时间:2022-04-23 11:28:20
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1.高层建筑电气节能设计应坚持的原则
1.1满足建筑物的功能
即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。
1.2考虑实际经济效益
节能应考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
1.3节省无谓消耗的能量
节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗,而量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。因此,高层建筑节能设计应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
2.高层建筑电气节能设计的措施
2.1变电所位置的选择
高层建筑因为楼层多,负荷分散,为保证配电干线最大电压降不超过允许值,减少电能损耗,变配电室的位置选择十分重要,一般变电所的位置有以下几种设置方式:
1)将变压器设在地下室或辅助建筑物内;
2)在地下室内和最高层设置变压器;
3)分别在地下室、最高层和中间层设置变压器;
4)仅在中间层设置变压器;
5)主变压器分设在底层与上部各层。
究竟采用何种方式,除了考虑经济、设备条件和施工方便等因素外,还要考虑经营和管理因素。
2.2变压器设备的选择
变压器设备的选择,重点考虑减少变压器的有功功率损耗。变压器应选用节能型的,如S9、SL9及SC8等型号的油浸变压器或干式变压器,它们都是采用优质冷轧取向矽钢片,由于“取向”处理,使矽钢片的磁场方向接近一致,以减少铁芯的涡流损耗;450倾斜接缝结构,使接缝密合性好,以减少漏磁损耗。
为减小变压器损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000kVA,可选2台1000kVA,而不选4台500kVA,因为选用前者可节能。在变压器设备选择中。能掌握好上述二点要求。即满足了节约能源、经济合理的原则/
2.3导线截面的合理确定
线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减小线路电阻。线路电阻与电导成正比,与线路截面成反比,与线路长度成正比,因此减少线路的损耗应从以下几方面入手:
1)应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。因此,在负荷较大的高层建筑中宜采用铜导线。
2)减小导线长度。首先,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次,低压线路应不走或少走回头线,以减少来回线路上的电能损失;第三,低压配电室应*近竖,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线。
3)增大导线截面。首先,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面,所增加的费用为M,由于节约能耗而减少的年运行费用为m,则M/m为回收年限,若回收年限为几个月或一、二年,则应加大一级导线截面。一般导线截面小于70mm2,线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次,利用某些季节性负荷的线路,这些用户不用时,可提供给常期用户作供电线路使用,以减少线路和电阻。
在设计中,认真落实上述三条措施,就可减少线路上的能量损耗,达到线路节能的目的。
2.4提高系统的功率因数
提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输,以达到节能的目的。前项RP2/UL2为线路上传输有功功率而引起的功率损耗,后项RQ2/UL2为线路上传输无功功率而引起的功率损耗。有功功率是满足建筑物功能所必须的,因此是不可变的。系统中的用电设备,如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感,会产生滞后的无功,需要从系统中引入超前的无功相抵消,这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备,在线路上就产生了有功损耗,而这部分损耗是可以改变的。
2.5电动机在运行过程中的节能
在高层建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备相配套,由设备制造厂商统一供应。因此,其节能措施只能贯彻在运行过程中,除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外,还应减少电机轻载和空载运行。因为,在这种情况下,电机的效率是很低的,消耗的电能并不与负载的下降成正比。
2.6照明部分的节能
因为在高层建筑中照明用量大而面广,因此,照明节能的潜力很大,应着重从下列几方面着手:
1)采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛,因为它便宜,安装维护简单,它致命的弱点是发光率太低。因此,目前常被各种发光率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。
2)尽量利用自然采光,*近室外部分的建筑面积,应将门窗开大,采用透光率较好的玻璃门窗,以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分照明,可采用按照度标准检测现场照度,进行灯光自动调节。
3)对气体放电灯,采用灯光无级自动调节,即调节灯丝从而达到调光的目的。但其代价太高,在工作照明中采用这种调光方案是不可取的。
照明节能中,除了满足照度、光色、显色指数外,应采用高效光源及高效灯具,对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用成组分片的自动控制开停方式,可达到照明节能的效果。
3.结语
高层建筑的节能潜力很大,应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较后,再选定节能设备,以达到真正节能的目的。
1.照明节电
照明节能就是在不降低照明质量的前提下,充分利用自然光的同时,选择发光效率高、视觉舒适,使用寿命长的灯具。
1.1采用高效节能光源
白炽灯过去用得最广泛,因为它价格低廉,安装维护简单,它的致命弱点是发光效率太低,因此,目前常被各种发光效率高、光色好,显色性能优异的新光源代替。低压钠灯和高压钠灯的发光效率高,但由于色温低,颜色偏暖,显色指数在40~60之间,颜色失真度大,只能用在路灯或广场照明显色指数在60的高显色性钠灯可与汞灯组成混光照明灯,用于工厂或体育馆的照明。发光效率很高的金属卤化物灯,三基色荧光灯及稀土金属荧光灯,由于色温范围广,3200K~4000K,光色选择性好,显色指数又高,可达80~95,颜色失真度小,尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好,因此广泛用于商场、展厅、车站的候车室,航空港的候机楼以及舞台的灯光照明。荧光灯是大范围照明所普遍采用的光源。因其发光效率高、显色性好是一种冷光源,而与之配套的电感镇流器(如40W荧光灯)所消耗的功率竟有8W之多,而且对电压要求高,质量稍差的电感镇流器噪音大,功率因数只有0.5,所以在大量采用荧光灯的场所,如果不配置电容补偿器,就使得配电设备的效率降低。而电子镇流器比电感镇流器节能20%,功率因数达0.9以上。其节约的电能是相当可观的。但在选择电子镇流器时,要注意产品的性能,有的产品为了降低造价取消防电磁干扰滤波器;降低谐波含量修正电路及软启动电路,看似售价低,若大量集中使用这种产品,会造成相互之间由于浪涌电流的冲击,烧坏器件。而谐波含量不合要求,会造成中性线过热引起火灾。因此绝不能选用功能不完善的产品,否则,达不到节能的效果,还增加了投资。
1.2电路控制方式节电
对于长期需要开停,但又要按人流的多少自动调整照度的场合,在增加投资不多的情况下,对荧光灯可利用调电后的方式,固定几级调节,如北京地铁采用澳大利亚的调光设备就是如此。对于住宅楼、办公楼等公共楼梯间、楼道等应采用光感应延时开关,这不仅节约了电能,而且大大延长了灯泡的寿命。实践证明,住宅楼梯间灯采用了以上开关后,更换灯泡的周期大大延长,而且灯泡容量受开关的控制也不会过大,杜绝了以往楼梯间使用大容量灯泡昼夜长明的浪费现象。
2.电力变压器的正确选择
变压器的损耗包括空载损耗和负载损耗,即Pb=P0+B2Pk,式中Pb为变压器的有功损耗,P0为变压器的空载损耗,Pk为变压器的有载损耗,B为变压器的负载率。P0又称铁损,它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成,是固定不变的部分,它的大小取决于矽钢片的性能及铁芯制造工艺。所以变压器应选用节能型的,如S9、SL9及SC8型等油浸变压器及干式变压器。Pk
是功率传输的损耗,即变压器的线损,它决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,与负载率B的平方成正比。当B=50%时变压器的能耗最小。此时,仅仅是为了节能而没有考虑经济价值。其实变压器实际运行的负荷率是很不均匀的,根据《变压器允许过负荷系数的负荷率最大负荷持续时间关系曲线》可求得变压器的过负荷系数,所以在确定变压器容量时,可按80%的负荷率选择。若变压器选择容量过大,长期低于经济运行的负荷率,会造成有功损耗的上升,因为其铁损并没有减少。相反,容量过大,铁损增大。为减小变压器损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。例如需装机容量为2000kVA,可选二台1000kVA,不选4台500kVA。
3.减少线路上的电能损耗
低压线路截面选择的一般原则是按发热条件、机械强度、电压损失,并按热稳定校核其最小截面,当线路较长时,电压损失较大,这时主要依*电压损失的计算选择截面。因为线路上的电流是不能改变的,要减少线路的损耗,只有减少线路电阻。线路电阻R=LSQ,即与线路电阻电导率Q成正比,与线路截面积S成反比,与线路的长度成正比。因此,减少线路的损耗应从以下几方面考虑。
(1)应选用电导率Q较小的材质作导线,一般选择铜芯线。
(2)减小导线的长度,首先线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次低压线路应不走或少走回头路,以减少来回线路上的电能损失;第三,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离。
(3)适当增大导线的截面,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面外,可适当再加大一级导线的截面,这样可以延长导线的使用寿命,减少线路的损耗,减少火灾危险,而且提高了供电质量,并为负荷的发展留有余地。
4.提高系统的功率因数
线路上传输的功率分为有功功率和无功功率,有功功率是满足建筑物功能所必需的,因此是不可变的,系统中的用电设备如电动机、变压器、气体放电灯中的整流器都具有电感,会产生滞后的无功,这就需要从系统中引入超前的无功相抵消,这时无功在线路上就产生了有功损耗,怎样使这部分损耗降到最低呢?可以采取以下措施。
(1)提高设备的自然功率因数,以减少对超前无功的需求,可采用功率因数较高的电动机,电感镇流器的气体放电灯加装电容器。
(2)在机旁就地安装无功补偿装置,功率因数提高后可大大降低线路中的损耗,提高电网及配电线路的输送能力,达到节电节能的目的。
目前,在民用建筑中大部分采用变压器0.4kV侧集中补偿,这仅改善了配电变压器低压侧母线上0.4kV以上电网的功率因数,而对用户而言,低压配电线路功率因数得不到改善,那么无功补偿也就达不到节电的目的。
民用建筑的节电潜力很大,在设计中要精心考虑,在选择新型节能设备上,要充分了解其原理、性能、效果,以达到真正节电的目的。
1高层建筑电气设计过程中应注意的问题
1.1高层建筑由于照明及空调负荷多,电梯等运输设备多,给排水设备多,所以用电量特别大,且供电的可靠性要求很高。
1.2在高层建筑中,照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电,照明负荷则多采用母线槽配电,与动力分开。
1.3由于在结构上多数采用大柱距,形成大空间,使墙面安装的设备增多,必然使地面管道增多。
1.4由于建筑构件的预制装配化及干法施工;缩短了施工周期,而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。
1.5电气设备的管线应采取防火措施。
1.6空调设备等主要用电设备分散,多数要求集中管理,即要求采用电脑管理和监控系统。
1.7采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震;管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
1.8消防要求高。因为高层建筑高度高,体量大,人员密集,设备多,装饰豪华,建筑本身火灾隐患多,故对消防要求很高。
1.9节省能源是我国经济建设中的一项重大政策,节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面,它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中,要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式,采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施,减少电能损耗,节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。
2照明要求
2.1混合照明
它是由一般照明和局部照明共同组成的照明方式。混合照明中一般照明的照度应不低于混合照明总照度的5-10%,并且其最低照度不低于201x。否则,过低的一般照明和过高的局部照明所形成的照度对比度过大,亮度分布不适当而产生不应有的眩光。
2.2事故照明
当工作照明因故障全部熄灭后,供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为事故照明.
