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关键词:电气设计 配电 问题
中图分类号:TU92 文献标识码:A文章编号:
前言
传统建筑电气设计只包括供电和照明,其内容一般对应的是现代的强电和弱电。供电、照明、防雷等属强电,而其余部分统统归于弱电。强弱之分在于电压高低,在学界没有争议。在设计中设计人员所使用的表达方式和工具要适应自己的思维方式和习惯。
一、建筑电气概述
1.1 用电设备种类多
电气设备的种类非常繁多,包括照明设备、空调设备、给排水设备、电梯设
备、消防设备、制冷设备等。照明设备主要包括照明灯、应急照明指引等、路灯等;空调设备主要包括空调机等;给排水设备主要包括生活用水泵以及消防泵等;电梯设备主要包括货梯、人用电梯;消防设备主要包括正压风机、排烟风机、消防泵等;制冷设备主要包括冷却塔风机等。
1.2 耗电量大
根据用电设备的不同其耗电量也有所不同。但大体来说,建筑中的有点设备的耗电量很大,以给排水设备为例,生活用水泵每时每刻都在运行,其耗电量非常可观。
1.3 供电可靠性较好
建筑内的用电设备的供电可靠性较好,设有主电源和临时电源两个独立系
统。例如,当建筑内突然停电时,应急供电系统就会开启,应急照明、消防、客
梯、生活供水泵等设备不会受到停电的影响。
二、建筑电气设计中应该注意的问题
2.1建筑设计配电回路过少
在建筑电气设计中普遍出现的一个问题就是住宅内的配电回路相对过少,由于回路过少就会增加电路的负载,也就相当于减少了导线的横截面。从具体操作实践来看,建筑的分支回路一般由照明、空调插座、电源插座、厨房电源插座等等组成。居民在电路设计时,一般会在卧室安装空调插座,我们应该根据空调负荷的大小,安装两个回路,防止电路负荷过高而发生火灾。居民建筑电路设计的回路应该不少于五个,而且分支所使用的导线横截面不小于2.5平方毫米,且应该用铜芯的导线,最好不要使用铝制的导线。
我们在进行导线铺设时,要采用暗敷设的方式,也可以将铜芯绝缘导线用穿管的方式,且穿线管要选用符合要求的,具有阻燃性能的pvc管,禁止将导线直接埋在墙体内进行铺设,以减少发生电路短路发生火灾的可能。一般来讲,应该有电话线路、有线电视线、还有从配电箱出来的回路,总计至少有七八条线路,这些线路中,除了照明线路应该至于顶板辐射外,其它的线路应该铺设在地面垫层里面,而各线路之间彼此交叉也是在所难免。对于铺设线路,由于考虑到最近线路辐射,且居民住宅建筑垫层又非常薄,所以线路交叉的问题很难得到很好的解决;此外照明线路一般通过顶棚灯的接线盒来进行分线,居民在铺设地板时,经常会将敷设在地面下的线路进行打断,很容易造成电路安全和电气设计使用不方便的问题。在暗敷设线路时,我们可以沿着墙缝垂直、平行地面或者沿着板孔进行敷设,这样能避免这种情况的发生。
2.2电气线路材料选取不一
(1)在电气设计时,对于居民住宅电缆线最好是使用铜芯塑料线。在实际操作中,很多设计人员或者住户为了节省一部分费用,选择铝线。虽然在成本上稍微节省一点成本,但是增加了日后发生火灾的几率,给日后用电带来了巨大安全的隐患。一般来讲,铜线比铝线的韧性好,机械强度高,导电的性能也强,而且铝线的熔点也低于铜线,表面容易氧化,一旦发生短路,很容易发生火灾。
(2)在居民住宅设计时最好能选择那些导线横截面较大的铜线。例如按照设计要求,进户线至少选择10平方毫米的铜线,但是我们在操作过程中,最好选择16平方毫米的铜线,而对于空调来讲,器回路应该不小于4平方毫米,对于照明回路导线应该用2.5平方毫米的铜线。这是因为随着日后家用电器的使用日益增多,如微波炉、洗衣机、冰箱等等,其产生的负荷会越来越大。如果导线横截面过小,在长期的使用中,导线会发热,机械强度、电压损失、经济电流密度等都是我们必须考虑的因素。导线截面过小,将引起回路阻抗增大,电压质量受到一定的影响,这一点在高层建筑中尤为突出。例如由于导线横截面过小,产生加剧导线发热,加速导线老化,进而发生线路故障引发电击伤人和火灾事故,但是我国目前还没有完成载流量标准的制定。
(3)住户私自在墙上安装明线,造成安全隐患,也不美观。由于家用电气越来越多,室内墙上插座数目太少,早期设计的电气线路已经不能满足住户的要求,许多住户不请专业电工,而是自己随便在墙上安装插座,不仅在电线质量、规格选取上不符合要求,而且由于私自乱接,增加了电路故障的可能性。此外室内纵横交错的电线也影响美观。
2.3电缆线路设计欠合理
在电路设计过程中,由于线路上下左右纵横交错,即使是小型的工程所使用的电线也不下万米,而对于大工程来说更是不计其数,所以在线路上的损耗是相客观的,因此在电路设计时,一定要对线路的损耗给予高度的重视。一般来讲,低压配电室应该是靠近竖井,并且由低压配电室提供给每个竖井的干线,这样可以有效防止支线沿着于线倒送的现象。另外一方面,我们还可以充分利用部分季节性负荷线路,当这些线路使用率很低时,可以将其调整为常期大额用电的用户使用,缓解输电线的输电压力。
2.4 低压配电系统中导线载流量与断路器整定电流不匹配
在电缆线中的电流量和低压短路器的整定电流配合选择、供电路线中收到短路器保护等等,这些都是经常会遇到的问题,同时也是我们电气设计员应该掌握的基本技能。虽然表面上看起来很简单,但是在实际的操作中面临的问题远不止是这些。总而言之,我们必须以《低压配电设计规范》准绳,高要求高标准,从整体出发,全面考虑各种影响因素。
三、建筑电气的节能设计
3.1 照明节能设计
对于照明节能设计来说,它主要指的是在保证照明质量的前提之下,对照明电路中能量的损失进行一定程度的减少,并有效达到能量利用最大化目标。一般情况下,主要有如下几种:
①照明方式选择:应当充分利用自然光,这是节省照明能耗的重要方式之一,即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合,从而从很大程度上节省了照明电能;
②选择合理的光源:其最本的原则就是应根据不同的场所选择不同的光源。
③选择恰当的照明方式或装置也是一种可行的节电能的方法。
3.2 空调系统的节能
公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50%以上,系统节能潜力巨大。具体应遵循以下原则:机电设备启停优化控制;变风量、变流量系统最优控制;冬夏季部分负荷时水泵分设控制;与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制;参数设定节能控制,包括温度标准设定、焓值控制、利用室内CO2浓度控制新风量等。
3.3 优化选择变压器
变压器作为配电系统的基本设备,其损耗大约占总耗量的6%,主要分为铁耗和铜耗,铁耗又称为空载损耗,与负荷大小无关,仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关,故一般来说,最好选择节能型变压器。铜耗与负荷的大小有关,故在选择变压器的容量和台数时,应根据负荷运行的时间性变化,相应的选择变压器的运行参数与台数,尽量减少不必要的损耗。
3.4 降低电路损耗
当电能传输时,在电路网络中就产生功率损耗,一般来说,其与线路的长度和负载的大小相关联。因此,应当尽量提高系统的功率系数、减少导线的电阻,从而降低其损耗。其措施主要有以下几种:
①线路路径的选择要合理。为减小导线长度,线路尽可能不走弯路,尽量走直线;
②合理选择导线截面积:导线的截面积大小的确定应根据电流指标与经济条件来确定。对于线路较长的电路,在满足电流以及电压降要求的情况下,可使导线的截面积加大1~2 级;
③合理确定电气用房所在的位置。变、配电所尽量接近负荷中心,以尽量减小供电距离,减少不必要的供电电能的损耗和有色金属的消耗。
[关键词]智能建筑电气;设计;疑难问题
文章编号:2095-4085(2017)01-0069-02
