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時間:2023-07-21 16:49:37
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇高層建筑電氣設(shè)計范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
新時期的現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計工作具有數(shù)量龐大、系統(tǒng)復(fù)雜的特點,電氣形式和功能的增多更為現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計工作帶來了越來越高的要求。新時期,現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計工作要把握關(guān)鍵,從負(fù)荷計算、電源選擇、配電系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、電梯、建筑節(jié)能等關(guān)鍵體系和要點出發(fā),建立電氣設(shè)計工作的實用性、可操作性新模式,打造具有現(xiàn)代氣息和城市化特點的電氣設(shè)計工作新體系,跟好地適應(yīng)現(xiàn)代城市高層建筑大發(fā)展的格局,為建筑電氣設(shè)計工作開辟新領(lǐng)域提供參考性、基礎(chǔ)性的平臺和載體。
2現(xiàn)代城市高層建筑電氣的負(fù)荷計算
進(jìn)行現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計工作的前提是對整個電氣系統(tǒng)負(fù)荷的準(zhǔn)確而科學(xué)的計算,要想提升現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計的質(zhì)量,就必須提高電力負(fù)荷計算的質(zhì)量,以此作為確?,F(xiàn)代城市高層建筑電氣系統(tǒng)安全而穩(wěn)定的運行。一般進(jìn)行高層建筑電氣負(fù)荷計算使采用負(fù)荷密度法確定電力負(fù)荷的最大值,利用系數(shù)法確定電力負(fù)荷的普通值,二者結(jié)合就能得出現(xiàn)代城市高層建筑電氣負(fù)荷的范圍,進(jìn)而為進(jìn)行現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計提供數(shù)量上和數(shù)字上的基礎(chǔ)與標(biāo)準(zhǔn)。
3現(xiàn)代城市高層建筑電氣的電源選擇
在現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計中要將提高供電穩(wěn)定性和確保供電可靠性作為基礎(chǔ),因此,在現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計過程中要設(shè)立彼此相互獨立的電源,以確保在一個電源出現(xiàn)故障和隱患的時候,能夠有效切換到另一電源,確?,F(xiàn)代城市高層建筑電氣系統(tǒng)能夠正常運行,實現(xiàn)對建筑功能和電氣系統(tǒng)運行的保證。
4現(xiàn)代城市高層建筑配電系統(tǒng)的設(shè)計
現(xiàn)代城市高層建筑配電系統(tǒng)是電氣設(shè)計關(guān)鍵,通常配電系統(tǒng)設(shè)計以高壓和低壓兩個線路的設(shè)計作為基礎(chǔ)。在高壓配電系統(tǒng)設(shè)計中要確保供電的穩(wěn)定和持續(xù),一般需要設(shè)計兩路10KV電源作為配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在配電形式的設(shè)計中,一般選用單母線分段配置形式,以達(dá)到對兩路電源自動的切換,實現(xiàn)二者之間相互補充、相互補償、相互備份的功能和作用。在低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中要參考現(xiàn)代城市高層建筑的形式和高壓配電系統(tǒng)的特點,一般選擇放射式和分布式作為低壓配電系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu),確保低壓配電系統(tǒng)整體上的穩(wěn)定。在樓層配電系統(tǒng)設(shè)計中要以功能區(qū)劃和高層建筑形式作為前提,沿用混合式的設(shè)計結(jié)構(gòu),控制實際施工中走線的難度,降低整個配電系統(tǒng)產(chǎn)生風(fēng)險的可能。
5現(xiàn)代城市高層建筑的防雷接地系統(tǒng)設(shè)計
現(xiàn)代城市高層建筑具有高度高、雷擊風(fēng)險大的特點,因此在現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計中要重點考慮到防雷接地系統(tǒng)。在現(xiàn)代城市高層建筑一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),這為防雷接地系統(tǒng)設(shè)計提供了新的載體,可以將高層建筑的防雷接地系統(tǒng)、電氣保護(hù)系統(tǒng)、工作接地系統(tǒng)整合于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之中,通過接地變、金屬管線的合理設(shè)計,提升防雷接地系統(tǒng)的功能與穩(wěn)定性,做到對現(xiàn)代城市高層建筑電氣系統(tǒng)和整個建筑安全的保證。
6現(xiàn)代城市高層建筑照明系統(tǒng)設(shè)計
照明系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該在確保功能的前提下,提升藝術(shù)意境和品位,使其達(dá)到完美地統(tǒng)一和綜合。在現(xiàn)代城市高層建筑設(shè)計中必須強(qiáng)化居住和工作的舒適性,由于電氣照明線路是要經(jīng)常與人們接觸的,因此,電氣照明設(shè)備的不帶電和外露的部分應(yīng)進(jìn)行接地和絕緣,重要場合的照明應(yīng)配有兩個電源,而照明線路應(yīng)盡可能的專用,防止其他負(fù)荷對其電壓產(chǎn)生影響,從而保證照明的質(zhì)量和電光源的壽命。
7現(xiàn)代城市高層建筑消防報警系統(tǒng)設(shè)計
現(xiàn)階段消防報警系統(tǒng)主要包括消防中心、火災(zāi)探測器、氣體自動噴射、分區(qū)消防報警控制器和自動灑水滅火器五個部分,其工作流程為:火災(zāi)探測器在探測到火災(zāi)信號后,會將其轉(zhuǎn)化為電信號,分區(qū)報警器和消防中心在接收到電信號后,再將其轉(zhuǎn)化為聲光報警信號,消防中心主要負(fù)責(zé)統(tǒng)一的指揮和監(jiān)控工作。
8現(xiàn)代城市高層建筑電梯設(shè)計
根據(jù)電梯不同的使用功能,一般將其分為自動扶梯、高級客梯、普通客梯、貨梯、消防梯、服務(wù)梯和觀光梯幾大類,根據(jù)電流的差異將其分為直流梯和交流梯兩類,根據(jù)速度的區(qū)別,將其分為高速梯、快速梯和低速梯三類,設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計工作時應(yīng)先確定電梯的功能和數(shù)量,而對于電梯的配置和造型,則是應(yīng)由總建筑師和總體交通設(shè)計人員共同探討來決定。
9現(xiàn)代城市高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計
在現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計過程中不能盲目地追求最新技術(shù)、最多功能、最大功率的應(yīng)用,應(yīng)選擇穩(wěn)妥、節(jié)能并且可靠的技術(shù)、系統(tǒng)和結(jié)構(gòu),設(shè)計方案應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理并且電氣系統(tǒng)應(yīng)操作簡單,不斷的簡化系統(tǒng),做到對電氣節(jié)能目標(biāo)的保證,從而真正的現(xiàn)代城市高層建筑可靠和經(jīng)濟(jì)合理的和諧統(tǒng)一。
10結(jié)語
【關(guān)鍵詞】高層建筑、電氣設(shè)計、特點、問題;
一、高層建筑電氣設(shè)計的特點
安全照明、室內(nèi)、樓梯過道等屬于照明設(shè)備;生活水泵和消防泵等給排水設(shè)備;冷卻塔風(fēng)機(jī)以及水機(jī)組等制冷設(shè)備;排風(fēng)機(jī)、電冰箱等廚房用電;包括送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)管盤在內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)送電設(shè)備;包括正壓風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)等在內(nèi)的消防設(shè)備。高層建筑的用處不同其用電量也就有著一定的不同,不過從總體上說,耗電量還是非常大的。
二、高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容
高層建筑電氣設(shè)計工作的復(fù)雜性是由其涵蓋的廣度所決定下面筆者將介紹高程建筑電氣設(shè)計的部分內(nèi)容并做對應(yīng)的分析。
1.供電電源和電壓的選擇
