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關鍵字:建筑電氣;設計;供配電
Abstract: civil construction electrical design should implement security, apply the economic, aesthetic, advanced principle to follow the national norms and local electricity standards, and building gradually to the automation, energy conservation, information technology and intelligent direction of building electrical the development of these areas will inevitably many new requirements for electrical design. The article will focus on a brief analysis of the supply and distribution of building electrical design.Key words: Electrical Building; design; supply and distribution
中圖分類號:TU855文獻標識碼: A 文章編號:
1、滿足建筑物的使用功能
建筑電氣設計的原則應滿足以下幾點:照明的照度、色溫、顯色指數;滿足舒適性空調的溫度及新風量;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施的用電,展廳的工藝照明及電力用電等。
2、考慮實際經濟效益
節能應按國情考慮實際經濟效益,不能因為節能而過高地消耗投資,增加運行費用,而是應該讓增加的部分投資,能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。
3、節省無謂消耗的能量
節能的著眼點,應是節省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的,再考慮采取什么措施節能。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,宜采用先進技術使其能耗降低。
二、民用建筑電氣設計供、配電設計
民用建筑供電主要是解決建筑物內用電設備的電源問題。包括變配電所的設置,線路計算,設備選擇等。
供電設計包括供電電源的電壓、來源、距離和可靠程度,目前供電系統和遠景發展情況;用電負荷的性質、總設備容量和計算負荷;變配電所的數量、容量、位置和主接線;無功功率的補償容量和補償前后的功率因數;備用容量和備用電源供電的方式;繼電保護的配置、整定和計量儀表的配置。建筑物中一二級用電負荷應由雙重電源供電,三級負荷可采用單個電源供電。兩個電源運行方式,原則上是兩路同時使用,互為備用。為了保證供電可靠性,現代民用建筑至少應有兩個電源,具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。另外,還裝設應急電源,如快速自啟動的柴油發電機組、專用饋線回路、EPS等。國內民用建筑的供電電壓,都采用其10kV標準電壓等級。超高層根據負荷容量及等級采用35kV或更高等級。在用戶電表開關箱應向室內配電回路,應以照明、空調及其它電器用插座分三個回路為基本回路,除以上三個回路外,尚應根據地區條件和工程要求增設廚房電器具專用回路,以及衛生間電熱水器專用回路。
除了從配電箱出來的回路外,還有有線電視、電話線路,至少有七路管線進入居室,其中這七路管線中除照明是在頂板輻射外,其余管線均敷設在地面墊層內,彼此交叉是不可避免的。暗敷線路按最近線路輻射時,由于住宅的墊層比較薄,線路管線交叉不易處理;另外照明線路通常利用頂棚燈的接線盒進行分線,在住戶鋪設地板時,往往將敷設在地坪內的管線打斷,造成電氣不安全和使用的不方便。暗敷線路沿板孔、墻縫垂直或平行地面敷設,就可以避免上述問題的發生,因為管線交叉可以在墻縫中解決,而照明線路則在墻的拐彎處利用接線盒進行分線,而非頂棚燈的接線盒,住戶可根據配電平面圖,了解進入分支回路的具體方向和位置,從而避免在鋪設地板時將管線打斷。
三、采用合適的無功補償裝置,提高功率因素
目前,民用建筑設計中,絕大部分采用變壓器低壓側集中補償,這種做法僅減少了區域變電站至用戶處的高壓線路上的無功傳輸,提高了用戶處的功率因數,可以不受或少受供電局局的罰款。而對用戶,無功仍由變壓器低壓母線經傳輸線路輸送到各用戶點,低壓線路上的無功傳輸并沒有減少,那么無功補償也就達不到節能的目的。在民用建筑中應改變電容器集中安裝的做法,對容量超過10KW的風機、水泵、傳送帶等電動機端設置就地補償裝置,空調主機及冷凍泵等常在其附近設專用變配電所,可以集中補償,但若供電距離超過20m時也最好采用就地補償。這樣才能使線路上的無功傳輸減少,達到節能目的。電動機就地補償裝置的接線有二種方式,一是并接在熱元件的一次線后,熱元件的整定電流應按補償后的電機工作電流計,這種接線適合新安裝的電機;另一種是裝補償電容器在接觸器主接點之后,熱元件一次線圈之前,熱元件的整定電流就不計補償的影響,這適合于進行改造的電機接線,這樣做可使電容器與電動機一起投切。
四、配電系統中導線載流量設計
電線(電纜)的載流量需與低壓短路器的整定電流配合選擇,供線路受到短路器的保護,是每個工程都要遇到的問題,是設計人員必須掌握的基本功,看起來很簡單,但實際的施工圖中問題很多,這類問題主要表現在導線允許持續載流量小于保護該導線的斷路器脫扣器的整定電流。正確的做法應是先按負荷的計算電流確定保護短路器的整定電流,再按其選擇導線,使導線受到短路器的有效保護。總之,應嚴格按照《配電設計規范》進行設計,全面考慮各種因素,以確保供電安全可靠。
民用建筑電氣設計節能設計
民用建筑的節能潛力很大,應在設計中精心考慮。但是在選用節能的新設備上,應具體了解其原理、性能、效果,從技術、經濟上進行比較后,再選定節能設備,以達到真正節能的目的。一個設計的合理性直接影響電氣設備的成本,只有經過仔細的設計,根據實際情況,既為將來發展留出余量又節省投資,這樣才是一個合理的設計。隨著我國經濟的飛速發展,能源問題被提到越來越重要的地位。建筑的供配電系統的節能降耗問題則更顯得重要。我國大約有建筑面積五百多億平方米,能源消耗比世界平均水平高出1-2倍,而電氣建筑部分的能源消耗更是明顯,因此,降低建筑電氣節的能源消耗是大勢所趨。但是電氣建筑節能是一項技術性很強,影響因子復雜的工程。所以,電氣工程師應對所負責的電氣工程質量具有高度負責的責任心,充分應用自己的專業水平深入、細致的搞好電氣工程的技術、質量、進度、簽證、安全等管理工作,同時,建筑的電氣安裝要符合節能的需要。
結語
電氣設計是建筑工程重要的內容之一,然而目前,有關建筑電氣設計的標準,沒有引起專業人員的足夠重視,民用建筑的電氣安裝比較混亂,電氣設計不夠規范,許多住宅的電氣安裝沒有考慮家用電器普及和快速發展的態勢,埋下了安全隱患。相關工作人員應從安全性、可靠性、經濟性及節能性等方面進行綜合分析,不斷的研究探討、總結經驗,為建筑電氣設計的安全與進步做出貢獻。
參考文獻
《建筑電氣設計手冊》中國建筑工業出版社
民用建筑電氣設計規范 JGJ16- 2008.
