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      淺析高層辦公建筑電氣設(shè)計

      2011-12-20 03:49:24李冰丁柱
      城市建設(shè)理論研究 2011年23期
      關(guān)鍵詞:配電箱電氣設(shè)計配電

      李冰 丁柱

      摘要:電氣設(shè)計是整個建筑設(shè)計中的重要一環(huán),供配電的可靠性、安全性、靈活性是關(guān)系整個電氣設(shè)計成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié),本文嘗試以某機關(guān)辦公大樓設(shè)計實踐進行系統(tǒng)論述。

      關(guān)鍵詞:高層建筑電氣設(shè)計

      隨著辦公建筑的用電設(shè)備種類越來越多,如電力、照明、電梯、空調(diào)、消防、通信、計算機等,而且不斷向智能化設(shè)備方面發(fā)展,耗電量明顯增加,對供配電方面提出了許多新的要求,把供配電的可靠性、安全性、靈活性擺到了更為重要的位置。下面結(jié)合實例對高層辦公樓的電氣設(shè)計進行系統(tǒng)闡述。

      一、工程概況及設(shè)計要求??? 某機關(guān)辦公大樓,總面積21000m2,高60m,地面15層,地下1層,屬一類高層建筑。按甲方提出的要求,需做到方案合理、技術(shù)先進、運行可靠、滿足相關(guān)規(guī)范的要求,還要簡捷實用、便于操作、管理和維護,減少綜合投資。

      二、負荷計算和估算

      本大樓內(nèi)部功能分為:一般辦公室、區(qū)領(lǐng)導(dǎo)辦公室、大會議室、展廳、大堂、多功能廳(禮堂)、信息中心(計算機中心)、通訊中心(電話總機)、制水中心、空調(diào)機房、水泵房等。??? 在一般辦公區(qū)按50~60W/m2考慮,在特殊辦公區(qū)按50~80W/m2考慮。對于上述特殊裝修場所,設(shè)計估算參數(shù)如下表所示。??? 電力負荷一般由各專業(yè)提供技術(shù)要求及負荷大小??傠娏ω摵尚栌孟禂?shù)Ks為0.75,功率因數(shù)0.8,總照明負荷需用系數(shù)Ks為0.85,功率因數(shù)0.8。三、10kV供電系統(tǒng)??? 根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045-95)9.1.1條規(guī)定,一類高層建筑中的消防水泵、防排煙設(shè)施、消防電梯、應(yīng)急照明及消防用電按一級負荷要求供電。按《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(JGJ/T16-92)3.1條規(guī)定,省部級辦公建筑的客梯電力、主要的辦公室、會議室照明屬二級負荷。本辦公大樓屬一級負荷供電,通過傳統(tǒng)的幾種供電方案比較,選定了下面的供電方案。??? 即由不同區(qū)域變電站引來兩路10kV電源,10kV系統(tǒng)設(shè)計為單母線分段,中間有聯(lián)絡(luò)柜,正常工作時,兩路電源同時供電,互為備用,一路電源故障時,另一路電源供全部負荷。這樣做既方便檢修又可達到供電要求。此方案表面上符合供電要求,但實際很難做到,因為,國內(nèi)各地區(qū)的大電網(wǎng)都是并網(wǎng)的,電力網(wǎng)內(nèi)的各種故障均可能引起全部電源進線同時失去電源。多年來的實際運行經(jīng)驗表明,很多電氣故障難以限制在某一范圍內(nèi)部,因此,即使設(shè)計中采用了兩路市政電源,也很難保證一級負荷的供電要求。所以,為保證一級負荷中特別重要的負荷,必須增設(shè)應(yīng)急電源柴油發(fā)電機作為第三備用電源。

