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      粵財(cái)大廈電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及節(jié)能原則

      2009-09-29 08:58:18嚴(yán)凌燕
      新媒體研究 2009年14期
      關(guān)鍵詞:電氣設(shè)計(jì)節(jié)能負(fù)荷

      嚴(yán)凌燕

      [摘要]敘述廣東省粵財(cái)大廈建筑以及電氣專業(yè)的特點(diǎn)和電氣設(shè)計(jì)的原則,從用電負(fù)荷、供電電源及電壓的選擇、高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、要設(shè)備選型等方面敘述電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容,并提出幾種在工程設(shè)計(jì)中行之有效又切實(shí)可行的節(jié)能措施。

      [關(guān)鍵詞]功率因素 電氣設(shè)計(jì) 節(jié)能 負(fù)荷 功率損耗

      中圖分類號(hào):TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2009)0720071-01

      隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,高層建筑越來越多,由于高層建筑面積大,層數(shù)多、功能復(fù)雜,因此其對(duì)電氣的依賴性很強(qiáng)。電氣設(shè)計(jì)成功與否,對(duì)于高層民用建筑的適用、安全、可靠及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,起著十分重要的作用。

      一、工程簡介

      廣東省粵財(cái)大廈為高層寫字樓,位于廣州市東風(fēng)中路上,面積93000

      平方米,地下四層,地上四十層,為東風(fēng)路上比較重要的標(biāo)志性建筑。1. 本工程總安裝容量為8468kw,其中照明負(fù)荷為3503kw,電梯負(fù)荷為602kw,水泵房負(fù)荷為484kw,廚房設(shè)備負(fù)荷為190kw,空調(diào)設(shè)備負(fù)荷為3162kw,其它負(fù)荷為527kw。2.采用二路獨(dú)立10kv電源,一用一備。主供電源停電時(shí),備用電源自動(dòng)投入供全部負(fù)荷。設(shè)二臺(tái)1000kw柴油發(fā)電機(jī)組作后備電源,當(dāng)二路高壓電源同時(shí)停電時(shí),發(fā)電機(jī)組在10秒內(nèi)自動(dòng)起動(dòng),自動(dòng)并車,向低壓系統(tǒng)確保負(fù)荷母排供電。發(fā)電機(jī)與市電設(shè)有電氣及機(jī)械聯(lián)鎖,不允許并網(wǎng)運(yùn)行。3.設(shè)五臺(tái)1600kvA的干式變壓器,其中二臺(tái)供空調(diào)負(fù)荷,其余四臺(tái)供照明。電梯、水泵、消防設(shè)備,廚房設(shè)備等負(fù)荷,六臺(tái)變壓器的負(fù)荷率分別為N1=86%,N2=87%,N3=86%,N4=86%,N5=87%。4.采用TN-S保護(hù)方式,即三相五線或單相三線供電,PE干線為50x5銅排,由低壓配電房引至各電氣豎井后引上至各層,大樓內(nèi)各種電氣設(shè)備金屬外殼均須與PE線可靠連接。

      二、粵財(cái)大廈電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則

      建筑的特點(diǎn):建筑面積大,面積93000平方米;建筑高度高,地上四十層;有地下層,地下有四層。

      電氣專業(yè)特點(diǎn):用電設(shè)備種類多。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;給排水設(shè)備:生活水泵、消防泵等;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;廚房用電設(shè)備:冰箱、排風(fēng)機(jī)和各種炊事機(jī)械等;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;消防設(shè)備:排煙風(fēng)機(jī)、正壓風(fēng)機(jī)等。耗電量大。供電可靠性大。本工程建筑的消防用電、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(jí)負(fù)荷,由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。

      高層建筑電氣設(shè)計(jì)原則適用性。在滿足使用要求及有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定的前提下,簡化供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu),減少設(shè)備數(shù)量及容量,操作維修簡便。安全性。確保正常情況下及停電火災(zāi)等特殊情況下人員及建筑物的安全。可靠性。合理確定負(fù)荷等級(jí),減少故障,縮短停電時(shí)間及次數(shù)。經(jīng)濟(jì)性。力爭在設(shè)計(jì)中節(jié)省基建投資,降低運(yùn)行費(fèi)用。

      三、粵財(cái)大廈電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

      (一)負(fù)荷的計(jì)算

      電力負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的依據(jù)參數(shù)。計(jì)算準(zhǔn)確與否,對(duì)合理選擇設(shè)備,安全可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,均起決定性作用。高層建筑的電力負(fù)荷計(jì)算,基本上采用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法。

      (二)供電電源及電壓的選擇

      為了保證供電可靠性,現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)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(dú)立電源運(yùn)行方式,原則上是兩路同時(shí)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15s內(nèi)自動(dòng)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。

      (三)高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

      高壓配電系統(tǒng):現(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨(dú)立的10kV電源同時(shí)供電。一般高壓采用單母線分段,自動(dòng)切換,互為備用。計(jì)費(fèi)方式,采用高供高計(jì)。但在低壓側(cè)仍裝設(shè)計(jì)費(fèi)電度表,采用將照明與動(dòng)力分開的兩部電價(jià)法。為減少變壓器臺(tái)數(shù),單臺(tái)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(shí)變壓器解列運(yùn)行,中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

      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。

      (四)主要設(shè)備的選型

      高壓開關(guān)柜:現(xiàn)代高層建筑的變配電室設(shè)在主樓地下層,按規(guī)定不宜采用油開關(guān)應(yīng)根高層建筑地下室的標(biāo)準(zhǔn),選用具有“五防”功能的真空開關(guān)手車式高壓開關(guān)柜。電力變壓器。根據(jù)防火要求,主樓內(nèi)是不允許裝設(shè)大容量的油浸電力變壓器的。低壓配電屏。國外低壓配電屏的結(jié)構(gòu)幾乎都做成抽屜式,特別是大容量的出線則做成手車式。應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組。過去大多是采用柴油發(fā)電機(jī)組做應(yīng)急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)具有體積小、重量輕、反應(yīng)速度快,故障率低等優(yōu)點(diǎn)。

