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【关键词】高层建筑;电气设计;特点;发展
一、高层建筑电气设计的特点
高层建筑的电气设计工作具有其自身的特点,主要与高层建筑的特点及建筑内的电气特点相关。在高层建筑中,与建筑电气相关联的用电设备种类较多,功能和要求也相对复杂,包括室内、楼道中的安全照明设备,冷却塔风机、多联机机组等电力制冷设备,货梯、客梯等民用电力设备,燃气热水器、排风扇、电冰箱等厨房用电设备,生活用水以及消防泵等给排水设备,正压送风机、排烟机、消防电梯等消防电力设备。
二、建筑电气设计的原则
1、合理配置负荷密度。
2、降低供配电系统线损率,减少有功损耗。应合理设置变配电所位置,尽量深入负荷中心;供配电系统力求简单可靠;选用高效节能型变配电设备;合理选择电缆截面。
3、设置功率因数补偿装置,采取谐波防治措施,降低无功损耗。如变压器采用D,yn11接线组别,3n次谐波电流在变压器D接线的中压绕组内短接形成环流,不流入电网;谐波功率较大的设备采用专线供电;低压侧无功功率补偿的电容器串接电抗器等等措施。
4、合理选择设备的运行措施,达到节能的效果。如电梯、生活水泵、空调机组等长期运行电动机采用变频调速控制。
1、供配电系统
1.1负荷等级及供电电源
为满足一、二级负荷的供电可靠性要求,一般工程均需要有两路10kV电源供电。根据GB 50052-2009《供配电系统设计规范》3.0.2中规定一级负荷应由双重电源供电,当一电源发生故障时,另一电源不应同时受到损坏。3.0.7 二级负荷的供电系统,宜由两回线路供电。3.0.2条文说明中解释道:因地区大电力网在主网电压上部是并网的,用电部门无论从电网取几回电源进线,也无法得到严格意义上的两个独立电源。所以这里指的双重电源可以是分别来自不同电网的电源,或者来自同一电网但在运行时电路互相之间联系很弱,或者来自同一个电网但其间的电气距离较远,一个电源系统任意一处出现异常运行时或发生短路故障时,另一个电源仍能不中断供电,这样的电源都可视为双重电源。所以,本人理解两路10kV电源来自不同的上级降压站,即可满足一级负荷供电的要求。另外,为确保供电可靠性可以考虑安装柴油发电机作为工程备用电源。
1.2变配电所的设置
变电所的数量、位置与建筑物的分布、使用性质(住宅、公建)、总用电量、供电半径等许多因素有关。在小区规划确定变电所的位置时,首先要限制变电所的供电半径(不大于250m)。如果低压供电半径大,则存在满足不了电压降的要求,供电质量差,用电设备寿命短,短路保护的灵敏度很难满足要求等问题。所以,公建的“高基”变电所,最好布置在建筑物的负荷中心部位;住宅的“低基”变电所,宜布置在住宅附近的地下室内。
2、高低压配电系统的设计
高压配电系统:现代高层建筑均是采用两路独立的10kv电源同时供电。一般高压采用单母线分段,自动切换,互为备用。母线分段数目,与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时,才考虑采用单母线不分段的结线。计费方式,采用高供高计。根据广州市城乡建设委员会于2014年5月6日实施的《广州市公共建筑用电分项计量设计导则》,规定“照明插座、空调、动力、特殊用电”四项为必分项,其中又细分为一级能耗子项和二级能耗子项,一级能耗子项应直接计量,二级能耗子项可通过装设子母表数据加减等方法间接计量。用电数据应按照规定的数据编码格式上传至广州市公共建筑能耗监测平台。所以,在低压侧,仍装设计费电度表。高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。特别注意的是:GB50016-2014《建筑设计防火规范》第10.1.10条3款:“消防配电线路宜与其他配电线路分开敷设在不同的电缆井、沟内;确有困难需敷设在同一电缆井、沟内时,应分别布置在电缆井、沟的两侧,且消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆。当不采用矿物绝缘类不燃性电缆时,敷设消防配电线路的电缆井、沟或电缆槽盒应与其他配电线路分开设置(可在竖井内采用与墙体耐火极限相同的耐火电缆槽盒或可拆卸式防火隔板隔断)。
3、主要设备的选型
高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层,按规定不宜采用油开关。国外用于高层建筑的开关有三种类型可供选用:高压空气断路器,sf6开关和真空断路器。其中高压空气断路器因技术陈旧,sf6开关尺寸数大,气体具有毒性,故目前10kv真空断路器应用的较为普遍。因此,应根高层建筑地下室的标准,选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。根据防火要求,主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。
4、电气照明设计
电气照明设计,包括光源选择、照度计算、灯具造型,灯具布置,眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。合理选择照度、控制照明功率密度;选用高光效电光源及高效节能灯具;选择合理先进的照明控制措施等手段可以取得节能的明显效果。
5、防雷与接地
a.根据JGJ6-2008《民用建筑电气设计规范》第11.1.7条 在防雷装置与其他设施和建筑物内人员无法隔离的情况下,装有防雷装置的建筑物,应采取等电位联结。所以, 在高层建筑防雷接地设计中,现浇框架节点的连接应按《利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装03D501-3》第8页施工,这样才可以保证楼板之间有可靠的连接。
b.利用建筑物的结构钢筋作防雷装置是有条件的,应核实本工程是否全部满足GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第4.3.5条的规定并给予说明。特别注意的是,应判定是否符合“基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质防腐层”。
c.尽量避免滥装浪涌保护器(SPD)。一般情况下电房变压器侧母线上,天面配电箱或由室外引入电缆的第一个配电箱设SPD。
6、火灾自动报警系统
伴随着科学技术的前进,高层楼宇在火灾主动报警灭火制度方面也在慢慢的一致,现在主要包含五个部分:火灾勘测设备、分区消防报警操纵设备、消防核心、主动喷水灭火设备以及气体主动喷洒,以确保报警灭火主动化进行。在这个程序中,先由勘测设备勘测到火灾同时自己转变为电信号,之后信号传输到报警设备以及消防核心处,转变为声音以及光报警信号。整体的消防操纵以及监督管控都是在消防监控中心实现。值得注意的是:设有消防控制室的项目均应设置消防设备电源监控系统和防火门监控系统。
四、结束语
随着城市化进程的加快,高层建筑越来越多,为了满足高层住宅居民对电气的要求,必须要注重高层建筑电气的设计问题。文章从高层建筑电气设计的特点入手,分析了高层建筑设计的原则以及设计要点,以供相关人士参考。
参考文献
关键词:民用建筑;给排水;电气专业;水位报警
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
