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        IBE】高層建筑電氣設計要點(強弱電)

        人氣: 發表時間:2014-12-10 15:27:33

        一、常見問題

        1、電力負荷是供電設計的依據參數。

        計算準確與否,對合理選擇設備,安全可靠與經濟運行,均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算,基本上采用負荷密度法和需要系數法。

        2.供電電源及電壓的選擇

        為了保證供電可靠性,現代高層建筑至少應有兩個獨立電源,具體數量應視負荷大小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,還須裝設應急備用柴油發電機組,要求在15秒鐘內自動恢復供電,保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。

        國內高層建筑的供電電壓,都采用10kv標準電壓等級。

        3.高低壓配電系統的設計

        (1)高壓配電系統:現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。母線分段數目,與電源進線回路數相適應。只有當供電電源為一主一備時,才考慮采用單母線不分段的結線。電源進線幾乎全部采用電纜進線。(2)計費方式,采用高供高計。但在低壓側,仍裝設計費電度表,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設備的用電,全部劃入照明計價系統,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,單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側的短路電流,正常時變壓器解列運行,中間設聯絡開關。照明和動力分開設變壓器,當動力用電容量太小時,動力變壓器可不分開裝設,而在低壓側應對動力負荷分類計費。

        (4)高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線?,F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接。每層樓豎井設層問配電小問。層間配電箱經插接自動空氣開關從豎井母干線取得電源。當層數較多負荷數較大時,一般按層數分區供電,或將變壓器分散設在地下層、中間層或最頂層。

        (5)低壓配電系統各級開關均采用自動空氣開關(斷路器),設置瞬時、短延時、長延時三級過流保護裝置。各級自動空氣開關的保護整定,應注意選擇性配合,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線。在電梯機房的末端配電箱,設兩路電源的自動切換裝置,互為備用。

        (7)功率因數按規定應補償到09—095。無功補償都采用集中補償方式。為降低變壓器容量,多集中裝設在低壓側,與配電屏放在一起,但必須采用于式移相電容器。

        4.主要設備的選型

        (1)高壓開關柜?,F代高層建筑的變配電室設在主樓地下層,按規定不宜采用油開關。國外用于高層建筑的開關有三種類型可供選用:高壓空氣斷路器,sf6開關和真空斷路器。其中高壓空氣斷路器因技術陳舊,sf6開關尺寸數大,氣體具有毒性,故目前10kv真空斷路器應用的較為普遍。因此,應根高層建筑地下室的標準,選用具有五防功能的真空開關手車式高壓開關柜。

        (2)電力變壓器。根據防火要求,主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器的。國外有干式變壓器、sfe變壓器和硅油變壓器等三種產品可供選用。國內沈陽第二變壓器廠、北京變壓器廠、廣東順德特種變壓器廠等廠生產的干式變壓器,主要技術指標已達到國際先進水平。

        (3)低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構,幾乎都做成抽屜式,特別是大容量的出線,則做成手車式。國內許多生產廠家的低壓配電屏也有引進技術做成抽屜式結構的,其中有的(如多米諾組合式開關柜等)主要技術指標已達國際先進水平。

        低壓配電屏多采用自動空氣開關出線。當配電變壓器的容量為1600kva時,低壓母線上的短路容量已超過40ka,目前國內已能提供這樣大容量的產品(如多米諾組合式開關柜和yds型抽出式/混合式低壓開關柜等)。

        (4)應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快,故障率低等優點。

        應急備用發電機組必須是快速自起動的。按國外規定,應能在15s內恢復供電。從可靠性出發最好選用兩臺,自動并車。容量較小時也可選用一臺。

        (5)母線槽和電纜。插接式絕緣母線槽,具有容量大、結構緊湊、可靠性高、使用維護方便等優點。國外的現代高層建筑,插接式絕緣母線槽已完全取代了電纜豎井。遵義長征電氣控制設備廠研制的密集型插接式絕緣母線槽,主要技術性能指標已達到國際先進水平,并在廣州中國大酒店、花園酒店及上海華亭賓館、雁蕩公寓等得到實際應用。絕緣母線槽有銅的和鋁的兩種。

        5.變電所位置的確定

        現代高層建筑的用電量相當大,在確定變電所位置時,應盡可能使高壓深入負荷中心。這對節約電能,提高供電質量都有重要意義。

        國外高層建筑的變電所都設在主樓內。建筑高度在30層左右的,大都集中在底層;60層左右的,則分散在地下層、中間層和頂層。也有僅在中間層或僅在地下層、頂層設變電所的。變電所的數量及其位置的分布,應通過技術經濟比較決定。

        6.微電腦在變電所中的應用

        現代高層建筑規模很大,所以其變電所的規模也較大。如湖南國貿中心大廈的初步設計時,中心變電所設在地下三層,內設手車式高壓開關柜14臺,抽屜式低壓配電屏近40臺,電容補償柜12臺,40ah鎬鎳電池柜一套及中央信號屏,1600kva變壓器二臺,1250kva變壓器二臺,其建筑面積150400m2左右;在第26(主樓)設有變電所一個。在地下一層,設600kw自起動柴油發電機組二臺。整個供電系統很復雜,對這樣一個供電系統,要求供電可靠,各種供電參數及開關狀態、變壓器運行狀態和各機房運行狀態,若用人工值班,通過電話聯系或人工巡視,工作量大,速度也很慢。設計人員在預留的控制室內使用微電腦進行監測、管理,能迅速發現故障,使設備作最佳工況運行,實現遙控遙測,達到節約能源,減少人力,安全、合理運行。