關鍵詞:高層建筑 電氣設計 節能 消防
中圖分類號:TU97文獻標識碼: A
近年來,隨著我國經濟的快速發展,城市建設標準提高了,土地利用價值增高了,城市建筑的高度也就越來越高了,越來越多的人也就走進了高層建筑,因此高層建筑的設計的質量和電氣設計變得尤為重要,高層建筑的電氣設計成為比較重要和復雜的課題。同時,高層建筑耗能浪費的現象也是一個普遍存在的問題。因此設計者必須要熟練掌握高層建筑電氣有關的設計規范,才能避免問題的出現。高層建筑電氣設計規范主要有《民用建筑電氣設計規范》、《高層民用建筑設計防火規范》、《火災自動報警系統設計規范》、《建筑物防雷設計規范》等。
一、高層建筑的定義:
超過10層的住宅建筑或高度超過24米的其他民用建筑定義為高層建筑。
二、高層建筑電氣設計的主要內容
(1)負荷分級及供電電源要求 高層建筑中一般除住戶用電外,其他公共部分用電及消防用電均為一、二級負荷,具體應根據建筑分類確定。為了保證供電可靠性,滿足一、二級供電負荷要求,高層建筑至少應有兩個獨立電源或兩回線路,具體做法應視負荷級別及當地電網條件而定。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,根據負荷等級及當地要求還須裝設應急備用柴油發電機組,要求在30秒鐘內自動恢復供電,保證應急照明、消防設備、電梯等設備的事故用電。
(2)負荷計算 負荷計算可作為按發熱條件選擇變壓器、導體及電器的依據,計算正確與否在設計中起決定性作用;負荷計算可采用單位指標法和需要系數法。
(3)低壓配電系統(1)低壓配電:高層建筑的低壓配電系統應將照明、電力、消防及其他防災用電負荷分別自成系統;對于容量較大的用電負荷或重要用電負荷,宜從配電間以放射式配電;(2)計費方式,計費大致分為三種,住宅電價、公共部分電價、商業電價;部分地區公共用電部分采用將照明與動力分開的兩部電價法。
(4)主要電氣設備選型(1)電力變壓器。配電變壓器選擇應根據建筑物的性質和負荷情況、環境條件確定,設置在民用建筑中的變壓器,應選擇干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器。(2)自備應急柴油發電機組。宜選用高速柴油發電機組和無刷勵磁交流同步發電機,配自動電壓調整裝置。選用的機組應裝設快速自啟動裝置和電源自動切換裝置。
(5)電氣照明設計 在進行照明設計時,應根據視覺要求,作業性質和環境條件,通過對光源、燈具的選擇和配置,使工作區域或空間具備合理的照度、顯色性和適宜的亮度分布以及舒適的環境。
(6)火災自動報警系統 現代高層建筑的火災自動報警系統,包括:火災自動報警和消防聯動控制,實現報警滅火自動化。控制中心對探測回路進行巡測,當某一探測區域內著火,該處的探測器采集到現場信號,并立即把信號發回控制中心的控制器,控制器將此信號進行判斷,若確認著火,控制器則向火災現場發出聲光報警信號和火災應急廣播。
(7)防雷與接地 高層建筑防雷是依據法拉第籠原理采用籠式防雷系統,就是將建筑物屋面避雷網(帶)、引下線和接地裝置三部分聯結成一個整體的鋼鐵大網籠。從防直接雷、防側擊雷、防雷電感應和防雷電波侵入等方面,綜合考慮接閃功能、分流影響、均衡電位、屏蔽作用、合理布線和基地等因素,做到從整體上兼顧建筑物外部防雷和內部防雷等功能,達到安全防雷的目的。
高層建筑通常利用樁基礎、筏型基礎、箱型基礎作接地裝置,這些基礎連成的接地網有較大電容,其沖擊阻抗很小。建筑物的防雷接地與電氣設備的接地、微電子設備接地均應連接成統一的接地系統,其共用接地電阻按其中最小值選定。
(8)高層建筑常用電氣設備 應根據建筑物的規模、性質、特點及建造者的特殊要求,合理選擇電梯的規格(包括速度、載重、控制方式等)、臺數和調速方式,電氣設計人確定好電梯的用電負荷等級,選配配電源線的開關、熔斷器和導線,其他的電氣控制設備均由制造廠成套安裝。
(9)配變電所位置 現代高層建筑的用電量較大,在確定變電所位置時,應盡可能使變電所深入或接近負荷中心,靠近電源側便于進出線,還應避免與廁所、浴室等其他經常積水場所等臨近。
三、建筑電氣設計中的節能原則
建筑電氣設計人員在熟悉國家規范和地方節能標準的同時,還要掌握建筑電氣節能的原則,在設計中綜合考慮建筑電氣的節能。建筑電氣節能設計應該是在充分滿足、完善建筑功能要求的前提下,減少能源消耗,提高能源利用率,因此,建筑電氣設計既不能以犧牲建筑功能、損害使用需求為代價,也不能盲目增加投資、為節能而節能。因此,建筑電氣節能設計應把握以下三個原則:
(1)合理利用 建筑電氣節能設計應滿足建筑物的使用功能和設計標準等綜合要求,也就是按照用電設備對于負荷容量、電能質量與供電可靠性等方面的要求,來優化供配電設計方案。促進電能的合理利用。
(2)節能降耗 建筑電氣節能的著眼點應該放在一些無謂的能量消耗上,找出與發揮建筑物無關的能源消耗,再考慮采用先進的節能設備,采用相應的節能措施。如:變壓器、線路、照明燈具及光源等設備的更新和設備運行的節能控制。
關鍵詞 民用建筑電氣;配電系統;照明;防雷接地系統
中圖分類號TU97 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)106-0056-02
我國經濟的不斷騰飛,究其原因與其核心支柱產業建筑行業的飛速發展有著緊密的關系,土建行業發展伴隨的就是其相關的規范不斷完善,建設標準日益提高,配套設備的技術革新。筆者以十年的從業經驗,從以往的設計中粗淺的總結了幾點民用建筑電氣配電設計經驗,望廣大同行及相關從業者給予批評指正。
1 民用建筑電氣設計的內容
常規的民用建筑電氣配電設計中包括:變配電系統;動力及應急動力配電系統;正常照明、應急照明配電系統;電氣安全、防雷接地系統;
1.1 民用建筑電氣設備的總負荷計算
民用建筑電氣負荷計算常用方法有兩種,單位指標法和需要系數法。一般對空調設備、水泵、風機、電熱、電梯等設備,按其設備安裝容量進行統計;對于照明等無確切容量的按單位面積功率法進行布置并統計,然后采用需要系數法進行計算。
1.2 用電設備負荷性質分級
民用建筑中按照《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008中3.2.2可分為一、二、三級負荷,其中部分一級負荷被視為一級負荷中的特別重要負荷需要最有保障的供電方案來保障。
1.3民用建筑電氣設備的供電的選擇
1)一級負荷應有兩個電源供電,當一個電源發生故障時,另一個電源不應同時受到損壞;
2)一級負荷重特別重要負荷,應增設應急電源,并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統;
3)二級負荷的供電系統,宜由兩回線路供電,負荷較小或供電條件困難時,可由一回6kV以上專用回路供電;
4)三級負荷可按約定供電。
以上第二路電源可采用第二路獨立市政電源或自備電源。
1.4供配電設備容量選擇
變壓器以每組負荷率70%~80%為宜,柴油發電機組以保障與消防負荷最大項數值來選取,日用郵箱應滿足3~8最大負荷運行用油量。
1.5變電所及柴油發電機房
變電所應設置于負荷中心,確認供電半徑處于合理范圍。變電所宜考慮設備下進下出,即下附加層設置,夾層層高2.2m,凈高不小于1.8m設置。如條件不允許,應精確計算配電橋架的用量,以確保層高滿足要求。內含中壓配電設備及值班室的綜合變配電所可按照每1000kVA計70平方米的方法設計。柴油發電機組進排風應與暖通專業密切配合確定。如條件限制可采用外置式冷卻方案。
如設計中有大容量季節性負載,可采用專用變壓器(組)。
變壓器應選用干式變壓器,接線組為D,yn11,防護等級不低于IP30。
1.6繼電保護繼電器連鎖