中图分类号:TL353+.2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
引言
在现代高层民用建筑的设计中,给排水设计与电气设计之间的结合更加紧密。工程上常有水电不分家的说法,即虽然两者分属不同的专业领域,但之间的关系却是密不可分的。很多电气设计师在进行有关给排水方面的设计时,常常是根据给排水专业的技术人员提供的资料进行被动设计,这样就很容易出现设计不合理或者出现漏项现象。笔者认为作为一个出色的电气设计师,要适应现代化的高层民用建筑设计,就需要不断提高自己的专业素养,不仅要在本专业领域内有所建树,同时也要涉猎横向的其他相关专业,在其他专业进行资料提交时,能够根据自身的专业知识,发现其中存在的不当之处或者漏项,能够及时反馈个相关人员,确保设计工作的高效。
2、给排水总体提资要求
给排水总体提资要求在建筑设计中有明确的规范,比如每层层面标高,有立管的地方还要标明平台面高度;只要是有水泵的图纸,都要详细标明电机型号,并交代电机是否备用以及台数;给水系统如设有水箱标定出止回阀的位置;消火栓要交代水柱的股数、龙带口径以及喷枪口径;依据城市自来水压力情况确定是否要设置加压水泵;详细的水泵、消防按钮等等。本文不做赘述,只是针对特定的电气专业提供一定的资料。
3、给排水对电气专业提资要求
给排水对电气专业的提资要求,主要集中在水位报警、水泵的启停和供配电、阀门的监视以及灭火系统等方面。
3.1水位报警
在高层民用建筑中,不管是高层用户以及防水箱,还是底层用户以及消防水池,都需要装设水位报警装置。因为,进水阀在使用很长一段时间后,很容易出现无法将水闭死的现象,这样自来水就会出现溢流,不仅造成大量水资源的浪费,对于人们的生活也是会形成诸多不便。因此,就需要装设一个水位报警装置,在水出现溢流之前,能够及时检测到溢流情况,通过控制器将报警信号传达到值班室,及时进行抢修。需要注意的是,用于排放消防废水或者洗车用的废水的集水坑不用设置水位报警装置以免加大投入,因为集水坑的水位是可以人为控制的,通常情况下也是处于人们的监督中,如果集水坑由于管道堵塞或者水泵异常而出现水位上升或者无法下降时,可以停止冲洗汽车,如果是因为消防原因所致,在集水坑溢流之前,消防队员早就到达事故现场,所以对于集水坑的抢修不需要专门设计水位报警。但是粪便集污坑则需要设置专门的水位报警装置,因为集污坑一旦出现堵塞或者潜水泵无法工作情况时,不容易被人及时发现会产生难以估计的后果,因此要设计水位报警。
3.2水泵的启停
电气设计师在进行水泵的启停设计时,要注意消防水箱稳压泵和消防主泵的联合控制。通常情况下,当水压要求高压力时,就要将消防水箱稳压泵进行关停,当水压要求低压力时,就要将消防水箱稳压泵开启。当水压要求超低压力值时,说明发生火灾,这时肯定需要大量的用水,消防水箱稳压泵已经失去了稳压作用,因为稳压泵起到稳压作用的条件是水压的降低仅仅是由于管路中的泄露引起的,这时就需要开启地下室的消防主泵,同时关闭稳压泵,并利用控制器将火灾信号传送到消防值班室。对消火栓泵进行启停设计时,其设计要求一般是,所有的消火栓泵都可以利用一个启动按钮进行单独控制,同时进行报警,而且消防值班室能够对消火栓泵进行远距离控制。对喷淋泵进行启停设计时,同样要求可以通过消防值班室进行远距离控制。喷淋泵一般是自动喷水系统的动力装置,在对其进行启停设计时,要充分利用湿式报警阀上装设的压力表,如果压力表持续下降,而且达到某一值时,则通过控制器自动开启喷淋泵,同时对水流指示器进行误动作保护,只用于进行报警不能因为水流指示器的动作导致喷淋泵自动开启。此外,还有潜水泵以及生活泵的启停控制,地下室潜水泵在进行启停控制时,一般的控制逻辑就是:高水位,泵开启;低水位,泵关闭,控制装置一般采用水位继电器。给排水专业在给电气设计师提供的资料中显示供水方式是地下水泵与屋顶水箱的联合供水,而且泵是工频泵,那么就依靠装设在屋顶水箱中的水位继电器来进行控制,跟潜水泵相反:高水位,泵关闭;低水位,泵开启。如果采用的是变频泵,则利用压力表来控制,压力表的数值一旦处于给排水给定资料里面设置的一个压力范围,那么水泵就关闭或者开启。需要注意的是,不论建筑中采用的是哪一种供水方式,如果生活水池处于低水位,就必须将泵关停,避免水泵空转烧坏电机。
3.3水泵的供配电以及等电位设置
在对水泵进行供配电时,消防泵、潜水泵以及喷淋泵都必须是两个电源,即一个作为正常供电电源,一个作为备用电源。而对于生活泵、粪便集污坑和淋浴废水坑内的潜水泵则需要根据实际情况,比如说建筑的设计标准等确定电源,通常情况下,一级负荷要设置两路电源,而二级或者三级负荷可以仅仅使用一路电源。在民用建筑的卫生间内,电气设计师要根据给排水专业人员提供的资料设置等电位,一般情况下给排水专业的技术人员会强调卫生间水管多为塑料管,但是电气设计师不能要考虑到其他金属构件,安全起见,要预留等电位连接件。
3.4阀门的监视以及气体灭火
在对阀门进行监视时,如果建筑单位没有特殊的要求,给排水专业提供的资料主要在自动喷淋系统上要求进行阀门的监视。因为自动喷淋系统自动化程度高,阀门一旦出现无法工作的情况对于其他零部件的工作影响很大,这就要求电气工程师能够对阀门的监视进行控制。如果阀门无法关闭时,能够及时将信号传达到消防控制室,派相关人员立即进行抢修。
在一些不能用水进行灭火的地方,比如柴油发电机房、配变电房、图书馆档案室以及电子计算机控制室等,通常情况下使用气体灭火。一般的气体灭火系统中,采用的灭火介质为七氟丙烷和二氧化碳。不管气体灭火系统采用何种气体,它的启动方式一般都要同时包含两种:气动和应急机械手的联合启动,电动和应急机械手的联合启动。灭火系统的控制原理一般是:火灾探测器(包括感烟式探测器、感温式火灾探测器等)检测到火灾,然后发出报警信号的同时关闭排风机并开启门灯;然后延时30秒后,开始启动灭火。
3.5水炮系统
在现代高层民用建筑中,有时也会用到水炮系统来进行灭火。因为建筑空间太高,简易的自动喷淋系统已经起不了作用。水炮系统在进行灭火时,对于探测报警装置和定位装置是非常依赖的,这就给电气设计工程师带来了一定的挑战,如何可靠的实现水炮系统的开停是十分关键的。电气工程师需要根据给排水专业的技术人员提供的资料对水炮系统进行设计,一般在前段探测部分使用双波段火灾探测器或者线性光束图像感烟探测器。这种探测器具有曲面式覆盖的特点,对于干扰光源就有很好的辨识作用,而且响应时间短。对于信息的传输,最好能够选用视频同轴线缆,这种线缆传输速度快而且耐用。水炮系统的控制流程一般是:火灾探测器检测到火灾已经发生,然后将检测信号通过线缆传送到控制中心,同时做出声光报警,开始实时录像,然后根据控制中心反馈的指令,启动消防水炮,并自动扫描瞄准火源点自动灭火。
结语
在现代化的高层民用建筑设计中,给排水的自动化控制越来越广泛,电气工程师在进行这方面的设计时,往往根据给排水专业的技术人员提供的资料进行被动设计,从而产生诸多不合理设计。本文结合笔者的经验,对高层民用建筑设计中给排水对电气专业的一些提资要求做了分析,希望能够对高层民用建筑的设计起到一个抛砖引玉的作用。相信随着时间的发展,给排水或者其他专业与电气的结合会更加紧密,各个建筑单位应该对电气设计引起足够的重视。
参考文献
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[4] 刘金平,张敏,姚海峰. 建筑室内给排水节能的几点措施[J]. 科技创新导报. 2009(04).