現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個獨立電源來確保供電可靠性,具體數(shù)量應(yīng)該按照負(fù)荷大小和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件來決定。原則上兩路獨立電源運行方式應(yīng)為同時供電以互相作為備用。若地理位置或者市政供電的局限,也可以采用一路獨立電源與應(yīng)急備用電源相結(jié)合的方式供電。 要求其在十五秒鐘內(nèi)能夠自動恢復(fù)供電,保證電梯以及消防設(shè)備等的事故用電。國內(nèi)高層建筑的供電電壓,都采用標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。除此以外,含有特別重要負(fù)荷的特殊建筑還應(yīng)當(dāng)另外裝設(shè)應(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)組,以保證重要負(fù)荷的供電可靠性。
2.負(fù)荷的分級和計算
高層建筑的電力負(fù)荷根據(jù)用戶的重要性或其用電設(shè)備對供電可靠性的要求及中斷供電將造成的損失或影響程度劃分為一級、二級、和三級負(fù)荷,有些高層建筑還有特別重要負(fù)荷。施工圖設(shè)計時基本上是采用需要系數(shù)法來進(jìn)行計算,為供電設(shè)計提供參數(shù)依據(jù)。負(fù)載計算的準(zhǔn)確性決定了設(shè)備的選擇是否合理,繼而對設(shè)備的安全可靠與經(jīng)濟(jì)運行起著決定性作用。
3.高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計
在高層建筑中,高壓配電系統(tǒng)的組成是兩路的10kV電源,兩路電源同時供電。高壓配電采用的形式是單母線分段,自動切換的同時起到相互備用的目的。為了在電氣設(shè)計中使變壓器臺數(shù)盡量減少,一般單臺變壓器都采用容量大于1000kVA的,正常狀態(tài)下的變壓器能夠解列運行,中間設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān),來控制低壓時短路電流的情況。另外,高低壓配電的計費方式,多采取高供高計,仍然需要安裝設(shè)計費電度表,將照明和動力兩方面分開的方式計價。
(1)高壓配電系統(tǒng):就一般情況而言,現(xiàn)代高層建筑大都采用兩路獨立的十千瓦電源以確保同時供電。高低壓側(cè)的接線均采用單母線分段,中間設(shè)連絡(luò)開關(guān),獨立運行,互為備用。采用高供高計。
(2)為控制變壓器數(shù)量單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kva。為限制低壓側(cè)的短路電流,正常情況下變壓器解列運行時,中間應(yīng)該設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)。照明和動力變壓器需分開設(shè)置,但動力用電容量太小,動力變壓器則可不分開裝設(shè),且在低壓側(cè)則應(yīng)對動力負(fù)荷分類計費。變壓器多集中裝設(shè)在低壓側(cè),與配電屏放在一起,宜采用防護(hù)等級以上的干式變壓器。
(3)功率因數(shù)補償采用在低壓側(cè)集中補償方式,在變配電所低壓側(cè)設(shè)功率因數(shù)自動補償裝置,補償后的功率因數(shù)在0.9以上。
(4)低壓配電系統(tǒng)中各級開關(guān)均采用斷路器,應(yīng)注意選擇性配合各級自動空氣開關(guān)的保護(hù)整定以防止越級跳閘的情況發(fā)生。
(5)高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng),樓層配電則采用樹干式和放射式混合系統(tǒng)。其中,干線是配電設(shè)備中的主要部分?,F(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽和銅芯電纜橋架敷設(shè)。層間配電箱以插接自動空氣開關(guān)的方式從豎井母線槽獲得電源。
4.確定變電所位置
現(xiàn)代高層建筑的耗電量大,應(yīng)盡可能使高壓深入負(fù)荷中心,然后再確定變電所位置時這對節(jié)約電能和提高供電質(zhì)量都有重大意義。建筑高度在三十層左右的,變電所大都集中設(shè)置在底層。建筑高度在六十層左右的,則分散布置在整個建筑內(nèi)。也有僅僅在中間層或僅在地下層、頂層設(shè)變電所的。變電所的位置分布、數(shù)量設(shè)置在多少應(yīng)該在經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再做決定。
5.防雷接地系統(tǒng)及安全
現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計,主要采用避雷針和避雷帶相結(jié)合的傳統(tǒng)做法?,F(xiàn)代的高層建筑大多是由鋼筋水泥鑄造的剪力墻,和樓板的銜接十分穩(wěn)固可靠,建筑中的電氣接地保護(hù)以及防雷接地也是和建筑本身相結(jié)合的,組成了混合姐弟的系統(tǒng)。以建筑物的混凝土作為幾處來接地板,接地電阻通常是在1歐以下。雖然建筑中的自然接地達(dá)到了接地電阻標(biāo)準(zhǔn)要求,可是仍然需要相關(guān)工作人員把主要的建筑物連接,形成接地電網(wǎng)。這種做法進(jìn)一步提高了工程的安全性。電源系統(tǒng)、弱電設(shè)備等裝設(shè)過電壓保護(hù)器,以避免雷電過電壓對系統(tǒng)的影響。
6.電氣的照明設(shè)計
對于高層建筑,電氣照明包括的內(nèi)容很多,比如有如何布置燈具,如何設(shè)計燈具的外形,如何選擇光源類型等等。電氣照明設(shè)施直接影響到建筑物的外觀,所以在設(shè)計照明設(shè)備的時候要注意其外形要與建筑物形成一個整體,不要影響美觀?,F(xiàn)代的建筑中,感應(yīng)器、聲控、光控設(shè)施被廣泛采用,這大大節(jié)約了能源,對可持續(xù)發(fā)展社會起到良好的模范作用。
7.電梯的用電設(shè)計
電梯機(jī)房一般在井道的上方。普通電梯的梯井能夠連通或者設(shè)置開口相連通。電梯根據(jù)使用功能多分為客用電梯與貨用電梯等;而按照速度劃分可分為超高速、高速、快速與低速電梯;按電流可分為直流和交流。在現(xiàn)代高層建筑中使用的電梯,為了縮短等待的時間并提高運輸能力,多采用超高速或者高速的電梯,分組采取控制。為提高運行的舒適性與穩(wěn)定度,客用電梯多采取直流電動機(jī)作為驅(qū)動。
二、高層建筑電氣設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題
1. 高層建筑由于電梯、消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備多、空調(diào)負(fù)荷大等等原因,供電的可靠性要求很高,消防負(fù)荷還需末端切換。
2. 在高層建筑中,照明與動力基本上不共用干線。動力負(fù)荷多采用放射式供電,照明負(fù)荷則多采用母線槽配電。
3. 高層建筑用電負(fù)荷等級應(yīng)按規(guī)范正確劃分等級。
4. 電氣施工圖設(shè)計未達(dá)到設(shè)計深度,將直接導(dǎo)致施工困難或者錯誤。例如設(shè)計表明各種設(shè)備材料的型號規(guī)格參數(shù)尤重要。
5. 高層建筑消防設(shè)備供電及控制線路選擇應(yīng)符合規(guī)定或規(guī)范。火災(zāi)時,高層建筑的疏散時間無法確定,因此,應(yīng)急線路和消防報警線路成為火災(zāi)中最重要的線路必須要保持線路完整。
6. 與各專業(yè)高度配合,合理處理各專業(yè)的管道打架。
7.節(jié)能減排是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中所大力倡導(dǎo)的,節(jié)約電的使用量又是節(jié)省能源工作中的一個重要方面,它與我們的日常生活和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)。在高層建筑的電氣設(shè)計中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時,應(yīng)考慮到電腦消耗這一問題,并將其劃為重要的一部分。節(jié)電的設(shè)計方案應(yīng)首先考慮技術(shù)和安全,然后還有考慮其經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)方面。電氣設(shè)計時采用經(jīng)濟(jì)合理的配電方式以減少電能的損耗,節(jié)約用電量。
三、結(jié)束語
總而言之,電氣涉及是否合理直接影響著工程質(zhì)量以及人們對建筑的使用。企業(yè)想要可持續(xù)發(fā)展,在激烈的市場競爭中獲得更高更好的發(fā)展就要全面統(tǒng)籌,注重電氣射擊中存在的問題,反思并解決。文章對建筑電氣設(shè)計的特點以及存在的幾個問題以及應(yīng)當(dāng)引起注意的地方作出了簡單的闡述,希望對相關(guān)行業(yè)能夠有所幫助。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】高層建筑;電氣設(shè)計;安全;配電系統(tǒng);節(jié)能
1.當(dāng)代高層建筑電氣設(shè)計存在的主要安全隱患
1.1 消防設(shè)備沒有采用專用回路供電
現(xiàn)代高層建筑施工過程中,存在設(shè)計施工人員將負(fù)荷較小的消防設(shè)備直接接引在非消防供電回路的情況。一旦發(fā)生火災(zāi),消防人員會切斷與消防設(shè)備無關(guān)的電源,消防設(shè)備電源也會同時被切斷,這就導(dǎo)致消防設(shè)備無法發(fā)揮作用,將會給人民群眾生命、財產(chǎn)安全造成無可挽回的嚴(yán)重?fù)p失。