智能建筑电气设计正在逐步发展,其中的设计问题也应该多加关注,对于存在的疑难问题等要全面分析并制定科学合理的解决方案。
1.智能建筑电气设计疑难问题
1.1综合布线系统问题
综合布线系统是电气设计中的一个核心问题,在智能建筑工程中,纵横交错的电路是一种常态,担负起整智能建筑电气设备的数据传输以及连接不同电气设备终端的任务。如果电路设计不当,造成电线短路或者没有安装保护措施以及铺设在易燃材料周围,这样就会极易引发火灾等问题,给人们生活和生命安全带来巨大的威胁,所以优化线路设计非常重要。
1.2照明系统设计不合理
照明系统相对于智能建筑物而言非常重要,当前我国智能建筑物的照明系统还存在较多的不合理。如果存在光源的设计问题,则无法使照明装置完全发挥效果;光源附件的选用不当,例如荧光灯或者是金属卤化物灯没有选用节能型电感镇流器,《建筑照明设计标准》明确规定对于电压偏差较大的场所需要装配恒功率镇流器以保证照明的稳定性;气体放电灯没有做电容补偿,这些根本不符合要求。另外,还有照明系统重装饰效果轻照明节能性,使得建筑公共区域照明节能控制效果不够理想。
1.3智能建筑电气设计缺乏协调性
智能建筑电气设计工作时没有把各个电气系统做有效合理的设计,造成了建筑的各个系统间相互制约,使得各系统没有完全发挥其节能作用。
2.智能建筑电气设计疑难问题解决措施
2.1做好供配电系统及线路的设计
在建筑工程中线路纵横交错,错综复杂,使用的导线及电缆不计其数,怎样有条理地设置,做到线路整齐,可以从水平方向和垂直方向两种方式进行。水平布线可根据选用天花板、暗道、墙壁线槽等形式,根据施工现场特点,从中选择一种最佳的施工方案,这种方法相对较简单,垂直方向布线需要把线路布置到建筑各层的设备控制室内,这种布线相对较为复杂,工程量也非常大。智能建筑管线非常多,具备一般建筑所有的电视天线、空间风管、强弱电电缆线和消防线路,还存在一些数据线与桥架。而且智能建筑各层的设备控制室还有跳线架布置与网络设备,这些线路与设备都需要占据一定的空间,这就使得垂直方向布线设计要为垂直方向布线留取一定的空间,对这些线路的布线位置、线路之间的连接方式、线路之间的互扰性做统筹安排工作。同时还要根据负荷容量,供电距离和分布情况,用电设备特征等要素综合性设计供配电系统,让系统能够简单可靠。对于变配电则应尽量靠近负荷中心,这样可以减小短配电半径,减少线路损耗,还有利于进出方便。合理选择变压器的容量和台数,以应对不同季节性造成的负荷变化,这样就可以根据需求投切变压器台数,既可以满足用户需求,也实现经济运行。
2.2改进智能建筑的照明系统
在智能建筑照明系统的设计时,充分考虑天然光源的充分利用是智能建筑中照明节能工程中的一个较为主要的内容,天然光源作为一种取之不尽,用之不竭的能源,可以根据不同时间太阳光的入射角差异,合理设计建筑电气,在满足照明质量的环境下,可以选取细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯,这就可以达到能源节约的目的。白天,可以全面利用天然光源使智能建筑物中有持续不断的光照获得,而且室内引入阳光提高了室内温度,有助于降低建筑能耗。另外不同场所的灯光控制,房间有多列灯具时,按与侧窗平行控制,会议室、报告厅等场所,按靠近或远离讲台分组控制。最后是根据人的活动时间不同将照明装置进行合理设计,如大多建筑只有凌晨十二点之前活动频繁,而下半夜几乎没有人员的活动,灯光的选择就是凌晨十二点之前较多。随着科技的发展,可以选择更加具有人性化、智能化的灯具,如人体感应开关、动静感应开关,智能化面板开关等。
2.3智能建筑电气安全设计
首先要做好消防设计,建筑火灾的发生是防火设计不合理造成的,主要是大功率电气使用不当或电气设备年久失修,造成电线短路,以及不按照国家技术标准布置线路,都会容易造成火灾的发生。一方面要做好电线铺设,增加防火材料或者消防设备;另一方面要加强消防设计,消防设计中要注意各种消防联动控制设备的设计,同时也要具备显示电源运行情况的功能。在火灾自动报警系统设计中,应该对各个消防设备的双电源切换装置(ATs)信号都能够接受,在消防控制室就能进行控制或监控,包括:双电源切换装置的状态;手动控制喷淋泵的启、停状态;自动喷淋灭火系统的总线自动控制启、停状态;报警阀和水流指示器的动作状况;系统控制阀的开启状态;消防水池水箱的水位等。其次防雷设计不合理,智能建筑中设计人员应该利用建筑物金属导体作为装置防雷。在雷击的同时,还要减少雷电波的侵入,需要做好对电缆线及电气设备进行接地,达到减少伤害的目的。
关键词:建筑电气;节能设计;存在问题;技术措施
中图分类号: F407.6文献标识码:A 文章编号:
引言
我国目前的发展时期就是资源高度利用的时期,资源的消耗与浪费也日益严重。在建筑建造中利用先进的科学技术以及知识,进而生产出人性化、先进化的电气系统就是建筑电气。在建筑电气的生产过程中需要用到先进的信息化技术、各种智能化系统以及电力方面的技术。虽然我国的建筑电气取得了一定的进展,但是在节能方面还存在很多不多,能量的浪费还非常严重,在很多地区的建筑中所使用的电气并没有节能技术的支持,所以我国的节能技术在建筑电气的设计中的使用还非常的欠缺。
一、建筑电气设计中的节能技术的原则
1、满足建筑物的功能
建筑电气设计中节能技术的首要原则就是必须满足其建筑物的功能,这些功能的内容包括显色指数、照明情况、色温以及特殊工艺等,只有满足了其建筑的功能,建筑电气设计中的节能技术工作才能够开展。
2、考虑实际经济效益
节能技术必须要考虑到实际中的经济效益,不能只从节能的角度来考虑问题,如果因为节能导致投资非常的大,那么是得不偿失的。
3、节省无谓消耗的能量
所谓节能技术就是节省无谓的消耗的能量。这也是节能技术应该遵守的基本原则。进行节能技术工作,首先要找出和建筑功能无关的能量,对此能量进行控制,这就属于节省无谓消耗的能量。举一些例子来说,变压器的功率损耗、传输电能线路E的有功损耗等,都是属于无用的能量损耗。
二、目前我国建筑在电气节能设计方面存在的问题
1、建筑电气节能方面的文献和规章编写较少,缺乏统一的规范性文件。致使许多施工单位在进行建筑设计时各按所需,结果建筑电气质量良莠不齐。
2、目前仍然有少部分施工单位继续使用国家明令禁止使用的淘汰产品,这些节能产品已经不符合国家新的节能标准,在实际运用上仍然增加着电气运行费用。国家不仅要有相关的措施出台和完善,还要有监察部门认真地监督和排查,要抓现形,严惩治,逐渐规范我国节能设备的市场运行。
3、照明光源选择不当、照度设计不合理,建筑物室内照明及空调等未考虑节能控制方式,部分照明节能难以达到指标,立面照明及庭院照明未设光控环节,这都给能源造成了不必要的损失。
三、建筑电气设计节能技术措施
1、建筑电气的能量节约
建筑电气系统主要有:空调系统、排水系统、电梯、电动机、电动门以及电动窗等。在空调系统中,要优化对冷缺水以及冷冻水系统的控制,注意冰蓄冷体系的应用,进而提升资源的使用效率,还要注意对风量控制系统的技术应用,优化对空调温差的控制,从而达到空调的节约效用;还要优化对排水体系的控制;在选用电梯时要选择合理的型号,做好电梯的运行速度以及承载物体的重量规划;还要控制好电动门和电动窗的能量节约;对待建筑物中所采用的遮阳体系也要做好能量的控制。
2、照明系统的节能设计
在建筑电路设计中,照明电路占主要部分,电气设计与建筑布局相结合,充分利用自然光可以从根本上节约电能消耗,这就要求建筑设计时必须保证房间的采光系数和采光窝的面积比应满足标准要求,同时要科学的利用室内受光面反射性的作用,提高对自然光的利用率,以实现节能。建筑电气照明设计,应掌握照明系统的按照分区控制、场景控制的技术措施,防止过度使用和浪费。把一般照明和局部照明分开设计,增加可调节的局部照明,提高照明系统的科学性。如果经济条件允许的情况下,建筑电气设计可以安装导光装置,把天然光引入室内,或者设计装置把太阳能作为照明光源。建筑电气照明设计中,要进行精确的照度计算,以拧制照明设施数量,减少不必要消耗,增加每个房间的开关数量,减少不必要的照明光源长期工作,控制不必要的照明时间,在楼道、走廊等场所安装的照明电路采用声光控开关,避免长时间的照明浪费。