关键词:消防负荷、应急电源、耐火电缆
中图分类号:TU24文献标识码: A
引言
消防负荷的供配电在建筑电气设计中占很重要的比重,尤其是供电的可靠性,线路暗敷设往往要在不燃烧体结构层内,明敷设穿金属管或金属线槽要涂防火涂料。消防负荷的控制必须具有自动和手动功能。
一.消防负荷概述
消防负荷是指在火灾时为了灭火,减少火灾的损失非火灾时不使用而火灾时使用用电负荷或火灾及非火灾时均要使用的负荷。关于消防负荷定义在目前国家规范标准中还没有明确,这只是笔者关于消防负荷的认识。仅火灾时使用的用电负荷如消防水泵、喷淋泵、防烟排烟风机、消防稳压泵、正压送风机、防火卷帘门、消防排污泵、消防送风机、电动的门窗以及阀门,火灾及非火灾时均要使用的负荷如消防控制室(火灾报警控制器及联动联动控制设备用电)、应急照明(应急照明和正常照明合用)、消防电梯(兼作平时客梯)等。消防负荷主要在火灾时为保护人民生命和财产的安全使用,人命关天。消防负荷为了供电的可靠性根据国家规范基本上为一级负荷、二级负荷。但是并不是所有的消防负荷都是一级、二级负荷,比如《建筑设计防火规范》GB50016-200611.1.1在多层建筑中,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的工厂、仓库,座位数小于1500个电影院、剧院的消防负荷就是三级负荷。
二.消防负荷电源
一级负荷由双重电源供电,引来两路供电线路在末端配电箱自动双切换。所谓双重电源,一个负荷的电源是由两个电路提供的,这两个电路就安全供电而言被认为是互相独立的。由于在实际工程中,取得两个相互独立的电源很难实现,所以只能提供两个相互独立安全的供电电路。这两个电路,在工程设计中,称为正常电源和应急电源。应急电源而不是备用电源,在设计中一定要明确,备用电源是指当正常电源断电时用于非安全原因用来维持电气装置或其某些部分所需的电源,而消防负荷是为了安全原因,故只能按应急电源。依据《供配电系统设计规范》GB50052-2009 3.0.9 备用电源严禁接在应急供电系统中,所以非消防的一、二级负荷不应接入消防应急电源,应该另设备用电源。这点在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 7.2.1.1、7.2.2.1两条也已经明确,电力、照明、消防及其它防灾负荷应自成配电系统,这也提出了消防应急电源和非消防备用电源应分开设置不可共用。规范如此规定的目的还是为了增加消防负荷供电的可靠性,如果合在一起非消防负荷可能导致备用电源的总断路器跳闸,影响到消防负荷的供电。两个电路可分别引自两路市电,两路市电可分别引自35KV区域变电站,很可能还是一个发电厂是一个电源。另外,一路引自城市电网,一路引自自备电源比如柴油发电机组、蓄电池(EPS)。柴油发电机在一类高层、多层建筑消防负荷应采用自动和手动启动装置应在30S内自动启动,二类高层消防负荷,当采用自启动有困难时可采用手启动装置。 柴油发电机可在30S内启动完全可以满足规范的要求,30s内达到额定转速、电压、频率后,投入额定负载运行。由于柴油发电机在30S内才能提供稳定的电压,所以在末端双切换箱的切换时间应设置大于30S,否则,双切换开关将重复切换,将导致自动双切换装置的损坏。
三.消防负荷的配电电缆及敷设
消防负荷的配电线路线缆的选择主要依据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-200813.10.4 第1款 按照《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98特级保护对象是指建筑高度超过100m的高层建筑,矿物绝缘电缆BTTQ采用氧化美金属护套防火性能是最高的电缆,不含有机材料,具有不燃、无烟、无毒和耐火的特性,使用在铜的熔点以下的火灾区域是安全的,而铜的熔点是1060摄氏度,一般民用建筑的火灾现场最高温度均在1000摄氏度以下,当采用矿物绝缘电缆应采用明敷设或在吊顶内敷设。第2款 一级对象包括建筑高度不超过100m的一类高层建筑、部分多层建筑、部分地下民用建筑,依据规范考虑到开发商的投入成本经济性在设计中常常采用有机绝缘耐火类电缆,此类电缆即是耐火电线电缆,其耐火温度为750摄氏度,90min,在设计中一定要采用耐火电缆并要采取防火保护措施,由此可见此类消防负荷线缆耐火即可没必要无卤低烟由于往往在桥架内成束敷设仍需阻燃,在电气竖井内或电缆沟内敷设时可不穿导管保护,但应采取与非消防用电电缆隔离措施;在电气竖井消防电缆往往在电缆桥架内敷设可采取设三隔离板将电缆桥架分为四部分一部分敷设一般电缆、一部分敷设消防常用电缆、一部分敷设消防备用电缆、一部分敷设一般负荷备用电缆,在电缆沟可与一般负荷电缆分别敷设在电缆沟的两侧支架上,采用明敷设、吊顶内敷设或架空地板内敷设,应穿金属导管或封闭式金属线槽保护;所穿金属导管或封闭式金属线槽应采取涂防火涂料等防火保护措施;当线路暗敷设时,应穿金属导管或难燃性刚性熟料导管保护,并应敷设在不燃烧结构内,且保护层厚度不应小于30mm;第3款二级保护对象包括二类高层建筑、部分多层建筑、部分地下民用建筑,这个类别的建筑必须采用耐火电缆,其敷设方式与第2款相同。第4款控制线路和分支线路由末端配电箱引出,在同一个防火分区内故可以降低耐火等级,耐火电缆有四个等级A、B、C、D可依次降低。
消防负荷线路的敷设,《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
13.9.8 分支线路不应跨越防火分区,一般分支线路是消防末端配电箱配出的线路,这样规定也就保证了消防末端配电箱应放在本防火分区内。分支干线一般由配电间或变电所引来,在实际工程中往往有几个防火分区,而配电间和消防设备不一定在一个防火分区,比如地下车库可能十个以上的防火分区,由配电间至消防配电设备难免要穿越防火分区。规范规定不宜跨越防火分区而不是不应跨越防火分区,这样在实际工程便于实现。《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 13.9.9第1款末端双电源自动切换配电箱安装于所在防火分区内。从防火分区的定义来看,防火分区主要是在一定范围内控制火灾。如果本防火分区的消防设备的末端双电源自动切换配电箱设在其它的防火分区,末端配电箱、分支线路及消防设备无法控制在同一个火灾范围内,很难实现供电的连续性。从本条还可以得出一个概念消防电梯、消防水泵、防烟及排烟风机等消防设备是在最末一级设置双电源自动切换装置,而其它消防设备在末端而不是最末端,比如防火卷帘门、应急照明等可在同一防火分区内设置一双电源自动切换箱,然后由双切箱引至防火卷帘门控制箱,引至应急照明末端配电箱,而同一防火分区的几个排烟风机就不可以设一个共用双切换箱,而每一个排烟风机在末端设置一个双切换箱。第2款放射式供电比树干式可靠性要高,故规范规定宜采用放射式供电,对小容量消防负荷采用一个分支回路供电,小容量的标准是设备不宜超过5台,总计容量不宜超过10KW。《民用建筑电气设计规范》JGJ16-200813.9.10 公共建筑物顶层,除消防电梯的其它消防设备,可采用一组消防双电源供电。由末端配电箱引至设备控制箱,应采用放射式供电。消防电梯在火灾时起到竖向的运输作用,是在建筑物发生火灾时供消防人员进行灭火与救援使用。消防电梯较其它消防设备在火灾时要重要的多,为了消防电梯供电可靠性必须单独设置消防双电源,而其它消防设备可共用一组消防双电源。有末端配电箱至设备控制箱应采用放射式供电,也是为了增加供电的可靠性。《民用建筑电气设计规范》JGJ16-200813.9.11在12~18层普通住宅人员可通过楼梯疏散,消防电梯的重要性降低,消防电梯和普通客梯可共用一组消防电源及末端自动双切换装置,可节省一套配电线路及自动双切换箱,经济性好。《高层民用建筑电气设计规范》GB50045-95(2005年版) 9.1.3 高规的这一条其实在民规13.9.8条中已有说明,消防设备为了增加供电的可靠性不可与一般负荷共用供电线路,所以应采用专用的供电回路。多层建筑消防线路的敷设方式已在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 13.10.4 第2款已有规定。
