路设计容量偏低,制约居民用电的增加。
我国现在所用的导线载流量均由各导线制造厂商提供,与1EC 60364—5—523—1999所颁布的载流量相比高约20%,在设计中又往往忽视各回路并列暗敷时互相发热的影响。随着非线性负荷的家用电器逐渐普及,导线谐波电流日益增大,为减轻谐波电流影响,有效措施之一是采用较大截面线路以减少回路阻抗。
三、主干线敷设
目前,大多数小区都采用箱变放射式接线方式供电。电缆从箱变埋地(电缆深埋应不小于0.8m)至住宅配电箱,在进出口处穿钢管保护,从住宅配电箱按设计要求引入电源至用户配电箱。对于每户计量用电能表计箱的安装位置,通常有2种做法。第1种为集中设箱,在1层设一总表计箱,所有住户的电能表均安装于该总箱中,再以放射式引入各住户配电箱中。这种方式的优点是方便供电部门的抄、查表,能防止窃电,不足之处是表箱至用户配电箱线路较长,造成线路损耗大、维修不方便、施工麻烦。第2种为分层设箱,将每层用户的计量用电能表计箱设在楼梯间的公共部位,再用较短的进户线从各用户的电能表负荷侧引入到各用户配电箱中。这种方式优缺点正好与第1种相反。
四、用户配电箱配置
按《住宅设计规范》要求。用户配电箱应设置电源总断路器。该断路器应具有过载、短路等保护功能,并能同时断开相线和中性线(对单相进户而言)。回路断路器也应具有过载、短路等保护功能,并能同时断开相线和中性线。照明、厨房插座、卫生间插座、空调插座都应为单独一个回路(每个空调回路插座数量不宜超过2个,柜式空调回路插座独立1个)。方案1:漏电保护器(RCD)装在电源进线处,进行全面保护,经济实用,但缺点是当某处发生漏电时,全户断电。方案2:除照明回路不装漏电保护外,其他各回路都单独安装RCD,漏电保护动作时影响面较小,但该系统造价较高。方案3:除照明回路不装漏电保护外,其他各回路合用1只RCD。
五、防雷接地及安全措施
1防雷保护
(1)住宅区建筑物按二类防雷建筑设防,多层建筑物按三类防雷建筑设防,建筑物电子信息系统雷电防护等级为D级。
(2)屋顶结合屋顶构筑物设置明装避雷带,利用结构钢筋作为防雷引下线。
(3)高层建筑45m以上外墙上的栏杆、门窗等金属物均应就近与用做防雷装置的建筑物梁柱等结构钢筋焊接,建筑物内竖直敷设的金属管道及金属物顶端与底端与避雷带和防雷接地装置焊接。
(4)低压进线柜设浪涌保护器(SPD),在各弱电机房配电箱和电梯配电箱内装设SPD。
2接地系统及安全措施
(1)低压配电系统接地型式为TN-C-S。
(2)防直击雷接地、防雷电感应接地、电气设备接地、信息系统接地共同采用建筑物基础钢筋网,接地电阻不大于1欧姆。
(3)建筑物内采用总等电位联结,浴室卫生间、弱电机房和电梯机房设局部等电位联结,楼层强弱电井设辅助等电位联结。
六、配电设计
1消防泵、防排烟风机、消防电梯、应急照明、潜污泵等消防设备和普通电梯、生活泵等重要用电设备的供电电源均采用双电源末端自投自复方式。
2住宅单元干线采用分段密集型封闭母线槽供电,由公用变电所直接供电。住宅单元应急照明采用链式供电,用干线分支端子分线以提高供电可靠性。及地下室设备按防火分区以放射式方式配电。且消防设备供电回路严格与普通负荷供电回路分开,消防设备配电回路按防火分区划分。
3沿电缆桥架敷设的电缆均采用阻燃电缆,消防设备电源电缆均采用耐火电缆,消防线路敷设采取防火保护措施。从公用变电所馈出的单元干线电缆沿有孔托盘敷设,从公用配电室馈出的电缆沿槽式桥架敷设,槽式桥架外刷防火涂料保护。
七、室内插座配置
对于插座位置的设计与安装,有以下3点必须注意:
(1)客厅、卧室和餐厅一般设两、三极组合插座(10A),安装高度为距地0.3m,卫生间内设防水防溅带开关组合插座(10A),安装高度为距地1.8m,洗衣机为单相三极防溅带开关插座(10A),安装高度为距地1.6m;厨房间按功能区划分,插座不能少于2组。为防水防溅带开关组合插座(10A),安装高度为距地1.6m。
(2)卧室一般为1.0~1.5匹壁挂式空调,因此要配单相三极带开关空调插座(16A),安装高度为距地2.2m;客厅面积较大,一般为2~3匹机,住户可能用柜式机或壁挂式机,因此在设计时宜在0.3m与2.2m处各配一个单相三极带开关空调插座(16A),计算时作为一个负荷。