        7.電氣照明設計

        電氣照明設計,包括光源選擇、照度計算、燈具造型,燈具布置,眩光控制和調光控制和照明配電線路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著非常密切的關系,應該相互配合,在使用功能及藝術意境方面求得統一。選用高光效電光源,可以取得節能的明顯效果。

        8.防雷與接地

        現代高層建筑的防雷設計,除采用避雷針和避雷帶的傳統做法外,近年還出現有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術雖然在工程上得到不少實際應用,但在理論上一直是有爭議的。廣州花園酒店、南京金陵飯店都裝設了放射性避雷針。但是也有人認為,從國外引進的這種放射性避雷針,維護復雜,價格又不便宜,還是采用傳統的避雷方法簡單可靠,更加經濟合算。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。關鍵是做好金屬管線的接地。

        現代高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地,都是合在一起的,組成混合接地系統。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作接地板。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求,仍需要裝設水平的人工接地體,將主要的建筑物基礎連接成接地網,這對均衡電位,提高安全性都有好處。

         

        9.電梯

        電梯按使用功能分,有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種;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。設計人員的任務是要確定電梯臺數和決定電梯功能。電梯的配置和造型,不是電氣設計人員單方面所能決定的,必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。

        現代高層建筑的電梯,為了提高輸送能力和縮短候梯時問,一般都采用高速或超高速電梯,分組實行電腦群控。為提高運行的穩定性和舒適感,客梯都是選用直流電動機驅動。

        10.經營管理電腦系統

        現代高層旅游建筑的業務管理電腦,主要是數據處理和文字處理的應用。旅館經營管理系統一般劃分為前臺管理和后臺管理兩大部分。前臺管理主要是負責接待、登記、訂房、預約、查詢、定票及房間狀態的顯示;后臺管理主要負責晚問經濟核算,編制各種統計報表,進行成本分析,使經濟核算和財務會計工作自動化。而經營管理電腦系統的設計,主要是解決電腦的選型,以及終端機的配置和管線布置問題。

        11.設備自動化監控電腦系統

        設備自動化監控電腦系統,能使所有設備在最佳狀態下運行,迅速發現故障,達到減少人力,節約能源,提高經濟效益的目的?,F代化旅游旅館的設備管理電腦,可以對整座大樓的空調、供熱、供排水、變配電、照明、電梯、消防、閉路電視、通信、防盜、巡更等進行全面監控。

        12.通信

        國外現代高層建筑的通信設施,包括普通電話連絡、業務對話、國內外長途自動拔號,和附加的服務功能,電傳等,可以進行國際通信聯絡。

        13.廣播音響系統

        高層旅游建筑的廣播音響設計包括公眾廣播、客房音響、高級宴會廳的獨立音響、舞廳音響等。

        公眾音響平時播放背景音樂,發生火災時,則兼作事故廣播之用??头恳繇懙脑O置目的,是向客人提供高級的音樂享受,建立舒適的休息環境。

        高級宴會廳一般都是多功能的,必須設置專用的音響室,配備一套高級組合音響設備,以適應各種宴會、記者招待會、演唱會、國際會議、時裝表演等不同的使用要求。

        餐廳、多功能廳、酒吧間等,為滿足有可能舉辦各種晚會的要求,可配備移動式音響設備。舞廳的音響是獨立的系統。

        有的豪華飯店還設置有音樂噴泉。

        14.共用天線電視接收系統

        高層建筑一般都裝有共用電視天線接收系統(簡稱cav系統或安裝衛星通信電視接收系統)。共用電視天線接收系統是一個有線分配網絡,除收看電視臺的電視節目以外,還可以在它的前端配合一定的設備,如:攝像機、錄像機、調制器及其他附屬設備等,根據用戶的需要自己可以隨意制作電視節日。向大樓用戶播放內部節目,所以又稱之為閉路電視系統?,F代旅游飯店都裝設有閉路電視系統。每個客房都設有彩色電視機,電視機的電源開關裝在床頭控制柜的集控板上。

        15.消防自動報警和自動滅火系統

        現代高層建筑的火災自動報警滅火系統,包括:火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統等四個部分,實現報警滅火自動化。

        探測器探測到火災信號后轉換成電信號,進入分區報警器和消防中心,發出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監控和消防指揮。一些高檔旅館的消防系統設計,是與設備監控電腦系統相連接的、借助—f。設備監控電腦,實現消防監控自動化。

        關于高層建筑中消防用電的設計問題,涉及到其他許多學科,而且規模越大,功能越多,控制內容越廣泛,設計內容也就越復雜,消防用電設備有如下諸多方面:

        (1)報警方面:火災自動報警系統、火災緊急廣播、警鈴、井笛、火警電話。

        (2)自動滅火方面:噴水系統、干粉滅火系統(1211、1301)。

        (3)手動滅火方面:室內消火栓系統。

        (4)防、排煙方面:正壓送風系統,負壓排煙系統,排煙口的排煙閥,正壓送風口的送煙閥,切斷空調器電源防火調節閥系統。

        (5)通訊設備:一般程控電話、對講電話、火警專用電話。

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