2.2.1应设置事故照明场所
a,在正常工作照明熄灭后,由于工作中断或误操作,将引起爆炸、火灾等严重危险的厂房或场所;
b.在无照明的情况下,由于设备继续运转或人员的通行,将造成设备、人身事故的场所;
c.高层建筑中的疏散楼梯间(包括防烟楼梯前室)、疏散走道、消防电梯室、消防控制中心、消防水泵间;公共建筑中的旅馆、礼堂、影剧院、展览厅、百货商店、体育馆等人员出入的走廊、楼梯、太平门等处。
2.2.2事故照明应采用能瞬时点燃的照明光源,一般采用白炽灯或卤钨灯。当事故照明作为工作照明的一部分而经常点燃时,又在发生故障不得切换电源的条件下,也可采用其它照明光源。
2.2.3事故照明的灯具应布置在可能引起事故的设备、材料周围和主要通道、危险地段、出入口等处,还应在事故照明灯具上明显位置涂以红色标记,以资区别。疏散指示标志可设在疏散走道距地面高度1m以内的墙面上,以及楼梯口和太平门的顶部,并要安装在非燃烧结构或装修上。
2.2.4事故照明的照度要求
用于暂时继续工作的事故照明其工作面上的照度不应低于工作照明总照度的10%。但标准较高的宾馆等建筑,其事故照明所占工作照明的比例应当为:出口指示灯为100%;楼梯照明为50%;公共场所照明为20%;客房走道照明为50%;一般走道照明为20%;总服务台、收款出纳、外币兑换等照明为100%。用于人员疏散的事故照明,其照度不应低于0.51x。
2.3警卫值班照明
在重要的车间和场所或有重要关键设备的厂房、重要的仓库等处设置作为值班时一般观察用的照明称为值班照明。值班照明宜利用工作照明中能单独控制的一部分,或者利用事故照明中的一部分或全部。
警卫照明是用于警卫地区周界附近的照明。是否设置警卫照明,应根据单位的重要性和当地保卫部门的要求来决定。警卫照明应尽量与室内或厂区的照明结合。
2.4障碍照明
装设在高层建筑物尖顶上作为飞行障碍标志用的或者有船舶通行的两侧建筑物上作为障碍标志的照明称为障碍照明。障碍照明应按民航和交通部门有关规定装设。障碍照明应采用能透雾的红光灯具。装设障碍灯时,应符合下列要求:一般高层建筑物只在顶端装设。水平面较大的高层建筑物或群集高层建筑物,除在其最高顶端装设障碍灯外,还应在其外侧转角的顶端装设障碍灯。烟囱的高度在100m以上者,除在顶端装设障碍灯外还应在其三分之一和二分之一的高度处装设障碍灯。为了减少烟囱顶端的障碍灯污染程度,可在低于烟囱口4-5m处装设。为了保证障碍灯有一盏损坏时仍能从前进方向看到灯光,应装设排成等边三角形的三盏障碍灯。
2.5高层住宅室内照明要求
厕所及厨房应采用瓷质灯头或其它防水灯头;有条件时居室灯等可采用节电开关或节电灯头;楼梯间、电梯厅、公用走廊、配电室、消防控制室、消防泵房电梯机房等应设置供继续工作和疏散的事故照明。十九层及以上的高层住宅的疏散走廊、楼梯和出口应设置供疏散使用的标志灯,其安装距离为10.20m及各转角处;供电继续时间:作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄电池作为事故照明或疏散标志灯的电源时,其连续供电时间不少于20分钟,事故照明的最低照度不应低0.51x,但配电室、消防控制室和消防泵房必须仍保持正常的照度水平;事故照明及疏散标志一般采用白炽灯,应具有玻璃或金属灯罩,并安装在非燃烧体结构上;大居室宜设置插座两组(其中一组为-个单相二极插座及一个单相带地三极插座;另一组为一个单相二极插座)。小居室、大厅宜设置插座-组(一个单相工极插座及一个单相带地三极插座)。厨房、卫生间根据需要设置-个单相带地三极插座;二极插座需采用扁、圆插孔两用型;有条件时宜采用二极加三极的连体式插座;供洗衣机的单相二极带地插座,宜带电源开关;插座的高度一般为距地0.3-0.5m(暗装安全型)或1.4-1.8m(明、暗装普通型);楼梯及公用廊道宜采用自动熄灯开关,但需在火警时能保持长明。每层的电梯前室灯应采用一般开关。
1、引言
工程设计是基本建设的龙头,设计文件是工程建设的主要依据,设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示,由设计原因导致的工程质量事故占40.1%;工程施工原因引起的占29.3%;其它原因(如设备材料质量问题等)引起的占30.6%。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。
2、影响工程质量的几个建筑电气设计问题
合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求,即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、维修性等)及可实施性的缺失或偏离。以下就几个最常见的方面进行探讨。
2.1设计违背或偏离设计规范的规定,安全性、可信性方面不执行设计规范的现象相当普遍。
例如某市政府大楼前花园广场(包括广场绿化庭院照明、草坪照明及广场中心声光喷泉)工程提交施工酌电气施工图存在以下问题:未作电气保护接地及等电位联结设计;错误地采用TN-C低压配电系统;喷水池未按规定选用应有防护等级的电气设备及电缆。这样的设计完全违背了规范规定的安全性要求,按图施工必将留下严重的安全隐患。此前的1999年8月青岛市某喷水池曾发生数人,嬉水时被电击致死的伤亡事故,正是由于设计失误,水下灯具及潜水泵漏电而又未能及时断电所致。监理于施工前审图时及发现了上述问题,通过业主要求设计单位严格按设计规范要求修改了设计。正确的作法是:户外庭院及喷水池配电应采用局部TT系统或TN-S系统、并设置漏电保护(动作电流应不大于30mA),而不允许采用TN-C制;应设置完善的接地装置,喷水池应做等电位联结设计,而不能仅靠从大楼内引出的一根PE干线接地;潜水泵及水下灯具应采用潜水电缆配电;0区电器设备应采用1Px8防护等级,1区应为1Px5等等。
又如民用建筑低压配电线路截面选择问题。由于民用建筑用电负荷绝大多数为单相负荷,三相负荷不平衡必然导致中线通过不平衡电流;随着电脑及各种家用电器设备的发展与普及,低压电网高次谐波污染日益加剧,3次及其奇倍数谐波均构成中性电流。中线过电流并由此引发电气火灾的现象也日渐增多。为此,相关设计规范已规定“三相四线或二相三线的配电线路中,当用电负荷大部分为单相负荷时,其N线或PEN线截面不宜小于相线截面;以气体放电灯为主要负荷的回路中,N线截面不应小于相线截面……”,可见,民用建筑配电系统的干线,支干线及支线的导线截面原则上均应选择N或PEN线截面与相线截面相同。然而监理审图发现当前仍有为数不少的民用建筑配电设计中仍沿用80年代前曾采用过的作法,选用的N或PEN线截面仍为相线的1/2甚至1/4~1/3.这也是最常见的电气设计安全问题之一。
再如,关于变配电所位置的选择,相关设计规范都明确提出应考虑“设备吊装及运输方便”,这是保证可用性及维修性的基本要求。近年来我们负责监理的不少高层建筑工程项目,其设置在地下层的变配!电所及柴油发电机房的配置多违背了这个要求。比如某高层商住楼地下变配电所及发电机房,其运输通路完全被冷水机组及地下水箱阻挡。施工安装顺序只能是先将变、配电设备及发电组安装就位后再安装冷水机组及水箱,而根本未考虑运行之后发变电设备检修、更换的运输问题;又如某高层办公综合楼地下变配电所与发机房,设置在一层某会议厅底部,地下层既未考虑必要的运输检修通道,也未设足够宽度能运进设备的门框。当监理审图发现并提出这一问题时,设计单位的解答竟然是:原设计意图是从一层会议厅处将变配电及发电设备吊装就位后再浇筑该厅地板。这种意图显然是错误的,即使不考虑土建施工可能对已就位的电气设备造成的损害,大楼投入运行后电气设备的维修更换运输是否只得撬开一层会议厅地板来解决呢!须知钢筋混凝土框架结构建筑的合理使用寿命可达50年以上,而变配电设备的使用寿命仅为20年左右或更短,定期或故障维修周期就更短了。故电气设计必须妥善考虑其运输及维修吊装通道问题。
2.2设计深度不够目前施工图设计深度达不到建设部《建设工程设计文件编制深度规定》要求的现象相当普遍,主要是设计文件可实施性方面的缺陷,将直接导致施工安装困难或错误。也可能导致可用性的欠缺。由于不按规定的深度进行必要的计算与标注、也往往造成设计文件本身出现原则错误而难于及时发现,将影响项目建成的使用功能。
例如按深度规定电力及照明系统图及相应设备材料表中应详细标明选用的电气设备及材料的型号、名称、规格参数及数量。改革开改以来,我国电工产品市场异彩纷呈,国内外各种型号规格的产品琳琅满目,国家不可能对各类电气设备及材料规定统一的型号。设计标明各种设备材料的型号规格参数便显得尤为重要,这是业主或施工单位进行设备订货及采购的依据。然而近年来电气设计文件中普遍习惯于只在系统图的设备符号旁标注该设备的型号或厂家产品编号,使设备订货无所适从,并往往造成错误。比如某项目电气照明设计,设计者在系统图断路器符号旁仅标注了“A063M20A”,设备表中亦然,而未注明名称及详细参数,施工单位理解为20A普通断路器,因找不到该编号的产品而另行采购了另一种断路器。后在设备材料报验时经监理人员查对,原“A063M”乃是海格公司的一种电磁式漏电断路器的产品编号,额定电流20A,额定漏电动作电流值30mA.可见原设计中这些回路是应设漏电保护的。但因设计标注不清而引起订货错误。只得重新采购更换。又如许多电气施工图中对电缆沟只标注尺寸及走向,对电缆支架及盖板不作任何规定,或仅注明“参照XX图集XX页”,实际上国标图集中对任一种尺寸的电缆沟,其电缆支架及盖板的作法都提供了多个方案供设计时选择,设计不选定则施工方难于抉择,常按最低价方案施工。往往并不能满足实际需要,甚至可能引起结算纠纷。