應根據當地的接地形式設置中壓保護,根據低壓系統形式確定進線與母聯的連鎖要求。并應根據當地供電公司的要求設置無功補償設備。在變電所宜設微機監控系統進行實時監測、實現供電系統的預警、報警、電能計量、用電負荷曲線自動生成等功能。
1.7低壓配電系統的設計
低壓配電采用放射式與樹干式相結合的方式,對于單臺容量較大的負荷或重要負荷采用放射式供電;對于一般負荷采用樹干式與放射式相結合的供電方式。大容量冷凍機組應設置軟啟動設備。
消防負荷及一級負荷采用雙電源供電并在末端互投。
1.8照明配電系統
照度標準:按現行標準《建筑照明設計標準》GB50034-2004執行。
光源:除有裝修要求的場所外照明光源以熒光燈為主。
照明配電系統:采用放射式與樹干式相結合的配電方式,應急照明、疏散指示照明等采用雙電源供電末端互投。照明和插座由不同的饋電支路供電,照明、插座均為單相三線,燈具采用有接地端子的I類燈具,使其能可靠接地。公共場所部分正常照明宜由樓宇自控系統控制。
配變電所、發電機房、消防中心、水泵房、電梯機房、排煙機房等重要機房設100℅的應急照明,切供電時間不小于180min;各公共場所設置不低于正常照明的10~15%的應急照明,應急照明采用雙電源供電末端互投。
在地下車庫、走廊、樓梯間及其前室、電梯間及其前室、主要出入口等處設置疏散照明。出口指示燈、疏散指示燈帶蓄電池,持續供電時間不小于30min。
信息中心等設100℅的備用照明。
1.9電纜導線的選型和敷設
中壓電纜宜選用交聯聚乙烯絕緣、聚氯乙烯護套銅芯電力電纜。
低壓出線電纜宜選用低煙無鹵阻燃交聯聚乙烯絕緣聚烯烴護套銅芯電力電纜,其工作溫度為90℃;應急回路出線選用低煙無鹵耐火交聯聚乙烯絕緣聚烯烴護套銅芯電力電纜,工作溫度為90℃。至污水泵的出線選用防水型電纜。應急照明支線選用聚氯乙烯絕緣導線。控制線選用型控制電纜,與消防有關的控制線選用耐火型控制電纜。
1.10 防雷、接地及電氣安全:
民用建筑最高為2類防雷建筑物。凡正常不帶電而當絕緣破壞有可能對地呈現電壓的一切電氣設備的金屬外殼均應可靠接地。在變電所中壓電源進線處裝設避雷器,防止雷電波侵入。在變壓器出線柜上裝設避雷器防止操作過電壓。.在變壓器低壓側裝一組浪涌保護器,裝在低壓主進開關負載側的母線上,浪涌保護器支線上應設短路保護電器,并且與主進開關之間應有選擇性;計算機設備、弱電設備、不間斷電源、控制裝置等于設備配電箱等處裝設浪涌保護器。 由室外引入建筑物的電氣線路在其入口處的配電箱、控制箱、前端箱等的引入處應裝設浪涌保護器,并就近與進出建筑物的各種金屬管道等進行等電位聯結,并可靠接地。
設置總等電位聯結,將建筑物內的保護干線、設備干管、建筑物及構筑物等的金屬構件就近與總等電位聯結板進行可靠連接。重要的機房、站房作局部等電位聯結;洗浴室作局部等電位聯結。除IT系統外,插座配線回路的出線開關均設漏電保護,漏電動作電流為30mA,動作時間≤0.01S。
1.11節能措施
選用節能變壓器,變電所及電氣豎井靠近負荷中心設置。縮短電源與主要負載的距離,減少了輸電線路的電能損耗。于每段低壓配電母線段裝設低壓電力電容器補償無功功率;由于從電源輸出的無功電流減少,也就減少了輸電線路的電能損耗。并且配套電抗器抑制主要諧波,提高電能質量。
2結論
隨著經濟的飛速發展,城市的用地面積變得緊張起來,尤其是城市人口的急劇增加,民用建筑變得越來越重要。而電氣設計在民用建筑中起著舉足輕重的作用。要想完善民用建筑的電氣系統,必須做好民用建筑的電氣設計。設計人員必須保證電氣系統的安全性、節能性和經濟性。
參考文獻
【關鍵詞】配電系統;照明;插座;接地
概述
設計住宅主要掌握的規范有《住宅設計規范》GB50096(電氣部分)《,民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008,《供配電系統設計規范》GB50052—95等,住宅有高層、小高層、多層,各種住宅雖種類繁多,但應有統一標準,以下是住宅電氣設計的一些體會。
1 配電系統
住宅小區一般設小區變電所,變電所可設置地上或地下式,或室外箱式變壓器,變壓器容量按小區總用電負荷計算。從變電所至各幢住宅樓采用放射式供電,室外電纜敷設根據場地要求和電纜根數采用直埋或電纜溝敷設。園區是整個地下室的住宅小區,由變電所至各樓的電纜可采用電纜橋架方式敷設至各樓。住宅小區的每幢住宅樓采用由小區變配電站配電時采用TN—C—S系統;對附設有配電所的高層電梯住宅采用TN—S系統。多層住宅進線柜可放置于樓梯間緩步臺下封出的電氣小間內,高層住宅一般有地下室,進線柜可放于地下一層的配電室內。每撞樓進線斷路器選擇四級開關帶漏電保護,漏電電流為500mA。多層住宅進線柜最多做四個回路,每臺柜總進線電流值不超過400A。有電梯的住宅應對電梯單獨供電,與住宅照明用電區別開來。走廊燈與對講門電源用電采用公用電表計量。
2 住宅集中表的設置
住宅照明計量表箱的設置方式在《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16—92第8.2.2.2條中做了詳細規定,但對集中式式計量表箱內的電表數量未作規定,本地電業局要求將數量控制在12只表以內,否則電表箱體積太大,在制作、安裝及進出管線施工方面都不便。多層住宅一般設置在首層嵌墻暗裝。高層住宅設置在管道井內或前室。對單相電源進線的用戶采用單相電表,對三相電源進線的用戶采用三相電表。
3 每戶的電源進線
住宅一方面向大戶型大面積方向發展,另一方面也有向小戶型發展的情況。小戶型一般為30~40m2,裝設功率為4~5kW/戶,進線電源采用6m2導線,中大戶型裝設功率為6~8kW/戶,進線電源采用10m2導線,超大型戶型裝設功率為10kW以上,考慮采用三相電源進線。
4 每戶的配電箱
住宅每戶設置一個配電箱,配電箱位置設于門口處,主開關要求有過電壓保護,分開關有照明回路、普通插座、空調插座、廚房插座、電熱水器插座等回路設計。照明回路開關選用16ADPN式開關,插座回路選用20A帶漏電保護型開關,對于空調回路應選擇D系列微型短路器。插座回路漏電開關的漏電電流為30mA,動作時間為0.1s。
5 插座的設置
客廳臥室對面墻各設一組二、三級插座,衛生間設電熱插座和洗衣機插座,防濺型。客廳及主臥室設置空調插座,廚房設置兩組二、三級插座,防濺型。對于精裝修住宅,插座的布置要遵照裝修圖紙的要求。
6 弱電系統
住宅樓的弱電進線一般引自小區的弱電管網。主進線箱設于樓梯間,每層設弱電配線箱,設于樓梯間(多層)或電井(高層)內。住宅戶內設弱電綜合箱。客廳主臥室設電視插口,書房設網絡插口、客廳主臥設電話插口。每幢樓單元門口設可視對講主機,每戶戶內門口設可視對講電話。
7 防雷接地
住宅的防雷等級按預計雷擊次數計算值確定。防雷裝置應滿足防直擊雷、側擊雷、防雷電感應及雷電波的侵入,并設置總等電位聯結。在屋頂采用%%c12鍍鋅圓鋼做避雷帶,屋頂避雷線網格按防雷等級設置。利用建筑物鋼筋混凝土柱子或剪力墻兩根主筋通長焊接、綁扎作為引下線,引下線上端與避雷帶焊接,下端與建筑物基礎鋼筋網焊接。住宅的防雷接地、電氣設備的保護接地等的共用統一接地極,要求接地電阻不大于1Ω,實測不足時補打人工接地極。垂直敷設的金屬管道及金屬物的底端及頂端應與防雷裝置連接。凡正常不帶電,而當絕緣破壞有可能呈現電壓的一切電氣設備金屬外殼均應可靠接地。
8 相關規范的相關條文