(3)当长时间家里没人照看时,从安全用电的角度,宜把住宅内的电源切断。但冰箱(柜)是一种特殊家用电器,不能停电,因此,冰箱(柜)的插座宜单独成1个回路。
八、配电系统接地制式
按照《住宅设计规范》中的规定,住宅小区供电系统应采用TN—S或TN—C-S系统接地方式供电。
TN—C-S系统在住宅小区内可以使用,但不推荐使用。因为在电源进住宅楼前将PEN线作重复接地后,分为PE线与N线,而PEN线中的工作电流(三相不平衡电流或故障电流)常会使PEN线带电位,不利于安全,也会对一些敏感的家用电器(如电子设备)产生干扰。
TN-S系统的PE线与N线从电源侧就始终分开,接地故障电流以PE线为返回电源的通路,短路电流较大,可用熔断器、断路器来切断电源,防止电击事故。但PE线在安全系统范围内连通,一旦某住宅楼出现故障电压,该故障电压就可能沿PE线传至另外几处住宅楼,如果另外几处住宅楼内未做总等电位联结,则有可能发生电击事故。
可见,TN—S、TN—C-S接地系统各有特点,决不能断定哪个系统优于其他系统。在工程设计中。应当按照当地供电部门的要求及住宅小区的实际供电系统来选择合适的接地形式。
住宅小区建筑物无论采用何种接地形式,在住宅楼内都必须做等电位联结,并与漏电保护装置正确配合使用,这样才能有效防止触电和电击事故的发生,并提高安全用电水平。
九、电气照明及节能
1光源选择:以高效荧光灯和节能灯为主,室外照明由景观设计选择光源。室内光源显色指数Ra不小于80。
2设计照度标准
商业-300lx
走廊休息区等公共场所-100lx
电梯厅和卫生间-150lx
地下车库和楼梯间-75lx
风机房、水泵房等设备用房-150lx
变配电室-200lx
3照明种类:变配电室、消防水泵房、防排烟风机房、电梯机房、楼梯间、电梯前室、走廊、地下车库等处设应急照明和一般照明,其余地点设一般照明。住宅屋顶设局部立面照明,室外设景观照明。
4照明节能
照明节能设计就是在保证作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,减少照明系统中光能的损失,从而最大限度的利用光能,通常的节能措施有以下几种:
(1)充分利用自然光,在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合,做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合,从而节约人工照明电能。
(2)使用高效节能灯具
如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等,公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器。
(3)对于照明灯具进行控制也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关,高级客房采用节电钥匙开关,公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关,走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
关键词:电气设计照明 节能 措施
我国是能源消费大国,能源相对短缺,而能源浪费却相当严重。同时节约能源,保护环境,又是我国长期的重大方针。在现如今大肆宣扬节能减排的背景下,照明节能被人们推到了风口浪尖。数据显示,2010年年底,全国2.7万亿千瓦时用电量中,照明用电量已超过3000亿千瓦时,占到全国总用电量约12%,而这个数据是2008年的两倍,并以每年30%的速度继续增长,所以照明节能迫在眉睫。
国标《建筑照明设计标准》GB50034-2004中“照明节能评价”一节规定了以照明功率密度值作为照明节能的评价指标,这个指标是指单位面积上的照明安装功率(包括光源、镇流器或变压器)来计算,单位是W/。在进行照明设计时,所选照明方案除满足照度要求时,还需校核功率密度值的要求。照明节能设计和应用可以从充分利用天然光、合理的选择电气控制开关、选择合理的光源、选择高效性能的电气附件、积极推广使用新型光源、加装照明系统节能电器等六方面入手。