四.消防负荷的末端配电设备
消防水泵、喷淋泵、防烟排烟风机、消防控制室、消防电梯应在最末一级设置自动双切换配电装置,其它消防负荷如防火卷帘门、应急照明在末端设置自动双切换配电装置,在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-200813.9.6、13.9.9,《高层民用建筑电气设计规范》GB50045-95(2005年版)9.1.2 、《建筑设计防火规范》GB50016-2006 11.1.5都有明确的规定。所谓的最末一级和末端的区别就是设备控制箱和双切换配电箱在一起是最末一级,末端是指设备控制箱和双切换配电箱不一定在一起。在末端双切换的目的还是为了增加供电的可靠性,如果不在末端切换,双切换箱引出线路长度长可能有故障产生。
五.消防设备的控制
消防设备的控制,主要是火灾时消防设备的启动,《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98有明确的规定。消防设备(如消防泵、喷淋泵、防烟排烟风机)在火灾时应由消防控制时火灾报警控制器自动启动,设有联动多线控制模块,1807A模块(上海松江飞繁电子有限公司产品)联动控制启动消防设备;另外,还可在消防控制室联动控制盘上手动直接控制。消防泵还可由消火栓按钮直接启动,喷淋泵湿式报警阀压力控制启动。防烟排烟风机的停止由280摄氏度防火阀控制联动停止。正压送风机的控制:由消防控制室自动和手动控制正压送风机的启停,自动还是通过多线联动控制模块1807A,风机启动时根据其功能位置连锁开启其相关的正压送风阀或火灾层及邻层的正压送风口, 并返回信号至消防控制中心。消防电梯由1825总线联动控制模块降至首层。
六.总结及展望
总之,消防负荷关系到火灾时人民生命财产的安全,最重要的供电的可靠性。随着电缆耐火性的提高,新材料的采用,自动控制技术的发展,消防负荷的供配电也必将取的新的发展。
参考文献:
《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)中国建筑工业出版社出版
《建筑设计防火规范》(GB50368-2005)中国计划出版社
《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98) 中国计划出版社出版
【关键词】:建筑,供配电,照明, 电气设备,节能设计, 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
中图分类号:F470.6 文献标识码:A
目前全世界都存在能源短缺,而我国又是一个能源消耗大国,我国人均资源和能源相对贫乏,不到世界人均水平的一半,且我国能源利用率又低,我国单位建筑面积能耗相当于发达国家的2~3倍,由此可见节能工作潜力很大。另一方面,在设计领域中也面临着新的挑战,国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能,如果我们在设计过程中不重视节能,就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛,对于民用建筑电气设计者而言,就是要在满足建筑物使用功能的前提下,坚持适用、经济、节能原则为指导,合理选用设备,积极推广和应用节能新技术、新产品。
一、供电配系统设计依据和节能措施供配电系统设计时认真考虑并采取节能措施是实现电气节能的有效途径,也是供配电系统设计正确合理的具体体现。
1、供电系统的负荷计算是进行节能设计依据 负荷计算的过程中,应根据实际设备使用率,选择最合理的负荷参数,从而确定变压器的容量,另外应选择技术参数较好、性能较稳定的供配电设备,以确保系统在安全、经济、可靠的性能下运行。供配电系统节能设计的依据是对负荷计算及电力设备容量的最优化的选择,选择参数配置合适的设备是提高功率因数,降低变压器的无功功率的关键。 2、供配电系统的节能措施研究和分析具体实施供配电系统时,首先要确定好配电系统的设备容量以及电压等级,然后选用其中较高的配电电压深入负荷中心;对于用电设备容量在100kw及以下者可采用380/220v;特殊情况也可采用高压供电;当配套公建用电负荷超过100KW时应采用高压供电。 其次要合理选定变配电所的位置,应靠近负荷中心或大容量设备处(如冷冻机房、水泵房等),可以减少低压线路损耗,同时还能保证电能质量(减少电压降);合理选择变压器及容量:选用高效低耗变压器,变压器负载率选取在0.65~0.8之间。力求使变压器的实际负荷接近设计的最佳负荷,提高变压器的技术经济效益,减少变压器能耗; 最后是进行优化供配电系统设备的经济运行方式:即采用最小损耗的运行方式。尤其是季节性负荷机组或专用设备,可考虑进行设计专用变压器来降低变压器的综合损耗,另外对设备线路进行合理选择的路径,优化和节能设计的原则是负荷线路越短线路损耗越低。同时要提高供配电系统的功率因数,减少线路无功功率的损耗, 从而达到节能目的。
二、电气照明节能设计的措施在建筑中照明节能是一项重点需要解决的问题。如何做到既满足
工作、生活的照度标准要求,又达到节约能源的目的, 这是我们在进行照明设计时必须认真考虑的问题。 1.1 照明光源及灯具的选择 光源是能量转换成光的器件,是实施照明节能的核心。对设计者来说,设计时光源选用主要原则是应选高效节能光源。此外,选择灯具时应优先选用直射光通比例高,控光性能合理的高效灯具。在实际的应用中,还应注意灯具的配光曲线,这是我们进行照明设计时的依据之一,以便对确切的照度值等做到心中无数,采用合理的灯具配光可提高光的利用率,达到节能的效果。
1.2照明控制 在照明设计中, 照明的控制方式对于照明节能同样起到了重要的作用。在这众多的控制方式中, 如何在照明设计中做到切合实际,是每位设计人员应十分注意的问题。既要做到方便,又要达到节能。 1)对于大型公用建筑, 如:剧场、体育馆、会议室等采用智能照明控制系统。节省电能, 有效地统一管理。节能效果明显。 2)对于一般的小型建筑,在设计时应注意采用:每个照明开关所控灯的数量不要过多;公共走道、楼梯灯(应急灯除外), 采用声光控节电开关;室外照明控制最好用光电控制器替代照明开关等等。房间有多列灯时宜分组控制, 所控灯列与侧窗平行。 1.3选择合理的照明方式 选取合理的照度标准值,照度要求较高的场所采用混合照明,少用一般照明,适当采用分区一般照明方式;对于高大空间采用一般照明与重点照明相结合,可在上部设一般照明,下部在柱子或墙上设投光灯或壁灯照明,比单独设置一般照明方式要节能。
三、建筑设备(以水泵为例)电气节能分析
在民用建筑中动力负荷主要是风机和水泵类,有资料显示星级酒店中水泵的能耗占总能耗的30%,所以对风机和水泵采取节能措施是十分必要的,而一般水泵电动机的容量是根据可以出现的最大负荷来选择的。而水泵的运行过程是随水流量变化而变化的。水泵的工作特性是流量与转数成正比,扬程与转数平方成正比,轴功率与转数立方成正比。当流量减少一半时,采取调速的方法是将电动机的转速降低一半,这是电动机的轴功率只是额定功率的1/8,对于需要变流量运行的水泵采用调速技术可大幅度的降低能耗。而电动机的调速方法很多,目前变频调速是一种高效能的调速方式,可以在保持正常转差率下运行实现无级调速,可以在低速运行时,使电动机输出最大扭矩不变。目前变频调速中主要分两大类:交—直—交变频(电压型和电流型)和交—交变频(多为电压型)。交—交变频(电压型)的电源侧功率因数较低。交—直—交变频(PWM方式调压)的电源侧功率因数较高,而且可以输出电压调制成正弦波,使输出波形中低次谐波含量小。适用于各种传动装置及不间断电源。