      四、220/380V配電系統(tǒng)??? 本建筑配電電壓為交流220/380V,聯(lián)結(jié)形式采用TN-S系統(tǒng)。??? 結(jié)合工程實際情況,通過負荷計算,考慮到空調(diào)用電負荷占建筑物總用電量的50%,耗電量很大。因此,空調(diào)系統(tǒng)合理的配電與控制方式,很大程度上決定了整個大樓的經(jīng)濟運行情況。設(shè)計時,選用一臺1250kVA變壓器供中央空調(diào)用電,照明及其它動力負荷。選用另一臺1250kVA變壓器,兩個供電系統(tǒng)之間采用分段母線聯(lián)絡(luò),在不使用空調(diào)的季節(jié),可將空調(diào)變壓器退出,減少變壓器功耗,達到節(jié)電效果。同時,該變壓器可作為另一臺變壓器檢修時的備用設(shè)備。1.照明及其它動力配電系統(tǒng)。??? 辦公樓的配電系統(tǒng)主要由配電變壓器、低壓主開關(guān)柜、垂直干線、各樓層的配電箱和其后的分支電路組成,變壓器低壓側(cè)出線經(jīng)低壓主開關(guān)柜中的母線接至垂直干線,1~15層照明負荷采用額定截流量為1250A的密集型母線槽做主干線,各樓層設(shè)母線插接箱,由插接箱引至各樓層總配電箱,由總箱引至各室末端配電箱。末端配電箱是按照辦公室的不同功能來分設(shè)的,目的是便于管理、檢修。地下室其它動力設(shè)備,如水泵、電梯、風(fēng)機等由低壓配電屏單回路放射式配電,這些重要動力負荷要求在末端配電箱設(shè)雙電源自動轉(zhuǎn)化裝置,使供電更可靠、更安全。2.空調(diào)機組的配電及控制系統(tǒng)。??? 從變電所低壓引一路電源至地下室機房控制中心配電屏,此段線路采用額定量為2000A的封閉式母線槽。主機、冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔等外部設(shè)備均采用獨立回路供電,即放射式供電方式。保證了供電的可靠性。而首層以上空調(diào)機組(指風(fēng)機彎管新風(fēng)機)采用樹干式配電,用一根ZR-VV3×95+1×50的電力電纜,引至電纜分接盒,由此引至樓層空調(diào)配電箱。五、采光與照明標準??? 為了減少動力設(shè)備用電對照明線路電壓波動的影響,照明用電與動力用電線路盡量分開供給,本樓設(shè)有一般照明和應(yīng)急照明。1.辦公室照明設(shè)計??? 利用天然采光與人工照明相結(jié)合的方法,在天氣允許條件下,充分依靠天然采光以節(jié)約能源,當(dāng)陰雨天氣時,工作面的照度不夠,則利用人工照明,按《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,辦公室的一般照明照度的均勻度,按最低照度(100Lx)與平均照度之比確定,平均均勻度應(yīng)在0.7以上,最低均勻度不得低于0.3。工作面上有無眩光,是衡量采光與照明質(zhì)量的重要內(nèi)容,按《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》,辦公室工作面上可以有輕微眩光。為防止天然采光產(chǎn)生的眩光,按功能要求選好采光口的方向,采用減少窗亮度和提高背景亮度,這也是控制不舒適眩光指數(shù)的有效措施。而避免人工照明所產(chǎn)生的眩光,要選好燈具,著重處理好背景亮度。搞好燈具布置,燈具布置間距宜不大于所選燈具的最大允許距離比,選用半間接型照明燈具。本方案選用格柵高光效熒光燈,從而限制了眩光,滿足了照明的照度、色溫、顯色指數(shù),達到了節(jié)能效果。2.應(yīng)急照明設(shè)置??? 地下室車庫、電梯間、樓梯間、公共通信和主要出入口等場所設(shè)應(yīng)急疏散指示照明及樓層指示燈,它們在正常及事故時均點燃。應(yīng)急疏散、樓層指示燈均自帶蓄電池。應(yīng)急供電時間不少于20分鐘。地下室、電梯間、重要辦公室(區(qū)長、副區(qū)長)、重要會議室(常務(wù)、紀委)、大堂、禮堂、變配電房、主機房、消防控制中心、水泵房、電梯機房、電話總機、信息中心,這些場所均設(shè)應(yīng)急照明及工作照明,應(yīng)急照明分別占工作照明的25%~100%。3.特殊場所照明??? 對于有特殊要求的場所,如大樓外墻,節(jié)日彩光等設(shè)有泛光照明和特殊照明,設(shè)計時按估算負荷預(yù)留電源。

      六、防雷與安全??? 防雷設(shè)計按二類防雷建筑物處理,利用建筑物金屬構(gòu)件作防雷裝置。屋面敷設(shè)避雷帶,共用天線用避雷針保護,利用建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋作引下線,并利用混凝土基礎(chǔ)鋼筋作自然接地體。為防側(cè)擊雷,從30m以上,每三層設(shè)均壓環(huán),所有金屬門窗、建筑玻璃幕墻均應(yīng)與作防雷引下線的鋼筋連通。為了保證建筑物外立面的效果,所有防雷裝置均采用暗裝作法。??? 防雷接地、變壓器中性點接地,電氣安全接地以及其它需要接地的設(shè)備,弱電設(shè)備采用共用接地,共用接地體的接地電阻應(yīng)小于1Ω。這樣既保證了人身和設(shè)備的安全,也減少了由不合理接地引起的干擾。為了保證人身設(shè)備的用電安全,設(shè)計要求建筑物內(nèi)作總等電位聯(lián)結(jié)。在地下室安裝一總等電位聯(lián)結(jié)端子箱,把總水管、煤氣管、空調(diào)立管等所有進出建筑物的金屬體及建筑物的金屬構(gòu)件等與電位聯(lián)結(jié)端子箱連通。

      通過以上對本工程供配電系統(tǒng)的設(shè)計情況的介紹,我認為辦公建筑電氣設(shè)計的合理性應(yīng)從總體考慮其經(jīng)濟指標,才能取得最佳的技術(shù)及經(jīng)濟效果,真正做到高效、節(jié)能、舒適。

      作者簡介:

      李冰(1981—),男,山東省濟南市魯源電力設(shè)計咨詢院有限公司助理工程師。

      丁柱(1982—),男,山東省山大華天科技股份有限公司助理工程師

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