1、 充分利用天然光
太阳能是取之不尽、用之不竭的能源。充分利用太阳能可节能和环保。
1、1 在设计中电气设计人员应多与建筑专业沟通配合,做到充分合理的利用自然光使之与室内人工照明有机结合,从而大大节约人工照明。
1、2 根据光电效应将太阳能直接变成电能供照明使用。目前有些住宅小区和公共建筑的庭院照明,景观照明和楼梯间的公共照明已经采用了这种技术,在道路照明上也有应用。
2、 合理的选择电气控制开关
2、1 国标《住宅设计规范》GB50096-1999中6.5.3规定住宅的公共部位应设人工照明,除高层住宅的电梯厅和应急照明外,均应采用节能自熄开关。同时《住宅建筑规范》GB50368-2005中8.5.3规定当应急照明在采用节能自熄开关控制时,必须采取应急时自动点亮的措施。设计时如果应急照明采用节能自熄开关控制,同时应急时灯具强制点亮,这样既可以减少了很多不必要的线路同时也避免了住宅公共部分的长明灯问题。
2、 2根据照明使用频繁程度,可采取分区控制灯光或适当增加照明开关
点。对病房、卧室、客厅等床点位置及餐厅、酒吧、舞厅,可考虑设置 调光开关;旅店客房采用节电钥匙开关;公共场所及室外照明可采用程序控制式光电自控装置;路灯宜分组控制,推荐采用夜间节能控制方式;走道、楼梯、雨蓬、卫生间及其他人员停留时间较短可设置定时开关。
3、 选择合理的光源
在照明设计时,应根据不同的使用场合,选用不同的节能高效的光源。
3、1白炽灯
照明设计时,应尽量减少白炽灯的使用量。一般情况下,室内外照明不
应采用普通白炽灯。但不能完全取消,这是因为白炽灯没有电磁干扰,便于调节, 适合频繁开关,对于要求瞬时启动和连续调光的场所、防止电磁干扰要求严格的场所及照明时间较短的场所是可以选用的光源。
3、2 荧光灯
荧光灯是应用最广泛、用量最大的气体放电光源。它具有结构简单、光效高、发光柔和、寿命长等优点,是首选的高效节能光源。
3.2.1 紧凑型荧光灯。紧凑型荧光灯可以和镇流器(电子式)连接在一起,组成一体化的整体型灯。它集中了白炽灯和荧光灯的优点,具有光效高,寿命长,显色性好,节能,使用方便,可以与普通白炽灯直接替换,适用于家庭、宾馆、营业厅等。
3.2.2 管型荧光灯。推荐采用三基色细管径荧光灯,如:直径为26mm的T8型和直径为16mm的T5型等。荧光灯主要用于层高4m以下的房问,如办公室、商场、教室、公共场所等。三基色细管径荧光灯具有光效高、寿命长、显色性好的特点。
3.2.3 无极荧光灯。高效、节能、无频闪,护眼环保,可调光,功率因数高,寿命长,是一种较为理想的节能环保光源。适应各类工厂和民用设施照明。
3.3 高强度气体放电灯
各种规格的金属卤化物灯和高压钠灯由于具有光效高、寿命长的特点,应用于高度大于4.5m的各种场所,如机场、港口、道路、体育场馆、大型工业车间、地铁站等。金属卤化物灯显色性相对较高,更适宜于对照明质量、照度水平有较高要求的场所,如体育馆、比赛场地等。高压钠灯光效较高,价格较低,显色性较差,适用于对显色性要求不高的场所。
4、选择高效性能的电气附件
荧光灯用电感镇流器一般功率为灯管额定功率的20%,高强度气体
电灯(HD)的镇流器功率为额定功率的15%~16%。而电子镇流器与电感镇流器相比较。具有启动电压低、噪声小、温升低、重量轻、无频闪等优点。比电感镇流器节电10%以上,其本身功耗也比电感镇流器降低50%~75%,综合电输入功率降低18%~23%,节电效果显著。
5、 积极推广使用新型光源
谈到积极推广使用新型光源节能产品当属LED照明产品。发光二极
(LED)被称为“绿色光源”,白光LD理论发光光效可达200lm/w,目前实验室里已经达到100lm/w,50lm/w,的产品已经进入市场,较同等亮度的白炽等耗电量减少约80%,节电潜力巨大。LED灯在北京奥运会及上海世博会上早已大显身手。
6、 加装照明系统节能电器
目前国内外都大力推广照明节电器,在现在照明系统上加装节电控制设备。国内市场上的照明节能设备很多,其中照明控制节电装置所占比例最大。