3、空调系统的节能措施
空调系统的耗能占电气总耗能的一半左右,所以空调系统的节能设计对民用建筑电气节能设计有着非常重要的作用。在民用建筑设计时,要尽量将建筑结构设计的宽敞并且避免过多的凹凸。从建筑外形结构来说,要尽可能的采用外表较小的圆形或者是方形的建筑。同时还要严格的控制门窗的数量,在满足室内照明的前提下,尽量减小窗户的面积,从而减少空调的制冷负荷。在减少建筑物外表面面积和以及窗墙比的前提下,要采用合适的建筑材料来降低维护结构的传热性能,能够进一步的降低空调的耗能。另外设置合理的室内参数对于空调系统的节能也是非常重要的。
4、供配电系统节能设计
根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级,合理设计供配电系统,使系统在最佳状态下运行,实现供配电系统的经济节能运行。设计应从下面几个方面考虑。
4.1供配电系统应尽量简单可靠,同一电压等级供电系统变配电级数不宜多于2级,尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。
4.2合理选择供电电压。同等情况下,电压越高,损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380V,但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的,经方案比较,可以选择l0(6)kV的制冷设备。
4.3变电所应靠近负荷中心,低压配电间应靠近电气竖井,合理分布供电网络,使低压供电半径控制在200m以内,供电线路的电压损失已满足规范的允许值,减少线路电压损失,提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。
4.4在选择变压器容量和台数时,应根据负荷情况,综合考虑投资和年运行费用,对负荷合理分配,选取容量与电力负荷相适应的变压器,使其工作在高效低耗区内。
4.5合理选择电缆、导线截面。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标前提下,应按经济电流密度合理选择导线截面,并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量。此外,对于环形供电方式,为降低线路的电阻值,将开式网运行改为闭式网运行,同样可明显降低线路损耗。
5、采用新能源
为了达到节能节水和节电,空调和给排水专业的工程技术人员均在考虑如何采用新技术,在满足建筑功能和专业工艺要求的前提下达到节能、节水和节电的效果。在对这些新技术的供电和控制过程中,需要工程技术人员对这些技术的工艺有深刻的理解,才能做到符合工艺技术的要求。太阳能属于可再生能源,其优点是减少污染、保护生态环境。独立运行太阳能光伏发电系统由太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器组成,若并网运行,则无需蓄电池组。我国年均太阳能辐射量为5000WJ,年均日照时间为2200h,资源相当丰富。每平方米太阳能电池板的发电量按100W/h计算,则年发电量为200kW以上。目前,太阳能光伏发电系统应用场所主要包括:(1)建筑物部分用电设备;(2)环境照明,如庭院灯、草坪灯等;(3)道路照明、体育场照明等。系统设计时应考虑的主要因素:(1)用电负荷的性质、大小及每天工作的时间;(2)系统输出的电压等级;(3)阴雨于气时系统连续工作时间:(4)建筑物所在区域的太阳能辐射量和日照时间;(5)太阳能电池板的安装位置和抗风荷载的措施。
结束语
综合上述,建筑电气的节能设计发展潜力很大,建筑电气设计工程技术人员应在工程设计中精心考虑,在满足科学性、经济性的同时,采用各种措施节约电能。在选用节能的新设备时,应全面地了解其原理、性能、效果。从技术上、经济上进行比较,再选定节能设备,已达到真正的节能目的。
参考文献
[1]郭冯媛.民用建筑电气设计中节能技术的应用[J].建材与装饰,2011,(09).
关键词:高层办公建筑;电气设计问题;分析;研究
高层办公建筑电气设计需要实现的目标,分析在设计高层办公建筑物电气时,需要我们有长远的规划,可以参考使用者在未来的一段长时间内所需的电负荷进行合理的电路设计,避免使用者在后期使用时会因为设计不好的问题而导致浪费大量的资源。除此之外,还要保障使用者的高层办公建筑电气系统在有效期内正常使用,并且不用进行修改,还要确保是合格的电能质量以及用电设备在高层办公建筑物内部能正常工作。
1 高层办公建筑电气设计和安装中出现的问题分析
1.1 设计理念不清晰,不遵循施工规范
在进行高层办公建筑电气设计的过程中,设计理念不够清晰,造成施工人员不明白设计人员的设计思路,给电气安装造成了一定的困难。不仅如此,在高层办公建筑电气施工现场,出现很多施工人员并没有按照预先设计好的电气方案进行施工,造成了很多的误差,导致很多安全隐患[1]。比如:线路在走线时相互碰撞、电线管道位置偏差、电气设备安装位置不正确等,由于这些不规范的操作,这不仅影响到高层办公建筑的良好使用,还容易造成使用者的生命财产的损失。另外,由于不符合规范的高层办公建筑电气设计和安装无法满足使用者的使用需求,因而导致后期工程被迫返工,对国家的经济资源也造成了很大的浪费。
1.2 设计人员自身问题影响设计质量
另外,设计人员自身的问题,也影响着高层办公建筑电气设计的质量。在高层办公建筑电气设计当中,设计人员的设计水平非常的重要,设计水平较高的设计人员才能设计出更科学更合理的设计方案。大多数设计人员认为高标准的电气设计就是好的电气设计,这样就大错特错了。高标准的设计不一定是好的设计,但是好设计一定是高标准的设计。在高层办公建筑电气设计中,大多数设计人员都将高标准的设计死搬硬套的放在设计方案中,虽然设计是高标准,但是其中有很多设计不具有相互的协调性,一个好的高层办公建筑电气设计是需要设计理念相互配合的,这就需要设计人员必须更详细的了解设备信息以及用途,对于市场上新的电气系统产品进行了解,然后进行科学的设计,才能够促进电气设计工作的顺利进行。
1.3 部分高层办公建筑企业过于重视经济效益
由于现今的经济市场导致大部分设计院都过分的重视经济效益,最终导致在高层办公建筑电气设计时出现很多的纰漏。在经济效益的促使下,很多设计院在进行高层办公建筑电气设计的时候,经常会偏移规定的设计规范,投机取巧,这不仅对使用者人身财产安全造成了威胁,而且还对资源经济造成了严重的浪费和损失[2]。例如:在选取变配电所的安装位置时,JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》第4.2.1条已经明确的指出应该选择设备吊装以及运输方便的位置安装,选择这样的位置安装的好处在于更方便维修。但是,在很多电气设计上都违背了规范要求,导致工程在后期维修的时候,出现了很多破坏高层办公建筑物的现象,既影响了高层办公建筑的美观,又造成了经济损失,远远失去了高层办公建筑电气方便维修、方便管理、可靠性的设计理念。
2 优化电气设计和安装
2.1 做好照明设计和安装