再如电气照明图中按规定主要房间及场所应标注照度标准值,当然也就要求设计者进行照度计算并按计算进行灯具配置。然而当前民用建筑电气照明设计中能标注照度标准值并进行照度计算的极为罕见,绝大多数是按房屋开间及功能凭经验布灯。大多偏离了国家规定的照度标准,影响使用功能。比如经监理审图的某学校电气施工图,经核算设计达到的照度值实验室和教室仅为50~701x,不及国家标准(150LX)的一半;某局综合办公大楼中办公室及会议室设计照度仅达70~80LX,计算机房仅达约100h左右。也不及国家规定照度标准值(分别为150h及200k)的一半。
2.3相关专业设计文件衔接不清,不按规定协调配合的问题普遍存在,极易导致施工错误
例如目前普遍利用建筑物结构钢筋作为防雷接闪器、引下线及接地与等电位联结装置,按规定应在电气施工图中标出联接点、预埋件,说明敷设方式及技术措施(如焊接要求等);并在土建施工图中有相关的预埋件详图及相关的标注与说明。而实际上多数施工图仅在电气图中有防雷接地图,且标注与说明相当简略,土建施工图中则常无任何相关的说明与标注。这给工程监理及施工都带来很大困难,若施工单位经验不足则极易因工种(序)配合不当而造成施工错漏。最常见的是接地钢筋网的连接点的错、漏焊和作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层,因柱(墙)内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况更易发生。
又如各专业管道、线路相互碰撞、相互矛盾的问题已成了施工图多发病,比比皆是,举不胜举。我们负责监理的好几栋大楼的地下层(含地下车库)施工图设计,审图时都发现:给排水管道及通、排风管道与照明灯具及电气管道多处相碰;多个火灾探测器被通风、排烟管道遮挡;只得修改设计后再行施工安装;再如某住宅小区由于原设计给排水与电气专业未能协调,工程竣工初验时才发现几乎每套居室内空调器安装处预留的排水管口及穿墙孔和空调电源插座分别设在外窗两侧的墙边上,即空调安装位置与插座不在同一处,插座无法使用,不得不返工重装。
3、结束语
设计文件是工程施工与监理的最主要根据,设计能否认真执行国家规定、设计文件的深度及相关专业的密切配合问题等等都直接影响工程质量。近年来设计质量滑坡现象已成为不争的事实,究其原因可能是多方面的,诸如设计市场恶性压价竞争,迫使设计单位减少投入以降低成本等等,本文不拟探讨。上文仅从施工与监理角度提出常见的设计弊病。而这类毛病并非痼疾或顽症,只要设计单位稍加重视,比如组织设计人员认真学习相关设计规范,加强设计过程管理、重视设计会签与评审,便可以基本根治。而工程监理与工程施工则受益匪浅。
1、引言
工程设计是基本建设的龙头,设计文件是工程建设的主要依据,设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示,由设计原因导致的工程质量事故占40.1%;工程施工原因引起的占29.3%;其它原因(如设备材料质量问题等)引起的占30.6%。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。
2、影响工程质量的几个建筑电气设计问题
合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求,即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、维修性等)及可实施性的缺失或偏离。以下就几个最常见的方面进行探讨。
2.1设计违背或偏离设计规范的规定,安全性、可信性方面不执行设计规范的现象相当普遍。
例如某市政府大楼前花园广场(包括广场绿化庭院照明、草坪照明及广场中心声光喷泉)工程提交施工酌电气施工图存在以下问题:未作电气保护接地及等电位联结设计;错误地采用TN-C低压配电系统;喷水池未按规定选用应有防护等级的电气设备及电缆。这样的设计完全违背了规范规定的安全性要求,按图施工必将留下严重的安全隐患。此前的1999年8月青岛市某喷水池曾发生数人,嬉水时被电击致死的伤亡事故,正是由于设计失误,水下灯具及潜水泵漏电而又未能及时断电所致。监理于施工前审图时及发现了上述问题,通过业主要求设计单位严格按设计规范要求修改了设计。正确的作法是:户外庭院及喷水池配电应采用局部TT系统或TN-S系统、并设置漏电保护(动作电流应不大于30mA),而不允许采用TN-C制;应设置完善的接地装置,喷水池应做等电位联结设计,而不能仅靠从大楼内引出的一根PE干线接地;潜水泵及水下灯具应采用潜水电缆配电;0区电器设备应采用1Px8防护等级,1区应为1Px5等等。
又如民用建筑低压配电线路截面选择问题。由于民用建筑用电负荷绝大多数为单相负荷,三相负荷不平衡必然导致中线通过不平衡电流;随着电脑及各种家用电器设备的发展与普及,低压电网高次谐波污染日益加剧,3次及其奇倍数谐波均构成中性电流。中线过电流并由此引发电气火灾的现象也日渐增多。为此,相关设计规范已规定“三相四线或二相三线的配电线路中,当用电负荷大部分为单相负荷时,其N线或PEN线截面不宜小于相线截面;以气体放电灯为主要负荷的回路中,N线截面不应小于相线截面……”,可见,民用建筑配电系统的干线,支干线及支线的导线截面原则上均应选择N或PEN线截面与相线截面相同。然而监理审图发现当前仍有为数不少的民用建筑配电设计中仍沿用80年代前曾采用过的作法,选用的N或PEN线截面仍为相线的1/2甚至1/4~1/3.这也是最常见的电气设计安全问题之一。
再如,关于变配电所位置的选择,相关设计规范都明确提出应考虑“设备吊装及运输方便”,这是保证可用性及维修性的基本要求。近年来我们负责监理的不少高层建筑工程项目,其设置在地下层的变配!电所及柴油发电机房的配置多违背了这个要求。比如某高层商住楼地下变配电所及发电机房,其运输通路完全被冷水机组及地下水箱阻挡。施工安装顺序只能是先将变、配电设备及发电组安装就位后再安装冷水机组及水箱,而根本未考虑运行之后发变电设备检修、更换的运输问题;又如某高层办公综合楼地下变配电所与发机房,设置在一层某会议厅底部,地下层既未考虑必要的运输检修通道,也未设足够宽度能运进设备的门框。当监理审图发现并提出这一问题时,设计单位的解答竟然是:原设计意图是从一层会议厅处将变配电及发电设备吊装就位后再浇筑该厅地板。这种意图显然是错误的,即使不考虑土建施工可能对已就位的电气设备造成的损害,大楼投入运行后电气设备的维修更换运输是否只得撬开一层会议厅地板来解决呢!须知钢筋混凝土框架结构建筑的合理使用寿命可达50年以上,而变配电设备的使用寿命仅为20年左右或更短,定期或故障维修周期就更短了。故电气设计必须妥善考虑其运输及维修吊装通道问题。
2.2设计深度不够目前施工图设计深度达不到建设部《建设工程设计文件编制深度规定》要求的现象相当普遍,主要是设计文件可实施性方面的缺陷,将直接导致施工安装困难或错误。也可能导致可用性的欠缺。由于不按规定的深度进行必要的计算与标注、也往往造成设计文件本身出现原则错误而难于及时发现,将影响项目建成的使用功能。
例如按深度规定电力及照明系统图及相应设备材料表中应详细标明选用的电气设备及材料的型号、名称、规格参数及数量。改革开改以来,我国电工产品市场异彩纷呈,国内外各种型号规格的产品琳琅满目,国家不可能对各类电气设备及材料规定统一的型号。设计标明各种设备材料的型号规格参数便显得尤为重要,这是业主或施工单位进行设备订货及采购的依据。然而近年来电气设计文件中普遍习惯于只在系统图的设备符号旁标注该设备的型号或厂家产品编号,使设备订货无所适从,并往往造成错误。比如某项目电气照明设计,设计者在系统图断路器符号旁仅标注了“A063M20A”,设备表中亦然,而未注明名称及详细参数,施工单位理解为20A普通断路器,因找不到该编号的产品而另行采购了另一种断路器。后在设备材料报验时经监理人员查对,原“A063M”乃是海格公司的一种电磁式漏电断路器的产品编号,额定电流20A,额定漏电动作电流值30mA.可见原设计中这些回路是应设漏电保护的。但因设计标注不清而引起订货错误。只得重新采购更换。又如许多电气施工图中对电缆沟只标注尺寸及走向,对电缆支架及盖板不作任何规定,或仅注明“参照XX图集XX页”,实际上国标图集中对任一种尺寸的电缆沟,其电缆支架及盖板的作法都提供了多个方案供设计时选择,设计不选定则施工方难于抉择,常按最低价方案施工。往往并不能满足实际需要,甚至可能引起结算纠纷。