四、积极推广和应用节能新技术、新产品 随着社会经济及科学技术的发展,建筑电气专业新技术和新产品不断涌现,为了达到更好的节能效果,在建筑电气设计中必须积极推广新产品、新技术,发挥新产品新技术的节能作用。现阶段,我国建筑工程中已广泛采用了EPS应急系统、太阳能光源等许多电气新技术、新产品,随着建筑业的发展以及科学技术的日益进步,会有更多的节能新技术、新产品投入到建筑市场当中。五、结束语 能源安全是实现经济发展和社会进步必须的保障。为实现“节电能、降电耗”的目的, 在建筑电气设计中建筑电气设计者人员必须要提高节能意识,正确设计供配电系统, 合理选用电气设备,积极采用和推广节能新材料、新技术,降低不必要的能源损耗,提高建筑物整体节能效果,促进建筑业的可持续发展。
【参考文献】:[1] 民用建筑电气设计规范GJG 16—2008;
关键词:高层建筑电气设计配电系统防雷
1引言
随着经济的飞跃发展,城市规模的不断扩大,高层建筑越来越多,因此,高层建筑电气设计就成为设计者不得不面对的问题,同时,在节能减排受到普遍关注的今天,更要注重节能的设计。
2建筑电气设计节能的原则
建筑电气节能应坚持以下三个原则: 2.1满足建筑物的功能 即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。 2.2考虑实际经济效益 节能应根据国情考虑实际经济效益,不能因为注重节能而过高地消耗投资,增加运行费用。 2.3节省无谓消耗的能量 节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗,又如量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。因此,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。民用建筑的节能潜力很大,应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较后,再选定节能设备,以达到真正节能的目的。
3高层建筑电气设计的原理及主要内容
2.1用电负荷统计
设计要求:高层建筑的电力负荷计算,基本上采用负荷密度法和需要系数法。
设计原则:高层建筑由于照明、空调、电梯、给排水等诸多设备,因此负荷多,用电量特别大, 且供电的可靠性要求很高。
根据《民用建筑电气设计规范》的规定确定建筑用电负荷级别,根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定,建筑的消防控制室、消防电梯、防烟排烟设施,火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示和防火卷帘、阀门等消防用电负荷的级别。
2.2配电系统
设计要求:为了保证供电可靠性,现代高层建筑至少应有两个独立电源,还须装设应急备用柴油发电机组。
设计原则:在高层建筑中,照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电,照明负荷则多采用母线槽配电,与动力分开。
高层建筑配电系统包括:⑴住宅低压供配电系统;⑵商场空调供配电系统;⑶公用设施供配电系统;此外还要设置一台自备柴油发电机,作为发生火警时的应急备用电源。
低压供电系统运行方式为:低压系统设有变压器低压母线、空调用变压器低压母线、公用设施用变压器低压母线和自备柴油发电机低压母线。自备柴油发电机母线作为备用电源,当正常电源断电时,发电机自动投人。备用电源和正常电源在设备端自动切换,以满足重要负荷供电可靠性的要求。
2.3变电所变压器容量选择、配电间面积及柴油发电机房
专用变电所变压器容量的选择要考虑三种工况:一是常时运行工况;二是某栋楼火灾时工况;三是当任一台变压器故障时,另一台变压器应能满足所有可能同时运行的一二级负荷,此时同样要考虑某栋楼火灾时的情况。
2.4漏电断路器的选择
每幢住宅塔楼的总电源进线断路器,应具有漏电保护功能。根据《全国民用建筑工程设计技术措施――电气》规定:当住宅部分建筑面积小于1500m2(单相配电)或4500m2(三相配电)时,漏电断路器的漏电动作电流为300mA。当住宅部分建筑面积1500~2000m2(单相配电)或4500~6000m2(三相配电)时,漏电断路器的漏电动作电流为500mA。
2.5低压配电设计
正常工作电源和备用电源均由设于地下层的变配电所供给。380/220V系统采用TN―S制约中性点固定接地系统,采用树干式与放射式相结合的配电方式。对消防设备等一类负荷配电的电力线路均采用双回路供电。在线路末端自动切换。二类负荷的配电线路采用ZRVV阻燃型塑料电缆;一类负荷的配电线路采用NHVV耐火型塑料电缆。在线路铺设方面,高压电缆穿钢管明敷;自低压配电室至各力配电箱的干线路沿桥架敷设,其中消防设备等一类设备配电的线路采用钢线槽敷设;共设立2个强电电缆竖井。电缆竖井为各用电设备配电。自各动力配电箱和控制箱配出的支线路根据各处的情况分别采用桥架或穿钢管敷设。
3照明设计
3.1光源
地下室、住宅客厅以荧光为主,设备用房、楼梯、走道和住宅(除客厅外)以白炽灯为主,商场照明仅设置总电源箱,具体灯具布置由二次装修设计。
3.2事故照明
地下室、商场、楼梯间的照明系统有两个电源(备用电源由发电机供给),另外在电梯前室、楼梯间、配电室、发电机房、水泵房及消防中心等重要场所设应急照明。电梯前室、楼梯间及走道等人员密集通道设诱导灯。
3.3导线选择及线路敷设
住宅、商场及地下室照明线路,采用ZR―BVV阻燃型塑料铜心导线。所有由照明配电箱配出的线路均采用金属线槽明敷。
4防雷措施
一般大气中雷云距离地面高度大约100~300m时,地面感应异性电荷易于在建筑物的突出部位集中,大多数高层建筑已接近雷云之中,受雷击的可能性大,而且雷击也可能发生在建筑物侧面楼层。采用一般建筑物的避雷措施难于起到保护作用,针对高层建筑受雷击的特点,可采取系统的防雷措施。
5防火和报警系统
由于高层建筑面积大、人员复杂,引起火灾的可能性很大,加之竖向孔洞多、现代化的塑料贴面材料、全部窗户密封、设备庞杂、人员和物质等都很集中,发生火灾时火势容易蔓延,疏散人员和扑灭火灾也很困难,所以现代化的高层建筑除了在建筑设计方面采取很多措施(如合理布局、采用耐火材料、划分若干防火区等)外,还应设置完善的自动消防系统和防火报警系统。自动消防和防火报警系统一般由检测、报警、确认判断和初期灭火设备、疏散诱导系统、排烟灭火系统组成。
【关键词】民用建筑;电气;节能;设计
自从改革开放以来,我国人民的生活水平以及生活质量得到了不断的提高,而当人们的生活需求基本得到满足之后,其注意力就会相应的转移,比如说关注社会问题、关注政策动向、关注自身生存环境等等,而节能则是在这样的大环境中产生的,并且得到了应有的重视。
环境是人类赖以生存的必然因素,是承载人类发展的基础前提,只有保护了环境、保护了资源,才能够使环境、资源反过来促进人类的进步。而民用建筑,可以说是最为基础的单位,更是人们通过自身努力实现节能的最佳途径,正是因为这样,必须做好基础的民用建筑电气节能设计,这样才能够从根本上做好节能,贯彻节能,从而真正的实现环保节能,人人有责;环保节能,从自己做起。
在民用建筑电气节能工作的展开中,包括了各种各样的工作程序以及工作重点,比如说要遵循相关的设计原则,例如实际性、适用性以及节能性,进而才是展开切实的、有效的节能措施,总而言之,做好民用建筑电气节能设计工作,不仅仅能够促进生存环境的持续发展,更能够促进社会、国家的稳步发展、健康发展,从而形成有序的、有利的发展模式。
1 民用建筑电气节能设计的原则
1.1 节能性