在进行照明设计的时候,需要考虑到照明灯具的使用寿命,每个照明灯具的使用寿命都是不一样的,要充分的了解照明灯具的工作电压,降低其工作电压,能更有效的延长照明灯具的使用寿命。然后根据照明灯具的配光曲线、三相平衡计算、照度计算等几点因素,以及根据高层办公建筑施工现场的实际情况,选择合适类型的灯具,比如:功率消耗能源、灯具照度值、灯具的照明效率等。与此同时,还要与高层办公建筑的美观性相结合,保证照明灯具与周边的环境有着较好的协调性。另外,在进行照明设计的时候,还要考虑到使用中发生的紧急情况,比如:照明灯具线路中断、电路引起的火灾、大规模停电等,为了确保使用者的人身财产安全,在进行高层办公建筑电气设计时,必须设计并且实施安装安全照明灯具、疏散照明灯具、备用照明灯具等应急照明系统。
2.2 完善电视、电话、网络等电气设计
高层办公建筑电气设计人员,应该把高层办公建筑物内的固定线路如电话、电视、网络等设计好,更好的满足使用者的需求。电话系统的室内布线管道是设计人员需要结合实际情况设计的,对于电话、电视、网络等这些弱电线路来说,要把他们汇聚到一起,设计人员可以在进户门附近设计弱电箱,把所有的弱电电缆都聚集到这里,方便管理和维修。在电视线路管道的设计上,应注意电视输入端的电平范围,以及高频插接口、分配器、分支器、视频同轴电缆等都是需要合理的设计,在设计的过程中,要注意选择产品的类型以及相互之间的匹配程度。在室内的网络电缆管道铺设也需要注意选择恰当的位置,不能交叉式铺设,线路交叉会出现干扰现象,导致线路不稳定,容易发生故障。
2.3 做好三防电气系统的设计
在进行高层办公建筑电气设计时,都必须遵循着使用者的安全使用第一位的原则,确保使用者的生命财产安全。因此,我们必须做好防雷、防火、防盗三防电气系统的设计。①防雷设计,由于很多地区是多雷雨的天气,为了防止雷击事件的发生,高层办公建筑都需要采用接闪器的方式来控制雷击造成的灾害。另外,还有些高层办公建筑采取接闪带、接闪杆或接闪网等防雷设施。而在现今的高层高层办公建筑当中大多数的防雷方法都是采用钢筋混凝土的剪力墙和楼板的连接,其中最关键的要做好金属管线的接地,才能达到更有效的防雷效果。②防火设计。在高层办公建筑当中防火设计也是尤为重要的,尤其是由于电线管道等引起的火灾,一定要重视起来。其中主要设计自动灭火系统以及火灾自动报警系统和漏电火灾报警系统,包含分区消防报警的控制器、气体自动喷射灭火器、消防中心以及火灾探测器等相关防火系统,充分实现防火自动化的效果。③防盗设计。在高层办公建筑当中还有一点就是防盗。防盗系统设计相对于防火和防雷就比较简单,主要就是设计闭路监控系统以及保安巡查系统。在科技发达的现今来说,新型的防盗设施也非常的有效,对现今的防盗设计也有着一定的帮助。不断的促进促进电气设计的顺利进行,确保使用者的生命财产的安全。
3 高层办公建筑电气设计中注意的事项
在高层办公建筑电气设计时,需要系数与功率因数是非常重要的,所以在选择的时候一定要进行正确合理的选择,它不仅影响了电缆和保护开关的大小,而且在需要系数的取值上也对变压器容量的大小的选择有着很大的影响。如果在取值的时候稍微偏大的话,那对于变压器来说,会增大它的损耗。并且在实际的设计中,一定要研究调查同类设备运行时的情况,合理选出计算系数。在进行电气设计的时候,设计人员对设计中注意的问题进行高度的重视,有利于提高高层办公建筑电气设计的水平,提高高层办公建筑的使用效率,促进高层办公建筑使用功能更好的实现。
参考文献
[1]赵天华,卫威.浅析新型学生公寓的电气设计[J].中国新技术新产品,2009(07).
[2]石峰.建筑电气设计中的节能措施[J].科技资讯,2009(33).
【关键词】供配电;线路
一 前言
随着物质和文化水平的逐步提高,人们对于生活质量以及安全和舒适性的要求也在逐渐提高,这就意味着供配电线路的合理与否,逐渐走进人们的视野,不断增加的能耗和建筑安全隐患的相继报道,越来越成为人们日益关注的焦点。建筑电气工程是建筑系统中一个复杂、庞大、冗杂的领域,要求参与的设计人员与施工人员有着精湛的专业知识和过硬的技术支撑,这项技术要求相对较高的系统工程,受到多方面因素的共同影响,这些因素需要对建筑电气供配电线路更加规范化、标准化的科学设计,以达到最大限度的节能环保[1]。笔者根据本人多年的工作经验,从建筑供配电线路的设计原则和注意事项的角度系统的展开论述,以求在未来的工作中为相关人员提供强有力的理论支撑和技术指导。
二 建筑供配电线路在设计中的遵循原则
1满足建筑物的使用功能是设计方案的基本原则
电路设计方案的确立,必须要满足建筑物的使用功能,以求达到建筑物设计的最基本功能。具体可表现为建筑物的设计要同时满足外在审美要求和内在设备要求。例如灯具的照度、色温和显色指数是照明设计方案中考虑的重要因素;按照不同使用类别,设计师需要考虑不同场所是否满足室内温度、湿度、换气次数、洁净度、噪声等要求;电气负荷方面,需要满足业主需要的用电点配置和用电负荷。
2 考虑保证实际经济效益
建筑物的供配电线路设计需要线路在使用时能降低不必要的能耗,但是也不能一味追求低耗能,而盲目增加投资,忽视相应的社会经济效益[2]。供配电线路设计时需要考虑建筑物和设备的使用情况,既不能减少建筑的正常使用以达到节能的效果,也不能为满足过多的建筑物使用而增加设计成本。应通过对实际情况的考察和相应统计数据的计算尽最大可能降低投资成本,以实现最大的经济收益,减少因投资失误而导致的资源浪费。
3 降低能量的无谓消耗
能量的无谓消耗是建筑电气设计中要考虑的重要问题。只有在完成这一步骤的前提情况下,结合实际情况,选择合适的减耗方法,才能最大限度的降低能耗。在进行方案设计时,要尽最大可能查清各部分的能源利用情况,这需要设计者详尽的查阅相关资料,积累大量的领域知识,明确在设计过程中要规避的问题,采取相应措施,以达到节能减排的效果,降低能量的无谓消耗。目前的一个情况是,部分工作经验不足的设计人员常将电气负荷设计得相当大,因为担心电缆发热和过载,他们常将电缆截面和电柜的断路器放大一两个档次,造成业主实际的资源浪费。总之,建筑电气线路的设计既要符合相关要求,又需要协调经济效益和节能力度之间的关系,以寻求最合理的设计方案。
三 建筑供配电线路导线的选择与设计
1选择合适的导线
根据建筑物的实际情况选择截面积和材质符合供配电设计方案的安全性导线。目前,铝制导线和铜制导线是应用范围最广的两种常用材质。从性价比角度来看,铜导线要优于铝导线,但铜导线的安全过载余量和安全性都一定程度的高于铝线高,所以在室内布线时更多的得到了应用[3]。根据各用电器的额定功率计算导线的截面积,是普遍存在的问题,这种做法忽视了实际电流运行中的导线质量、电阻值等重要因素,正确的方法应该是根据实际功率来计算,这样不仅可以减少导线的截面积,又能够节约建筑配电线路的成本,以达到最大限度的合理优化资源配置。用电设备负荷的计算常用的方法有:需要系数法、二项式法。
2 线路路径的选择
为了达到较少建筑物中的电线电路长度,降低电线损耗和减小排查难度的目的,配电室需要设置在靠近电力负荷中心的位置。一般来说,低压供配电线路应设置在配电室200米范围内,单层面积超过1万平方米的建筑物, 需要设置至少3个变配电室个数,进而减缩供电线路长度,降低成本 [4]。如遇到设计对象为高层建筑,则要杜绝出现支线沿着干线倒送电能的情况,将低压配电室设置在接近强电竖井的区域内,以确保其安全性。
3 电器分类设计
随着经济的发展和科技发明的进步,各类电器越来越多的参与到人们的生活工作当中,使得建筑用电的分类得到前所未有的增多,电气线路设计的过程中,要做好电器的属性分类工作,平衡不同种类的电器存在的差异,以保证配电系统的完善和安全 [5]。这需要设计者对电器性能的划分有一个明确的认识,对不同性能的电器进行分类设计,使得每种电器都能在实现其正常功能的前提下被安全有效地使用,避免因不同种类的电器同时使用而造成的线路短路等安全问题。
4 线路的防雷设计
防雷接地系统在建筑电气供配电线路设计中有着举足轻重的作用,其直接影响着供电系统的安全、正常运行。雷电对供配电线路的设计危害性极大,建筑电气的供配电线路必须做好防雷设计,要在雷雨天做好对雷电的处理工作[6]。通过对实际情况进行分析,在建筑物上巧设避雷线,以达到降低电压的作用。在安装好避雷线以后,还要考虑安装避雷器,使其将雷电产生的巨大电流引入到大地上,避免由雷电带来的强大电压,全部用涌入到线路中,使电路系统遭到破坏 [7]。