1.2 公共建筑非消防電源切斷區(qū)域設(shè)置不合理
在現(xiàn)代高層建筑具體的設(shè)計施工過程中,設(shè)計施工人員往往對“有關(guān)部位”概念理解不深入、不全面,導(dǎo)致直接將切斷非消防電源的消防控制模塊設(shè)在低壓配電室的配電干線回路上,這種情況的出現(xiàn)勢必會在突發(fā)性災(zāi)難發(fā)生時造成消防時斷電范圍過大,給高層建筑中的住戶及使用方造成不必要的恐慌。
2.當(dāng)代高層建筑電氣設(shè)計問題的主要改善對策
2.1 針對消防設(shè)備供電系統(tǒng)沒有合理地采用專用回路供電問題,根據(jù)國家《高層民用建筑設(shè)計規(guī)范》GB50045-95(2005年版)9.1.3條規(guī)定“消防用電設(shè)施應(yīng)采用專用的供電回路”。因此,現(xiàn)代高層建筑的消防用電設(shè)備的供電應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求,從本建筑的低壓配電間開始就設(shè)置專用的供電回路。供給消防用電設(shè)備的兩路低壓電源,應(yīng)根據(jù)不用負(fù)荷分級的要求,由建筑物低壓配電柜的兩路不同電源直接接引來,從而避免突發(fā)災(zāi)難的情況下,切斷非消防配電電源的同時導(dǎo)致消防設(shè)備的無法使用。
2.2 針對公共建筑非消防電源切斷區(qū)域設(shè)置不合理問題,根據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50116-98)6.3.1條規(guī)定,“消防控制室在確認(rèn)火災(zāi)發(fā)生后,應(yīng)能切斷有關(guān)部位的非消防電源”。該條文的條文解釋中明確,切斷非消防電源應(yīng)控制在一定范圍之內(nèi)。所謂“有關(guān)部位”,是指著火的那個防火分區(qū)或樓層。所以,在火災(zāi)發(fā)生時,為撲救方便,消防人員首先在第一時間切斷與消防設(shè)備無關(guān)的非消防電源,但是切斷非消防電源應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi),即切斷本防火分區(qū)或樓層的非消防電源。因此,切斷非消防電源的消防控制模設(shè)置在各樓層配電箱處,不應(yīng)設(shè)置在低壓配電室配電干線上。
3.高層建筑的供配電系統(tǒng)
隨著建筑物的規(guī)模不斷擴(kuò)大,其內(nèi)各種電氣設(shè)備的使用日趨增多,尤其是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的普及,建筑物越來越多地采用各種信息化的電氣設(shè)備。這對供配電系統(tǒng)的安全性、可靠性提出了更高的要求。對高層建筑進(jìn)行供配電設(shè)計時,在考慮建筑物本身性質(zhì)和規(guī)模的前提下,結(jié)合當(dāng)?shù)毓╇娋W(wǎng)的實際情況,才能確定高層建筑供電的電壓等級、電源情況等。
3.1 負(fù)荷的計算
科學(xué)、合理的負(fù)荷計算是供配電設(shè)計的前提,正確的供配電設(shè)計不僅能夠提高高層建筑供電系統(tǒng)的可靠性,還能提高經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)高層建筑的主要用途不同,負(fù)荷計算的方法也不同,負(fù)荷計算方法主要有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、二項式法、單位面積功率法、單位指標(biāo)法等?,F(xiàn)行建筑電氣設(shè)計一般采用單位指標(biāo)法與需要系數(shù)法相結(jié)合的計算方式。
3.2 供配電技術(shù)方案的選擇
高層建筑中的電氣設(shè)備較多,自動化水平一般也都較高,如空調(diào)、電梯、弱電設(shè)備、消防設(shè)備等現(xiàn)代化的電氣設(shè)備,對電能質(zhì)量及可靠性要求都比較高,這就需要一個合理的配電系統(tǒng)的支持。
在現(xiàn)代高層建筑中,高壓電源一般采用兩路獨立的10kV及以上的電源同時進(jìn)行供電,并采用單母線分段的供電方式,設(shè)置自動或手動切換開關(guān),兩路電源互為備用。對于高層建筑密集的地區(qū),對可靠性的要求更高時,所有的配電設(shè)施應(yīng)該滿足N-1的安全準(zhǔn)則,使線路在發(fā)生故障或者檢修時保證非故障段或非檢修段能夠可靠送電,在進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計時應(yīng)結(jié)合建筑物形式和當(dāng)?shù)毓╇姉l件綜合考慮變配電所的設(shè)置。
3.3 供電電源
在供配電設(shè)計中,根據(jù)負(fù)荷等級的不同采取的供電措施也是不同的。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)以及《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008的規(guī)定,用電負(fù)荷分為一、二、三級及一級負(fù)荷別重要負(fù)荷。當(dāng)高層建筑內(nèi)同時有一、二級負(fù)荷且容量較大時,可采用兩路獨立的高壓電源供電;若一、二級負(fù)荷容量較小時,可以采用一路高壓電源加自備電源的供電方式。自備電源一般采用柴油發(fā)電機(jī)組,柴油發(fā)電機(jī)組作為自備應(yīng)急電源時,其額定容量不宜超過1500kVA,在電網(wǎng)電源中斷后,柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)立即啟動,并在15s內(nèi)使一、二級負(fù)荷恢復(fù)用電,以減少停電造成的損失。
3.4 變配電所及變壓器的設(shè)置
變壓器是高層建筑供配電系統(tǒng)的核心。高層建筑的用電量非常大,為了使配電系統(tǒng)簡化,增強(qiáng)配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā),變配電所的位置應(yīng)盡可能深入負(fù)荷中心,變配電所一般設(shè)置在地下層,但不宜設(shè)置在最底層,變配電所應(yīng)具有防滲水、排水、隔熱、通風(fēng)設(shè)施及獨立的消防、檢修通道等。變壓器的容量受環(huán)境溫度、變壓器臺數(shù)等的影響,在設(shè)計高層建筑的變壓器時也要考慮到當(dāng)變壓器的負(fù)荷率。一般變壓器的負(fù)荷率設(shè)置在0.75~0.85時,才能達(dá)到最高的性價比。
4.高層建筑的節(jié)能研究
在充分滿足高層建筑內(nèi)照明、空調(diào)以及一些特殊工藝用電的前提下,在進(jìn)行建筑電氣設(shè)計時也應(yīng)充分考慮節(jié)能措施。首先,應(yīng)該確認(rèn)哪些設(shè)備與能耗有關(guān),與建筑物的功能有關(guān),再確定具體的節(jié)能措施。始終堅持技術(shù)先進(jìn)、安全適用、節(jié)約能源和經(jīng)濟(jì)合理的原則,合理設(shè)計建筑電氣設(shè)備。
4.1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能
4.1.1 變壓器及發(fā)電機(jī)組的選擇
根據(jù)負(fù)荷計算的結(jié)果確定變壓器以及發(fā)電機(jī)組的容量,選擇其型號、臺數(shù)。為了響應(yīng)國家建立節(jié)約型社會的口號,也從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā),變壓器應(yīng)選擇節(jié)能型變壓器。節(jié)能型變壓器能夠損耗掉鐵心的渦流,高導(dǎo)磁的優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片和先進(jìn)工藝制造使硅鋼片有良好的接縫密合,可以減少漏磁損耗。與老產(chǎn)品比,節(jié)能型變壓器空載損耗和短路損耗降低,10kV系列分別降低約41.5%和13.9%。高層建筑中自備發(fā)電機(jī)組應(yīng)選擇應(yīng)急自起動型柴油發(fā)電機(jī)組或全自動型柴油發(fā)電機(jī)組,并且要起動性能好、運行可靠、高速小體型機(jī)組,宜選用高速柴油發(fā)電機(jī)組和無刷型自動勵磁裝置,高速柴油發(fā)電機(jī)具有體積小、重量輕、起動運行可靠等優(yōu)點。
4.1.2 配電線路的節(jié)能
線路損耗在電能損耗中所占比例較高,從功率損耗的計算公式可知,線路的電阻與導(dǎo)線長度、導(dǎo)線截面面積以及電阻率有關(guān),減小線路的電阻,可以采取減小導(dǎo)線長度的方式。高層建筑內(nèi)的供電配線應(yīng)盡量簡單,選用電阻率低的導(dǎo)線,現(xiàn)在多使用銅芯導(dǎo)線,鋁芯導(dǎo)線使用的較少。由于建筑的規(guī)模越來越大,變配電所應(yīng)深入負(fù)荷中心,以減少線路過多而且過長帶來的附加線路損耗。
關(guān)鍵詞:高層建筑,建筑電氣,設(shè)計的概念
Abstract: in the high-rise building design work, how to better in the design perfect building use function, and improve the safety of the electrical system is building electrical design personnel duty. Through the design practice and understanding, summarized some experiences, present here, for discussion.