再如电气照明图中按规定主要房间及场所应标注照度标准值,当然也就要求设计者进行照度计算并按计算进行灯具配置。然而当前民用建筑电气照明设计中能标注照度标准值并进行照度计算的极为罕见,绝大多数是按房屋开间及功能凭经验布灯。大多偏离了国家规定的照度标准,影响使用功能。比如经监理审图的某学校电气施工图,经核算设计达到的照度值实验室和教室仅为50~701x,不及国家标准(150LX)的一半;某局综合办公大楼中办公室及会议室设计照度仅达70~80LX,计算机房仅达约100h左右。也不及国家规定照度标准值(分别为150h及200k)的一半。
2.3相关专业设计文件衔接不清,不按规定协调配合的问题普遍存在,极易导致施工错误
例如目前普遍利用建筑物结构钢筋作为防雷接闪器、引下线及接地与等电位联结装置,按规定应在电气施工图中标出联接点、预埋件,说明敷设方式及技术措施(如焊接要求等);并在土建施工图中有相关的预埋件详图及相关的标注与说明。而实际上多数施工图仅在电气图中有防雷接地图,且标注与说明相当简略,土建施工图中则常无任何相关的说明与标注。这给工程监理及施工都带来很大困难,若施工单位经验不足则极易因工种(序)配合不当而造成施工错漏。最常见的是接地钢筋网的连接点的错、漏焊和作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层,因柱(墙)内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况更易发生。
又如各专业管道、线路相互碰撞、相互矛盾的问题已成了施工图多发病,比比皆是,举不胜举。我们负责监理的好几栋大楼的地下层(含地下车库)施工图设计,审图时都发现:给排水管道及通、排风管道与照明灯具及电气管道多处相碰;多个火灾探测器被通风、排烟管道遮挡;只得修改设计后再行施工安装;再如某住宅小区由于原设计给排水与电气专业未能协调,工程竣工初验时才发现几乎每套居室内空调器安装处预留的排水管口及穿墙孔和空调电源插座分别设在外窗两侧的墙边上,即空调安装位置与插座不在同一处,插座无法使用,不得不返工重装。
3、结束语
设计文件是工程施工与监理的最主要根据,设计能否认真执行国家规定、设计文件的深度及相关专业的密切配合问题等等都直接影响工程质量。近年来设计质量滑坡现象已成为不争的事实,究其原因可能是多方面的,诸如设计市场恶性压价竞争,迫使设计单位减少投入以降低成本等等,本文不拟探讨。上文仅从施工与监理角度提出常见的设计弊病。而这类毛病并非痼疾或顽症,只要设计单位稍加重视,比如组织设计人员认真学习相关设计规范,加强设计过程管理、重视设计会签与评审,便可以基本根治。而工程监理与工程施工则受益匪浅。
摘要:分支电缆是一种新型的预制型建筑配电电缆,广泛用于中高层建筑、大型厂房、文体场馆的电力配送,该产品根据各个具体建筑的结构特点和配电要求,将主干电缆、分支线电缆、分支连接体等三部分进行一体化设计制造,具有优良的技术经济指标,在工程经济性、技术先进性和安装便利性方面,比传统电缆和母线具有突出的优点。本文旨在简要介绍分支电缆结构、性能的基础上,重点分析介绍该产品在符合建筑电气的相关规范方面的技术先进性。
关键词:分支电缆、结构、性能、设计要求、规范
一、分支电缆的结构与性能
1、产生与技术标准分支电缆是在普通塑力缆基础上发展而来。由于现代文明的发展,都市的高层建筑越来越普及,在高层建筑配电系统电气设计中,供电可*性、工程经济性和施工便利性越来越重要,采用普通电力电缆供电,三者的矛盾总难完全统一,只能根据不同工程而有所侧重。按传统方法,在楼层配电设计中,通常采用的办法有三种:
(1)放射式,由地下配电间分别对各个楼层引电缆直接供电,却需要大量的电缆、桥架和较大的电缆井,造价高,经济性最差。
(2)链接法,由配电间引出电缆至底层配电箱,再由底层逐层向上链接供电,此法经济性最佳,但由于层数越多,安全系数越低(安全系数是逐级相乘)。
(3)分区树干式,把一座高层建筑划分成n个单元区,每个单元采用电缆接从配电室供电,然后再分配至单元区内各个楼层。经济性都比较好,经常被采用。
(4)干线电缆分支法,从配电室引出一根(或数根)主干电缆,每个楼层在干线电缆上供头分支,此法经济性最好,但施工却是最麻烦的,更麻烦的是在主电缆上做楼层分支头时,受电缆的结构和现场施工条件以及人员素质的影响,接头质量参差不齐,但这种方法却促使人们想到把接头与电缆一同制造,由此诞生了新一代的建筑配电电缆——分支电缆。
分支电缆是把经过专门工艺处理的单芯电力电缆作为建筑主干电缆,根据各具体建筑的结构特点和尺寸量体裁衣,预先把分支接头与分支线、主干电缆一同设计制造。是把上面第(4)种方法中现场施工和管理的工作由专业制造厂完成,而且工艺一致性也带来了质量一致。
分支电缆较早出现于英国和日本,在技术标准方面,1980年,日本电线工业协会颁布了第一部行业性标准JCS376(1980),随着技术的发展与进步,在1992年对该标准进行了修订,放宽了对产品结构材料方面的要求,提高了成品技术指标,目前,国内正规的分支电缆生产厂的产品标准主要是以该标准为基础。
2、结构分支电缆在结构上,分为单芯型和多芯绞合型两种,每根单芯分支电缆又可分为三部分:
(1)主干电缆;(2)支线电缆;(3)分支连接体。
目前,因单芯型分支电缆结构简单,便于生产和施工,已获得大量应用。按照日本标准的规定,多芯型分支电缆实质上是多个单芯电缆的绞合体,而不是传统概念多芯电缆的结构,多芯型分支电缆的每项导体外面都有单独的绝缘和护套,每根线芯有独立的分支连接体。多芯型分支电缆具备一般多芯电缆的运行性能,国内只有为数极少的大型综合性电缆厂才具备生产能力,目前也已在推广应用中。
3、性能分支电缆是一种新型的电力配送电缆,其关键性能有两项:首先,一根具备良好品质的分支电缆,必须是性能优良的电力电缆,对于国内产品,其导体性能、绝缘性能、材料的机械物理性能均应符合GB12706-91标准——电缆的性能是分支电缆产品的基础指标。
第二,分支连接体的性能至关重要,这是分支电缆的关键性能。分支连接体把干线电缆与支线电缆的导体连为一体,并作绝缘防潮处理。从外观上看,无法知道内部接头质量,有两项重要的试验能够检测接头性能,即机械拉力试验和电热循环试验。对机械拉力试验而言,分支连接体(含干线与支线导体)的拉断力应保持在连接前的80%以上,对电热循环试验而言,在125次一定时间间隔的额定载荷与空载循环后,分支连接体的温度不得大于电缆表面温度的8℃。决定分支连接体的机械与电气性能的关键在于分支连接体的材料和工艺。对广大用户而言,应充分关心分支电缆的电缆质量、接头的材料选择和生产工艺工装。
我们讲,分支电缆更适合于现代建筑的配电系统,为什么?要分析这个问题,我们必须首先弄清楚相关电气设计规范中对配电线路的要求。
二、相关规范对建筑电气系统中配电线路的设计要求
1、建筑电气相关的设计规范目前与建筑电气低压配电系统设计有关的规范主要有:
(1)GB50052-1995供配电系统设计规范
(2)GB50054-1995低压配电设计规范
(3)JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范
(4)GBJ16-87建筑设计防火规范(1997年版本)
(5)GB50045-1995高层民用建筑设计防火规范其中:《供配电系统设计规范》和《低压配电设计规范》是两项基础规范,主要内容参照采用了IEC标准。民用建筑电气设计规范》中供电系统和低压配电部分与其规定基本一致,但由于这是一个建筑行业的专业标准,建筑相关的部分规定更具体,如供电系统的负荷简等级,除规定分级原则外,更规定了各类具体建筑名称的负荷级别。
由于上述规范在颁布实施时,分支电缆产品在国内还没有应用先例,因此在规范中并未提及分支电缆,但在众多条款中体现了设计指导方向,总的说来,有三种观点:
1、关于配电级数——越少越好;
2、关于配电方式,从高到低依次为放射式>树干式>分区树干式>链接式;
3、关于安装敷设方式,应与环境、建筑特征、机电应力等多种因素相适应。
(一)、关于配电级数:对配电级数而言,GB50052-95第3.07条规定:供电系统应简单可*,同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级,JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中8.14条规定:“自变压器一次侧至用设备之间的低压配电级数不宜超过三级,但对非重要负荷供电时,可超过三级。”上述规范体现了一个要领,那就是配电级数越少越好,越少可*性越高,技术越先进。
(二)、关于配电方式,GB50052-95中第6.02、6.03、6.04、6.05条中提出:“在正常环境的车间或建筑物内,当大部分用电设备为中小容量,但无特殊要求时,宜采用树干式配电”,“当用电设备为大容量,或负荷性质重要,或在有特殊要求的车间、建筑物内,宜采用放射式配电”,“当部分用电设备离供电点较远,而彼此相距很近、容量很少的用电设备,可采用链式配电,但每一回路环链设备不超过5台,其总容量不宜超过10kW”:“在高层建筑物内,当向楼层各配电点供电时,宜采用分区树干式配电,但部分较大容量的集中负荷或重要负荷,应从低压配电室以放射式配电”。