5供配电系统的功率因数
功率因数高的电气设备是方案实行过程中的首选装置,它能够增强电气设备的自然功率因数,从而达到降低电器设备无功损耗的目的。同时,在建筑物内安装无功补偿装置,该方法能一定程度的降低无功传输,提高功率因数,但是其节能效果却不尽如人意,所以在供配电路设计时,要综合考虑供电系统的功率因数,以达到最大的节能效果[8]。
四 结束语
在从根源上杜绝故障的出现的同时,也要考虑电气设备与现代建筑结构相结合的装饰效果,这对建筑电气的设计者和施工者,提出了更高的要求,需要设计者和施工者能够综合考量影响设计方案的诸多因素,对其进行合理的规划和设计,以寻求最合理的供配电路设计方案。
参考文献
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[2]卢清瑜.浅析高分子材料成型加工技术[J].中国技术新产品,2013(23):27-29.
[3] 张能聪,对建筑电气中供配电线路设计的探讨[J].通讯世界,2013(11)90-101.
[4]张家林.对建筑电气中供配电线路设计的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2012,5(7):23-25.
[5]谢建江.对建筑电气中供配电线路设计的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2013,12(7):15-17.
[6] 刘爱平,对建筑电气中供配电线路设计的探讨[J].广东科技,2007(10)115-117.
【关键词】智能建筑;电气技术;建筑市场;发展前景
前言
建筑电气是一门综合性的学科,包含了电学、光学、声学以制冷制和暖学等多方面的学科中知识。在住房建筑的过程中,建筑电气技术运用了电能、电气、电子以及电气设备等现代技术,从而优化了人们的生活和工作环境。
1 建筑电气施工的问题所在
1.1 有关的设计和规范不够完备
《智能建筑设计标准》对建筑电气的设计具有一定的指导作用,但是该标准中有很多内容对建筑电气设计的要求都太过笼统,没有一些详细的、具体的、具有量化意义的计算和选型的方法。《民用建筑电气设计规范》是一部早期颁布的,实行多年的设计规范,但是现在的高新科技技术的发展速度非常的快,该设计规范的内容已经与当前的设计现状发生脱节,已经不能满足现代建筑电气技术的设计要求,因此该规范对现代建筑电气设计的指导作用已经显得微乎其微,甚至在一定条件下还有可能成为现代技术进步的障碍。
1.2传输信道的设计不够合理
虽然我国的建筑施工技术已经有了很多年的发展历史,但是一直以来都没有很好地解决施工过程中的传输信道设计的问题。传输信道设计的关键问题是研究如何保证设计的经济合理性、保证维护施工的便捷性以及如何将设计工序与其他专业管道进行合理的配合。近几年来,弱电系统中新增了很多项目,但是相关的设计人员却不能完全的掌握这些新增技术就更不用说在设计过程中对这些技术进行灵活的运用,这就是设计过程中问题的关键所在,另一方面,很多设计单位通过刻意的减少规定的设计时间来增加工程设计的进度,这是设计单位会对多个设计人员进行分工,使他们同时做不同方面的任务,但是这些设计人员之间却不能进行合理的共同和交流,从而就会导致在设计过程中很容易出现错、漏、碰、缺等问题。
1.3 智能建筑领域的“集成”问题
近几年来,系统的集成性成为了只能建筑领域的一个全新概念,对于智能建筑领域这是一个全新的课题,系统的集成性就是实现集成设备和共享信息。[1]虽然现在涌现了大量的智能建筑但是却很少能真正涉及到集成的问题,对于智能建筑的集成性而言,这还是一个粗浅的概念,还没有在建筑的实际活动中实现真正的应用。
2 建筑电气技术的具体应用
建筑电气是一门综合性的学科,包含了电学、光学、声学以制冷制和暖学等多方面的学科中知识。在住房建筑的过程中,建筑电气技术运用了电能、电气、电子以及电气设备等现代技术,从而优化了人们的生活和工作环境,保证了建筑物各项功能的完善性。现代的施工过程中包括了很多常用的电气技术:变配电技术、照明技术、空调制冷制暖技术、防雷接地技术等。现代电气技术已经应用到了建筑行业的各个领域,不仅可以对智能建筑的内部环境进行调节,对建筑内各项功能进行完善还能在保证使用者安全性的条件下为使用者提供更优良的感官享受。
随着现代科技水平的发展,人们对自己生活质量的要求越来越高,对于居住或者工作的建筑而言,不仅要求它的舒适性还要保证它的智能性和自动性,电气技术作为一种综合的、先进的技术正是现代建筑的智能性和自动性的保证。但是建筑电气技术在保证了建筑使用者的舒适性和建筑的智能性和自动性的同时,由于建筑电气技术实施的复杂性,很可能对建筑物带来一定的安全隐患,所以在具体应用建筑电气技术的时候首先要保证建筑电气技术的合理安全性,只有这样才能保证建筑行业发展的安全性和持续性。在应用建筑电气技术时要注意的问题有以下两个方面:
2.1 配置电路的过程必须经过深思熟虑与认真的研究
在电气技术的实际应用中,对电路的实际配置要通过严密的思考和认真的研究。需要特别主要的是,为了保证建筑内电流的通畅性,不管是电路配置过程中的强电系统网络、弱电系统网络还是接地保护装置线路都要配置在建筑物内壁的、特定的有效空间中。在现代房屋的建筑过程中出现各种电路网络的交叉和并行是非常普遍的,所以要对这些线路进行合理的配置就需要提前对电路进行合理的设计和排列。电气系统的网络之间还有可能出现相互的影响和感应从而产生一些电学现象,这些很有可能对建筑的安全和质量产生影响,因此配置电路的之前对电路设计进行深思熟虑和认真的研究就显得尤为重要[2]。
2.2 优化选材与施工过程
在配置传统的电气线路的暗管的时候,多选用没有规格的钢管。弱电、强电等系统网络物理性能的相关要求规定要通过按套管来配置并行、交叉重叠的线路。在实际的建筑实施中,为了保证居住者的适应性和安全性,不仅要考虑暗套管材料的实用性和坚固性还要考虑材料的物理性和化学性。因此在最终确定相关的材料的时候要对材料的特性进行仔细的研究和分析并进行适当的验证。
3 建筑电气施工技术的发展前景
高层建筑、智能建筑以及电气化技术之间存在着密切的发展关系,并且随着现代科技的进步,它们之间的关系变得越来越紧密。高层建筑也在慢慢的向着智能化、信息化、节能化和自动化的方向发展,这就给电气技术提出了显得发展要求,对建筑电气技术而言不仅是机遇更是巨大的挑战,这个挑战不仅能扩大建筑电气的业务领域还能发展建筑电气的技术。实际上,高层建筑的各个领域已经涉及到了以微电子技术为代表的新型技术,建筑电气技术在这样的趋势下已经开始在慢慢形成自己的专业理论系统,它的理论基础不在是只有电工学而是包含了电子、电声、电磁场理论以及计算机技术等多种学科知识,建筑电气的发展趋势越来越全面和多元化[3]。
自中国加入WTO以来,建筑市场也变得越来越开放、竞争越来越强,因此我们首先要考虑的问题就是怎样才能在新时代中通过调整发展战略来提高建筑智能化市场的竞争力。首先就是要将智能建筑产业向集约型的产业方向发展,集约型产业不仅可以带给建筑设计企业巨大的经济效益还能提高智能建筑产业的工作效率,因此我国的建筑电气的实施技术应向着集约型的方向发展。我国的经济和科学技术都在快速的发展,综合国力也得到了快速的提高,国家也在提倡城市信息化的建设,这些发展环境都是智能建筑发展的有利条件,因此在未来的发展中,智能建筑的电气技术一定会获得更广阔的发展前景。
参考文献
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[2] 邓颖.智能建筑电气的技术分析[J].广东科技,2010,(08) .
