浅谈建筑电气设计的应用

黄老师

1 某工程的概况 该工程总共三十二层，每层高3.0米，地下1层，属一类高层建筑。按甲方提出的要求，需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。 2 负荷计算和估算 在一般办公区按50～60W／m2考虑，在特殊办公区按50～80W／m2考虑。对于上述特殊装修场所，设计估算参数如下表所示。
　　电力负荷一般由各专业提供技术要求及负荷大小。总电力负荷需用系数Ks为0.75，功率因数0.8，总照明负荷需用系数Ks为0.85，功率因数0.8.
　　2.1三相负荷计算方法：
　　将三相用电设备的设备容量乘以一个需用系数Kx，得有功计算负荷，即：
　　Pjs＝Kx&#8226；Ps（kW）
　　无功计算负荷Qjs确定：
　　Qjs＝Pis&#8226；tgΦ（kVar）
　　最后，确定视在计算负荷Sjs：
　　Sjs＝Pjs2＋Qjs2（kVA）或Sjs＝Pjs／cosΦ（kVA）
　　计算电流为：
　　Ijs＝Pjs／3Ue?cosΦ。（Ue三相设备的额定电压kV）
　　2.2单相负荷确定：
　　尽量将各单相负荷逐相均匀分配，以减少不平衡。计算时，当回路中的单相负荷的总容量小于该回路三相对称负荷的总容量的15％时，全部负荷按三相对称负荷计算，当超过15％时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再同三相负荷相加，功率及电流计算公式同上。
3 电力配电系统
　　3.1低压配电系统采用220V/380V放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式供电，对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。
　　3.2一级负荷：采用双电源供电并在末端互投
　　3.3三级负荷：采用单电源供电
　　3.4用于移动电器装置的插座、地面出线口的电源均设电磁式剩余电流保护器，动作电流≤30mA，动作时间不大于0.1S。
　　3.5自动控制：消防水泵、喷淋水泵、排烟风机及正压风机等平时就地检测控制，火灾时通过火灾报警联动控制系统或通过消防控制室实现自动控制，本工程所有消防用电设备热继电器只做报警信号，不做保护之用。
4 照明系统
　　4.1照度标准
　　按《 民用建筑照明设计标准》中等标准进行设计。照明灯具端电压不高于额定电压的105％ ，正常环境光源用电电压根据光源设计电压选取(一般为交流电220V)。本工程一般场所为荧光灯、或其他节能型灯具。所有灯具均需增加一根PE线。照明装置中[论文网 www.ap5u.com]，凡正常情况下不带电的金属部分均应接地。

　　4.2荧光灯灯具的效率不应低于下表的规定：
5线路敷设
     5.1常用导线穿管、槽的参数见下表
     5.1.1常用导线穿管数
BW线芯截面（mm）
镀锌钢管（SC）（管内导线根数）
电线管（MT）塑料管（PC（管内导线根数）

2
3
4
5
6
7
8
2
3
4
5
6
7
8
1.0
15
15
15
15
20
20
20
15
15
20
20
25
25
25
1.5
15
15
20
20
20
25
25
20
20
20
25
25
32
32
2.5
15
15
20
20
20
25
25
20
20
25
25
25
32
32
4.0
15
20
20
20
25
25
25
20
20
25
25
32
32
32
6.0
20
20
20
25
25
25
32
20
25
25
32
32
32
40
10．0
20
25
25
32
32
40
40
25
32
32
32
40
40

     5.1.2常用导线穿槽板数
BW线芯截面（mm）
线槽规格与导线根数

25×1
40×1
86×22
100×27
1.0
18
37
70
140
1.5
10
23
44
88
2.5
8
18
34
68
4.0
7
14
26
53
6.0
5
10
20
41
10.0
3
7
13
26
16.0
2
5
                                [/td][/tr]                [/table]
9 18 25.0 3 6 12 35.0 2 5 9 50.0 3 6 5.2图中线路敷设部位及敷设方式文字符号含义如下： 穿焊接钢管敷设 SC 金属线槽敷设 MR 穿电线管敷设 MT 塑料线槽敷设 PR /> 穿硬质塑料管敷设
SC
直埋敷设
DB
电缆桥架敷设
CT
电缆沟敷设
TC