      變電所位置的確定:現(xiàn)代高層建筑的用電量相當(dāng)大,在確定變電所位置時(shí),應(yīng)盡可能使高壓深入負(fù)荷中心。這對(duì)節(jié)約電能,提高供電質(zhì)量都有重要意義。

      電氣照明設(shè)計(jì):電氣照明設(shè)計(jì),包括光源選擇、照度計(jì)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(jì)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。

      防雷與接地:現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計(jì),除采用避雷針和避雷帶的傳統(tǒng)做法外,近年還出現(xiàn)有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術(shù)雖然在工程上得到不少實(shí)際應(yīng)用,但在理論上一直是有爭議的。現(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。現(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4Ω以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地板。盡管基礎(chǔ)鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求,仍需要裝設(shè)水平的人工接地體,將主要的建筑物基礎(chǔ)連接成接地網(wǎng),這對(duì)均衡電位,提高安全性都有好處。

      電梯:電梯按使用功能分,有高級(jí)客梯、普通客梯、觀景梯、服務(wù)梯、消防梯、貨梯、自動(dòng)扶梯等許多種;按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等;按電流分則有交流和直流兩大類。設(shè)計(jì)人員的任務(wù)是要確定電梯臺(tái)數(shù)和決定電梯功能。電梯的配置和造型,不是電氣設(shè)計(jì)人員單方面所能決定的,必須與總建筑師或總體交通設(shè)計(jì)人員共同研究才能確定。

      消防自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng):現(xiàn)代高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng),包括:火災(zāi)探測(cè)器、分區(qū)消防報(bào)警控制器、消防中心和氣體自動(dòng)噴射滅火及自動(dòng)灑水滅火系統(tǒng)等四個(gè)部分,實(shí)現(xiàn)報(bào)警滅火自動(dòng)化。探測(cè)器探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后轉(zhuǎn)換成電信號(hào),進(jìn)入分區(qū)報(bào)警器和消防中心,發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。消防中心負(fù)責(zé)整座大樓火災(zāi)的監(jiān)控和消防指揮。關(guān)于高層建筑中消防用電的設(shè)計(jì)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(jì)內(nèi)容也就越復(fù)雜。

      四、粵財(cái)大廈電氣設(shè)計(jì)的心得

      電氣設(shè)計(jì)師應(yīng)與建筑師相配合,并了解建筑布置,裝飾的現(xiàn)狀與趨勢(shì),熟悉用電設(shè)備擁有現(xiàn)狀,努力做到設(shè)計(jì)能用、夠用、好用,使用戶滿意。在設(shè)計(jì)中要注意和其他專業(yè)的配合,其中以下幾點(diǎn)要特別留意。

      1.電氣設(shè)備吊裝孔的預(yù)留,變壓器發(fā)電機(jī)組等超過1噸以上設(shè)備的吊裝,可以在靠外墻處設(shè)置永久性吊裝孔,或者通過汽車坡道運(yùn)到地下室,建筑專業(yè)要留足夠運(yùn)輸通道,結(jié)構(gòu)專業(yè)在汽車坡道設(shè)計(jì)中適當(dāng)增加荷載,設(shè)備在運(yùn)輸中可以墊枕木風(fēng)散荷載。

      2.設(shè)備招標(biāo)后引起的用電不夠設(shè)計(jì)中設(shè)備選型為較節(jié)能產(chǎn)品,設(shè)備招標(biāo)中節(jié)能未被足夠重視,偏重設(shè)備價(jià)格越便宜越好,導(dǎo)致中標(biāo)設(shè)備耗能較設(shè)計(jì)值大。為了確保變電所出回路不出現(xiàn)較大修改,計(jì)算電流應(yīng)放大25%后來確定斷路器。

      3.商鋪招商后引起用電量不夠,設(shè)計(jì)人員對(duì)于主力店宜按200VA/m2,

      一般店按150VA/m2設(shè)計(jì)。

      4.精裝修帶來的用電不夠?qū)懽謽蔷b修區(qū)域可按20~40VA/m2預(yù)留,宴會(huì)廳宜直接從變電所放射式供電,可按400VA/m2預(yù)留。

      五、結(jié)束語

      高層建筑把多種功能合并為一體,在同一建筑內(nèi)具備了住宅、辦公室、旅館、超級(jí)市場(chǎng)、醫(yī)院、餐廳、文化和體育設(shè)施等各種必需的設(shè)施,已成為高層建筑中最有意義的趨向。由于高層建筑的快速發(fā)展,高層建筑內(nèi)用電量也是越來越多,因此高層建筑電氣設(shè)計(jì)變得越來越重要,只有充分了解高層建筑用電特點(diǎn)以及主要設(shè)計(jì)內(nèi)容,才能更好的做好電氣設(shè)計(jì)工作。

      參考文獻(xiàn):

      [1]全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施2003,電氣專業(yè),中國建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究院.

      [2]北京市建筑設(shè)計(jì)技術(shù)細(xì)則2005,電氣專業(yè),北京市建筑標(biāo)準(zhǔn)化辦公室.

      [3]王宇平、盧松齡,淺談高層民用建筑的電氣設(shè)計(jì)[J].科技信息,2006,5.

      [4]汪七一,淺論高層民用建筑電氣設(shè)計(jì)[J].有色金屬設(shè)計(jì)與研究,18,4.

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