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关于某办公楼电气设计的探讨

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-11-05  来源:《电气&智能建筑》  作者:王越
1 前言
 
由于电气技术的快速发展,现代的办公楼除了满足传统办公楼的基本要求,还要在设计上更安全、可靠、节能。本文结合工程实例,就办公楼的设计进行介绍和分析。
 
2 案例概述 
 
某一类高层办公楼,地下一层,主楼地上十一层,裙房地上三层。建筑面积为27335.86m2,建筑高度为55m.该建筑的功能房间包括办公室、会议室、机房、新闻发布厅、门厅、配电室、弱电室等。按建设单位要求做到方案合理、运行可靠、简洁实用,有效减少投资。
 
3 配电系统
 
(1)10kV供电方案
 
此办公楼由于被定义为一类高层建筑,根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)9.1.1条规定,办公楼中客梯用电、走道照明用电、主要业务和计算机系统用电、安防系统用电、消防电梯用电、消防排污泵、火灾报警及消防联动系统、消防排烟风机、消防送风机、应急照明及疏散指示照明等消防用电设备、排污泵用电、生活水泵用电等为一级负荷,采用双电源供电。不属于一、二级负荷的其它配电系统及配电设备均为三级负荷,采用单电源供电。
 
在供电方案的选择上,常用的供电方式有:①两路10kV电源;②一路10kV电源,一路柴油发电机组。选择两路10kV电源同时供电,互为备用,一路电源故障时,另一路电源供全部负荷,这样做既方便检修又可达到供电要求,此方案表面上符合供电要求,但实际很难做到。因为,国内各地区的大电网都是并网的,电力网内的各种故障均可能引起全部电源进线同时失去电源。多年来的实际运行经验表明,很多电气故障难以限制在某一范围内部,因此,即使设计中采用了两路市政电源,也很难保证一级负荷的供电要求。所以,通过两种供电方案比较,在建设单位的许可下选定了下面的供电方案即一路引自10kV电源,另一路引自柴油发电机组。
 
(2)220/380V配电系统
 
照明及其它动力配电系统办公楼的配电系统主要由低压配电室主开关柜垂直干线各楼层的配电箱和其后的分支电路组成,低压主开关柜中的母线接至垂直干线,1~11层照明负荷采用额定截流量为800A的密集型母线槽做主干线,各楼层设母线插接箱,由插接箱引至各楼层总配电箱,由总箱引至各室末端配电箱。末端配电箱是按照办公室的不同功能来分设的,目的是便于管理检修。地下室其它动力设备,如水泵电梯风机等由低压配电屏单回路放射式配电,这些重要动力负荷要求在末端配电箱设双电源自动转化装置,使供电更可靠更安全。
 
4 照明系统
 
4.1 照度标准
 
按现行国家标准《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)执行(见下表1)。
 
4.2 灯具数量(光源)的计算
 
以某办公室为例,采用利用系数法的计算公式:
E=NΦUK/A
N=EA/(ΦUK)(1)
其中:
Φ—光通量lm;N—光源数量;U—利用系数;A—工作面面积m2;K—灯具维护系数.
该办公室照度标准值为300lx,房间面积为18.3m2,选用2×36W双管荧光灯,每盏灯的光通量为5910lm,维护系数为0.8,利用系数为0.56,将数据代入公式(1)得:
N=EA/(ΦUK)=300×18.3/(0.56×0.8×5810)≈2
灯具在房间中的布置如下图所示。
 
4.3 灯具的布置方式
 
灯具的布置方式根据具体的场合主要从三个方面来考虑:
(1)考虑美观。看房间的布局,并考虑光源尽量均匀分布;
(2)考虑视觉效果。如果确定将来人员的主要视线方向,那么灯具的纵轴一般要与视线平行,可以减少玄光;
(3)荧光灯纵轴与垂直会比较好,可以减少光源散到窗外,可以节能。
此工程设计中办公室较多,因此灯具布置时主要采用灯具纵轴与视线平行的方式来减少玄光。
 
4.4 应急、疏散指示照明
 
应急、疏散指示照明采用专用回路供电消防集中应急电源配电箱配电,要求持续供电时间≥90min。电梯厅及楼梯间应急照明最低照度不小于5lx,疏散照明最低照度不低于0.5lx.消防风机房应急照明采用双回路供电,消防集中应急电源配电箱配电,要求持续供电时间≥180min.应急照明最低照度不低于正常照明照度。应急照明控制方式为:应急灯平时不亮,火灾时点亮,疏散灯常明。
 