在住宅電氣設計過程中規范中較重要的條文應注意:(1)《供配電系統設計規范》GB50052—95第6.0.10條“由建筑物外引入的配電線路,應在室內靠近進線點便于操作維護的地方裝設隔離電器。”所以電源進線除設漏電斷路器外還應設隔離,隔離電器先用三極且符合《低規》GB50054—95第2.1.6條規定的電器。8.2《通用用電設備配電設計規范)GB50055—93“第八章日用電器”對插座等的設計要求有詳細的條文,應作為住宅設計的重要依據。(2)《建筑電氣工程施工質量驗收規范》GB50303—2002第19.1.6條規定“當燈具距地面高度小于2.4m時,燈具的可接近導體必須接地(PE)或接零(PEN)可靠,并應有專用接地螺栓,且有標識。(3)住宅一般都沒有CATV系統,根據《民用建筑電氣設計規范》第15.8.1條規定“CATV系統采用單相220V、50Hz交流電源,一般由靠近前端的照明配電箱以專用回路方式供給,另外像配線架及對講門鈴系統應采用單獨回路配電,而不與走廊照明回路共用電源,以保證檢修時相互無影響。(4)《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16—92第14.8.2.9條規定了裝有澡盆和淋浴盆的場所設置開關和插座的規定,設計住宅衛生間內的插座位置時應注意允許安裝的區域范圍,以滿足規范要求。
9 電氣試運行存在的一些問題
民用建筑電氣試運行是工程竣工交驗前的一項必備工作,是檢驗設計、施工質量好環的標準,是及時發現安全隱患、防止電氣事故發生、保證人民生命財產的有效措施。但這項工作長期不受建設、監理、施工單位的重視,有的工程根本不做,或者不按規范規定執行,由于施工技術資料對工程具有否決權,因此電氣試運行記錄資料又不能缺少,所以大多數施工單位在試運行資料和實際試驗上存在脫節。
第一,系統漏做試運行。有的工程有多個電源進戶,由于施工員搞不清概念,往往只記錄一個系統運行情況,有的把幾個系統負荷電流相加編寫一份試驗記錄,這些都是不符合規范要求的。
10 結語
住宅設計雖然看似簡單,但做精做好并不容易。想做好住宅電氣設計在使用也要適當了解和掌握其他相關專業的規范和知識,才能共同設計出精品工程。
采用兩個獨立的10kV電源供電,每個電源均能提供75%的負荷用電。同時設置柴油發電機作為特別重要負荷、消防負荷及相關重要負荷的應急電源。對于供電方案的確定從以下兩方面進行考慮:
1)供電可靠性。大型商業項目一般位于省會以及各大城市,供電電源比較可靠,臨時停電的情況較少,限電的情況在用電緊張時期偶爾會發生,一般會避開大型商業,因此不需另外設置獨立于電網的自備電源供普通的常規負荷。海岸城廣場位于深圳市南山區,供電情況良好,臨時停電或限電的情況沒有發生過。
2)供電質量。目前大型城市的供電質量均比較良好,對于電壓波動、偏差、閃變、頻率偏差、諧波和三相電壓不平衡都能有效控制。經過核算并綜合考量,兩套方案均能滿足規范要求和使用要求,其中方案一的可靠性較高,方案二較實用。根據供電的實際情況,附近的10kV開關站出線均已接近全部使用,能夠提供兩個獨立的10kV電源已實屬不易,想要接取三個獨立電源不太現實,因此采用方案二。變電所總容量的確定方案設計階段根據建筑物的用電指標進行估算,建筑物的用電指標參考如下:
1)全國民用建筑工程設計技術措施-電氣(2003版)推薦的用電指標:大中型商業建筑為60~120W/m2。
2)《民用建筑電氣設計手冊》(第2版)推薦的用電指標:大中型商業建筑為70~130W/m2。
3)全國民用建筑工程設計技術措施-電氣(2009版)推薦的用電指標:大中型商業建筑為60~120W/m2,變壓器容量指標為90~180V•A/m2。考慮到項目是一個超大型的商業建筑,而且定位較高,同時根據其他已建成的項目如金光華廣場、華潤萬家和益田假日廣場的設計容量,相關業態的用電指標確定為:普通商業建筑120W/m2;特殊商業建筑200W/m2;餐飲建筑300~500W/m2(根據餐飲面積的大小確定);電影院、溜冰場的負荷容量約為250kW,以最后專業公司提供的容量為準;地庫15W/m2,超市150W/m2。由于餐飲建筑所占比例較大,接近30%,初步確定為130~140V•A/m2。施工圖完成后確定采用9臺容量為2000kV•A的變壓器,變壓器容量指標約為135V•A/m2。由于本項目的良好地段和業主的優惠政策,商業的出租率基本上是100%。經過一年的正常運營后,業主召開總結會,進行了實地考察,最熱月滿負荷時變壓器的負荷率是69%,運營效果基本良好。同時69%的負荷率對變壓器來講是一個比較經濟節能的運行點。經過對各商業進行分析,商業內雖有租戶的調整和變化,但業態種類的變化在已確定的區域內不是很大。由于地理位置優越,一層的餐飲建筑面積擴張較大,出現了部分用電緊張的情況,如一些臺位的增加(使用電爐),通過變電所內部分配回路的調整,使得整體商業有一個自身擴容的余量。因此在后期用電容量有一定增加的情況下,不需要做整體的增容,只需在內部調整就能夠解決。
二、單臺變壓器容量的確定
中國申辦奧運會之后,隨著大型場館的不斷興起以及大體量及超大體量項目的涌現,單臺變壓器的容量不斷向大容量挑戰,直到2500kV•A甚至3200kV•A。這在工業電氣設計中并不罕見,但在民用建筑電氣設計中用量相對較少,同時由于上一級開閉所的限制,因此過大容量的變壓器在使用上會受到一定的限制,建議采用2000kV•A以下的變壓器較為適宜。根據當時JGJ16—92民用建筑電氣設計規范第4.3.6條規定,變壓器低壓側電壓為0.4kV時,單臺變壓器容量不宜大于1000kV•A。該規范出臺為1992年,出臺時間較早,目前根據JGJ16—2008民用建筑電氣設計規范第4.3.6條,變壓器低壓側電壓為0.4kV時,單臺變壓器容量不宜大于1250kV•A。廣州等大城市供電局對專用變壓器的設置要求是不宜大于1600kV•A。根據上述規范及標準,結合變壓器當時的使用情況,并根據商業面積高價值的要求,在既滿足相關規范及部門的技術要求,又滿足商業性價比的需要的條件下,變壓器的容量建議取值為1600~2000kV•A。海岸城廣場采用9臺容量為2000kV•A的變壓器。
三、變電所位置的確定
根據民用建筑電氣設計規范和相關設計手冊,變電所位置的選擇原則為:①深入或接近負荷中心。②接近電源側。③進出線方便。④設備吊裝運輸方便。⑤不應設在廁所、浴室、廚房或其他經常積水場所的正下方,且不宜與上述場所貼臨,如果貼臨,相鄰隔墻應做無滲漏、無結露等防水處理。⑥不應設在有劇烈振動或有爆炸危險介質的場所。考慮到本項目體量較大,在變電所的設置上進行了認真研究和探討,供電半徑的界定是設置變電所的關鍵,主要從以下幾個方面考慮:
1)原則上的界定。全國民用建筑工程設計技術措施-電氣(2009年版)第3.1.3.2規定,低壓線路的供電半徑應根據具體供電條件,干線一般不超過250m。當供電容量超過500kW(計算容量),供電距離超過250m時,宜考慮增設變電所。在本次設計中將供電半徑設置在標準的范圍之內。2)當供電半徑超過相關標準要求則需要準確核算,可以先從電壓損失角度考慮,根據三項平衡負荷線路的電壓損失計算公式:Δu%=槡3/10Un(R0'cos?+X0'sin?)。計算電壓損失百分數Δu%。根據JGJ16—2008民用建筑電氣設計規范第3.4.4條規定,用電單位受電端供電電壓的偏差允許值應符合下列要求:1)220V單相供電電壓允許偏差應為標稱系統電壓的+7%、-10%。
2)線路的電壓損失一般考慮小于4%,利用上述公式經計算后可以確定,變壓器的電壓損失一般小于2.7%。因此小于7%,滿足規范要求。由于計算電流一般情況下選用的為額定值并考慮了一定的余量,因此實際的電流一般會小于計算電流,電壓損失會更小。在實際運行中,能小于5%,也能滿足JGJ16—2008規范民用建筑電氣設計規范第3.4.5條的要求。
