淺談高層住宅建筑電氣方案設(shè)計(jì)

引言

基于江門(mén)市海逸星辰小區(qū)工程設(shè)計(jì)分析其用電負(fù)荷要求,以確定其配電房選址及容量。本工程總建筑面積為107656.8m2,由7棟一類(lèi)高層住宅建筑、4棟低層商業(yè)、1棟高層公寓及地下車(chē)庫(kù)組成,本文對(duì)該小區(qū)的用電負(fù)荷等級(jí)及供電要求、變配電所選址、用電負(fù)荷計(jì)算及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了分析。

1用電負(fù)荷等級(jí)及供電要求

根據(jù)GB50016一2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、JGJ16一2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄A的要求,消防用電負(fù)荷、應(yīng)急照明、航空障礙照明、走道照明、警衛(wèi)照明、安防系統(tǒng)用電、客梯用電、排污泵、生活水泵用電為一級(jí)負(fù)荷,其他負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷。

根據(jù)JGJ16一2008要求,一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電,當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞;2009版措施要求,一級(jí)負(fù)荷需要雙電源末端互投。所有主供電源由低壓配電房引出,備用電源由發(fā)電機(jī)房引至,在末端配電箱設(shè)置雙電源切換裝置以滿足一級(jí)負(fù)荷用電。

本工程柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置在地下車(chē)庫(kù),由柴油發(fā)電機(jī)組提供第二回路應(yīng)急電源。當(dāng)市電停電、缺相、電壓或頻率超出范圍,或變壓器故障時(shí),取變壓器低壓主開(kāi)關(guān)上端頭失壓信號(hào)作為發(fā)電機(jī)的延時(shí)啟動(dòng)信號(hào),延時(shí)5s自動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組,柴油發(fā)電機(jī)組30s內(nèi)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速、電壓、頻率后,投入額定負(fù)載運(yùn)行。當(dāng)市電恢復(fù)30s后,由ATs自動(dòng)恢復(fù)市電供電,發(fā)電機(jī)組經(jīng)冷卻延時(shí)自動(dòng)停機(jī)。應(yīng)急電源與市電采取電氣和機(jī)械聯(lián)鎖,防止應(yīng)急電源與市電并列運(yùn)行。當(dāng)采用自備發(fā)電設(shè)備作為備用電源時(shí),自備發(fā)電設(shè)備設(shè)置自動(dòng)和手動(dòng)啟動(dòng)裝置。設(shè)置自動(dòng)報(bào)警或停止運(yùn)行等預(yù)防措施,確保當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)房及儲(chǔ)油間通風(fēng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)能阻止可燃物釋放或使設(shè)備斷電。

2變配電房選址

應(yīng)根據(jù)建筑特點(diǎn)、用電負(fù)荷計(jì)算、選址環(huán)境、可靠的供電條件及節(jié)能等因素來(lái)選擇變配電所的位置,應(yīng)選擇在靠近負(fù)荷中心、接近電源側(cè)、方便進(jìn)出線、方便設(shè)備運(yùn)輸?shù)膱?chǎng)所,并考慮以后的發(fā)展預(yù)留容量。

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范及當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)要求,變電站、配電所原則上不采用地下或半地下式,且避免設(shè)置在低洼點(diǎn),嚴(yán)禁設(shè)置在建筑物的最底層,其室內(nèi)外標(biāo)高應(yīng)高于建筑物外市政道路、排水設(shè)施標(biāo)高0.3m。變配電所不應(yīng)設(shè)在潮濕、經(jīng)常有積水的衛(wèi)生間、廚房等正下方,若受條件限制設(shè)在正下方,可在此處設(shè)置局部雙層板,并留0.5m高夾板,以便檢修。所有變配電所不應(yīng)有任何給排水管道或其他無(wú)關(guān)管線穿越,電房位置不能有伸縮縫。