节能型,可以说是民用建筑电气节能设计工作的核心所在,如果不能够确保节能性,那么工作的展开就没有了切实的意义,更没有展开的必要。正是因为这样,必须确保节能性原则,这样才能够对民用建筑电气节能设计工作基础给与足够的促进力度,给与工作设计、实施的基础前提,从而也才能够推动工作的顺利展开以及顺利完成。
1.2 实际性
试想一下,如果在展开民用建筑电气节能设计工作的过程中,忽略了老百姓的经济承受能力,采用各种高端技术或者是高端材料,那么就会造成人们难以负担的局面,从而使得工作的展开脱离了实际,这样一来,即使节能工作做得多好,都会化为乌有,因为这种高端建筑并不能够与人们的实际生活相结合,而人们也无法通过自己的支持去贯彻节能工作。由此可以看出,实际性也是展开民用建筑电气节能设计工作中的重要原则。
1.3 适用性
适用性与实际性有一定的联系,只有符合了实际的需求,才能够保障适用性。在展开民用建筑电气节能设计的过程中,相关工作人员不仅仅要保障工作的节能性以及实际性,更应该在满足两者的前提下,确保其适用性。要知道,只有适用的,才是良好的,才是能够得到支持、促进的,也才能够真正的实现预期的节能目的。
2 民用建筑电气节能设计的重点
2.1 根据居民建筑的具体情况来设计节能方式
从小事做起开始节能。例如:照明器的控制,应根据各房间使用的不同特点和要求区别对待。面积较小的房间宜采用一灯一控或二灯一控的方式;面积较大的房间采用多灯一控的方式,但每个开关控制的灯数不宜太多,也应考虑适当数量的单控灯。建筑内的楼梯间、走廊等公共通道,照明器宜采用定时开关控制。
2.2 高效照明和节能控制系统设计
在居民用电的过程中,人们大多采用照明用电量大而且面积广,也就是说照明的节能潜力很大。照明节能设计中,除了满足照度、光色、显色指数外,不能单靠减少灯具数量或降低功率,要充分利用自然采光,改善环境的反射条件,推广应用新光源和改进照明灯具的控制方式,从而达到节能的目的。除了正确选用光源产品外,选择高效照明灯具与光源合理配套使用,在满足照明要求的情况下,可以有效节约照明用电。节能设备的选择设计应优先考虑使用低损耗的节能变压器,逐步淘汰高低压配电设备中的高能耗电器,照明灯具优先考虑使用节能灯具。
2.3 合理确定配电变压器的容量
对于用户来说,既希望变压器的容量不要选得过大,以免增加初投资;又希望变压器的运行效率高,电能损耗小,以节约运行费用。变压器应选用节能型的,以减少铁芯的涡流损耗和漏磁损耗,同时要将变压器的负载率提高到 41%-63%,总损耗最小,具体数值随着变压器的不同而不同。住宅小区为提高变压器运行期整体效率,其变压器的计算负荷率应该高于最佳负荷率,80%-85%最为合适。
3 民用建筑节能设计的发展
3.1 节水系统是必要的补充
虽然节水系统的设计、完善不在民用建筑电气节能设计的范畴中,但这同样也是促进节能工作、推动节能工作的重要内容,不仅如此,两者虽然看上去没有实质的联系,但其相互因素却难以言明。做好了民用建筑的节水系统,其实也是在完善民用建筑节能体系,不仅仅促进人们节能意识的提高,更促进人们在节能行动上的进步,从侧面去推动了民用建筑电气节能设计工作的展开。举个例子来说,人们的生活废水可以通过预期设定的管道实现再循环利用,比如说浇灌小区内的绿化区等等,从而实现了节能的预期目标,使民用建筑电气节能更加的有意义,也使得整个工作更加的有冲劲。
3.2 加强民用建筑的节能管理
任何工作的展开、实行以及贯彻,都需要相关的管理来进行辅助,而节能工作也不例外,通过有效的管理,不仅仅能够强化人们的节能意识,提高人们对节能的正确认识,更能够约束人们的行为,使节能能够真正的被贯彻。比如说展开节能宣传活动、制定相关的节能措施以及针对节能方案展开调查等等,除此之外,相关部门还应该积极的根据实际节能工作中的不足,及时的给与补救、改造等等,以更好的实现节能目的,促进节能工作的展开。
4 总结
总而言之,节能是当下最为火热的话题,它不仅仅关系到老百姓的日常生活以及工作,更关系到国家、社会的可持续发展。正是因为这样,必须根据民用建筑电气节能设计中的原则,制定出可行的、有意义的措施,这样才能够从根本上去促进工作的展开,赋予工作展开的意义,进而才能够提高每一个人的节能意识,最终反过来确保社会、国家的健康发展。
参考文献:
[1]张金凤.民用建筑电气节能设计要点分析[J ].科技信息,2010,(01).
关键词:超高层建筑;电气设计;要点分析
中图分类号:F416.6 文献标识码:A
一、引言
随着经济及科学技术的快速发展,现代建筑向纵深发展已经成为社会推进的必然趋势。因此高层建筑电气设计已经成为一门综合性的科学技术,其环保化及智能化的要求带给我们许多新课题。在不对超高层建筑功能造成影响的情况下减少超高层耗电量已经成为新的研究课题。本文对超高层建筑电气的设计要点进行了分析。
二、高层建筑电气设计核心内容
(一)确定相关的电力负荷
作为配电设计的主要依据,电力负荷需要按照相关的国家规范进行确定,其中电梯、消防用电设备、电话机房及航空障碍等应该按照一级负荷的标准来确定,而其他的负荷应划分为二级负荷或三级负荷。在进行负荷计算时需要分别对照明负荷和动力负荷进行计算,电力负荷能否正确计算,关系到电气设备的选择和配置,对整个超高层建筑电气设计的经济性都具有重要影响,通常采用需要系数法和负荷密度法进行超高层建筑电气负荷计算。
(二)电源设备的选择
超高层建筑至少需要设置两个独立的电源,并采用双回路进行供电。每路各带一半的负荷互为备用,且10kV供电电源应分别来自两个不同的变电站,或者分别来自同一变电站的两段独立母线。某超高层建筑选择了三回10kV线路作为电源引入,并采用一路备用的运行方式。对于超高层建筑中存在的大量一级负荷,还需要利用备用的柴油发电机组,在15s内的范围内应自动恢复供电,以防止意外情况的发生。
(三)设计相关的配电系统
配电系统一般采用单母线分段的方式,母线的分段数主要取决于电源进线回数,如果具有多台变压器则可用采用多分段的方式进行自动切换。10kV外接线则采用环形接线的方式,这样才能提高超高层配电系统的可靠性。采用电缆进线作为电源进线,将供电电源分为主电源和备用电源。
在高压配电系统中的低压干线通常采用放射式的供电方式,在楼层配电系统中则采用混合式的系统。配电系统中主要设备是干线,而在超高层建筑中的竖井中则多使用插接式的母线槽,在各个楼层的竖井中都设有配电间。如果在水平方向难以走线,则可以采用竖井母干线连接的方式,在层间的配电箱进行插接自动空气开关来取得电源。如果超高层建筑所需的供电负荷较大,则需要设置分散的配电中心。
(四)主要电气设备的选择
1、开关柜的选择
超高层建筑的配电室通常设置在主楼的地下,且不宜采用油开关。根据超高层建筑的相关规定,宜选用具有“五防”功能的真空开关柜。
2、变压器的选择
根据相关设计规程,在主楼内不能存在对油浸变压器。由于高层建筑的负载较多,且体积较大,因此可以选择大容量的组合变压器,对季节性的负荷进行集中的设置,使其在过渡期能够对相应变压器进行停用,这样就降低了相关的能量损耗。
3、备用发电机的选择
对于备用发电机系统,应避免其他负荷的接入。备用发电机应靠近区域配电中心,由于燃气轮发电机具有体积小、故障率低且重量轻的特点,因此宜选用燃气轮机作为备用发电机。
三、高层建筑电气设计的特点与对策
(一) 由于空调负荷及照明负荷较多,超高层建筑的用电量较大,对供电可靠性的要求非常高;
(二) 在超层建筑中,照明负荷与动力负荷是分别进行供电的。动力系统中的负荷大多采用放射式供电方式,而照明系统则大多采用母线槽的配电方式。
(三) 超高层建筑由于内部的空间较大,且其配置的电气设备较多,这就导致墙面的埋线是较多的,地面中的管道也非常多;
(四) 超高层建筑的主体主要是利用干法进行施工的,并且采用建筑构件的预配装置缩短工期,这就要求在进行电气施工时要效率要较高;