[3] 秦勇,任寒霞,陆程S.建筑电气设计施工应用质量探讨[J].世界华商经济年鉴・城乡建设,2012(5).
关键词:低压配电系统;高层建筑;电气设计;安全性;建筑物;电气设备 文献标识码:A
中图分类号:TM862 文章编号:1009-2374(2016)30-0117-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.30.057
1 高层建筑物低压配电系统常见安全事故
我国经济在不断发展,越来越多的建筑开始耸立,造成我国土地资源越来越稀缺。所以,为了缓解这种土地危机,越来越多的建筑开始向空中发展。随着我国高层建筑的不断涌现,相关的安全问题也凸显出来。其中比较普遍的问题就是用电的问题。高层建筑电气设计中,一个重要的组成部分就是低压配电系统,低压配电系统在整个高层建筑的电气运行过程中起到至关重要的作用。低压配电系统由配电变电所、配电变压器、控制保护设备等部分组成。主要用来对电的使用进行分配,当它们发生严重的超负荷运行时就自行切断,确保电源线路和电动机的安全和完好无损。但是,近些年来,高层建筑的低压配电系统经常性的出现安全问题。究其原因,主要是一些配电系统安装人员自身的专业素质不够硬,而且选用的电气产品质量不过关,同时又对高层建筑中的电气线路和设备等检查不及时,导致低压配电系统经常性的漏电,严重时就会引发火灾,给人民的生命财产带来很大的威胁,因此我们可以看到低压配电系统在高层建筑中的重要性。
2 低压配电系统在高层建筑电气设计中的安全性
2.1 供电线路的安全分析
供电线路在进行设计时,应该充分考虑建筑物的材料、性质、环境以及电气设备等各个方面,应该尽量避免出现腐蚀线路等问题。在高层民用建筑中,消防用电设备应该采用其专门的供电线路,消防控制水泵、消防调度室、消防控制室、消防电梯等这些成套的设备的供电,都应该在最末一级的配电箱处设置自动的切换装置。而且电路的设置必须要符合相关的规定,不能私自改变电路设计或者说不按规定设计。对于地下室车库的照明配电应该抛弃以往那种将直接装在车库墙上的做法,而应该更加谨慎,应该设置专门的配电间来放配电箱,这样可以防止一旦火灾发生在配电箱附近,引起配电箱的着火。
2.2 配电方案的安全性分析
一般的高层民用建筑的变压器往往在两台以上,而且还配置有一台柴油发电机组。对于柴油机组,有一定的启动要求。一般来讲,当两进线回路都停电的时候,柴油机组此时作为应急电源,必须要在10秒内自动启动,这样它才能负担起重要的负荷的供电。而且为了保证消防用电的可靠性,在发生火灾时,要求能够自动切断非消防负荷的用电,所以我们应该对常见的变压器和柴油机组组成的配电方案的安全性进行充分的分析,这样才能提高低压配电系统配电方案的安全性。
3 高层建筑电气设计中的低压配电系统接地设置
3.1 接地安全保护设计
对于高层建筑物的电气设计要考虑多种方面的因素,其中放在首位的应该是人身安全。这里所讲的人身安全,不仅指在建筑物中工作或者生活的用电人民的人身安全,而且还包括在进行电气设计安装时工作人员的人身安全。高层建筑物因为楼层比较高,而且建筑物内人员比较多,发生危险时撤退疏散也需要很长的时间。基于这种情况考虑,一般的高层建筑物在设计电气设备时,都要保证有相应的可以自动切断故障点的装置设备,这就是我们平时所提到的接地保护装置。有了接地保护装置,可以为高层建筑的用电安全提供保障。当建筑物内发生危险时,接地保护装置可以自动切断故障点的用电,给人们的安全带来可靠的保障。而接地保护装置设计安装时,都要充分考虑建筑物的地形、电气设备、电路保护装置等因素,只有这样才可以尽量避免因为外部的不利因素对高层建筑物的电路运行带来的危险。
3.2 低压配电系统接地保护模式
在高层建筑物电气设计低压配电系统中,接地保护装置一般有三种比较有用且常见的模式。这三种模式分别是IT、TN和TT模式。下面我们对以下三种模式进行具体分析:
3.2.1 IT模式。TT系统通常也被称为接地制,这个系统对N没有特殊的要求,它主要是指每一根电气设备的PE线以及电源的接地线要保持各自独立接线的状态。在这样的情况下,如果某一个金属设备出现了故障问题使得线路中的电压出现了不稳定的波动,那么这种系统就能够有效地阻止这种情况的出现,这种特性不仅使得共用低压配电电网的负载需求得到了满足,而且对于村落中的居民用电的特点比如负载阻抗较小、分散度较高以及设备比较容易出现故障等能够较好地适应并解决,因此这种系统在我国农村居民配电系统中运用较为广泛。
第一,TN-C系统。TN-C系统的主要特点就是中性线和保护线是合为一体的,并且和设备的金属外壳一起接地。在电流的正常输送过程中,TN-C系统可以承载少量额外的谐波电流。其运行的过程主要是通过供电设备的外壳将N、PE互相连接起来形成一个整体,即PEN线。如果电路出现了故障,PEN线可以通过保护接零形成一种对地的高伏电压,这样对于因为电路故障所造成的电气设备的损害可以得到一定程度的减少。但是这种方法所连接的PEN线也有一定的缺陷,如果在接线两端的压差比较大或者是变化较快,那么由于双向导通特性会非常容易发生电位的不正常转移,如果中性线的电压达到了一个限度,就会造成接线和电气设备被烧坏的情况。因此这种系统对于供电需求比较精确的电子设备来说并不适用,但是由于它的安全性比较强,在相对稳定的供电系统中运用较为广泛。
第二,TN-S系统。在TN-S系统中,保护线和中性线是互相隔离开来的,在这种情况下,PE线本身是没有正常的电流通过的,那么它的外壳也就不会带电,这种系统用在居民以及要求较为精密的设备供电工作中比较多,同时安全性也比较高,但是它还是有一定的缺陷存在,当出现对地短路和故障电压扩散的情况时,这种系统并不能很好地进行解决,这种系统的N线上通过三种成分电流,它们分别是谐波电流、三相不平衡电流和单项工作电流,因为这三种电流是同时在N线上通过的,因此它所产生的绝对值一般比较大,另外,如果增加N线的线路,N线的阻抗会随之变大,而连接点处也存在阻抗,这两个因素会对地面产生相应的电压降,在日常工作中会有电击的危险。
第三,TN-C-S系统。TN-C-S系统是我国居民建筑较常用的低压配电接地系统,在这种系统中,中性线和保护线的连接情况是属于一部分合并、一部分分离的状态。它主要是先通过合并的线路将电力从变压器接到居民楼,再通过分离的线路进行各家各户的供电,这种接地系统不仅有效提升了接线方式的可操作性,而且具备较高的安全性。但是这种接地系统要及时对其接地端做好保养和定期检查的工作,避免不必要的损失出现。