Keywords: high building, building electrical, design concept
中圖分類號:[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
1建筑電氣設(shè)計的概念
設(shè)計是一個構(gòu)思表達(dá)、再構(gòu)思表達(dá)、反復(fù)推敲、不斷深入發(fā)展和進(jìn)行評價的過程?;旧峡梢愿爬椴┯[、創(chuàng)意、構(gòu)思、表達(dá)等幾個階段。設(shè)計過程從一開始到深入下去,各階段思維的廣度、深度都不同,表達(dá)方式、工具也可能是多樣化的。表達(dá)方式和工具要適應(yīng)思維的速度,推動思維發(fā)展成熟。
2高層建筑供電系統(tǒng)設(shè)計
2.1 電力負(fù)荷的確定
電力負(fù)荷是供電設(shè)計的主要依據(jù)。國家現(xiàn)行規(guī)范,一類高層民用建筑的消防用電設(shè)備(如消防水泵、消防電梯、噴淋泵、排煙風(fēng)機(jī)、消控控制中心、應(yīng)急照明)、電梯、生活水泵用電、電話機(jī)房、安保設(shè)備和航空障礙燈等應(yīng)按一級負(fù)荷要求供電,其它用電負(fù)荷分別為二級或三級負(fù)荷;二類高層民用建筑的消防用電、通道及樓梯間照明用電、電梯電力、生活水泵用電、排污泵等應(yīng)按二級負(fù)荷要求供電,其它用電負(fù)荷為三級負(fù)荷。電力負(fù)荷預(yù)算時應(yīng)分別計算動力電和照明電。電力負(fù)荷預(yù)算正確與否,對電氣設(shè)備的選擇、配置,保證電氣設(shè)備系統(tǒng)安全、高效運行,對整體工程的經(jīng)濟(jì)分析和相關(guān)設(shè)計,都有重要的指導(dǎo)意義。高層建筑的電力負(fù)荷計算,基本上采用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法。
2.2 電源及電壓的選擇
至少設(shè)兩個獨立電源,采用10KV標(biāo)準(zhǔn)電壓雙回路供電。兩路各帶一半負(fù)荷同時供電、互為備用。10KV雙回路供電電源分別來自不同的變電站,或來自雙回路超高壓變電站的兩段獨立母線。
某些超高層公共建筑可選擇10KV三回路電源引入,采用兩路使用一路備用的運行方式。針對高層建筑中存在大量的一級負(fù)荷,還需備用柴油發(fā)電機(jī)組,要求在15s內(nèi)自動恢復(fù)供電,應(yīng)付意外情況的發(fā)生。
2.3變配電所的布置。
對于高層建筑的用電設(shè)備來說,它們的負(fù)荷是比較大的,一般來說很大的一部分是一、二級負(fù)荷,所以常常變電所的規(guī)模一般來說會比較的大??偱潆娝詈檬窃O(shè)置在地下層內(nèi),因為變配電所應(yīng)靠近用電負(fù)荷。對于高層建筑的總變配電所來說,管線進(jìn)出的程度會比較多,有高壓也有低壓的電纜。
2.4高低配電系統(tǒng)的設(shè)計
2.4.1高壓配電系統(tǒng):現(xiàn)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(shù)目,與電源進(jìn)線回路數(shù)相適應(yīng)。只有當(dāng)供電電源為一主一備時,才考慮采用單母線不分段的結(jié)線。電源進(jìn)線幾乎全部采用電纜進(jìn)線。
2.4.2計費方式,采用高供高計。但在低壓側(cè),仍裝設(shè)計費電度表,采用將照明與動力分開的兩部電價法。有些地方供電部門又把空調(diào)設(shè)備的用電,全部劃人照明計價系統(tǒng),一般做法是安裝總表及動力表,由總表減去動力表以后,全部為照明電費。
2.4.3為減少變壓器臺數(shù),單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側(cè)的短路電流,正常時變壓器解列運行,中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。照明和動力分開設(shè)變壓器,當(dāng)動力用電容量太小時,動力變壓器可不分開裝設(shè),而在低壓側(cè)應(yīng)對動力負(fù)荷分類計費。
2.4.4高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。樓層配電則為混合式系統(tǒng)。配電設(shè)備中的主要部分是干線?,F(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難,多采用全塑電纜與豎井母干線聯(lián)接。每層樓豎井設(shè)層間配電小間。層間配電箱經(jīng)插接自動空氣開關(guān)從豎井母干線取得電源。當(dāng)層數(shù)較多負(fù)荷數(shù)較大時,一般按層數(shù)分區(qū)供電,或?qū)⒆儔浩鞣稚⒃O(shè)在地下層、中間層或最頂層。
2.4.5低壓配電系統(tǒng)各級開關(guān)均采用自動空氣開關(guān)(斷路器),設(shè)置 瞬時、短延時、長延時三級過流保護(hù)裝置。各級自動空氣開關(guān)的保護(hù)整定,應(yīng)注意選擇性配合,防止越級跳閘。
2.4.6所有電梯均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進(jìn)線。在電梯機(jī)房的末端配電箱,設(shè)兩路電源的自動切換裝置,互為備用。
2.4.7功率因數(shù)按規(guī)定應(yīng)補償?shù)?.9-0.95。無功補償都采用集中補償方式。為降低變壓器容量,多集中裝設(shè)在低壓側(cè),與配電屏放在一起,但必須采用干式移相電容器。
2.5電壓選擇和電能質(zhì)量
要正確選取變壓器的變壓比和電壓分接頭,最好采用補償無功功率的措施,要盡量減少電壓偏差,要降低系統(tǒng)的阻抗,最好使得三相負(fù)荷比較平衡。
2.6應(yīng)急電源設(shè)備的選取。
自投裝置的動作時間,如果是能夠滿足允許中斷供電時間的,則可以選取帶有自動投入裝置的專用線路,而使得其是出于獨立于正常電源的裝置。在允許的范圍之內(nèi),可以選取那些蓄電池靜止型的供電裝置,來進(jìn)行不斷供電。
2.7對于功率因數(shù)的方法的確定
提高自然功率因數(shù),就是提高變壓器和電動機(jī)的負(fù)載率到75~80%,以及選擇本身功率因數(shù)較高的設(shè)備。對于非線性負(fù)載電路(在通信企業(yè)中主要為整流器),則通過功率因數(shù)校正電路將畸變電流波形校正為正弦波,同時迫使它跟蹤輸入正弦電壓相位的變化,使高頻開關(guān)整流器輸入電路呈現(xiàn)電阻性,提高總功率因數(shù)。
3注意高層建筑電氣設(shè)計中的幾個問題
3.1高層建筑由于照明及空調(diào)負(fù)荷多,電梯等運輸設(shè)備多,給排水設(shè)備多,所以用電量特別大,且供電的可靠性要求很高。
3.2 在高層建筑中,照明與動力基本上不共用干線。動力負(fù)荷多采用放射式供電,照明負(fù)荷則多采用母線槽配電,與動力分開。
3.3由于在結(jié)構(gòu)上多數(shù)采用大柱距,形成大空間,使墻面安裝的設(shè)備增多,必然使地面管道增多。
3.4由于建筑構(gòu)件的預(yù)制裝配化及干法施工;縮短了施工周期,而且頂棚一般采用標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的吊頂。
3.5電氣設(shè)備的管線應(yīng)采取防火措施。
3.6空調(diào)設(shè)備等主要用電設(shè)備分散,多數(shù)要求集中管理,即要求采用電腦管理和監(jiān)控系統(tǒng)。
3.7采取防震措施。如配電屏、燈具等電氣設(shè)備的防震;管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理等。
3.8消防要求高。因為高層建筑高度高,體量大,人員密集,設(shè)備多,裝飾豪華,建筑本身火災(zāi)隱患多,故對消防要求很高。