建筑电气的节能潜力很大,作为设计人员应在设计中精心考虑各种可行
的技术措施。同时,在选用节能的新设备时,应具体了解其原理、性能、
效果,从技术、经济上进行比较后,再合理选定节能设备。但是单单从建
关键词 电气设计 电气节能 建筑电气 节能设计
1供配电系统的设计环节中的节能措施
根据工程供电容量及负荷具体使用情况合理设计供配电系统,做到尽量简单可靠,对有效实现电气节能可以起到很好作用。
1.1变配电所或箱式变电站位置的设置
变配电所或箱式变电站尽量靠近负荷中心,这样可以减少配电半径,即减少供电电力电缆的一次投资,而且缩短配电半径有利于减少线路损耗。
1.2合理选择变压器容量及台数
对于季节性负荷容量较大的工程,在比较节能与经济的条件下,宜设计2台以上的变压器,从而达到变压器的投入台数可以随季节性负荷变化灵活投切,减少部分变压器轻载而引起的不必要的电能浪费。例如在我国南方,夏季时空调用电负荷要求比较大,而冬季时基本无空调用电要求,在大型建筑工程电气设计时宜优先考虑设置空调专用变压器,在不同时节对变压器进行投切,这样既保证了配电系统的稳定性又避免了轻载引起的电能浪费。
1.3提高供配电系统的功率因素
提高供配电系统的功率因素也是节能的重要措施,为此供电部门一般要求用户的月平均功率因数达到0.9 以上,所以为了达到这个要求,我们在供配电系统的设计时就应装设必要的无功功率补偿设备,以进一步提高用户的功率因素,如在民用建筑项目电气设计中我们常用的办法就是采用并联电力电容器在低压侧集中补偿。
2照明设计环节中的节能措施
照明是民用建筑不可缺少的一部分,照明方式可分为:一般照明、局部照明和混合照明等;照明种类可分为:正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明
等(小区、学校还有景观照明、部分高层建筑还有航空障碍照明等)。衡量照明质量的主要指标有: 照度、眩光、显色性等; 而照明节能的评价指标是照明功率密度LPD(即单位面积上的照明安装功率),如何在照明设计中做到有效节能,可以从以下几个方面入手:
2.1 光源的合理选择
选用高效电光源是照明节电的首要工作。节能的光源发光效率要高,使得照明灯每瓦电发出更多的光通量(Lm)。
2.2商业类建筑光源选择
在照明设计中为了有效节能,在一些层高不高的场所,如办公室、教室、会议室及仪表车间宜采用细管径(≤ 26mm)直管形荧光灯;商业场所、营业厅也宜采用细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯;在一些层高较高的场所(主要工业厂房居多),可采用金属卤化物灯或高压钠灯,当然也可采用大功率细管径荧光灯。
2.3居住类建筑光源选择
在起居室等场所,设计时考虑到用户装修可能选用花灯或吸顶式筒灯灯具,光源宜选用紧凑型荧光灯,它每瓦产生的光通用量是白炽灯的5倍。目前,紧凑型荧光灯应用范围很广,在宾馆、会议室、商场等场合也较多使用。
2.4公共场所光源选择
卫生间、公共走道推荐选用细管日光灯或紧凑型荧光灯,而不用白炽灯。
3.5户外场所光源选择
住宅小区、学校校区的路灯、庭院灯的照明,按节电要求推荐选用高压钠灯,它的发光率最高,可达到100 Lm /W;寿命长,不易腐蚀;且不易使被照物褪色,显色性能虽然差,但透雾性能较好,一般广泛运用于室外照明。
在光源选择中值得注意的一点是,我们在照明设计中不宜采用荧光高压汞灯与白炽灯。比如白炽灯,考虑到节能、美观及技术经济因素,只有在下列场所才会采用:照度要求不高,且照明时间较短的场所;对装饰有特殊要求的场所。
2.6光源用电附件的合理选择
在灯具的选择上,走廊、楼梯等公共场所的灯具可选用透光率高的吸顶灯;而居住类场所的灯具推荐选用蝙蝠翼式,因为蝙蝠翼式灯具控光性能合理;办公类场所则推荐用金属隔栅类灯具,没有眩光且发射率高。荧光灯本身功率因数较低,所以优先选择带电子整流器型荧光灯,比如细管荧光灯的附件镇流器就推荐选用电子镇流器,而不宜选电感镇流器。这里提一点,在不考虑单灯功率因数的条件下还可以选节能型电感镇流器,它比传统40W电感镇流器功耗低40% 左右,工作时温度低、噪声小、寿命长,属于安全可靠型电感镇流器,价格也比较便宜。