(五) 超高层建筑对消防的要求较高。由于超高层建筑的高度高,设备较多,且装修豪华,火灾隐患较大,因此其对消防的要求较高。在设计中要有选择性的进行消防设计;
(六) 超高层建筑的用电设备较为分散,其管理难度较大,要求进行微机监控和设计。
四、高层建筑电气设计中的节能原则
作为我国当前的一项基本国策,节能环保行业在我国得到了迅速的发展。在对超高层建筑设计时应坚持节能环保方案,从设备的选型到配置、传输线路距离和功耗计算,都应考虑节能环保设计。这对电气设计工作人员提出了新的更高的要求。
在对超高层建筑进行电气节能设计时应满足建筑的相关功能,在照度、温度、空气流通度等方面达到使人舒适的程度。为建筑物的各种功能提供足够的动力电源。在此基础上进行无谓能耗的控制,并作为节能的主要手段。设计方法如下:首先要找到与超高层建筑物相关功能无关的功耗,其次再针对相关的功耗制定节能设计,并通过照明用电来改善用电环境。
五、结论
超高层建筑的节能设计要结合实际的建筑物,综合考虑各方面的经济效益因素,不要因为盲目地节能而增加投资。要通过技术的更新来实现相关的节能。在超高层建筑电气节能设计时,要对其原理、效果及经济性进行综合的比较,确定最终的节能设计方案,使其满足技术先进、环保实用和经济合理的要求。
参考文献:
【关键字】建筑电气设计 设计可靠性 经济性
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
中图分类号:F407.6文献标识码A 文章编号
一、前言
随着建筑技术的迅速发展和人们生活水平的不断改善,对建筑电气技术的要求也相应的提高了。建筑电气所涉及的范围也越来越宽广,不仅仅是供配电、照明、防雷和接地,已经逐步发展成为了一门以近代物理学、电工学、机械电子学、光学、声学、自动控制、计算机技术等等学科为基础的新兴学科。随着形势的发展,还将结合数学、物理知识和计算机技术向综合应用的方向发展。近年来,我国相继颁布执行了电气设计的相关规范、规程。但由于新旧规范、规程在内容上有所不同,为电气设计增加了困难。只有把握住电气设计的工作要点,学习先进的设计经验,正确理解设计规范,才能不断提升电气设计水平,从而保证建筑电气设计的可靠性,同时提高其经济性。
二、供电和配电系统的设计
根据电力负荷因事故中断供电造成的损失或影响的程度,区分其对供电可靠性的要求,进行负荷分级。损失或影响越大,对供电可靠性的要求越高。电力负荷分级的意义在于正确地反映它对供电可靠性要求的界限,以便根据负荷等级采取相应的供电方式,提高投资的经济效益和社会效益。
用电负荷应根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响程度,分为一级负荷、二级负荷以及三级负荷。在一级负荷中,当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要的场所中不允许中断供电的负荷,应列为特别重要的负荷。中断供电将影响重要的用电单位的正常工作,或者是造成公共场所秩序混乱时,就要被重视为二级负荷。而且对于二级负荷,由于其停电造成的损失较大,且其包含的范围也比一级负荷广,其供电方式的确定,如能根据供电费用及供配电系统停机率所带来的停机损失等综合比较来确定是合理的。对于二级负荷的供电方式,因其停机影响还是较大的,故应该由两回路线路供电,供电变压器亦应有两台,只有当负荷较小或地区供电条件困难时,才允许专用架空线路供电。当线路自配电所引出采用电缆线路时,必须要采用两根电缆组成的电缆线路,其每根电缆应能承受的二级负荷为100% ,且互为热备用。而对于中断供电造成的民用建筑中各类建筑的用电负荷的要视为三级负荷。
长期的运行经验表明,用电单位在一个电源检修或事故的同时,另一个电源又发生事故的情况极少,且这种事故多数是由于误操作造成的,可通过加强维护管理、健全必要的规章制度来解决。俗话说:不成规矩,不成方圆啊!
各种用电设备对电压偏差都有一定要求。如果电压偏差超过允许值,将导致电动机达不到额定的输出功率,影响其正常的运行,并且增加运行费用,甚至是性能变劣、降低寿命。照明器端电压的电压偏差超过允许值时,将使照明器的寿命降低或者光通量降低。为了使设备正常运行和有合理的使用寿命,设计供配电系统时,应该验算用电设备的电压偏差。
当对电动机进行补偿时,首先应选用长期连续运行,且容量较大的电动机配电用电容器。当电动机与电容器同时投机,电动机可作为放电设备,不需要在设其他放电设备。设计者在设计时应该考虑电动机经常在接近实际负荷下使用的情况,所以保护继电器应该按加装电容器的电动机。
根据民用建筑的特点,将配变电所在位置加以具体化。民用建筑配变电所位置选择,与工业建筑除有不少共性特点之外,尚有其他特点。根据多年来的经验总结,设置在建筑物底下层的配变电所遭水淹渍、散热不良的干扰确有发生。尤其在施工安装阶段常常出现上层有水漏进配变电所,或是地下防水措施未做好,或是预留的孔未堵塞而造成配变电所进水而遭淹渍,影响配变电所安全运行的情况,这些都不可忽视。
低压配电系统中,开关设备选择不符合要求。低压断路器又称自动开关,它是一种既有利于手动开关作用,又能自动进行失电压、欠电压、过载和短路保护的电器。它可用来分配电能,不频繁地起动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠电压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过电流欠电压热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。
三、建筑电气设计采取的措施
1、二级负荷的供电系统,适合由两回路电线供电。在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回路或者是专用的架空线路或电缆供电。当采取架空线时,可为一回线路的架空线供电;当采用电缆线路时,应采用两根电缆组成的线路供电,其每根电缆应能承受100% 的二级负荷。
2、电源及配电系统设计,应符合以下规定:
(1)供电线路应该深入负荷中心。根据负荷容量和分布,应该使配变电所及变压器靠进建筑物用电负荷中心。
(2)同时供电的两路及以上供配电线路中,其中一种中断供电时,其余线路应该确保能满足全部一级负荷及二级负荷的供电要求。
(3)在设计供配电系统时,除一级负荷中的特别重要的负荷外,不应该按一个电源系统检修或发生故障的同时,另一电源又发生故障进行设计。
(4)当一级负荷中有特别重要的负荷,或者设置自备电源的比从电力系统取得第二电源经济合理或第二电源不能满足一级负荷要求,或者是所在地区偏僻且远离电力系统,设置自备电源作为主电源经济合理。
(5)需要两回路电源线路的用电单位,宜采用同级电压供电。根据各级负荷的不同需要及地区供电条件,也可以采用不同的电压供电。
(6)系统中的配电级数最好不要超过两极。配电系统可以采用放射式。根据变压器的容量、分布及地理环境等情况亦可采用树干式或环式。
3、接在电动机控制设备符合侧的电容器容量,不应该超过为提高电动机空载功率因数所需要的数值,其过电流保护装置的整定值,应该按电动机的电容器组的电流来选择。当电动机投入快速反向、重合闸、频繁起动或者其他类似操作产生过电压或超转矩影响时,应该允许将不超过电动机输入千伏安容量的电容器投入运行。在三相异步电动机单独补偿的方式中,为了避免在减速情况下产生自励或者是过补偿,所安装的电容器空量应为电动机空载功率因数补偿到所需的数值。当电动机与电容器同时投切,电动机可作为放电设备,不足要再设其他放电设备。
4、配变电所位置选择英爱根据要求综合确定。例如:配变电所应该深入或接近负荷中心,进出线方便,还要接近电源侧,设备的吊装、运输方便,不应设置在有剧烈振动或有爆炸危险介质,多灰尘、水雾、或有腐蚀性气体的场所,同时还要是独立的建筑物,不应设在地势低洼和可能积水的地方。