3.9節(jié)省能源是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項重大政策,節(jié)約用電又是節(jié)省能源工作中的一個重要方面,它直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和人們的日常生活。在高層建筑的電氣設(shè)計中,要把電能消耗指標(biāo)作為全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的重要組成部分。節(jié)電的設(shè)計方案,應(yīng)根據(jù)技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的原則確定。采用合理的配電方式,采用高效率變壓器、電動機(jī)和照明光源、無功功率補償裝置和設(shè)備監(jiān)控電腦系統(tǒng)等措施,減少電能損耗,節(jié)約用電。采用壁燈時需將容量提高一級或增加盞數(shù)
4建筑電氣設(shè)計中的節(jié)能原則
由于人口的增加,工業(yè)的發(fā)展,生活水平的提高,能源的消耗也就急劇增加,能源危機(jī)迫在眉睫。因此,各行各業(yè)提出了節(jié)能的要求,節(jié)約二次能源——電能,也就成為民用建筑電氣設(shè)計的焦點。建筑電氣設(shè)計節(jié)能的原則建筑電氣節(jié)能應(yīng)堅持以下三個原則:
4.1滿足建筑物的功能 即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù);滿足舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量,也就是舒適衛(wèi)生;滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻;滿足特殊工藝要求,如娛樂場所的一些電氣設(shè)施的用電,展廳的工藝照明及電力用電等。
4.2考慮實際經(jīng)濟(jì)效益 節(jié)能應(yīng)按國情考慮實際經(jīng)濟(jì)效益,不能因為節(jié)能而過高地消耗投資,增加運行費用。而是應(yīng)該讓增加的部分投資,能在幾年或較短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用進(jìn)行回收。
4.3節(jié)省無謂消耗的能量 節(jié)能的著眼點,應(yīng)是節(jié)省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)的,再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗,傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗,又如量大面廣的照明容量,宜采用先進(jìn)技術(shù)使其能耗降低。
因此,節(jié)能措施也應(yīng)貫徹實用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的原則。民用建筑的節(jié)能潛力很大,應(yīng)在設(shè)計中精心考慮。但是在選用節(jié)能的新設(shè)備上,應(yīng)具體了解其原理、性能、效果,從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行比較后,再選定節(jié)能設(shè)備,以達(dá)到真正節(jié)能的目的。
5智能化發(fā)展
在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天,隨著微機(jī)自動檢測及控制技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展,樓宇智能化的實現(xiàn)已成為可能。未來的住宅樓應(yīng)有一個由檢測單元、執(zhí)行單元、數(shù)據(jù)采集單元、控制單元和微機(jī)組成的智能監(jiān)控系統(tǒng),由該系統(tǒng)對樓宇內(nèi)的設(shè)備運行、電氣故障、火災(zāi)、盜情等進(jìn)行集中監(jiān)控。再設(shè)置綜合布線系統(tǒng),將一定區(qū)域內(nèi)的樓宇按星型拓樸結(jié)構(gòu)建成小區(qū)局域網(wǎng),進(jìn)而所有局域網(wǎng)連接,同時與公安、消防、電訊、廣播住宅管理等部門連網(wǎng)從而建成城市住宅管理信息網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)住宅的全天候、全方位監(jiān)控和管理。
6結(jié)語
關(guān)鍵詞:高低壓配電系統(tǒng);火災(zāi)自動報警系統(tǒng);接地防雷
1高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計
(1) 高壓配電系統(tǒng):現(xiàn)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(shù)目,與電源進(jìn)線回路數(shù)相適應(yīng)。只有當(dāng)供電電源為一主一備時,才考慮采用單母線不分段的結(jié)線。電源進(jìn)線幾乎全部采用電纜進(jìn)線。
(2) 計費方式,采用高供高計。但在低壓側(cè),仍裝設(shè)計費電度表,采用將照明與動力分開的兩部電價法。有些地方供電部門又把空調(diào)設(shè)備的用電,全部劃入照明計價系統(tǒng),一般做法是安裝總表及動力表,由總表減去動力表以后,全部為照明電費。
(3) 為減少變壓器臺數(shù),單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kvA。為限制低壓側(cè)的短路電流,正常時變壓器解列運行,中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。照明和動力分開設(shè)變壓器,當(dāng)動力用電容量太小時,動力變壓器可不分開裝設(shè),而在低壓側(cè)應(yīng)對動力負(fù)荷分類計費。
(4) 高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。樓層配電則為混合式系統(tǒng)。配電設(shè)備中的主要部分是干線?,F(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難,多采用全塑電纜與豎井母干線聯(lián)接。每層樓豎井設(shè)層間配電小間。層間配電箱經(jīng)插接自動空氣開關(guān)從豎井母干線取得電源。當(dāng)層數(shù)較多負(fù)荷數(shù)較大時,一般按層數(shù)分區(qū)供電,或?qū)⒆儔浩鞣稚⒃O(shè)在地下層、中問層或最頂層。
(5) 低壓配電系統(tǒng)各級開關(guān)均采用自動空氣開關(guān)(斷路器),設(shè)置瞬時、短延時、長延時三級過流保護(hù)裝置。各級自動空氣開關(guān)的保護(hù)整定,應(yīng)注意選擇性配合,防止越級跳閘。
(6) 所有電梯均要求采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進(jìn)線。在電梯機(jī)房的末端配電箱,設(shè)兩路電源的自動切換裝置,互為備用。
(7) 功率因數(shù)按規(guī)定應(yīng)補償?shù)?.9~0.95。無功補償都采用集中補償方式。為降低變壓器容量,多集中裝設(shè)在低壓側(cè),與配電屏放在一起,但必須采用干式移相電容器。
2電氣照明設(shè)計
電氣照明設(shè)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(diào)光控制和照明配電線路敷設(shè)等。照明設(shè)計與建筑裝飾有著非常密切的關(guān)系,應(yīng)該相互配合,在使用功能及藝術(shù)意境方面求得統(tǒng)一。選用高光效電光源,可以取得節(jié)能的明顯效果。
3 高層住宅分體式空調(diào)室外主機(jī)的防側(cè)擊雷裝置
由于地域性的常規(guī)做法,一般的高層住宅中,尚不考慮集中中央空調(diào),住戶往往是在戶內(nèi)自行安裝分體式空調(diào)。而對于安裝在室外的空調(diào)主機(jī)及其支架的防雷往往為電氣設(shè)計人員所忽視。國家相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)目前尚無與此相應(yīng)的規(guī)定。