3)在考慮電壓損失的同時,還應從短路容量考慮,從系統容量、變壓器、母線以及低壓線路幾個方面統一考慮。歸算到變壓器低壓側的高壓系統的阻抗根據下式計算Zs=(cUn)2/Ss″×103式中,Zs為歸算到變壓器低壓側的高壓系統阻抗,mΩ;Un為變壓器低壓側的標稱電壓,0.38kV;c為電壓系數,計算三相短路電流時取1.05。變壓器阻抗根據下式計算ZT=(UK%/100)×(U2r/Sr)當電阻值允許忽略不計時XT=(UK%/100)×(U2r/Sr)線路的零序阻抗根據下式計算Z(0)=Z(0)ph+3Z(0)p=[R(0)ph+3R(0)p]2+[X(0)ph+3X(0)p]槡2式中,Z(0)為低壓配電線路的零序阻抗;Z(0)ph為相線的零序阻抗;Z(0)p為保護線的零序阻抗;R(0)ph、X(0)ph為相線的零序電阻和電抗;R(0)p、X(0)p為保護線的零序電阻和電抗。線路的相保阻抗計算根據下式計算Zph=(R2php+X2php槡)式中,Zph為線路的相保阻抗;Rphp為相保電阻;Xphp為相保電抗。通過上述公式可計算三相短路電流和單相接地短路電流,從而確保供電半徑內的設備供電滿足要求。關于海岸城廣場變電所的設置將從以下兩方面進行考慮:
1)一方面從技術規范角度,根據前面提到的《民用建筑電氣設計手冊以及全國民用建筑工程設計技術措施》中的要求,結合電壓損失計算公式計算,一般容量(200kW以下)的負荷干線供電300m左右基本上均能滿足要求。在滿足單層并排敷設條件下,根據民用建筑電氣設計手冊或工業與民用配電設計手冊的相關參數選取的電纜規格(可選取單層敷設在墻、地板或無孔托盤上選項,一般干線都敷設在托盤上,且敷設回路數多于9根),通過計算,基本上也能滿足短路電流計算的要求。海岸城廣場長218m,寬176m,地上部分寬138m。其中地上1層中部為市政道路,2層以上連通。結合項目的實際情況,一個變電所在技術上是可行的。
2)另一方面,從占地面積、物業管理的運營維護的角度來考慮,根據供電部門的相關要求以及工程的實際情況,變電所設于地下1層。而地下1層多為商業的黃金地帶,變電所數量越少面積越省,供商業使用的空間越多。同時,變電所越少,運營管理越簡單方便,運營維護成本也更低。海岸城廣場東西向較長,約為218m,如設兩個變電所,用電設備的配電及安裝較為方便。但從綜合技術要求及性價比兩方面來考慮,認為設置一個變電所在增加商業空間以及建成后的運營維護管理方面都有較大的優勢,且一個變電所足以滿足本工程的供電需求。因此確定建立一個變電所。在變電所的位置選擇上,盡可能不占用可能作為商業用途的位置。結合建筑平面及結構圖樣,認為設在商業和車庫交界的位置比較理想,對商業和公共配套區域的配電分區明確,分布合理,同時靠近大用電量的機電設備用房,做到了節能和環保。
四、結束語
關鍵詞:剩余電流動作保護裝置;選擇性;分級保護;電氣設計
0引 言
隨著國民經濟的快速發展和人們用電安全意識的不斷增強,用戶對民用建筑供用電的可靠性和安全性提出了越來越高的要求。在民用建筑電氣設計中,當低壓系統的主保護達不到保護單相接地的要求時,都應采用剩余電流動作保護裝置,以確保人身和財產安全。
1、RCD的選擇性
RCD主要用于人身電擊保護(即直接接觸保護)、接地故障保護(即間接接觸保護)和電氣火災保護。根據保護目的的不同,在民用建筑電氣設計、安裝與使用中,可采用RCD進行分級保護,以保證下級剩余電流僅造成本級RCD的脫扣,不會使上級RCD脫扣(除非故障持續了一段時間),這稱為RCD的選擇性。在采用RCD的選擇性作為分級保護方式時,應注意以下幾點事項。
(1)當低壓供用電系統正常運行時,由于電氣線路和電氣設備對地電阻和電容形成的阻抗不可能無窮大,因此,在任何電氣裝置或電氣線路中都存在正常泄漏電流(I)。
在選擇RCD的額定剩余動作電流值(In)時,應充分考慮被保護電氣線路和電氣設備可能產生的正常泄漏電流,必要時可通過實際測量取得被保護電氣線路和設備的泄漏電流值;在選擇RCD的額定剩余不動作電流值(In0)時,通常取為0.5倍的額定剩余動作電流值(即(In0=0.5(In),且應不小于電氣線路和電氣設備的正常泄漏電流的最大值((Inx)的2倍(即In0≥2 Inx),所以Inx≤0.5 In0=0.25 In。因此,電路中的正常泄漏電流不應超過額定頻率下RCD的0.25 In;如果正常泄漏電流I>0.25 In,則應將被保護電路分成若干個分支回路,并在每個分支回路中安裝1臺RCD。
(2)當低壓供用電系統發生接地故障或人身電擊事故時,電氣裝置或電氣線路產生漏電電流,漏電電流直接流向大地,導致由電源流向負載與從負載流回電源的電流之間存在電流差。該電流差稱為剩余電流(包括正常泄漏電流和異常漏電電流)。
用于人身直接接觸電擊事故保護時,為保證人身安全,RCD的分級保護(最多不超過三級)應以末級保護為基礎,末級保護應選擇額定剩余動作電流(In)不大于國際上公認為30mA的人體安全電流值的一般型(無延時)RCD,即In≤30mA,t=0.1s;用于接地故障電流引起的電氣火災保護,應在需要火災保護的電氣裝置或電源進線端設置額定剩余動作電流不超過300mA的RCD;用于接地故障電流引起的電氣裝置外露可接近導體持續帶有危險電壓而產生人身電擊事故或電氣設備損壞事故。
(3)采用分級保護方式的上級RCD的最小不驅動時間應大于下級RCD的最大分斷時間;上級RCD的額定剩余動作電流至少為下級RCD的額定剩余動作電流的3倍,因此,上、下級之間的動作時間差不能小于0.2s,且應滿足: In1≥KIn2式中In1、In2是上、下級RCD的額定剩余動作電流值(ma)K是可靠系數,常取3。
(4)在采用分級保護方式的電氣線路或電氣裝置中采用電涌保護器(SPD)進行過電壓保護時,應將SPD設置在末級保護RCD之前,且預期對地電涌電流不應超過SPD上級延時動作型RCD的抗擾度值。
(5)采用RCD的選擇性進行分級保護方式時,安裝使用前應進行串接模擬分級動作試驗,保證其動作特性協調配合。
2、運用實例與分析
根據RCD的選擇性,在民用建筑電氣設計中,筆者采用RCD分級保護方式設計了兩種常用的住宅配電系統圖。
或多層住宅配電系統圖。它設計簡單、使用方便,但是可能會隨著電氣裝置的老化、電氣線路的增長或電氣設備的增多等多種因素導致泄漏電流增大而出現頻繁跳閘現象。
護方式發生該現象的可能性極少,即使發生,停電范圍也極小,不會如圖1采用的保護方式那樣在RCD脫扣時導致整套房間停電。但圖2采用的保護方式會增加部分工程投資。更適用于別墅區或大面積公共場所(如商場、展覽館、展覽廳、地下室等)的電氣設計。
3、結語
在民用建筑電氣設計中,這種具有選擇性分級保護方式的RCD設置采用不同額定剩余動作電流、不同動作時間組成,保護目的較明確,先后有序,配合協調,可防止越級跳閘的漏電保護網,最大限度地減小故障面,既保障了民用建筑供用電的安全性,又提高了民用建筑供用電的可靠性。
[1]中國建筑學會建筑電氣分會.JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》實施指南[M].中國電力出版社
關鍵詞: 住宅 電氣設計 供電系統 電氣保護
隨著社會的進步和人們生活水平的提高,住宅的作用越來越重要,并且隨著我國住宅制度的改革,住房將全部作為商品面向市場。作為商品其質量以及其布局是否合理將直接影響住戶的使用和開發商的利益,因此住宅的電氣設計應引起設計人員的注意。為此,筆者結合多項大中型住宅小區的電氣設計工作的經驗,將闡述對住宅小區電氣設計的一些體會。
一、住宅建筑配電設計:
住宅配電設計要求:住宅配電設計必須滿足居民的安全、方便和美觀的基本要求,即應做到供電可靠并保證電源質量,盡可能做到系統接線簡單且有一定靈活性,保證操作安全、維修方便、保證電源質量。住宅配電設計,首先考慮住宅的用電負荷等級、每戶用電量和用電計量方式,然后,確定配電系統方式,合理選擇線路保護電器,完成配電系統和電氣平面圖的施工圖設計。