3.2.2 TN模式。在这样的接地保护模式中,首先需要将整个建筑物的电气设备外壳都连接到一根保护线上去,同时低压配电系统的中性点之间也应该进行相应的连接。另外,具体来分,NT模式还可以再分为TN-C、TN-S和TN-C-S这三种。从整体上来讲,这三种模式都各有利弊,TN-S适用于数据处理以及精密的电子仪器或者是有危险易爆的场合,而TN-C-S一般常见于工矿企业这样的大型企业的供电线路中。
3.2.3 TT模式。采用这种模式的低压配电系统,它的电源的中性点处会进行恰当合理的直接接地保护装置的设计。一般这样的模式适用于城市公路的供电系统中。
3.3 接地保护设计中的漏电断路器分析
在高层建筑物进行接地保护装置时,漏电断路器可以说是必不可少的设备。但是对于那些漏电断路器的选择也要对实际的情况进行分析后再决定选用哪种断路器。在进行漏电断路器选择的时候,还要充分考虑到断路器的额定动作电流。因为额定动作电流的选择与低压配电系统中的漏电断路器的电击量要匹配,不然会带来很大的危险。一般来讲,电气系统中泄露的正常的电流会比漏电断路器的额定动作电流要小,这样才会保证电路电压不受损害。
对于如何提高高层建筑电气设计中低压配电系统的安全问题,任重而道远。第一,相关的工作人员一定要依照有关规定来设计和安装。同时有关部门对这些相关工作人员自身的素质和职业修养一定要更加重视,定期对他们进行培训,保证他们能够有更高的工作水平和规范化的操作。这样不仅可以保证建筑物电气设备设计的安全可靠,而且对他们自己的人身安全也有一定的帮助;第二,施工单位也应该保证使用合格的电气设备,不要为了降低成本贪图便宜使用那些劣质的不合格的产品,这样会带来无穷的后患;第三,用电人员也要规范用电,不要随意私改线路,这样容易导致电流电压不稳,产生意想不到的危险。
经过上面的讨论,已经明确了高层建筑中低压配电系统的内涵、特点、容易发生的事故等;紧接着对低压配电系统的安全性进行了分析,从它的供电线路、供电方案等方面进行了深入的了解;对接地保护装置进行了分析,包括它的模式、特点等;本文又对高层建筑中漏电断路器的选择进行了探讨,至此对高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性进行了彻底的探究。但是仅仅有这些分析探究是不够的,理论上的知识必须应用到实践中才会对问题的解决有所帮助。所以,我们在进行高层建筑电气设计中低压配电系统时,一定要对其安全性进行彻底的分析和探讨,及时发现问题并进行解决,确保在进行设计和安装施工后,能够给人们带来极大的方便,尽量消除高层建筑电气设计中低压配电系统中存在的隐患,确保人民的人身和财产安全。
参考文献
[1] 徐明敏.关于建筑工程低压配电系统设计[J].黑龙江科技信息,2015,(18).
【关键词】 主控制器 分控制器 单片机 照明灯具 智能控制
一、系统硬件设计
1.1系统结构
该通信系统采用RS-485半双工主从式通信系统,主机可以发送数据或命令到从机,从机主要任务是控制分布的照明灯具,通过中断方式接收主机发来的命令或数据并及时响应。系统的主控制器通过RS-485总线或无线数传模块将数据或命令传送给分控制器,同时将信息送给数码显示单元显示,并通过看门狗电路对运行程序实施有效监视。分控制器接收主控制器发来的数据和命令,通过双向晶闸管电路对照明灯具进行开与关及亮度的控制,并且利用实时时钟芯片对照明灯具进行定时开关控制。系统在单片机控制之下完成数据通信、显示,同时能够控制照明灯具,其硬件电路还必须配以相应的程序才能实现控制功能,程序是使硬件电路实现各种智能控制及与用户交互的桥梁。
1.2 主控制器的电路设计
1、键盘接口设计。系统采用4×4矩阵式键盘,每个按键开关位于行列的交叉处,采用逐行扫描的方法识别键码。矩阵键盘的列线从左到右分别与单片机P1.0、P1.1、P1.2、P1.3相连,矩阵键盘的行线从上到下分别与P1.4、P1.5、P1.6、P1.7相连。当按下一键时,对应的行线与列线就会连通,单片机就能检测信号,通过键盘扫描程序对键盘进行扫描,以识别被按键的行、列位置。2、LED数码显示接口设计。数码显示与驱动电路由74LS138译码器、7447 TTL BCD-7段高有效译码器/驱动器、4个数码管以及5个A1015三极管组成。由单片机的P0.0~P0.3输出的四位BCD码,经7447芯片后,翻译成7段数码管a、b、c、d、e、f、g相应的段,并输出点亮数码管相应的段。单片机的P0.4、P0.5输出的信号经74LS138译码器后产生的高电平信号,加在A1015三极管的基极,控制三极管导通,起到对相应数码管选通作用。3、看门狗监控电路的设计。本系统采用MAXIM公司的监控芯片MAX813L构成硬件狗, MR与WDO经过一个二极管连接起来,WDI接单片机的P2.7,RESET接单片机的复位输入脚RESET,MR经过一个复位按钮接地。
1.3 分控制器电路设计
分控制器采用AT89C2051单片机作为微处理器,分控制器系统接口电路由晶振、实时时钟芯片、晶闸管控制电路、零点检测电路、看门狗电路、通信接口电路等组成。
1.4 RS485通信电路的设计
本系统的有线通信方式采用RS485总线进行通信,RS485标准支持半双工通信,只需三根线就可以进行数据的发送和接收,同时具有抑制共模干扰的能力,接收灵敏度可达±200mV,大大提高了通信距离,在100K bps速率下通信距离可达1200m,如果通信距离缩短,最大速率可达10M bps。在这里使用的是主从式通信方式,主机由主控制器充当,从机为分控制器。主机处于主导和支配地位,主机发送的信息可以传送到所有的从机或指定的从机,从机发送的信息只能为主机接收,从机之间不能直接通信。
1.5无线数传电路设计
主控制器与分控制器各使用一个无线数传模块,形成发送与接收的无线通信通道。模块的数据输入和输出端与单片机的串行口连接,即模块的串行数据发射端TXD与单片机的串行数据输入端RXD连接;模块的串行数据接收端RXD与单片机的串行数据输出端TXD连接。
二、系统软件设计
本设计采用主从通信方式,主机即主控制器处于主导和支配地位,从机即分控制器一般以中断方式来接收和发送数据。在主从式多机系统中,主机发送的信息传送到所有的从机,控制照明灯的启停。主机采用AT89C51单片机,从机采用AT89C2051单片机。单片机的数据通信由串口完成,定时器T1设为工作方式2,串口设为工作方式3。
三、结论
本文所设计的照明控制系统,主控制器、分控制器分别采用AT89C51和AT89C2051单片机,实现了有线通信、无线数传、控制与显示等功能。系统的结构主要有三部分(1)上位机系统;(2)下位机系统;(3)通信系统。通过RS-485主从式通信系统,实现数据的远程传输及上位机对教室照明状态的控制,由主控制器发出命令到各个分控制器,实现照明灯开启、关闭、灯光亮度调节、定时控制等功能。