(三)、JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中对配电方式有更为详细的规定,如:“8.2.15居住小区的高层建筑,宜采用放射式配电”“8.2.2.4除多层民用住宅外的其他民用建筑,对于较大的集中负荷或较重要的负荷应从配电室以放射式配电;对于向多层配电间或配电箱配电,宜采用树干式和分区树干式的方式”“由层间配电间或层配电箱至各分配电箱的配电,宜采用放射式与树干式结合的方式”,“8.2.3.2对于容量较大的集中负荷或重要负荷,宜从配电室以放射式配电对各层配电间的配电宜采用下列方式之一:
(1)工作电源采用分区树干式,备用电源也采用分区树干式或首层至顶层垂直干线的方式。
(2)工作电源和多用电源都采用由首层到顶层垂直干线方式。
(3)工作电源采用分区树干式,多用电源取自应急照明等电源干线。
上述规定,是限于制定规范时,分支电缆尚未在国内推广应用,供电线路主要依赖普通电力电缆和母线。笔者认为,在应用分支电缆配电后,上述规定应该可以简化。放射式高于树干式,又高于链接式的观点。
(四)、关于电缆和母线安装敷设方式。
GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都规定“封闭母线宜用于干燥和无腐蚀性的屋内场所。”
GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5规定“竖井垂直布线时应考虑下列因素:……。垂直干线与分支线的连接方法。”
GB50054-94中5.7.3竖井内垂直布线采用大容量单芯电缆大容量线线作干线时,应满足下列条件:
1、载流量要留有一定的裕度;2、安装及维修方便和经济。
GBJ16-87《建筑设计防火规范》中10.1.4规定:“消防用电设备的配电线路应穿管保护。当暗敷时应敷时应敷设在非燃烧体结构内,其保护层厚度不应小于3cm,明敷时必须穿金属管,并采取防火措施。采用绝缘和护套为非延续燃性材料的电缆时,可不采取穿金属管保护,但应敷设在电缆井沟内。
GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》中对消防电源及其配电,9.1.4条也规定了相同内容。
上述规范说明:电缆配电比母线具有更好的环境适应性,安装敷设更便利。
在熟悉电气规范的相关规定后,让我们来分析分支电缆配电方法与规范的符合性与技术先进性.
三、分支电缆配电的技术先进性
1、分支电缆的配电方式分支电缆配电系统一般如图所示,在一个n层的大楼中,垂直竖井干线和各楼层供电由一根整预制的分支电缆完成,PG是总配电柜,PX是楼层配电箱,ZJX是转接箱,当PG与ZJX之间距离不远时,(满足载流量与起动运行压降要求)一般不予选用,这样可减少一个连接点,节约投资。
2、分支电缆配电的技术先进性从上述配电系统的分析中,可以知道分支电缆可以使楼层配电简化成二级配电,每个楼层都可以达到最简单的二级配电,符合规范中配电级数越少越好的原则,这是先进性之一。
分支电缆配电系统的实质是一种放射式配电系统,适用于各种重要场合甚至是特别重要场合的配电,这是先进性之二。
分支电缆是一种经过预制的电力电缆,其外形和结构特征仍然具备电缆特性,而且接头经过密封绝缘处理,在出厂时经受过水中耐压和绝缘电阻试验,因此对环境要求低,能适用于潮湿、盐雾酸碱等环境,而母线在规范中明确不能应用于这些环境,比母线适用范围广。而且,其安装方式简便,施工工期短,工费低,符合规范中设计应注重经济性的观点,这是其技术先进性之三。
四、分支电缆配电设计的注意点
我们已分析:分支电缆配电系统的技术先进性,可以说分支电缆就是一种为现代建筑度身定做,量体裁衣的专业产品,具有最佳的适用性和技术经济性,但在工程设计中,需注意一点——那就是分支线的保护问题。对由于支线截面一般都有比干线小,因此,当支线发生过载或短路时,干线保护系统一般不会对其发生作用,必须在支线配电箱中设置保护器,保护器与分支接头问题不超过3m,如超过,分支线必须受敷设在不燃的管或槽中,且当该段发生单相或两相短路时,干线保护应能够断开。对此,应予以注意。
分支电缆作为一种从国外传入的新型建筑配电电缆,已经在国内众多工程中得到推广应用,并且已为广大设计人员认同并使用。本文旨在说明分支电缆配电与现有建筑电气相关规范的一致性,并能更好地体现规范的指导思想。是一种能满足现有规范的一种最先进、经济的配电方式。因水平所限,文中如有谬误,敬请读者指正。
论文关键词:电梯;主开关;照明;插座;配线
论文摘要:电梯的电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。
1概述
电梯电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。
电梯主电源;轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座;电梯井道的照明;报警装置。
2配电设计
2.1电梯的负荷分级和供电要求,应与建筑的重要性和对电梯可靠性的要求相一致,并符合国家标准《供配电系统设计规范》的规定。高层建筑和重要公建的电梯为二级,重要的为一级;一般载货电梯、医用电梯为三级,重要的为二级;多层住宅和普通公建的电梯为三级。高层建筑中的消防电梯,应符合国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。
2.2电梯的供电,宜从变压器低压出口(或低压配电屏)处分开自成供电系统。
一级负荷电梯的供电电源应有两个电源,供电采用两个电源送至最末一级配电装置处,并自动切换,为一级负荷供电的回路应专用,不应接入其它级别的负荷;
二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源(或两个回路),供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处,并自动切换。当变电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时,可采用线路可靠独立出线的单回路供电。亦可由应急母线或区域双电源自动互投配电装置出线的、可靠的单回路供电。
消防电梯的供电,应采用两个电源(或两个回路)送至最末一级配电装置处,并自动切换。
三级负荷电梯的供电,宜采用专用回路供电。
2.3每台电梯应装设单独的隔离电器和保护装置,并设置在机房内便于操作和维修的地点,应能从机房入口处方便、迅速地接近。如果机房为几台电梯共用,各台电梯的隔离电器应易于识别。隔离电器应具有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力但不应切断下列设备的供电:轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座;
电梯井道的照明;报警装置。
上述照明、通风装置和插座的电源,可以从电梯的主电源开关前取得,由机房内电源配电箱(柜)供电或单设照明配电箱,或另引照明供电回路并单设照明配电箱。
2.4主开关选择
电梯电源设备的馈电开关宜采用低压断路器。低压断路器的额定电流应根据持续负荷电流和拖动电动机的起动电流来确定。过电流保护装置的负载-时间特性应设备负载-时间特性曲线相配合。
2.5照明、通风装置和插座的供电回路,根据设备所在部位和工作特点划分,至少应分为两个供电回路并分别设置隔离电器和保护装置:
轿厢用电设备(照明、通风、插座和报警装置)供电回路和保护断路器(如同机房中有几台电梯驱动主机,每个轿厢均应设置一个),此断路器应设置在相应的主开关旁。
机房、井道和底坑用电设备(照明、通风和插座)供电回路和保护断路器,此断路器应设置在机房内,靠近其入口处。
3电气照明、通风装置和插座设置及控制
3.1电梯井道照明
封闭式电梯井道应设置永久性的电气照明,在维护修理期间,即使门全部关上,井道亦能被照亮。井道最高和最低点0.5米以内,各装设一盏灯,中间最大每间隔7m设一盏灯,照度应不小于50lx,分别在机房和底坑设置一控制开关。
3.2电梯机房照明和电源插座
机房应设有固定式电气照明,地板表面上照度应不小于200lx。在机房内靠近入口(或几个入口)的适当高度处设有一个开关,以便进入时能控制机房照明。机房内应设置一个或多个电源插座。
3.3轿厢照明和电源插座
轿厢应装备永久性的电气照明,控制装置上的照度应不小于50lx,轿厢地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白炽灯,至少要有两只并联的灯泡。
要有可自动再充电的紧急电源,在正常照明电源被中断的情况下,它能至少供1W灯泡用电1h。在正常照明电源一旦发生故障情况下,应自动接通照明电源。轿顶应设置一个或多个电源插座。
3.4底坑插座
底坑距底0.5m处应设置一个电源插座。插座需有防护措施和有一定的防水能力,宜至少达到IP21。
4线路敷设
4.1线缆选择
选择电梯供电导线时,应按电动机铭牌电流及其相应的工作制确定,导线的连续工作载流量应不小于计算电流,线路较长时,还应校验其电压损失(直流电梯电源电压波动范围应不大于±3%,交流电梯±5%)。4.2配线选型
根据不同用途,配线可选用导线、硬电缆和软电缆,应有不同的保护方式和敷设方式.