1. 住宅用電負荷等級 :
根據《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16-2008和《高層民用建筑設計防火規范》GB50054-95(2005年版)的規定,現將住宅建筑用電負荷等級和對電源配置簡要地敘述如下:
住宅用電負荷分級表
序號 住宅類別 電力負荷名稱 負荷等級
2 高層住宅、19層及以上普通住宅 消防用電設備、應急照明、消防電梯 一級
生活水泵電力、公共場所照明 二級
2 9~18層
普通住宅 1.消防用電設備、客梯 二級
2.生活水泵電力、公共場所照明 二級
3 9層以下
普通住宅 1.生活水泵電力 三級
2.其他 三級
2. 住宅供電電源的配置:
2.1一級負荷對供電電源的要求:
一級負荷應有兩個獨立電源供電,當一個電源發生故障時,另一個電源應不至于同時受到損壞,以維持繼續供電,供給一級負荷的兩個電源宜在最末一級配電箱處自投切換。一級負荷別重要的負荷,除上述兩個電源外,還必須增設應急電源,為保證對特別重要負荷的供電,嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。
2.2二級負荷對供電電源的要求:
二級負荷應有兩電源供電,即應有兩回路供電,應做到當發生電力變壓器故障或線路常見故障時不至于中斷電源(或中斷后能立即恢復)。
2.3 三級負荷對供電電源無特殊要求:當以三級負荷為主,但有少量一級負荷供電時,其第二電源可采用自備應急發電機組或逆變器作為一級負荷的備用電源。
3. 戶內用電負荷:參照《住宅設計規范》GB50096-1999(2003年版)的相關規定及目前各地住宅建筑的發展情況,住宅用電負荷標準可參照下表要求設計。
住宅每戶用電負荷標準及電度表規格
戶型 建筑面積() 用電負荷標準(KW) 電度表規格(A)
A 50以下 3 5(20)
B 50~90 4 10(40)
C 90~150 6 10(40)
D 150~200 10 15(60)
E 200~300 50W/ 20(80)
當以B戶型作為負荷計算的基本戶型,需要系數可按《住宅建筑用電負荷需要系數表》選取。住宅公用照明及公用電力負荷需要系數,一般可按0.8選取,當每戶用電負荷標準大于4KW時,可按二者之間的比值計算戶數。如某戶用電負荷為8KW時,則該戶可折算成2個基本戶進行計算。
4. 負荷計算:
住宅建筑負荷計算通常采用需要系數法。確定了住宅用電的需要系數,就能計算該座住宅的實際用電量,以此來確定供電容量。需要系數法是利用一個需要系數乘以設備容量即可求得用電建筑物的有功計算負荷。
5. 戶內配電箱系統:
住宅戶內一般情況下可安裝一臺配電箱。配電箱的安裝位置,宜選擇在進戶的戶門附近,不大明顯的承重墻上,一般安裝高度為1.8米。每套住宅進戶線截面不應小于10平方毫米,分支回路截面不應小于2.5平方毫米。每套住宅的空調電源插座、電源插座與照明,應分路設計;廚房電源插座和衛生間電源插座宜設置獨立回路,除壁掛式空調回路外其余插座回路均應裝設漏電斷路器。每套住宅應設置電源總斷路器,并應采用可同時斷開相線和中性線的開關電器。
6. 用電計量方式:
目前,住宅用電計量,采用一戶一表制的分戶計量方式,一般不裝樓內照明總計量表,公共用電應單獨計量。每戶電度表箱宜集中設置,多層或戶數較少的高層可考慮設置在單元電表間內,戶數較多的高層可考慮設置在每層電氣豎井內。
7. 配電方式:
多層住宅配電系統的配電方式以放射式和樹干式為主。高層住宅配電方式照明系統采用樹干式配電,而消防設備、客梯等設備配電采用放射式。
二、住宅建筑的電氣安全:
1. 等電位聯結:
一般住宅采用以低壓供電時可采用TN-S或TN-C-S系統,在電源引入處作重復接地;其工作零線和保護地線在接地點后要嚴格分開。和其他建筑物一樣,不論采用哪種接地系統住宅樓內都應設置總等電位聯結,以降低住宅樓內的電位差,減少電氣事故的發生。但對于TN系統,總等電位聯結的設置尤為重要。一般住宅樓均采用總等電位聯結,總等電位板由紫銅板制成,將建筑物內保護干線、設備進線總管、建筑物金屬構件進行聯結。總等電位聯結線采用BV-1X25m-PC32,總等電位聯結均采用等電位卡子,禁止在金屬管道上焊接。可燃氣體管道進出建筑物時與總等電位箱可靠聯接,采用卡接方式,設洗浴設備的衛生間應作局部等電位聯結,弱電機房、電梯機房等處設局部等電位連接。
2. 防接觸電擊的防范:
一般插座采用安全型電氣插座,插座回路設置漏電斷路器。
2.2 凡正常不帶電而當絕緣破壞有可能呈現電壓的一切電氣設備金屬外殼均應可靠接地。
浴室內電擊的防范:住宅內設洗浴設備的衛生間應作局部等電位聯結,即將浴室范圍內的金屬管道、結構以及電氣回路中的PE線通過一個局部等電位聯結端子板互相導通,使浴室內所有導電部分處于同一電位水平即可。
3. 為保證檢修時人員安全,戶內配電箱總開關應采用可同時斷開相線和中性線的開關電器。
4. 為防浪涌電壓的侵入,對各種設備造成破壞,在各級配電箱內加裝浪涌保護器。
5. 垂直敷設的金屬管道每三層與圈梁的鋼筋連接一次,且金屬管道的底端及頂端應與防雷裝置連接。
三、住宅建筑的防雷與接地:
1. 根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)住宅建筑的防雷方法分:防直擊雷、防雷電感應及防雷電波侵入,以及在無法隔離的情況下應采取等電位聯結。
2. 根據《建筑物防雷設計規范》規定,通常需要防雷的住宅建筑劃分為第二或第三類防雷建筑物,無第一類防雷建筑物。
3. 第二和第三類住宅防雷建筑物應有防直擊雷和防雷電波侵入的措施。
具體措施參見《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第三章。
4. 防雷裝置:包括接閃器、引下線、斷接卡、接地極等。
4.1 接閃器:可采用避雷針、避雷帶(避雷網)和建筑物永久性金屬物作接閃器。
4.1.1 避雷針:避雷針宜采用圓鋼或焊接鋼管制成,具體尺寸參見《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第四章第一節。
4.1.2 避雷網和避雷帶:避雷網和避雷帶宜采用圓鋼或扁鋼,優先采用圓鋼,具體尺寸參見《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第四章第一節。
4.1.3 利用屋頂上永久性金屬物作接閃器:屋頂上永久性金屬物宜作為接閃器,但其各部件之間均應連成電氣貫通。具體尺寸參見《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第四章第一節。
4.2 引下線:分明敷引下線、暗敷引下線和利用金屬物作引下線。
4.2.1 明敷引下線:專設引下線應沿建筑物外墻明敷,并經最短路徑接地。引下線宜采用圓鋼或扁鋼,宜優先采用圓鋼。具體尺寸參見《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第四章第二節
4.2.2 暗敷引下線:建筑藝術要求較高者,專設引下線可暗敷。具體尺寸參見《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第四章第二節
4.2.3 利用金屬物作引下線:
4.2.3.1 建筑物的消防梯、鋼柱等金屬構件宜作為引下線,但其各部分之間均應連成電氣通路。(這些金屬構件可悲覆有絕緣材料)
4.2.3.2 利用建筑物構件內鋼筋作引下線。具體尺寸參見《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第四章第二節.