参 考 文 献
关键词:住宅建筑;电气设计安装;应注意问题;解决措施;
中图分类号:F287.8文献标识码: A 文章编号:
0 前言
随着社会物质生活水平的不断提高,人们对住宅的安全性和舒适性提出了更高的要求,这不仅需要在住宅电气安装图设计环节上严格要求,而且需要在电气安装中设计环节保证质量。目前,随着用电设备的日新月异和种类的增加,电气设计安装技术也越显复杂。因此,掌握各种住宅建筑电气设计安装技术,对于满足人们生活水平的需具有重要意义。
1 当前住宅建筑电气设计中主要存在的问题
1.1 对各级负荷容量交待不明
在住宅建筑电路设计时应明确各级负荷的分级,以及一、二、三各级负荷的容量。因为一、二级负荷的容量与备供电源的供电容量有关,一级负荷别重要负荷的容量又与自备发电机组、不间断电源装置UPS或集中应急电源装置EPS的容量选择有关,所以明确各级负荷的容量显得尤为重要。
1.2 照明部分存在的问题
根据《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)中有关照明部分的规定“当采用Ⅰ类灯具时,灯具的外露可导电部分应可靠接地。”在实际照明灯具安装时必须明确提出“灯具安装高度低于2.4m时,需增加一根PE线”的要求,否则这是很容易犯的设计错误。此外,根据《灯具一般安全要求与试验》标准,灯具按防触电保护分为三类。Ⅰ类灯具:防触电保护不仅依靠基本绝缘,还要把外露可导电部分连接线;Ⅱ类灯具:不连接PE线,只用双重绝缘或加强绝缘保证安全;Ⅲ类灯具:采用电压不超过50V的、经隔离变压器供电的安全超低压SELV供电,为避免一次侧发生供电故障,而导致接触电压通过PE线导入二次侧,故二次侧导线以及外露可导电部分均不允许连接PE线。绝大多数照明配电系统采用接地故障保护。因此,不论灯具距地面高度多少,应采用Ⅰ类灯具、连接线接地,以实现间接接触防护。
因此,在住宅电气设计时应该采用Ⅰ类灯具,使灯具的外露可导电部分连接PE线,这样就会避免“灯具安装高度低于2.4m时,需增加一根线”的设计错误。
1.3 应急照明系统的各项指标说明不详尽
住宅应急照明系统中的各项指标要详尽说明。在电气设计时应该避免常见的问题出现,比如未明确交待应急照明的设置场所、光源选择、连续供电时间,应急供电容量、灯具及其控制要求等,同时还需交待,应急照明灯具应设玻璃或其它非燃烧材料制作的保护罩,且应急照明箱体应有明显标志并做防火处理的说明。
2 住宅建筑电气安装存在的问题及解决措施
(1)目前住宅建筑电气安装工程中表现出来的问题主要是缺乏专业技术人才。从施工工地的电气质检人员情况来说,他们大多是都是由老电工担任,在质量检查的时候主要偏重于手工操作,没有使用精度高的设备仪器,虽有较丰富的实践经验,但缺乏一定的专业理论知识,检查质量不够精准。同时缺乏对专业技术性内容的学习和对施工图纸的设计要求的检查。因此,在实际工作中应尽量做到配备一只具有知识化、专业化、年轻化的技术团队,结合过去的目测检查的同时还要使用先进仪器设备的科学检查,不但要求施工人员对图纸的质量进行检查,更要确保图纸的设计结构合理、数据无误和准确,同时检查电气设备的产品质量,并制定相关设备进场的保管条例,杜绝或减少电气事故的发生。
(2)随着人们对住宅电气要求得提高,电气市场竞争更加激烈。各路商家为了赚取更大的利润价值可谓不择手段,有的生产厂家使用不达标的材料投入生产,产品的安全指数下降,以致在安装后造成安全隐患,甚至酿成大祸,造成较大的经济损失。据此,施工单位要对电气质量严厉把关,不仅要索取产品生产许可证、检查人员证、出厂合格证还应有技术监督部门的有关证件,同时还要指定专业技术人员和委托质量认证部门进行质量鉴定以确保安装产品质量没有问题。
3 住宅建筑电气安装施工方面存在的问题及解决措施
导线的接线问题与预防措施。
由于施工人员技术水平参差不齐,在工作时可能造成剥切绝缘层时损伤线芯;焊接时焊料不饱满,接头不牢固;铜铝线连接时未做过渡处理;多股导线连接设箱、盘时未用压线端子排和压线鼻子。面对这些问题可采用如下预防措施:①剥切导线塑料绝缘层时,应用专用剥线钳;剥切橡皮绝缘层时,刀刃禁忌直角切割,要以斜角剥切。②在焊接时把焊接处用工具捋平对齐。③多股铜芯线和多股铝芯线进入配电箱连接时,均采用压鼻子,再与接线端子排连接。两股以上的接地保护线应采用压线鼻子后,再与接线端子相连接。
管内穿线不符合要求。
穿线管穿线不戴护口帽,损伤绝缘层;不同的回路在同一穿线管内或线管内导线过多,相、零、地导线混色。面对这些问题,在实际电气施工中应采用以下预防措施:①工程中使用硬塑料管和钢穿线管时,在穿线前必须戴好穿线帽,管口无丝扣的可用戴塑料内护口,严禁划伤导线的绝缘层或降低其绝缘强度。②不同电压的导线不能穿在同一穿线管内,不同一个回路导线(除规范有规定者外)不应穿在同一个穿线管内。导线穿线时要注意穿线管的空闲面积,一般导线截面积(边外皮计算在内)不应超过穿线管孔内面积的40%。③施工人员应严格执行国家颁布的标准,分清相线、零线(N)线、接地保护(PE线)的作用与色标的区分,即PA相-黄色,B相-绿色,C相-红色;单相时一般宜用红色;零线(N线)应用浅蓝色或蓝色;接地保护线(PE级)必须用黄绿色双色导线。
(3)箱、盒安装不符合要求。
箱、盒安装标高不一致,箱盒体开孔不整齐;箱盒体变形、移位,四周嵌缝不严;盒内砂浆、杂物未清理干净。作为一名施工人员应做到听从现场技术管理人员讲解,同时对箱体开孔要合理,不许用电焊气焊切割;配电箱盖板要紧贴墙面,但不要影响灵活性;配电箱安装好后,要认真查线,做好导线间,导线对地间绝缘电阻的测量,再进行试送电。同时把安装的四周杂物清理干净。
接地防雷问题。
可能出现钢筋焊接有虚焊接防腐处理不当,有的地方钢筋开始生锈,或者预埋钢筋松动螺栓紧固松动的现象。在实际电气施工过程中施工人员必须做到不准有虚焊或不焊问题以及进行防腐处理和除锈等工作,检查螺栓紧固并按图纸设计及规范要求施工并检查验收。
4 结束语
随着物质和生活的逐步提高,住宅用户不但对工程的质量要求越来越高,而且对布局设置及审美感有了新的要求。这就需要设计与安装人员应在工程质量保证的前提下做到电气设计的舒适与审美相结合,同时考虑节能、环保、实用、易操作等要求,为住户提供更实用、更贴切、更安全的居住条件。
参考文献
[1]巩玉胂.工程质量控制[J].山西建筑,2008,34(2):236-237.