根據(jù)海逸星辰小區(qū)性質(zhì),設(shè)置2個(gè)公變房及1個(gè)專(zhuān)變房,1#公變房對(duì)1~3棟住宅及低層商業(yè)供電,2#公變房對(duì)4~7棟住宅供電:專(zhuān)變房對(duì)高層公寓配電。在2棟、6棟、公寓首層分別設(shè)置變配電所,大門(mén)向小區(qū)內(nèi)開(kāi)啟,采用雙開(kāi)門(mén),門(mén)寬不少于2.0m、高不少于2.5m,門(mén)前可停放工程車(chē)。

3用電負(fù)荷計(jì)算及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范,對(duì)于用電負(fù)荷,建筑面積80m2及以下住宅按4kw/套,81~120m2的住宅按6kw/套,121~150m2的住宅按8kw/套,面積超過(guò)150m2的按60w/m2,商業(yè)按照100w/m2(若商鋪層高較高,可選取150w/m2)計(jì)算。

3.1用電負(fù)荷計(jì)算

按上述依據(jù)計(jì)算本工程負(fù)荷,如表1所示。

每個(gè)配電房的變壓器容量應(yīng)該充分考慮功率因數(shù)、同時(shí)需要系數(shù)、配變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行系數(shù)、能效系數(shù)以及當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域系數(shù)等因素,遵循經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則合理選擇。變壓器容量按以下公式計(jì)算:

以上功率因數(shù)、同時(shí)需要系數(shù)、配變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行系數(shù)、區(qū)域系數(shù)以及能效系數(shù)按以下原則取值:

(1)功率因數(shù)取0.8。

(2)100戶及以下同時(shí)需要系數(shù)取0.6,100~400戶取0.5,400戶及以上取0.4。

(3)配變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行系數(shù)取0.7。

(4)區(qū)域系數(shù)目前江門(mén)地區(qū)取1.05。

(5)能效系數(shù)取0.9,今后可按節(jié)能設(shè)備應(yīng)用的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

10層以上的高層建筑公用變壓器單臺(tái)容量不應(yīng)超過(guò)800kVA,本次工程按照地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)在變配電房預(yù)留充電樁容量。根據(jù)以上要求,確定各變配電房容量如表2所示。

各臺(tái)變壓器低壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置,無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置容量按變壓器容量的20%~40%設(shè)置,采用共補(bǔ)與分補(bǔ)相結(jié)合的補(bǔ)償方式,補(bǔ)償后功率因數(shù)在0.95以上。

3.2配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程采用TN-S系統(tǒng),配電采用放射式和樹(shù)干式相結(jié)合的接線方式,住宅、商鋪按一戶一表計(jì)量,電表箱設(shè)在各棟地下一層集中電表間內(nèi):大商業(yè)、辦公按不同使用性質(zhì)及使用用戶分別計(jì)量,住宅用電負(fù)荷計(jì)量應(yīng)采用一戶一表制,采用集中抄表形式。住戶、商戶配電箱開(kāi)關(guān)選用能同時(shí)切斷相線中性線的斷路器,并采用自恢復(fù)式過(guò)欠壓脫扣保護(hù)。

工程所有消防用電回路其過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)作用于信號(hào),而不作用于切斷電路:若采用空氣斷路器保護(hù),其整定電流應(yīng)不小于設(shè)備額定電流的1.5~2倍,以防切斷電路。

4結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)海逸星辰小區(qū)用電負(fù)荷等級(jí)、變配電所選址、用電負(fù)荷計(jì)算及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)等進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。高層建筑電氣方案的設(shè)計(jì)直接影響到整個(gè)建筑的設(shè)計(jì),而且與使用和維護(hù)密切相關(guān),設(shè)計(jì)人員應(yīng)有一定的超前意識(shí),更多考慮節(jié)能、環(huán)保、實(shí)用、易操作等要求,為住戶提供更實(shí)用、更貼切、更安全的居住條件。