暗敷在梁内
BC
沿顶板面敷设
CE
沿或跨柱敷设
AC
暗敷设在顶板内
CC
沿墙面敷设
WS
吊顶内敷设
SCE
暗敷设在墙内
WC
地板下敷设
FC
6 建筑电气节能的途径
　　6.1减少变压器的有功功率损耗
　　变压器的有功功率损耗如下式表示：△Ｐｂ＝Ｐｏ＋Ｐｋβ２其中：
　　　　△Ｐｂ--变压器有功损耗（ＫＷ）；
　　　　Ｐｏ--变压器的空载损耗（ＫＷ）；
　　　　Ｐｋ--变压器的有载损耗（ＫＷ）；
　　　　β--变压器的负载率。
　　Ｐｏ部分为空载损耗又称铁损，它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分，大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以，变压器应选用节能型的，如Ｓ９、ＳＬ９及ＳＣ８等型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，使矽钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗；４５°全斜接缝结构，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。
　　Ｐｋ是传输功率的损耗，即变压器的线损，决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，即负载率β的平方成正比。因此，应选用阻值较小的绕组，可采用铜芯变压器。从PKβ2用微分求它的极值，在β＝50％处每千瓦的负载，变压器的能耗最小。因此，在80年代中期设计的民用建筑，变压器的负载率绝大部分在50％左右，在实际使用中有一半变压器没有投入运行，这种做法有的设计人员一直沿袭至今。但是，这仅是为了节能，而没有考虑经济价值。举下例可看出其不可取的程度。
　　SC3－2000KVA的变压器，当β＝50％时相对于β=85％时可节能为Ｐ＝16.01×（0.852－0.52）＝7.56KW，按商场最高用电小时计：每天12小时，365天全营业，则总节约电能：W=7.56×12×365＝33113KW·ｈ。按营业性电价每度0.78元计，则每年节约：33113×[论文网 www.ap5u.com]0.78＝25828元。
　　按每千瓦的初装费投资：200KVA变压器应是大型民用建筑，必然双电源进线，则初装费每KVA为2240元，每年节能省下的电费只能提供（25828／2240＝11.53）11.53KVA的初装费。还有988.5KVA的初装费，加上由于加大变压器容量而多付的变压器价格，由于变压器增加而使出线开关柜、母联柜增加引起的设备购置费，安装上述设备使土建面积增加而引起的土建费用，这是笔相当可观的投资，还没有计及折旧维护等费用。由此可见，取变压器负载率为50％是得不偿失的。
　　事实上50％负载率仅减少了变压器的线损，并没有减少变压器的铁损，因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的容量，变压器的负载率应在75％～85％为宜。这样也可以做到物尽其用，因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为20年，20年后可能有更好的变压器问世，这样就可以有机会更换新的设备，才能使该建筑总趋技术领先地位。
　　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，不选４台500KVA。因为选用前者可节能：△Ｐ＝４×(1.6＋4.44）－２×（2.45＋7.45）＝4.36KW（全按β＝100％计，同等条件，SC3变压器）。
7 防雷与安全
　　防雷设计按二类防雷建筑物处理，利用建筑物金属构件作防雷装置。屋面敷设避雷带，共用天线用避雷针保护，利用建筑物结构钢筋作引下线，并利用混凝土基础钢筋作自然接地体。为防侧击雷，从30m以上，每三层设均压环，所有金属门窗、建筑玻璃幕墙均应与作防雷引下线的钢筋连通。为了保证建筑物外立面的效果，所有防雷装置均采用暗装作法。
　　防雷接地、变压器中性点接地，电气安全接地以及其它需要接地的设备，弱电设备采用共用接地，共用接地体的接地电阻应小于1Ω。这样既保证了人身和设备的安全，也减少了由不合理接地引起的干扰。
　　为了保证人身设备的用电安全，设计要求建筑物内作总等电位联结。在地下室安装一总等电位联结端子箱，把总水管、煤气管、空调立管等所有进出建筑物的金属体及建筑物的金属构件等与电位联结端子箱连通。
8 结语
　　通过以上对本工程供配电系统的设计情况的介绍，我认为高层建筑电气设计的合理性应从总体考虑其经济指标，才能取得最佳的技术及经济效果，真正做到高效、节能、舒适。                                [/td][/tr]                [/table]