2.7不断改进灯具的控制方式
门厅、走廊、楼梯间等公共场所的照明,宜采用集中控制,并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制,以便在白天自然光好的情况下,或深夜人少的情况下,能方便地手动或自动关闭一部分照明。
体育馆、剧院、候机厅、门诊大厅等较大公共场所的照明,则宜采用集中控制,以便由值班人员(工作人员)管理,而且宜采用分组开关方式或调光方式控制,从而有效实现节能。
宾馆、酒店、招待所等的客房电源则应设置节能控制型总开关(除冰箱电源、电脑电源外),以保证旅客离开客房后能自动切断电源。
电教室、会议厅、多功能厅、报告厅等场所的照明,则宜让灯具随讲台的距离远近分组控制,以便在使用投影仪等设备时,方便关闭部分灯光,既方便使用又节能。
地下车库等一些特定的大面积场所,如果照明配电箱没条件放在车库入口时,则推荐在入口处设一照明控制箱。其控制回路引至车库配电箱各回路的接触器,从而方便对车库照明开关的控制,从而有利于节能。
在照明设计时还应注意的一点就是,当照明场所装设有两列或多列灯具时,所控灯列宜与侧窗平行,而且按回路每列分开控制,以便于利用天然光,白天可以关掉靠窗的一排灯,从而实现节能;对于一些高档建筑和智能建筑,经济条件许可时,大部分照明场所还可采用调光、调压或其他自控措施,如采用I―BUS 系统控制,以节约电能。
3 电气配电线路设计环节中的节能措施
在电气耗能中,配电线路的耗能不可小觑,我们知道,配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流,与阻抗成正比、与电流的平方成正比; 而线路的阻抗与导体的导电率、导体的长度、导体的截面积有关。因此,我们在电气配电线路中要紧紧抓住影响电气线路耗能的以上几个因素优化设计,从而达到节能的目的。
3.1配电线路设计中尽量多采用高导电率的导体
在经济条件允许情况下,配电线路推荐选用高导电率的导体,即相比铝芯电缆(电线)而言,宜采用铜芯电缆(电线)。
3.2配电线路设计中尽量减少配电线路的长度
在设计中尽量走直线,可减少供电线路长度,提高功率因数,不仅减低线路损耗,而且还可以减少线路压降, 提高供电质量;各层配电间、层配电箱也应尽量设置在负荷中心,减少线路的长度。
3.3电线、电缆截面积选择宜按经济电流选择
按经济电流选择电线、电缆截面的方法是经济选型,尽管我们在配电设计中这种方法用得较少,但这种方法却可以尽量减少配电线路中的电能损耗,从而实现节能,而且减少电缆电能损耗随之也带来一些技术上的好处:如随着电缆电压损失的减小,改善了电网的电压质量;随着电缆发热的减少,延长了电缆的使用寿命等。
4建筑电气设计中的其余节能措施
在建筑电气设计中,除了在以上三个大环节可以有效实现节能外,我们在建筑电气节能方面还应注意以下几个点:
4.1空调用电的节能
民用建筑中,空调用电(特别是在夏、冬两季)占用电负荷的很大部分,因此在电气设计中空调系统的节能显得尤为重要。
而空调系统分为中央空调系统、分体式空调系统,一般来讲,如果建筑采用的是中央空调系统,我们可采用楼宇自控BA 系统进行管理和控制,以达到节能目的;如果是分体式空调,因为用户一般采用遥控器控制开或关,而调查显示各种家电产品的平均待机能耗高达15W 到30W 之间,因此我们应针对上述空调所用电源插座,在方便操作的位置宜设计一个专用开关用于控制其用电插座回路,减少其待机损耗从而达到节能的目的。这种方式也可应用于住宅电气设计中对冰箱、DVD 机、电视等用电设备插座回路的控制。
4.2改进风机、水泵等设备的调速方式的节能
在各类公共建筑中,风机、泵类设备应用范围非常广泛,但据有关资料显示,其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失费用占到维护成本的7% 以上,是笔不小的费用开支。所以对这类设备的节能降耗显得很有必要,除了从产品设计来提高这类设备的效率外,还有一个方式就是改进其调速方式从而实现节能,在设计中常采用的是变频调速、调压调速、电磁调速、变极对数调速、串级调速(或转子串电阻)、无换向器电动机调速等等。