5防灾及报警装置
5.1消防电梯和平时兼作普通电梯的消防电梯,在撤离层靠近层门的候梯处增设消防专用开关及优先呼梯开关,供火灾时消防队员使用。
5.2为使乘客在需要时能有效地向轿厢外求援,应在轿厢内装设乘客易于识别和触及的报警装置。该装置应采用警铃,对讲系统,外部电话或类似形式的装置。
5.3超高层建筑和级别高的公建,在防灾控制中心宜设置电梯运行状态指示盘。
5.4消防电梯轿厢内应设消防专用固定电话,根据需要可以设闭路监视摄像机。
6防雷等电位联结
二类防雷建筑物超过45m和三类防雷建筑物超过60m的建筑,应采取防雷等电位连接措施,电梯导轨的底端和顶端分别与防雷装置连接(接闪器、引下线、接地装置和其它连接导体等)。
7电梯机房、井道和轿厢中电器装置的间接接触保护
7.1低压配电系统零线和接地线应始终分开。
7.2整个电梯装置的金属件,应采取等电位联结措施。接地支线应分别接至接地干线接线柱上,不得互相连接后再接地。
在各个底坑和各机房均设置等电位连接端子盒,并与防雷装置连接。端子盒分别单独用接地线接至等电位联结端子板,以便于检查和维护。采用铜芯导体,芯线截面不得小于6mm2,当兼用作防雷等电位联结时,采用铜芯导体,芯线截面不得小于16mm2。
轿厢接地线如利用电缆芯线时,不得少于两根,采用铜芯导体,每根芯线截面不得小于2.5mm2。
7.3电位连接、保护接地及电梯控制计算机工作接地与建筑内其它功能的接地共用接地装置。
8参考图
根据工程的具体情况,在符合国家标准的前提下,设计时可有多种组合方式,配电回路也可适当增减。
摘要:本文主要介绍了高层建筑电气设计应注意的有关问题,还阐述了建筑电气设计的内容和节能要求。
关键词:高层建筑;电气设计;问题分析
工程设计是基本建设的龙头,设计文件是工程建设的主要依据,设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示,由设计原因导致的工程质量事故占40.1%;工程施工原因引起的占29.3%;其它原因(如设备材料质量问题等)引起的占30.6%。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求,即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、维修性等)及可实施性的缺失或偏离。
1高层建筑电气设计过程中应注意的问题
1.1高层建筑由于照明及空调负荷多,电梯等运输设备多,给排水设备多,所以用电量特别大,且供电的可靠性要求很高。
1.2在高层建筑中,照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电,照明负荷则多采用母线槽配电,与动力分开。
1.3由于在结构上多数采用大柱距,形成大空间,使墙面安装的设备增多,必然使地面管道增多。
1.4由于建筑构件的预制装配化及干法施工;缩短了施工周期,而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。
1.5电气设备的管线应采取防火措施。
1.6空调设备等主要用电设备分散,多数要求集中管理,即要求采用电脑管理和监控系统。
1.7采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震;管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
1.8消防要求高。因为高层建筑高度高,体量大,人员密集,设备多,装饰豪华,建筑本身火灾隐患多,故对消防要求很高。
1.9节省能源是我国经济建设中的一项重大政策,节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面,它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中,要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式,采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施,减少电能损耗,节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。
2照明要求
2.1混合照明
它是由一般照明和局部照明共同组成的照明方式。混合照明中一般照明的照度应不低于混合照明总照度的5-10%,并且其最低照度不低于201x。否则,过低的一般照明和过高的局部照明所形成的照度对比度过大,亮度分布不适当而产生不应有的眩光。
2.2事故照明
当工作照明因故障全部熄灭后,供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为事故照明.
2.2.1应设置事故照明场所
a,在正常工作照明熄灭后,由于工作中断或误操作,将引起爆炸、火灾等严重危险的厂房或场所;
b.在无照明的情况下,由于设备继续运转或人员的通行,将造成设备、人身事故的场所;
c.高层建筑中的疏散楼梯间(包括防烟楼梯前室)、疏散走道、消防电梯室、消防控制中心、消防水泵间;公共建筑中的旅馆、礼堂、影剧院、展览厅、百货商店、体育馆等人员出入的走廊、楼梯、太平门等处。
2.2.2事故照明应采用能瞬时点燃的照明光源,一般采用白炽灯或卤钨灯。当事故照明作为工作照明的一部分而经常点燃时,又在发生故障不得切换电源的条件下,也可采用其它照明光源。
2.2.3事故照明的灯具应布置在可能引起事故的设备、材料周围和主要通道、危险地段、出入口等处,还应在事故照明灯具上明显位置涂以红色标记,以资区别。疏散指示标志可设在疏散走道距地面高度1m以内的墙面上,以及楼梯口和太平门的顶部,并要安装在非燃烧结构或装修上。
2.2.4事故照明的照度要求
用于暂时继续工作的事故照明其工作面上的照度不应低于工作照明总照度的10%。但标准较高的宾馆等建筑,其事故照明所占工作照明的比例应当为:出口指示灯为100%;楼梯照明为50%;公共场所照明为20%;客房走道照明为50%;一般走道照明为20%;总服务台、收款出纳、外币兑换等照明为100%。用于人员疏散的事故照明,其照度不应低于0.51x。
2.3警卫值班照明
在重要的车间和场所或有重要关键设备的厂房、重要的仓库等处设置作为值班时一般观察用的照明称为值班照明。值班照明宜利用工作照明中能单独控制的一部分,或者利用事故照明中的一部分或全部。
警卫照明是用于警卫地区周界附近的照明。是否设置警卫照明,应根据单位的重要性和当地保卫部门的要求来决定。警卫照明应尽量与室内或厂区的照明结合。2.4障碍照明
装设在高层建筑物尖顶上作为飞行障碍标志用的或者有船舶通行的两侧建筑物上作为障碍标志的照明称为障碍照明。障碍照明应按民航和交通部门有关规定装设。障碍照明应采用能透雾的红光灯具。装设障碍灯时,应符合下列要求:一般高层建筑物只在顶端装设。水平面较大的高层建筑物或群集高层建筑物,除在其最高顶端装设障碍灯外,还应在其外侧转角的顶端装设障碍灯。烟囱的高度在100m以上者,除在顶端装设障碍灯外还应在其三分之一和二分之一的高度处装设障碍灯。为了减少烟囱顶端的障碍灯污染程度,可在低于烟囱口4-5m处装设。为了保证障碍灯有一盏损坏时仍能从前进方向看到灯光,应装设排成等边三角形的三盏障碍灯。
2.5高层住宅室内照明要求
厕所及厨房应采用瓷质灯头或其它防水灯头;有条件时居室灯等可采用节电开关或节电灯头;楼梯间、电梯厅、公用走廊、配电室、消防控制室、消防泵房电梯机房等应设置供继续工作和疏散的事故照明。十九层及以上的高层住宅的疏散走廊、楼梯和出口应设置供疏散使用的标志灯,其安装距离为10.20m及各转角处;供电继续时间:作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄电池作为事故照明或疏散标志灯的电源时,其连续供电时间不少于20分钟,事故照明的最低照度不应低0.51x,但配电室、消防控制室和消防泵房必须仍保持正常的照度水平;事故照明及疏散标志一般采用白炽灯,应具有玻璃或金属灯罩,并安装在非燃烧体结构上;大居室宜设置插座两组(其中一组为-个单相二极插座及一个单相带地三极插座;另一组为一个单相二极插座)。小居室、大厅宜设置插座-组(一个单相工极插座及一个单相带地三极插座)。厨房、卫生间根据需要设置-个单相带地三极插座;二极插座需采用扁、圆插孔两用型;有条件时宜采用二极加三极的连体式插座;供洗衣机的单相二极带地插座,宜带电源开关;插座的高度一般为距地0.3-0.5m(暗装安全型)或1.4-1.8m(明、暗装普通型);楼梯及公用廊道宜采用自动熄灯开关,但需在火警时能保持长明。每层的电梯前室灯应采用一般开关。
摘要:本文就高层建筑的电气设计主要内容和特点做了初步的探讨,同时还阐述了建筑电气设计中的节能原则、节能方法。
关键词:高层建筑;电气设计;节能
随着城市规模的不断发展,高层建筑越来越多,因此,高层建筑电气设计就成为设计者不得不面对的问题,同时,在能源紧张的今天,更要注重节能的设计。
一、高层建筑电气设计过程中应注意的主要问题
(一)高层建筑由于照明、空调、电梯、给排水等诸多设备,因此负荷多,用电量特别大,且供电的可靠性要求很高。
(二)在高层建筑中,照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电,照明负荷则多采用母线槽配电,与动力分开。
(三)电气设备的管线应采取防火措施。
(四)空调等主要用电设备布局分散,多数要求采用计算机集中管理。