5 建筑物防雷、接地系统及安全措施
 
5.1 建筑物防雷
 
(1)办公楼防雷等级为二类(年预计雷击次数:N=0.0946)。防雷装置的设置满足防直击雷、防侧击雷、雷电波及防雷击电磁脉冲的侵入,并设置总等电位联结。
 
具体的防雷措施有:①防直击雷措施:在屋顶采用φ12热镀锌圆钢作避雷带,屋顶避雷带连接线网格不大于10×10m或12×8m.避雷带高出所在屋面0.2m,避雷带支架间距1.0m,转角处0.5m;②防雷电波侵入措施:进出建筑物的埋地金属管道、电缆进出线的金属外皮及保护管与共用接地装置连接;③防侧向雷击措施:在建筑物各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及突出物体按屋顶上的保护措施处理;④将各层楼板外周圈梁内的钢梁焊接,绕建筑物成均压环。并将其与所有的引下线焊接,同时将45m及以上外墙上的栏杆、金属外窗等金属物与防雷装置相连。外墙内、外竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端,应与防雷装置等电位连接;⑤防雷击电磁脉冲措施:将建筑物金属构架、混凝土钢筋等自然构件、金属管道、电气的保护接地系统等与防雷装置连成共用接地系统,在适当位置预留等电位联结板。低压配电系统及电子信息系统信号传输线路在穿过各防雷区界面处,按防护等级设置浪涌保护器(SPD)保护;⑥凡突出屋面的所有金属构件、金属通风管、金属屋面、金属屋架等均与避雷带可靠焊接。
 
(2)引下线:利用建筑物结构钢柱作为防雷引下线,作为引下线的钢柱顶端焊接一根φ16钢筋,该钢筋在屋顶引出屋面20cm与屋顶避雷带焊接。在地下一层地板,将柱中作引下线的钢柱与伐板基础内钢筋可靠焊接,所有外墙引下线在室外地面下1m处引出一根-40×4热镀锌扁钢,扁钢伸出室外,长度不小于1.5m.预留与室外人工接地体焊接,引下线间距不大于18m.
 
(3)接地极:利用建筑物基础作接地体,将基础底板上下两层主筋沿建筑物外圈焊接成环形,并将主轴线上的基础梁及结构地板上下两层主筋相互焊接成网作接地体。
 
(4)引下线上端与避雷带焊接,下端与接地极焊接。建筑物四角外墙引下线在室外地面上0.5m处设测试卡子。在屋面有高度差处,垂直连接无钢筋可利用时,应沿墙暗敷设-40×4镀锌扁钢,使上下避雷带连通形成电气通路。
 
5.2 接地及安全措施
 
(1)办公楼接地型式为TN-C-S系统。办公楼防雷接地、电气设备的保护接地等的接地共用统一的接地极,接地电阻不大于1Ω.电气竖井内垂直敷设一条40×4mm热镀锌扁钢,水平与垂直接地扁钢之间可靠焊接。正常不带电,而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳均可靠接地。
 
(2)办公楼采用总等电位联结,总等电位板由紫铜板制成,将建筑物内保护干线、设备进线总管等进行联结,有淋浴室的卫生间采用局部等电位联结,从适当地方引出两根大于φ16结构钢筋至局部等电位箱(LEB),局部等电位箱暗装,将卫生间内所有金属管道、金属构件联结。
 
6 电气节能
 
(1)工程中荧光灯采用高效发光的细管荧光灯(T8管)及紧凑型荧光灯。选用细管荧光灯,较标准荧光灯节能10%,使用寿命长2~3倍;选用紧凑型荧光灯,28W紧凑型荧光灯的能耗等同于150W的白炽灯,节能18%.
 
(2)改进灯具的控制方式:地下车库采用车行道和车位分区控制照明;办公室内临窗一侧灯具由同一回路控制,保证充分利用自然光,达到节能的效果。
 
(3)采用无功补偿、谐波抑制、降低线损等措施。
 
7 结束语
 
综上所述,办公楼电气设计的四个方面,可看出供电系统在保证供电可靠性的前提下应尽量满足电源的质量要求减少电能损耗;电气照明照度标准值应执行国标标准,满足建筑照明设计标准相关章节要求,选择合适的灯具布置方式,使人感到舒适;内部防雷与外部防雷相结合,保障人身安全,避免建筑和电气设备造成损坏;选择高效节能的灯具及光源,改进灯具的控制方式,以达到节能的目的。
 
参考文献
1 《民用建筑电气设计规范[S]》(JGJ 16-2008)
2 江文.许慧中.《供配电技术[M]》.机械工业出版社,2005
3 《建筑设计防火规范[S]》(GB 50016-2006)
4 《低压配电设计规范[S]》(GB 50054-2011)
5 《建筑照明设计标准[S]》(GB 50034-2004)
6 《建筑物防雷设计规范[S]》(GB 50057-2010)
7 《公共建筑节能设计标准[S]》(GB 50189-2005)
 
 
 
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