4.3 斷接卡:
采用多根引下線時,宜在各引下線上于距地面0.3-1.8m之間裝設斷接卡。
當利用混凝土內鋼筋、鋼柱作為自然引下線并同時采用基礎接地體時,可不設斷接卡,但利用鋼筋作引下線時應在室內外的適當地點設若干連接板,該連接板可供測量、接人工接地體和作等電位連接用。
4.4 接地裝置:
可采用人工接地體或利用建筑物基礎鋼筋通長焊接形成的基礎接地網。一般住宅建筑物接地極為綜合接地體,即防雷接地、電氣設備的保護接地、電梯機房等的接地共用統一的接地極,要求接地電阻不大于1歐姆,實測不滿足要求時,增設人工接地極。具體尺寸參見《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第四章第三節
5. 防雷擊電磁脈沖:
5.1 電氣系統的電涌保護:當建筑物安裝有防雷裝置時,低壓供電的每棟建筑物的進線處(通常在總配電箱處)由于要做防雷等電位連接,都應安裝電涌保護器。
5.2 電子系統的電涌保護:通常,住宅都有電話線、寬帶線和有線電視線引入。若它們為光纖電纜引入,當其有金屬部件時應在整棟建筑物的引入處對其做等電位連接。若它們為金屬線引入,對那些不能直接連接作等電位連接者,均應加裝SPD。
綜上所述時只是筆者在多年設計工作中的一些小結。建筑電氣隨著科技的發展和人們生活水平的不斷提高,向更加完善的自動化、節能化、信息化和智能化方向發展,并且多種學科互相滲透、交融,使建筑電氣不單單包含電氣專業的知識,這樣,對電氣設計人員提出了更高的要求。現今,建筑電氣在和人們的生活息息相關,國家也在不斷完善各種各樣建筑電氣相關的規范和標準,更進一步推動了建筑電氣的發展。身為電氣設計人員,要緊跟時代步伐,努力接受和掌握新知識、新規范,力爭做最優秀的設計。
參考文獻
[1]朱林根.,現代住宅建筑電氣設計,中國建筑工業出版社,2004.
[2]全國民用建筑工程設計技術措施-電氣分冊,中國建筑標準設計研究院,2009
[3]《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16-2008,中國標準出版社,2008
[4] 《高層民用建筑設計防火規范》GB50054-95(2005年版),中國標準出版社,2005
消防設備供電與控制的設計中,主要設計到以下的幾個常用規范:
《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16-92
《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2001年版)
《建筑設計防火規范》GBJ16-87(2001年版)
《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98
消防設備供電與控制流程上的合理性是保證消防設備在發生火災時,其功能的正常發揮的重要保證;是將火災損失減小到最小程度比較有效的方法。因此,對消防設備的供電和工藝控制流程進行討論是非常必要的。
2.消防設備的供電
2.1.消防設備的供電負荷等級:
根據《民用建筑電氣設計規范》、《建筑設計防火規范》、《高層建筑設計防火規范》等規范的規定,消防用電的負荷等級與建筑物中供電負荷的最高等級相同。
一類建筑的消防用電按一級負荷供電,二類建筑的消防用電按二級負荷供電,除此而外的建筑采用三級負荷供電。
火災事故照明和疏散照明指示標志在外部電源不能保證時,可采用蓄電池作為備用電源,但連續供電時間不應少于20分鐘。
火災自動報警系統應設有主電源和直流備用電源。主電源應采用消防電源,備用電源宜采用火災報警系統控制器的專用蓄電池或集中設置的蓄電池。在設CTR顯示器、通信設備等時,宜由UPS裝置供電。
2.2.消防電氣的供電線路
消防用電設備應采用單獨的回路供電,并當發生火災切斷生產、生活用電時,應仍能保證消防用電,其配電設備應有明顯的標志。建筑物內不設配電柜室,消防電源應單獨接引,單獨配線穿管;室內設配電柜室,消防電源可從配電柜單獨專線配出。
一、二級負荷供電的消防電源線路,應采用雙源雙回路供電,并在線路末端設置雙電源自切自投裝置,兩個供電線路不能穿同一鋼管、線槽、電纜橋架。
消防電源線路若采用普通電線電纜時,必須穿穿管暗敷設在非燃燒結構體內,明敷設時,必須穿金屬管并采取防火保護措施。在電纜溝、電纜橋架內敷設時,應采用阻燃型電線電纜。
隨著社會經濟的發展和進步,電線電纜絕緣層著火發出的要害氣體逐漸為人們所重視,因此,電線電纜的低煙無鹵要求逐漸提上日程,對于地鐵車站等人員密集的場合,電線電纜必須要求低煙無鹵,對于地上建筑至少應保證低鹵低煙。
3.常見的消防電氣設施
在民用建筑中,常見消防電氣設施主要有以下集中:
3.1.消火栓及其消防泵
這是最常規的消防電氣設施,設置于大多數可以使用水消防的場合,主要用于火災時滅火。該系統一般采用手動觸發。
3.2.自噴消防泵
設置于可以使用水消防且面積較大、人流較密的場合,如高層、大型商場等,主要用于火災時大面積的滅火。該系統一般采用壓力開關進行觸發。
3.3.防火卷簾門及電動防火門
主要設置于高層建筑、空間面積比較大的商場等,主要用圖是放火、防煙,縮小火災事故范圍,防止火災的蔓延。該系統一般采用安裝于卷簾兩側的探測器觸發。
3.4.正壓送風機
發生火災時,向火災層輸送正壓新鮮空氣,一方面為火災層的人員提供足夠逃生的氧氣,以免因空氣中氧氣缺少而窒息,另一方面阻止因煙囪效應使火災向上層蔓延。該系統一般由火災報警聯動控制器觸發。
3.5.排煙風機
火災撲滅后,排出火災層的煙霧和有害氣體,保持火災救護人員能夠呼吸到足夠的新鮮空氣。該系統一般由火災報警聯動控制器觸發。
3.6.消防電梯
火災發生時,幫助人們從火災發生層快速逃生至底層,離開發生火災的建筑物。
3.7.火災自動報警系統
利用火災早期的一些現象,如各種煙霧、火光等信息,及時反映火災信息,做到先期預防,講火災發生的可能消滅在萌芽狀態,最大限度的減少火災損失。該系統一般由探測器、控制器、消防設備執行機構和相關的控制線路組成。
3.8.氣體消防系統
該系統集火災探測、氣體滅火為一體,主要適用于一些不便用水消防的含有貴重設備的場合。該系統一般自成體系,它包含必要的火災探測和相應的執行機構,在保護區域發生火災時,自動釋放滅火氣體。該系統由保護區域內配套的火災探測器進行觸發。
3.9.消防廣播和聲光報警器
該系統主要用于發生火災時,組織和疏導人員疏散和快速撤離,該系統觸發由消防控制中心(消防值班室)完成。
3.10火災應急照明
該系統用于發生停電事故時(包括火災事故),幫助人員逃生與疏散。
關鍵字:住宅小區用電容量計算變電所設計
中圖分類號:TM63 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著近幾年房地產的發展,大面積住宅小區和別墅區的建設項目也多了起來;同時,隨著住宅管理社會化和智能化的發展,各地供電部門對住宅小區供電要求也有較大的變化,今年國家住房和城鄉建設部也《住宅建筑電氣設計規范》,更加規范的要求住宅小區變配電的設計。本文就寧夏石嘴山地區住宅小區變配電的設計談談自己的一些體會,供同行們的參考。