(五)采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震;管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
(六)消防要求高。因为高层建筑高度高,体量大,人员密集,设备多,建筑本身火灾隐患多,故对消防要求很高。
(七)在高层建筑的电气设计中,要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式,采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施,减少电能损耗,节约用电。
二、高层建筑电气设计的主要内容
(一)负荷的计算
电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否,对合理选择设备,安全可靠与经济运行,均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算,基本上采用负荷密度法和需要系数法。
(二)供电电源及电压的选择
为了保证供电可靠性,现代高层建筑至少应有两个独立电源,具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式,原则上是两路同时供电,互为备用。另外,还须装设应急备用柴油发电机组,要求在15秒钟内自动恢复供电,保证事故照明、电脑、消防、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压,都采用lOkV标准电压等级。
(三)高低压配电系统的设计
1、高压配电系统:现代高层建筑均是采用两路独立的lOkV电源同时供电。一般高压采用单母线分段,自动切换,互为备用。
2、计费方式,采用高供高计。但在低压侧,仍装设计费电度表,采用将照明与动力分开的两部电价法。
3、为减少变压器台数,单台变压器的容量选择一般都大于lOOOkVA。为限制低压侧的短路电流,正常时变压器解列运行,中间设联络开关。
4、高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难,多采用全塑电缆与竖井母千线联接等等。
(四)主要设备的选型
1、高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层,按规定不宜采用油开关。应根高层建筑地下室的标准,选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。
2、电力变压器。根据防火要求,主楼内不允许装设大容量的油浸电力变压器。
3、低压配电屏。国外低压配电屏的结构,几乎都做成抽屉式,特别是大容量的出线,则做成手车式。
4、应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快,故障率低等优点。
(五)变电所位置的确定现代高层建筑的用电量相当大,在确定变电所位置时,应尽可能使高压深人负荷中心。这对节约电能,提高供电质量都有重要意义。
(六)电气照明设计
电气照明设计,包括光源选择、照度计算、灯具造型,灯具布置,眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系,应该相互配合,在使用功能及艺术意境方面求得统一。现代建筑物中,使用定时器,传感器,或光敏元件来实现照明自动控制功能是普遍的。选用各种建筑物自动化系统(特别是直接数字控制系统)来触发照明电路和接触器。同时,选用高光效电光源,是照明节能的手段之一。
(七)防雷与接地
现代高层建筑的防雷设计,除采用避雷针和避雷带的传统做法外,近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用,但在理论上一直是有争议的。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙,与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。
现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地,都是合在一起的,组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定,通常是在4欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求,仍需要装设水平的人工接地体,将主要的建筑物基础连接成接地网,这对均衡电位,提高安全性都有好处。(八)电梯
电梯机房一般设置在井道上面。普通电梯的梯井可连通或设开口相连通。电梯按使用功能分,普通电梯、消防电梯等许多种;按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等;按电流分则有交流和直流两大类。现代高层建筑的电梯,为了提高输送能力和缩短候梯时问,一般都采用高速或超高速电梯,分组实行电脑群控。为提高运行的稳定性和舒适感,客梯都是选用直流电动机驱动。在进行电梯设计时一定要做好配电设计、主开关选择、电气照明、通风装置和插座设置及控制等相关问题。
(九)消防自动报警和自动灭火系统
现代高层建筑的火灾自动报警灭火系统,包括:火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分,实现报警灭火自动化。探测器探测到火灾信号后转换成电信号,进人分区报警器和消防中心,发出声光报警信号。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。关于高层建筑中消防用电的设计问题,涉及到其他许多学科,而且规模越大,功能越多,控制内容越广泛,设计内容也就越复杂。
三、建筑电气设计中的节能原则
建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则:
(一)满足建筑物的功能
即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。
(二)考虑实际经济效益
节能应根据国情考虑实际经济效益,不能因为注重节能而过高地消耗投资,增加运行费用。
(三)节省无谓消耗的能量
节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗,又如量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。因此,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。民用建筑的节能潜力很大,应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较后,再选定节能设备,以达到真正节能的目的。
近几年发现,很多住宅电气设计忽视了一些细节问题,这样可能会给广大居民带来电气上的不安全和使用上的不方便。主要表现在以下几个方面:
(1)目前,住宅设计大量选用模数化配电箱,其中大部分型号是PZ30,但PZ30是不应该在住宅中使用的。因为,PZ30和PZ20是同时开发的两个系列,分别按两种使用场合设计的,PZ20按非熟练人员场合设计,主要用于家庭和类似场所;PZ30则按熟练人员使用设计,主要用于工业场所。在英国,PZ20应符合BS5486-13,PZ30应符合BS5486-12。在BS5486-13非熟练人员用的模数化终端组合电器标准中,强调单相电路和结构上要设有各种保护和防护,如主开关为隔离开关,主开关应设有端子外罩,以便开关在断开位置时,安装载有电压的端子。电器间的联接线上,应设有障板,用来防止无意识的直接接触,同时外壳中还设有挡板,用以挡住接近时可能出现的直接接触和对电器元件的电弧起防护作用。至于工业用的PZ30,结构上相应要简单得多。另外,PZ20的污染等级必须满足2级而安装类别(过电压级别)为Ⅲ类,而PZ30污染等级必须满足3级,安装类别为Ⅱ类。因此,只要电气间隙爬电距离足够,很多三相系统PZ20能代替PZ30系列。由此可见,PZ30不应在住宅中使用。
(2)某些旧住宅在进行配电改造设计时,采用直敷布线,当导线垂直敷设时,未经任何保护就进入距地14m的明装照明开关。不符合现行国家标准《低压配电设计规范》GB50054-95的第521条第3款"当导线垂直敷设至地面低于18m时,应穿管保护"的规定。
(3)暗敷线路按最近路线敷设时,由于住宅的面层比较薄,线路管线交叉不易处理;另外照明线路通常利用顶棚灯的接线盒进线分线,在住户铺设木地板时,往往将敷设在地坪内的管线打断,造成电气不安全和使用的不方便。暗敷线路沿板孔、墙缝垂直或平行于地面敷设,就可以避免上述问题的发生,因为管线交叉可以在墙缝中解决,而照明线路则在墙的拐弯处利用接线盒进行分线,而非顶棚灯的接线盒,这样住户也可根据《住宅使用说明书》中的配电平面图,了解进入灯具线路的具体方向和位置,从而避免在铺设木地板时将管线打断。
(4)由于住户搬进住宅后一般会装修,为避免浪费,只在灯位处布置灯座。我国正在大力推广实施绿色照明工程,对于家庭来说,紧凑型荧光灯是取代白炽灯的最好选择。但是由于种种原因,卡口灯座在更换光源时,稍不注意,就会电着人,加之紧凑型荧光灯的灯头是螺口,不能用卡口灯座,所以在住宅设计时应选用螺口灯座,以确保住户使用安全和方便住户更换光源。