5、只能配电装置主要包括低压无功补偿成套装置、复合开关、操作手柄和无功补偿控制器,还可以采用低压配电开关,例如:负荷开关、隔离开关、熔断器等等。变压器低压侧电源开关宜采用断路器,仅当变压器容量小,且为三级负荷供电时,可使用熔断器开关设备。断路器的两侧均应配置隔离开关,以便在断路器检修时形成明显的断口与电源隔离。电源主断路器与母联电路器自投时应有一定的延时,当电源的主断路器因为过载或短路故障分闸时,母联断路器也不得自动合闸。并且电源断路器和母联电路器之间应有电气连锁。低压系统采用固定式配电装置时,其中的断路器等开关设备的电源侧,应该装设隔离电器或同时具有隔离功能的开关电器。让建筑电气设计更加的安全可靠。
以上是对建筑电气设计的安全和经济角度初略分析的结果,对于建筑电气设计来说安全绝对是首要的问题,一个建筑的电气设计的安全与否直接关系到该设计能不能被应用到人们日常生活中来的,因为任何有安全隐患的设计都是不符合法的,都是对人身安全造成威胁的,而任何威胁安全的东西都是不可能被接受的,所以一个不安全的建筑电气的设计也是不会被接受的。而改电气设计的经济性也是很重要的,他决定了该设计能否被广泛应用到人们生活当中去,一个安全经济合理的设计才是成功的,才会被大众所接受并被运用于人们的生产生活当中,从而造福人类。
【参考文献】
史新;;建筑电气设计[D];机械工业出版社;2009.8
马小军;;建筑电气控制技术[D];机械工业出版社;2003.7
关键词高层办公楼、电气设计,供电系统、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
中图分类号:TU976+.1 文献标识码:A文章编号:
一 工程简介
某建筑主楼二十三层、裙房三层、地下室主体二层。总建筑面积为51241m2总高为99.8m。本工程电气设计包括高低压变配电系统,照明设计、防雷接地系统及防火和报警系统等。
二 高低压变配电系统
⑴用电负荷统计。根据《民用建筑电气设计规范》、《高层民用建筑设计防火规范》的规定,应急指挥中心、消防控制中心、应急照明、等场所属于一级负荷,(喷淋泵,消防泵,排烟风机,消防电梯等)、应急照明等消防负荷为二级负荷;客梯,生活泵,排水泵等用电设备为二级负荷。本建筑设有可满足一、二级负荷的供电要求。对水泵、风机、电梯等用电设备按其设备安装容量进行统计;对照明等设备的用电负荷按单位容量法进行统计;经负荷计算一级负荷总用电量为1231. 9kw ;二级负荷总用电量为叨4007kW 。
⑵供电电源及电压等级。本工程采用两路10kV 电源供电。拟从不同的市电站各引一路10KV 电缆至本工程地下一层变电所,采用电力电缆埋地人户,进户处采用镀锌钢管保护,保护管伸至室外电缆手孔井,室内引至高压开关柜。为确保一、二级负荷供电的可靠性,设一台1000kw应急柴油发电机组一台。市电与发电机的自投切换开关加机械与电气联锁,防止倒供。市电失压后,2 秒内自动启动应急发电机组,15 秒内自动切换。
⑶配电系统高压供电系统。10kV断路器采用真空断路器,额定短路分断能力为31.5kA ,在10kv 出线开关柜内装设氧化锌避雷器作为真空断路器的操作过电压保护。真空断路器选用弹簧储能操作机构,采用直流110V/65AH 铅酸免维护电池柜作为操作、继电保护及信号的电源。变电所采用两路高压进线,高压母线为分段单母线,两段母线间设母联开关,平时分列运行。
⑷低压配电系统。变压器低压侧采用单母线分段方式运行,平时两段母线分列运行,当其中一台变压器发生故障,进线开关分向时,联络开关自动/手动合闸。主进开关与联络开关设电气联锁,任何情况下只能合其中的2 个开关。正常工作电源和备用电源均由设于地下层的变配电所供给。380/200V系统采用TN-S 制中性点固定接地系统,采用树干式与放射式相结合的配电方式。对消防设备等一类负荷配电的电力线路均采用双回路供电,在线路末端自动切换。
三 建筑物的各照明设计
⑴光源。一般场所为荧光灯或节能型光源,所有荧光灯均带功率因数补偿。
⑵应急照明与疏散指示。变配电所、消防控制中心、弱电中心、(消防)水泵房、(消防)楼梯间、(合用)前室、大面积的办公场所、公共走道、大堂等场所设置应急照明,采用220V 电源供电,应急时能迅速点亮的光源,采用现场控制开关。在大空间用房、走廊、安全出口、楼梯间及其前室、电梯间及其前室、主要出人口等场所设置疏散指示(采用区域集中式供电应急照明系统,其连续供电时间不小于30 分钟)。
⑶照明配电系统。办公照明采用母线由配电室以树干方式配电;应急照明、疏散指示照明等采用一路市电和一路发电机供电,采用DDZNYJV-1kV 电缆,并在末端互投。
⑷导线选择及线路敷设。照明、插座分别由不同的支路供电,除注明外照明支路导线为ZRBV-3X2.5 mm2 穿SC20 管敷设;插座支路导线为ZRBV-3X2.5 mm2 或ZR- BV- 3X4mm2 穿SC20 管敷设;所有插座支路(空调插座除外)均设剩余电流保护器;应急照明支路导线为NH-BV -2X2.5 mm2 穿SC20管敷设。
四 本工程的防雷措施
一般大气中雷云距离地面高度大约100 ~300m 时,地面感应异性电荷易于在建筑物的突出部位集中,大多数高层建筑已接近雷云之中,受雷击的可能性大,而且雷击也可能发生在建筑物侧面楼层。采用一般建筑物的避雷措施难于起到保护作用,针对高层建筑受雷击的特点,本工程采取了系统的防雷措施。
⑴安全措施①本工程低压配电系统接地型式采用TN-S 系统;为防止过电压,高低压配电拒、弱电设备配电箱、有引出室外线路的配电箱,分别按所在防雷区域设置不同级别的电涌保护装置;②其中性线和保护地线(PE )在接地点后要严格分开,凡正常不带电而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳均应可靠接地;③防雷接地、变压器中性点接地及电气设备保护接地等共用统一的接地装置;④在变配电室、水泵房、卫生问等处设局部等电位联结;⑤本工程采用总等电位联结,将建筑物内保护干线、设备进线总管、建筑物金属构件进行联结;
⑵接地系统①强弱电共用联合接地装置,要求接地电阻应小于l 欧姆;②电梯机房、消防控制中心、弱电中心等弱电设备用房的接地利用大楼统一接地装置。③各类接地分别设专用接地干线。电气竖井的重复接地端子除同本层均压网相连接外,还采用40x4 的镀锌扁钢分别与共用接地装置连接。
五 防火和报警系统
现代化的高层建筑除了在建筑设计方面采取很多措施(如合理布局、采用耐火材料、划分若干防火区等)外,还应设置完善的自动消防系统和防火报警系统。自动消防和防火报警系统一般由检测、报警、确认判断和初期灭火设备、疏散诱导系统、排烟灭火系统组成。消防控制中心报警系统,由智能型的集中报誓控制器和必要的消防控制设备组成。包括火灾报警控制器,自动灭火系统的控制装置,室内消防栓系统的控制装置,常开防火门、防火卷帘的控制装置,防排烟系统及空调通风系统的控制装置,电梯回降控制装置,火灾应急广播的控制装置,火灾警报装置的控制装置,火灾应急照明与疏散指示标志的控制装置。本建筑选用多回路、多地址的联动控制柜有联动接口的智能型报誓控制器。每个防火分区至少设置一个手动火灾报普按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离不大于30m 。手动火灾报警按钮设置在公共活动场听的出人口处。手动火灾报警按钮的安装高度为1. 3~1.5m,且有明显的标志。
六 结语
随着经济的快速发展和人民生活水平的提高,必然对建筑的设计多及功能有许多新的要求,这就给电气设计工作带来了一定的困难。电气设计工作者只有在设计的过程中不断总结经验、深入研究,才能不断提高电气设才的技术水平。
参考文献
[1] 徐海峰,建筑电气设计中普遍存在的问题及应注意的地方,建筑工程
[2] 李晓东、程柱,对建筑电气设计常见问题的探析,低温建筑技术,2010 年第1 期