眾所周知,雷電在放電過程中會產(chǎn)生強(qiáng)大的過電流,并且伴隨時間短,電流陡變值很大,可達(dá)幾百千安。伴隨雷電現(xiàn)象常會帶來它的熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)的破壞作用,前者可產(chǎn)生巨大的熱量,幾千攝氏度的高溫致使周圍產(chǎn)生火災(zāi),而后者則會產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁力作用,使處在其中的物體受到破壞。為將雷擊能量導(dǎo)向大地,防止雷電現(xiàn)象中直擊雷、側(cè)擊雷、感應(yīng)雷的破壞作用,通常采用如下的措施:避雷帶、引下線、接地網(wǎng)和避雷器。
根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94),在高層住宅的防雷設(shè)計中,一般的設(shè)計人員往往只考慮了屋面接閃器、引下、線、均壓環(huán)、接地網(wǎng)等的設(shè)置;為防止側(cè)雷擊雷,根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中第3.2.4條及3.3.10規(guī)定:一類防雷建筑物要求在30m及以上處,二類防雷建筑物要求在45m及以上處開始,將外露金屬物與防雷裝置連接。該做法可以使整體建筑結(jié)構(gòu)形成法拉第等電位系統(tǒng)――籠式避雷網(wǎng),使建筑的整體形成等電位,防止了雷電的磁感應(yīng)。筆者在以往的設(shè)計說明中雖然也強(qiáng)調(diào)了外墻的金屬物(主要指金屬窗、欄桿等)與引下線的連接,但在施工竣工驗收前,住戶的空調(diào)室外機(jī)是不可能安裝到位的,所以導(dǎo)致了空調(diào)室外機(jī)及支架與引下線漏接的結(jié)果。而作為防止雷擊部分的分體式空調(diào)室外機(jī)由于和建筑物的接地?zé)o法連接,為用戶帶來了潛在的危險性,一旦住戶安裝了空調(diào)室外機(jī)及支架后,就有可能將分體式空調(diào)室外機(jī)電源保護(hù)接地PE線變成了空調(diào)室外機(jī)防雷引下線將雷電流引入室內(nèi)配電接地系統(tǒng),非常危險。由于空調(diào)部分與建筑物樓體的法拉第籠引下線無關(guān)聯(lián),當(dāng)建設(shè)單位或用戶在工程竣工后提出此項要求時,處理起來很麻煩,并有滯后性,只能采用明裝處理的補救措施,影響建筑物的外形美觀。
所以為保證用戶使用的安全,在高層住宅的設(shè)計中,空調(diào)的防雷問題應(yīng)當(dāng)考慮進(jìn)去?,F(xiàn)在的高層住宅施工圖設(shè)計中,住戶的空調(diào)室外主機(jī)的擺放位置幾乎都在建筑施工圖設(shè)計中考慮好了,這也就為我們電氣設(shè)計人員提供了預(yù)留防雷引下線接口的位置。在實際操作中,可以在空調(diào)主機(jī)擱板的上方30~50cm處預(yù)先埋設(shè)IP等級較大、密封性能良好的金屬分線盒,盒內(nèi)敷設(shè)已作防腐處理的鍍鋅扁鐵。扁鐵的一端與主體內(nèi)均壓環(huán)或柱內(nèi)鋼筋引下線焊連,一端與帶銅接線端子的多股導(dǎo)線相連接(導(dǎo)線最好選用BV-10mm2以上的PE線),該導(dǎo)線的另一端經(jīng)蛇皮管引出適當(dāng)長度待使用時用螺栓來連接空調(diào)室外機(jī)及其支架。為防止雨水滲入金屬盒內(nèi),還應(yīng)要求安裝時將金屬分線盒加盒蓋封閉,所有螺栓(包括箱門、螺栓)均應(yīng)用防水油膏封閉,金屬盒內(nèi)壁要求涂防銹漆。
4 消防自動報警和自動滅火系統(tǒng)
現(xiàn)代高層建筑的火災(zāi)自動報警滅火系統(tǒng),包括:火災(zāi)探測器、分區(qū)消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統(tǒng)等四個部分,實現(xiàn)報警滅火自動化。
探測器探測到火災(zāi)信號后轉(zhuǎn)換成電信號,進(jìn)入分區(qū)報警器和消防中心,發(fā)出聲光報警信號。消防中心負(fù)責(zé)整座大樓火災(zāi)的監(jiān)控和消防指揮。一些高檔旅館的消防系統(tǒng)設(shè)計,是與設(shè)備監(jiān)控電腦系統(tǒng)相連接的。設(shè)備監(jiān)控電腦,實現(xiàn)消防監(jiān)控自動化。
關(guān)于高層建筑中消防用電的設(shè)計問題,涉及到其他許多學(xué)科,而且規(guī)模越大,功能越多,控制內(nèi)容越廣泛,設(shè)計內(nèi)容也就越復(fù)雜,消防用電設(shè)備有如下諸多方面:
(1) 報警方面:火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、火災(zāi)緊急廣播、警鈴、警笛、火警電話。
(2) 自動滅火方面:噴水系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)(1211、1301)。
(3) 手動滅火方面:室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。
(4) 防、排煙方面:正壓送風(fēng)系統(tǒng),負(fù)壓排煙系統(tǒng),排煙口的排煙閥,正壓送風(fēng)口的送煙閥,切斷空調(diào)器電源防火調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)。
(5) 通訊設(shè)備:一般程控電話、對講電話、火警專用電話。
(6) 避難方面:包括應(yīng)急照明、誘導(dǎo)燈、太平門、樓梯間等出入口的顯示標(biāo)志燈、疏散用電梯、防火卷簾門等。
(7) 相關(guān)設(shè)備:消火栓泵、噴淋泵、汽壓罐、消防電梯、雙電源互投等。
關(guān)于消防用電設(shè)備的供電電源,要求在火災(zāi)時,能保持繼續(xù)供電。在設(shè)計過程中,必須注意以下幾點:
① 供電電源可靠:在電源供給上,一般都是采用雙電源一用一備,以放射式、末端自動互投方式向消防設(shè)備供電。高層若為一類建筑,則消防供電電源必須嚴(yán)格按一級負(fù)荷供電:若為二類建筑,也不應(yīng)采用低手二級負(fù)荷供電。
② 備用電源:可采用自備發(fā)電機(jī)組,照明電訊方面還可采用蓄電池來解決,但必須處于常年戰(zhàn)備狀態(tài),與主電源切換時間不應(yīng)超過15S,備用電源的設(shè)計容量,應(yīng)根據(jù)消防工藝來決定,滿足消防需要。
③ 消防用電配線;應(yīng)采用阻燃或防火導(dǎo)線,至少應(yīng)采用銅芯耐熱絕緣線穿鋼管或難燃管在混凝土層內(nèi)敷設(shè),其訊號和控制管線不宜與強(qiáng)電管線共用豎井,以免火災(zāi)發(fā)生以后,其配電線路管熱損傷,造成停電,使消防設(shè)備控制、運轉(zhuǎn)不靈,引起不應(yīng)有的
【關(guān)鍵詞】高層建筑;電氣設(shè)計;節(jié)能措施
1 高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容
1)供電電源和電壓的選擇。高層建筑具有建筑面積大和層數(shù)多的特點,一類高層建筑都要有雙重10kV電源,確保建筑供電的可靠性和安全性。這些電源一般都是同時供電,互為備用,一類高層建筑還安裝了機(jī)油發(fā)電機(jī)組,確保在停電的15min之后恢復(fù)供電,保證建筑在照明、電器使用、電梯設(shè)備以及應(yīng)急疏散照明、消防設(shè)備方面的正常供電,一類高層建筑的供電負(fù)荷為一級。此外,電氣設(shè)備人員還要對建筑電力負(fù)荷進(jìn)行計算,對電氣設(shè)備的選擇提供依據(jù),電力負(fù)荷計算一般是采用需要系數(shù)法和負(fù)荷密度法。
2)配電系統(tǒng)設(shè)計。①一類高層建筑一般都是雙重10kV標(biāo)準(zhǔn)電源,同時工作,互為備用。采用單母線分段方式運行,分段處設(shè)置母聯(lián)開關(guān),通過手/自操作備用回路開關(guān),實現(xiàn)電壓的自動切換。配電系統(tǒng)計費方式是高供高計,在建筑低壓配電系統(tǒng)旁邊也安裝計費電度表,采用兩部電價法。②高層建筑單臺變壓器(干式)的容量一般都在1000kvA以上,減少變壓器的數(shù)量。在變壓器中間設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān),限制低壓側(cè)電流的短路。再次,對于容量較大的負(fù)荷或重要負(fù)荷用采放射式配電,對于一般設(shè)備采用放射式與樹干式結(jié)合的混合方式配電。高層建筑豎井多是采用插接式的母線槽,水平干線一般采用的低煙無鹵電纜。