1住宅小區用電量的計算
住宅小區用電負荷的計算一般要考慮以下幾個內容:住宅用戶、住宅公共用電(門廳、樓梯間、住宅樓電梯、生活水泵、采暖穩壓泵、地下車庫用電、以及住宅區配套居委會、物業管理及活動室等)、商業用電、總體用電、消防用電等。
1.1住宅用戶
住戶用戶負荷標準參考國標《住宅設計規范》8.7.1但根據新《住宅建筑電氣設計規范》表3.3.1和寧夏回族自治區工程建設標準設計綜合考慮進行計算(見表1)
表1每套住宅用電負荷和電能表的選擇
根據規范要求當每套住宅的用電負荷和電能表不宜低于表1,當每套住宅建筑面積大于150㎡時,超出的建筑面積可以按40W/㎡~50W/㎡計算用電負荷。建筑面積是指每套住戶內獨自使用的面積,在計算用戶電總容量時宜采用需要系數法:即根據在同一相電源上的戶數參照《民用建筑電氣設計手冊》推薦值(見表2)進行計算。
計算時應選擇最不利的一相并采用插入法進行計算。
1.2 住宅公共用戶
住宅公共用戶用電負荷應包括門廳、樓梯間、架空層等公共部分照明,共住宅樓使用的電梯;生活水泵、采暖穩壓泵及供住宅樓使用的地下車庫用電。公共部分照明可根據照明照度要求采用單位面積安裝功率法計算進行設計。一般情況下可按照度30~75lx,即按4.0W~10W/㎡(熒光燈)計算。其計算總容量應按需要系數法計算,當照明面積小于500㎡時需要系數K x取1.0~0.9,面積在500~300㎡時取0.9~0.7,面積大于3000㎡時取0.7~0.5.供住宅樓使用的電梯有交流電梯和直流電梯兩種,其單臺電梯的設備容量應為電動機額定功率加上其它附屬電器之和(例如橋廂照明、排氣扇等)要特別提出的是直流電梯設備容量應按照拖動直流發電機的交流電動機額定功率計算。當多臺電梯供電時,其計算總容量應計入同時工作系數。本文建議采納《通用用電設備配電設計規范》中推薦的參數(見表3)計算》。
表3《通用用電設備配電設計規范》推薦參數表
供住宅使用的生活水泵應計入住宅樓負荷計算。當供水系統采用的是集中給水泵時,其計算容量應為所有給水泵(包括變頻泵)額定功率之和(備用泵不計)。當供水系統采用分散式(一棟或幾棟分別設置)時,其計算總容量時應計入同時工作系數Kx。一般情況下1~5臺泵Kx取1~0.8,大于5臺時Kx取0.8~0.6。當住宅樓設有地下車庫時,地下室的照明、風機、排水泵等應計入住宅用電負荷。其計算容量宜安裝實際安裝設備容量計算并計入同時工作系數。一般情況下地下層用電容量大約在20~30W/㎡左右(含照明、風機、排水泵等),同時工作系數在0.7~0.85之間。住宅小區通常都設置有物業管理中心,活動中心及居委會等配套設施用房,其用電計入住宅負荷一般情況下用電容量大約在30~70 W/㎡。
1.3 商業用電
住宅小區通常設置有商業(店鋪、商鋪)、娛樂(會所、俱樂部)及學校、診所等公共建筑,其用電容量應按實際安裝設備容量計算并計入同時工作系數。在方案或擴初階段可采用單位指標法來計算。一般情況下店鋪按60~80W/㎡,商場按80~120W/㎡、娛樂場所80~100W/㎡,學校40~60W/㎡,診所60~80W/㎡。以上指標均為含照明、動力、空調綜合用電指標。
1.4 總體用電
住宅小區總體用電包括道路照明、景觀及廣告照明、以及動力設備用電。其用電容量與小區的規模及景觀照明及動力的設置要求有關。施工圖設計應按實際設備容量計算并考慮適當的需要系數。方案或擴初設計時一般情況下(不過別墅小區)可按建筑面積規模估算,建筑面積2萬㎡以下為40~50KW,2萬~6萬㎡為50~100KW,6萬~10萬㎡為100~200KW.
1.5 消防用電
住宅小區根據其建筑規模、高度以及建筑物內的功能均設置有一定的消防用電設備。其用電容量應按有關專業提供及動力設備負荷容量進行計算。特別需要提出的是高層住宅樓的電梯一般兼作消防電梯,因此其用電量出計入住宅用電負荷外還應計入消防負荷。
2 住宅小區變電所設計
住宅小區是否設置高壓開閉所以及設置幾個變電所,應根據當地供電部門的供電方案要求,以及用電容量、負荷性質、位置環境及節能等因素進行設計。并應考慮發展的可能性。住宅建筑變電所設計應符合國家現行標準《10KV及以下變電所設計規范》、《民用建筑電氣設計規范》、《住宅建筑電氣設計規范》和當地供電部門的有關規定。
一般變電所到用電負荷低壓線路的供電半徑不宜超過250米。當供電計算容量超過500KW,供電距離超過250米時,宜考慮增設變電所。
根據目前寧夏石嘴山地區供電部門的要求,住宅用電應采用一戶一表計費集中計量方式,電源直接接入小區變電所的低壓配電系統,變電所在設置高壓計量柜。小區的變電站的高、低壓配電應對立設置并由供電部門負責維護管理,小區變電站的低壓系統可提供一路三相400A.380V/220V低壓電源,并經設在小區變電所專用低壓計量箱后供給住宅公共用電。當住宅公共用電負荷超400A或負荷較大的商業用電(大于150KW)時應設置供商業及部分公共用電的專用變電所。專用變電所高壓電源由小區所在的高壓電纜分接箱或環網柜的專用回路提供,并在小區變電所以外設置高壓配電間,采用高供高計方式。
小區變電所內變壓器容量及臺數應根據住宅用戶用電機住宅公共用電計算負荷來確定,一般計算負荷超過630KVA宜采用兩臺變壓器。配變電所中單臺變壓器容量不宜大于1600KVA。專用變電所內變壓器容量及臺數應根據商業用電,公建用電總體及消防用電的計算容量確定。當有一級或二級負荷時應考慮柴油發電機組作為備用電源,并作好于市電高、低開關的連鎖設計,防止于市電并聯。由于專用變電所采用高供高計方式,對于其低壓配電系統中部分住宅公共用電負荷應采用專用回路并經專用計量裝置實行“表下除度”的方法來區分非商業用電量。同理,在不設置專用箱變時,住宅小區變電所中少量的商業用電經當地供電部門同意也可以采用“表下除度”或一戶一表計費集中計量方式。總之住宅小區的變、配電系統既要滿足《住宅建筑電氣設計規范》、《民用建筑電氣設計規范》的要求,又要滿足當地供電部門對住宅小區用電管理的特殊要求。筆者根據近階段對住宅和小區變電所的設計和供電部門的審批意見提供以下幾例變電所主結線系統供同行參考。其中:
圖1:適用于住戶用電及住宅公共用電負荷較小且無消防動力設備的住宅小氣(一般是多層住宅小區)。
圖2:適用于住戶用電及住宅公共用電負荷較大且有較少消防動力設備(電梯、水泵、風機等)但公共用電計算電流小于400A的住宅小區(一般是小高層住宅)。
圖3:適用于住宅用戶級住宅公共用電負荷較大,有較大的商業及公共建筑用電且有較大的消防及重要用電負荷(高層住宅小區)。
以上是筆者一些粗淺的體會,供同行們參考,有不足之處請大家指正。
參考文獻:
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[2] 中國建筑標準設計研究院 JGJ242-2011 住宅建筑電氣設計規范 北京 中國建筑工業出版社
[3] 中國建筑東北設計研究院 JGJ 16-2008 民用建筑電氣設計規范 北京 中國建筑工業出版社
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