(5)忽视浴室的电气安全措施在浴室发生电击事故的危险机遇特别大,因为潮湿人体的接触电阻大都非常小,所以很小的接触电压也会发生严重的电击事故与死亡事故。由于这一缘故,浴室被称为电气安全的特殊场所,但我国却至今没有特殊场所的国家电气标准,仅在行业标准《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)(以下简称《民规》)有一些电气安全措施的规定。
1:配电箱与浴室不应共用一个墙体。因为配电箱所在墙的另一面,往往是浴室的0、1和2区,住户在洗澡时,水分会渗透墙体而进入配电箱内,从而会造成电气事故。另外采用国际电工标准(IEC)规定,由西门子出版的《电气安装技术》一书的第963页,规定"区域0、1和2除了为区域1和2中的固定安装电器敷设深入墙内不超过5cm的导线外,不得在墙灰底部和墙灰中以及护墙板的后面敷设导线"。根据笔者的理解,此条规定0、1和2区所在墙的另一面不能敷设导线,那就更不能布置配电箱了。
另外,配电箱与浴室共用一个墙体,就会有其他房间的线路经过浴室内的0、1、2和3区,而这样又违背了《民规》14828条"在0、1及2区内,不允许非本区的配电线路通过;也不允许在该区内装设接线盒"的规定。而《电气安装技术》的第963页的规定更加严格"区域0、1、2和3区不允许有通向其他房间或地段的作馈电用的电缆和电线",第965页则写着"从安全角度考虑,这一规定原则上应适应装有浴缸或淋浴装置的整个浴室"。
2:《民规》14829条规定"0、1和2区内,严禁装设开关设备及辅助设备"。但有些设计中,将插座布置在浴室内的1区和2区里,虽然插座为防水型的。3:很多住宅设计的电气线路采用钢管保护,在浴室里也是一样,对于这一点,《民规》没有任何规定。但是,IEC标准却要求进入浴室的电气线路应具备双重绝缘,即导线应穿塑料管敷设而不应穿钢管敷设,即便住宅内线路都穿钢管敷设,进入浴室也应加穿塑料保护管,这样既可提高线路绝缘水平,还可避免穿线钢管引入不应有的电压。《电气安装技术》第964页规定导线"敷设在非金属管道中"。
由于居民住宅没有技术安全部门负责电气线路的维护管理,加之住户大多对电气知识知之甚少,所以住宅是电气事故和电气火灾多发场所。因此作为设计人员,对住宅电气设计应引起足够的重视,尽量使电气设计做到安全、可靠、合理、方便,以减少和避免住宅电气事故和电气火灾的发生。
当然,也可能同一个业主同时属于几类不同类型的业主,这时可以根据具体情况进行分析。
摘要:本文主要介绍了高层建筑电气设计应注意的有关问题,还阐述了建筑电气设计的内容和节能要求。
关键词:高层建筑;电气设计;问题分析
工程设计是基本建设的龙头,设计文件是工程建设的主要依据,设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示,由设计原因导致的工程质量事故占40.1%;工程施工原因引起的占29.3%;其它原因(如设备材料质量问题等)引起的占30.6%。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求,即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、维修性等)及可实施性的缺失或偏离。
1高层建筑电气设计过程中应注意的问题
1.1高层建筑由于照明及空调负荷多,电梯等运输设备多,给排水设备多,所以用电量特别大,且供电的可靠性要求很高。
1.2在高层建筑中,照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电,照明负荷则多采用母线槽配电,与动力分开。
1.3由于在结构上多数采用大柱距,形成大空间,使墙面安装的设备增多,必然使地面管道增多。
1.4由于建筑构件的预制装配化及干法施工;缩短了施工周期,而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。
1.5电气设备的管线应采取防火措施。
1.6空调设备等主要用电设备分散,多数要求集中管理,即要求采用电脑管理和监控系统。
1.7采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震;管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
1.8消防要求高。因为高层建筑高度高,体量大,人员密集,设备多,装饰豪华,建筑本身火灾隐患多,故对消防要求很高。
1.9节省能源是我国经济建设中的一项重大政策,节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面,它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中,要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式,采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施,减少电能损耗,节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。
2照明要求
2.1混合照明
它是由一般照明和局部照明共同组成的照明方式。混合照明中一般照明的照度应不低于混合照明总照度的5-10%,并且其最低照度不低于201x。否则,过低的一般照明和过高的局部照明所形成的照度对比度过大,亮度分布不适当而产生不应有的眩光。
2.2事故照明
当工作照明因故障全部熄灭后,供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为事故照明.
2.2.1应设置事故照明场所
a,在正常工作照明熄灭后,由于工作中断或误操作,将引起爆炸、火灾等严重危险的厂房或场所;
b.在无照明的情况下,由于设备继续运转或人员的通行,将造成设备、人身事故的场所;
c.高层建筑中的疏散楼梯间(包括防烟楼梯前室)、疏散走道、消防电梯室、消防控制中心、消防水泵间;公共建筑中的旅馆、礼堂、影剧院、展览厅、百货商店、体育馆等人员出入的走廊、楼梯、太平门等处。
2.2.2事故照明应采用能瞬时点燃的照明光源,一般采用白炽灯或卤钨灯。当事故照明作为工作照明的一部分而经常点燃时,又在发生故障不得切换电源的条件下,也可采用其它照明光源。
2.2.3事故照明的灯具应布置在可能引起事故的设备、材料周围和主要通道、危险地段、出入口等处,还应在事故照明灯具上明显位置涂以红色标记,以资区别。疏散指示标志可设在疏散走道距地面高度1m以内的墙面上,以及楼梯口和太平门的顶部,并要安装在非燃烧结构或装修上。
2.2.4事故照明的照度要求
用于暂时继续工作的事故照明其工作面上的照度不应低于工作照明总照度的10%。但标准较高的宾馆等建筑,其事故照明所占工作照明的比例应当为:出口指示灯为100%;楼梯照明为50%;公共场所照明为20%;客房走道照明为50%;一般走道照明为20%;总服务台、收款出纳、外币兑换等照明为100%。用于人员疏散的事故照明,其照度不应低于0.51x。
2.3警卫值班照明
在重要的车间和场所或有重要关键设备的厂房、重要的仓库等处设置作为值班时一般观察用的照明称为值班照明。值班照明宜利用工作照明中能单独控制的一部分,或者利用事故照明中的一部分或全部。
警卫照明是用于警卫地区周界附近的照明。是否设置警卫照明,应根据单位的重要性和当地保卫部门的要求来决定。警卫照明应尽量与室内或厂区的照明结合。
2.4障碍照明
装设在高层建筑物尖顶上作为飞行障碍标志用的或者有船舶通行的两侧建筑物上作为障碍标志的照明称为障碍照明。障碍照明应按民航和交通部门有关规定装设。障碍照明应采用能透雾的红光灯具。装设障碍灯时,应符合下列要求:一般高层建筑物只在顶端装设。水平面较大的高层建筑物或群集高层建筑物,除在其最高顶端装设障碍灯外,还应在其外侧转角的顶端装设障碍灯。烟囱的高度在100m以上者,除在顶端装设障碍灯外还应在其三分之一和二分之一的高度处装设障碍灯。为了减少烟囱顶端的障碍灯污染程度,可在低于烟囱口4-5m处装设。为了保证障碍灯有一盏损坏时仍能从前进方向看到灯光,应装设排成等边三角形的三盏障碍灯。
2.5高层住宅室内照明要求
厕所及厨房应采用瓷质灯头或其它防水灯头;有条件时居室灯等可采用节电开关或节电灯头;楼梯间、电梯厅、公用走廊、配电室、消防控制室、消防泵房电梯机房等应设置供继续工作和疏散的事故照明。十九层及以上的高层住宅的疏散走廊、楼梯和出口应设置供疏散使用的标志灯,其安装距离为10.20m及各转角处;供电继续时间:作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄电池作为事故照明或疏散标志灯的电源时,其连续供电时间不少于20分钟,事故照明的最低照度不应低0.51x,但配电室、消防控制室和消防泵房必须仍保持正常的照度水平;事故照明及疏散标志一般采用白炽灯,应具有玻璃或金属灯罩,并安装在非燃烧体结构上;大居室宜设置插座两组(其中一组为-个单相二极插座及一个单相带地三极插座;另一组为一个单相二极插座)。小居室、大厅宜设置插座-组(一个单相工极插座及一个单相带地三极插座)。厨房、卫生间根据需要设置-个单相带地三极插座;二极插座需采用扁、圆插孔两用型;有条件时宜采用二极加三极的连体式插座;供洗衣机的单相二极带地插座,宜带电源开关;插座的高度一般为距地0.3-0.5m(暗装安全型)或1.4-1.8m(明、暗装普通型);楼梯及公用廊道宜采用自动熄灯开关,但需在火警时能保持长明。每层的电梯前室灯应采用一般开关。