3)電氣設(shè)備選型。高層建筑電氣設(shè)備眾多,包括了高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、電力變壓器、應(yīng)急發(fā)電組以及照明系統(tǒng)等,高層建筑的高壓開關(guān)柜應(yīng)該使用真空開關(guān)手車式的開關(guān)柜,將變配電室設(shè)在建筑主樓的地下層,低壓配電屏都要設(shè)置成抽屜式,大容量出線要做成手車式,電力變壓器要避免油浸電力變壓器的使用,達(dá)到建筑防火的目的。
4)其他方面的設(shè)計。①建筑的防雷與接地。高層建筑電氣設(shè)計中要系統(tǒng)利用基礎(chǔ)板內(nèi)鋼筋做接地網(wǎng),強(qiáng)電設(shè)備保護(hù)接地、電氣設(shè)備機(jī)房接地以及弱電設(shè)備機(jī)房接地都是利用共用聯(lián)合接地裝置,聯(lián)合接地電阻要求都在R≤1歐姆,在均衡電位的基礎(chǔ)上提高建筑的安全性。②電梯的設(shè)計。高層建筑具有功能復(fù)雜的特點,建筑不僅僅是居住的需要,高層建筑電梯包括了高級和普通客梯、消防梯、觀景梯、貨梯和自動扶梯,電氣設(shè)計人員要和建筑總設(shè)計人員進(jìn)行溝通協(xié)商確定。③火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計,高層建筑火災(zāi)自動報警系統(tǒng)包括了集中報警器、消防廣播系統(tǒng)、消防電話系統(tǒng)、手動控制單元、火災(zāi)漏電報警控制系統(tǒng)等。高層建筑電氣消防用電設(shè)計的問題眾多,需要電氣設(shè)計人員進(jìn)行精心的設(shè)計。
2 建筑電氣設(shè)計常見問題和電氣節(jié)能設(shè)計原則
1)高層建筑電氣設(shè)計中漏電開關(guān)極數(shù)選擇問題。電氣設(shè)計關(guān)系到建筑的安全用電,設(shè)計人員在電氣設(shè)計的過程中要遵循電氣設(shè)計規(guī)范和原則。單相220V電源供電的電氣設(shè)備要選擇單極二線式或者是二極二線式的漏電保護(hù)器,380V電源供電電氣設(shè)備要選用三級式的漏電保護(hù)器,三極四線式的電氣設(shè)備要選用四極四線式或者是三極四線式的漏電保護(hù)器,確保漏電開關(guān)極數(shù)能夠滿足電氣正常使用的需要。
2)建筑電氣線路接地故障保護(hù)。高層建筑公共活動區(qū)間和走廊要設(shè)置室外照明燈,室外照明燈比室內(nèi)照明燈要承受更多的影響,燈具的損壞很容易引發(fā)安全事故,嚴(yán)重的還會造成人員的電擊死亡。在高層建筑電氣設(shè)計的過程中,室外照明應(yīng)該盡量選用TN-S接地系統(tǒng),室外照明設(shè)備可以與防雷裝置連接進(jìn)行保護(hù),避免更多的故障。電氣設(shè)計者在電氣設(shè)計的過程中,要對設(shè)備說明書進(jìn)行仔細(xì)閱讀,找出最合理的設(shè)備系數(shù),為所有的配電線路設(shè)置接地故障保護(hù),將電氣危害系數(shù)降到最低。
3)電氣節(jié)能設(shè)計的原則。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市人口的增多,高層建筑的建設(shè)還加大了能源的浪費,建筑電能消耗驚人。高層建筑電氣設(shè)計人員在做好電氣設(shè)計的同時,還要將節(jié)能原則貫徹到電氣的設(shè)計中。①電氣節(jié)能要滿足建筑使用功能的要求,滿足建筑的日常照明、室內(nèi)溫度、通風(fēng)量,確保建筑上下通道的暢通和電氣娛樂設(shè)施的用電。②電氣設(shè)備設(shè)計要考慮經(jīng)濟(jì)因素,實現(xiàn)電力運行和電氣節(jié)能之間關(guān)系的協(xié)調(diào),提高建筑運行的整體效益。
3 高層建筑電氣設(shè)計與節(jié)能措施
1)建筑配電系統(tǒng)和無功補償裝置的節(jié)能設(shè)計。①配電系統(tǒng)要根據(jù)供電距離、負(fù)荷容量以及用電設(shè)備的特點來進(jìn)行設(shè)計,變配電所應(yīng)該和負(fù)荷中心靠近,在節(jié)省線材的基礎(chǔ)上降低電能的損耗。設(shè)計人員要合理的選用變壓器臺數(shù)和容量,變壓器要能夠適應(yīng)季節(jié)的變化,實現(xiàn)變壓器的靈活投切,將電能的損耗降到最低。②無功補償裝置應(yīng)該實行就地補償,減少無功傳輸,避免電容器在沒有放完電的情況下又進(jìn)行充電,造成電能的浪費。建筑自動扶梯、步行道和電梯都不應(yīng)該增加補償電容器,避免電機(jī)的過電壓損害,而民用建筑可以采用就地補償裝置,采取集中補償?shù)霓k法來降低能耗。
2)供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的提高。建筑供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的提高可以提高設(shè)備利用率,減少無功功率損耗,實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能。①自然功率因數(shù)的提高,這可以通過選擇異步電機(jī)、調(diào)整工藝流程和改善機(jī)電設(shè)備運行狀況、使用同步電動機(jī)以及實現(xiàn)電力變壓器輕載運行的方法來實現(xiàn)。②無功功率的人工補償,并聯(lián)電容器是用戶經(jīng)常使用的無功功率補償設(shè)備,設(shè)計人員在設(shè)計的過程中可以采用高低壓柜集中補償和分散就地補償?shù)霓k法,結(jié)合建筑電氣設(shè)備的實際情況來進(jìn)行設(shè)計。③電動機(jī)節(jié)能設(shè)計,設(shè)計人員可以通過提高電動機(jī)功率因數(shù)和工作效率的辦法來減少電機(jī)的電能損耗,將電動機(jī)節(jié)能貫徹到電氣運行的過程中,提高電機(jī)運行效率,減少能源的浪費。
3)線路電能損耗的減少。線路電能損耗也是高層建筑電能損耗的重要方面,設(shè)計人員要重視線路上的電能損耗,按照發(fā)熱條件、電壓損失和機(jī)械長度來進(jìn)行低壓線路截面選擇,減少線路損耗,選用電阻率比較小的材質(zhì)作為線路導(dǎo)線,包括銅芯導(dǎo)線和鋁線。在設(shè)計的過程中應(yīng)該盡量的減少導(dǎo)線長度,布線應(yīng)該避免走彎路和回頭路,變壓器應(yīng)該和電力負(fù)荷中心靠近,縮短供電的距離,減少配電線路上的電能損失。
4)照明節(jié)能設(shè)計。①設(shè)計人員應(yīng)該盡量的選用高效光源,室內(nèi)場所照明可以使用LED節(jié)能燈和熒光燈,室外照明和道路照明可以使用高壓鈉燈和太陽能燈,氣體放電燈和熒光燈要安裝電容器。②設(shè)計人員可以采用光通比例高、反射系數(shù)高和配光特性穩(wěn)定的燈具,照明方案要進(jìn)行合理的設(shè)計,充分的利用自然光,在建筑中盡量使用定時開關(guān)、節(jié)電開關(guān)和調(diào)光器,建筑室外照明可以采用光電控制器,插座面板上盡量設(shè)置開關(guān)控制,實現(xiàn)節(jié)能。
4 結(jié)束語
高層建筑對電氣有著很強(qiáng)的依賴性高層建筑電氣設(shè)計的安全性可靠性和經(jīng)濟(jì)性直接影響著高層建筑的安全使用和建筑能耗,建筑設(shè)計人員要在建筑電氣設(shè)計的過程中貫穿節(jié)能原則,對電氣設(shè)備進(jìn)行重點選擇,實現(xiàn)建筑的整體節(jié)能。本文對高層建筑電氣設(shè)計的內(nèi)容原則和不足進(jìn)行了認(rèn)識,并在此基礎(chǔ)上探討高層建筑電氣設(shè)計和節(jié)能措施。
參考文獻(xiàn)
[1]張金鳳.民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計要點分析[J].科技信息.2010(01).
關(guān)鍵詞:高層建筑;電氣設(shè)計
Abstract: This article describes the characteristics of modern high-rise buildings and building electrical design principles and features on the main content of a high-rise building electrical design for your reference.Keywords: high-rise buildings; electrical design
中圖分類號:S972.7+4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
隨著社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,居民建筑還會出現(xiàn)新的特點和特征,現(xiàn)代高層建筑的電氣設(shè)計也由于智能化的需要而變得復(fù)雜。但是無論出現(xiàn)怎么的變化,電氣設(shè)計者都應(yīng)本著穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo),認(rèn)真按照設(shè)計和操作規(guī)范進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化和施工,從而將高層建筑電氣設(shè)計和安裝上推至臻美。
1 高層建筑的特點
1.1 高層建筑建筑面積大。由于建筑面積大,為了減少占地面積,大型建筑物必須向空中發(fā)展。目前國內(nèi)外建筑物高度可達(dá)400余米。
1.2 用電設(shè)備種類多。(1)電氣照明設(shè)備:室內(nèi)、樓梯走道、安全和疏散誘導(dǎo)照明等;電梯設(shè)備:客梯、貨梯等;(2)給排水設(shè)備:生活水泵、消防泵等;(3)制冷設(shè)備:包括冷水機(jī)組、冷卻塔風(fēng)機(jī)等;鍋爐房用設(shè)備:包括鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等;(4)廚房用電設(shè)備:冰箱、排風(fēng)機(jī)和各種炊事機(jī)械等;(5)空調(diào)系統(tǒng)用電設(shè)備:包括送、回風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管等;(6)消防設(shè)備:排煙風(fēng)機(jī)、正壓風(fēng)機(jī)等。高層建筑的用途不同,其用電量也有差別,但總的來說耗電量一般非常巨大。供電可靠性大。高層建筑的消防用電、應(yīng)急照明、客梯電力變頻調(diào)速(恒壓供水)生活水泵、 排污泵等一級負(fù)荷,由兩個獨立電源供電。
2 建筑電氣設(shè)計的原則與特點
2.1 建筑電氣設(shè)計應(yīng)本著穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。雖然穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)三者達(dá)到最佳平衡存在矛盾,但是建筑電氣設(shè)計應(yīng)把穩(wěn)定、安全放在首位,在保證系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行的同時也要兼顧經(jīng)濟(jì)的因素。雖然三者同時達(dá)到最佳結(jié)合困難很大,但設(shè)計者在設(shè)計過程應(yīng)盡量使設(shè)計穩(wěn)定、安全的條件下盡量經(jīng)濟(jì),這也是每一位優(yōu)秀電氣設(shè)計師的職責(zé)和目標(biāo)。建筑電氣設(shè)計應(yīng)遵守以下的原則。(1)經(jīng)濟(jì)性。建筑電氣設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性就是電氣設(shè)備的初期投資與運行費用達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理。(2)可靠性。根據(jù)用電負(fù)荷的等級,保證在各種運行方式下提高供電的連續(xù)性,力求可靠供電。(3)靈活性。主結(jié)線力求簡單、明顯、沒有多余的電氣設(shè)備;投入或切除某些設(shè)備或線路的操作方便。這樣就可以避免誤操作,又能提高運行的可靠性, 處理事故也能簡單迅速。靈活性還表現(xiàn)在具有適應(yīng)發(fā)展的可能性。(4)安全性。保證在進(jìn)行一切操作切換時工作人員和設(shè)備的安全, 以及能在安全條件下進(jìn)行維護(hù)檢修工作。
2.2 建筑電氣設(shè)計嚴(yán)格依據(jù)國家規(guī)范和有關(guān)政策和法令。規(guī)范包括國家規(guī)范和地區(qū)規(guī)范,是國家或某地區(qū)為確保設(shè)計質(zhì)量,根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r而制定標(biāo)準(zhǔn)。建筑電氣負(fù)荷計算前要做大量的調(diào)查工作。這些調(diào)查工作包括當(dāng)?shù)鼐用竦慕?jīng)濟(jì)狀況、消費水平、生活習(xí)慣等。選擇合適的計算參數(shù)。用電負(fù)荷是電氣設(shè)備選擇的依據(jù)。建筑電氣設(shè)計與其他設(shè)計做好協(xié)調(diào)。建筑電氣設(shè)計是整個建筑工程設(shè)計的一部分,設(shè)計過程中要與有關(guān)建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、動力和工藝等工種密切協(xié)調(diào)配合。
2.3 與高層建筑電氣關(guān)聯(lián)的用電設(shè)備品種繁多。室內(nèi)、樓梯過道、安全照明等屬于電器照明設(shè)備;貨梯、客梯等電梯設(shè)備;生活水泵和消防泵等給排水設(shè)備;冷卻塔風(fēng)機(jī)和水冷機(jī)組等制冷設(shè)備;引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)等鍋爐房設(shè)備;排風(fēng)機(jī)、電冰箱等廚房用電;包括送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)管盤在內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)送電設(shè)備;包括正壓風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)等在內(nèi)的消防設(shè)備。另外,不同用處的高層建筑在用電量上也存在差別,不過總的來說耗電量比較大。再加上高層建筑的消防用電、客梯電力、應(yīng)急照明等還要有分別獨立的電源。
3 高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容
3.1 供、變電的設(shè)計。為了保證供電可靠性.現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個獨立電源.具體數(shù)量應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨立電源運行方式,原則上是兩路同時供電.互為備用。另外 還須裝設(shè)應(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)組,要求在1 5秒鐘內(nèi)自動恢復(fù)供電.保證事故照明、電腦設(shè)備、消防設(shè)備、電梯等設(shè)備的事故用電。國內(nèi)高層建筑的供電電壓.都采用10kV標(biāo)準(zhǔn)電壓等級?,F(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨立的10kV電源同時供電?!愀邏翰捎脝文妇€分段.自動切換互為備用。母線分段數(shù)目 與電源進(jìn)線回路數(shù)相適應(yīng)。只有當(dāng)供電電源為一主一備時 才考慮采用單母線不分段的結(jié)線。電源進(jìn)線幾乎全部采用電纜進(jìn)線。高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。
樓層配電則為混合式系統(tǒng)。配電設(shè)備中的主要部分是干線?,F(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難,多采用全塑電纜與豎井母干線聯(lián)接。每層樓豎井設(shè)配電小間。層間配電箱經(jīng)插接自動空氣開關(guān)從豎井母干線取得電源。當(dāng)層數(shù)較多負(fù)荷數(shù)較大時.一般按層數(shù)分區(qū)供電.或?qū)⒆儔浩鞣稚⒃O(shè)在地下層.中間層或最頂層。
3.2 網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)設(shè)計。網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)就是為了順應(yīng)發(fā)展需求而特別設(shè)計的一套布線系統(tǒng)。對于現(xiàn)代化的大樓來說,就如體內(nèi)的神經(jīng),它采用了一系列高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)材料,以模塊化的組合方式,把語音、數(shù)據(jù)、圖像和部分控制信號系統(tǒng)用統(tǒng)一的傳輸媒介進(jìn)行綜合,經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計,綜合在一套標(biāo)準(zhǔn)的布線系統(tǒng)中,將現(xiàn)代建筑的三大子系統(tǒng)有機(jī)地連接起來,為現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成提供了物理介質(zhì)??梢哉f結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的成功與否直接關(guān)系到現(xiàn)代化的大樓的成敗,選擇一套高品質(zhì)的綜合布線系統(tǒng)是至關(guān)重要的。
3.3 電氣照明設(shè)計。電氣照明設(shè)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(diào)光控制和照明配電線路敷設(shè)等。照明設(shè)計與建筑裝飾有著非常密切的關(guān)系, 應(yīng)該相互配合, 在使用功能及藝術(shù)意境方面求得統(tǒng)一。選用高光效電光源, 可以取得節(jié)能的明顯效果。
3.4 防雷與接地現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計.采用避雷針和避雷帶的做法簡單可靠、經(jīng)濟(jì)合算。但必須保證各層樓面鋼筋、金屬管道與該層用作引下線的柱筋有可靠的連接.形成等電位層?,F(xiàn)代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻.與樓板的連接是十分可靠的。關(guān)鍵是做好金屬管線的接地?,F(xiàn)代高層建筑的防雷接地.電氣設(shè)備的保護(hù)接地和工作接地.都是合在一起的.組成混合接地系統(tǒng)。接地電阻按最小的要求而定,通常是在4歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地板。
3.5 消防自動滅火與報警機(jī)制的設(shè)計。隨著科技的進(jìn)步,高層建筑在火災(zāi)自動報警滅火機(jī)制方面也逐漸統(tǒng)一,目前主要包括5個部分:火災(zāi)探測器、分區(qū)消防報警控制器、消防中心、自動灑水滅火器和氣體自動噴射,以保證報警滅火自動化系統(tǒng)。在這個過程中,由探測器探測火災(zāi)信號,并自動轉(zhuǎn)為電信號,電信號進(jìn)入分區(qū)報警器以及消防中心,轉(zhuǎn)為聲光報警信號。而整個消防指揮與監(jiān)控由消防中心完成。由于高層建筑消防用電設(shè)計跨多學(xué)科,規(guī)模、功能和控制范圍都日趨復(fù)雜,因此設(shè)計的復(fù)雜程度也越來越高。
4 結(jié)束語
隨著中國社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,人口密度的不斷加大,使得高層建筑和超高層建筑大量涌現(xiàn)。隨著收入的增加,人們對生活質(zhì)量的重視,居住建筑中家用電器的類型和數(shù)量在不斷增加。高層建筑的電氣設(shè)計工作是一項復(fù)雜的工程,在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮其特點,合理設(shè)計高層建筑電氣的各個系統(tǒng)滿足建筑功能要求是極為重要的。
參考文獻(xiàn):
[1] 劉雅洲, 建筑電氣設(shè)計原則與設(shè)計中常見問題[J]. 建筑技術(shù). 2009,(11).