时间:2023-05-30 09:25:52
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇民用建筑电气设计规范,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
【关键词】民用建筑;结构设计;防震;刚度
随着居民收入的增加,生活质量的提高,民用房屋建筑款式也越来越多样,房屋建筑结构设计水平的要求也在不断的提高,因此建筑结构设计人员,不仅要充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系更要了解到业主具有个性化的思维方法和审美意识,不同时期住户对建筑空间的不同要求。这样不仅能使结构设计达到技术先进,经济合理、安全适用质量安全,而且也能令业主信赖有加、愉悦满意。
1.结构设计
结构设计主要可以按照时间顺序分为三个阶段:第一阶段为结构方案阶段。在此期间,要根据要设计建筑的重要性、类别、建筑高度和层数,建筑所在地的抗震设防烈度,来确定建筑的结构形式;第二阶段为结构计算阶段。在此期间,要根据建筑的结构及其抗震防火参数要计算梁、板的计算跨度、钢筋搭接长度等。第三阶段为施工图设计阶段。要根据建筑的结构体系和设计特点确定其结构平面图、屋顶(面)结构图。
2.结构设计的方法
结构设计的方法主要有五个方面。结构平面图的绘制、屋顶(面)结构图、大样详图、楼梯和基础建材。结构平面图绘制时要注意一个问题:结构软件建模。因为用结构软件建模可以利用软件来进行荷载计算。这样可以检验设计的安全性。当建筑地抗震设防裂度为7及以上时,必须要用软件建模;屋顶(面)结构图要注意建筑的类型差别。因为对于建筑的板跨度较大时要用梁板式,而对于板跨度不大时用折板式处理。正确绘图和设计的关键是设计者必须要具备一定的空间概念,能够正确理解建筑图纸和意图;大样详图在绘制时一定要确保建筑详图准确无误,并且能在保持建筑外形的情况下使结构受力合理和施工方便;楼梯梯板要注意绕度的控制,楼梁下的净高度要满足建筑的要求,而且为了保证上下楼层的位置统一要注意楼梁的位置。基础建材要注意能够符合建筑结构耐久性的要求。比如混凝土、钢筋等,不能不顾安全偷工减料。条基交接部位的钢筋设置要按照标准图来做,其基地面积不能重复利用,应注意调整基础宽度。
3.结构设计的原则
3.1“以人为本”原则。不论是民用建筑还是公用建筑设施都是为人服务的。因此,设计人们心里想要的建筑是设计师最基本的原则。随着经济的发展,人们的生活水平得到不断提高。儿更多的人由去城里居住的思想观念向回归自然转变。因此,对于设计师来讲,在尊重设计地段内土地和环境的前提下,满足人们的生态型建筑要求。
3.2绿色环保设计原则。环境的污染、气候的变坏都在无时无刻的提醒我们要绿色、低碳。所以在建筑设计时也要注重生态、环保,追求人与自然的可持续发展。在设计时要充分考虑当地的自然环境,维护当地的自然地貌特征和原有的植被条件,尽可能的协调绿地、水体和建筑物的关系。
3.3刚柔相济原则。由于要保持建筑的稳定性和强度,所以对于结构的刚度有比较高的要求。但是刚度过大时,其适应能力就变差了,当有强大的破坏力瞬间来袭时,其结构不能释压、传递外力,局部受损后会导致全部毁坏;而刚度过柔的结构容易造成变形太大而使整个建筑倾覆。因此,衡量这个度,是建筑设计时设计师需要揣摩的重要因素。
3.4多层设防设计原则。在建筑实际应用的过程中,静定结构由于受到地震和风害的影响,整个建筑所有的结构都在抵抗外力的作用,如果局部构件设计时出现缺陷,那么这个瑕疵一旦产生裂缝,就会导致局部受损,进而会使整个建筑损毁。这样的悲剧不论再911事件还是汶川地震时都发生过。因此超静定结构体系的应用越来越重要。设计时要学会发现结构设计的隐患,对建筑的结构要进行反复推敲。
3.5圈出节点设计原则。由于结构体系中,各构件交接之处非常多,错综复杂,所以要非常明确每个节点的所在,因为节点也就是结构体系的弱点,对节点的设计一定要严谨,科学。只有这样,在灾难来临时,节点才能合理的传递外力,维持结构体系的稳定与安全。
4.建筑结构存在的问题
4.1抗震设计方面存在的问题。汶川地震的发生,又一次为建筑抗震设计敲响了警钟。因此,在建筑结构设计时,要实现小镇不坏,中震可修,大震不倒的三个基本要求。建筑物是否具有抗震性由承载力和变形能力两者来判断。当地震发生时,可以利用结构材料钢筋混凝土的变形来吸收能量,增加架构的韧性,不仅能减弱地震产生的能量,还能抵抗强烈地震。因此在设计中,要做到这些基本要求。强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强锚固以及强结构底部。但是,不是为了抗震,什么都要变强。结构的刚度要适应地震作用下的动力要求并均匀连续分布。过强必脆,这样反而成为了结构的一个弱点。
4.2防火设计方面存在的问题。每年都会发生一些大型火灾事故,造成的伤亡和财产损失都非常严重,这些事故责任追究下来必然会存在建筑设计中防火的问题。许多设计人员对防火规范和规定不熟悉,这就导致一些重点防火的材料在设计时被忽视。
4.3高层建筑基础的选型问题。由于空间的限制,在一些大型的人口密集型城市高峰建筑如雨后春笋般出现。而高层建筑的设计和低层又有很大的区别。对于高层建筑,要选用整体性能好、能满足地基承载力和建筑物允许变形要求以及能调节不均匀沉降的基础形式。对于不同要求和地理位置的建筑其基础形式又不同。根据层数、荷载、结构类型、以及承载力的不同有筏板基础、箱型基础和条型交叉梁基础。
4.4部分结构设计不合理的问题。部分设计师由于种种原因,为了追求更多的空间,会把抗震墙设计的很少,上部切体抗震墙大部分不能与底部的框架梁对不齐,造车结构体系的不合理,传力不明确;有些设计中荷载取值没有按规范要求来确定,存在计算错误等现象;有些结构设计的强度远低于计算结果,存在严重的安全隐患。
4.5设计深度方面存在的问题。许多设计人员由于自身能力的原因或其他原因设计粗糙,制作图纸“偷工减料”,过于简单,导致施工过程中应有的重要图纸不能真实准确的反应真正要设计的建筑。
总 结
总之,建筑工程的投资大,周期长,影响巨大,其工程设计的质量不仅关系到工程的投资效益,更直接关系到人民群众的生命财产安全,因此也是一个良心工程。从工程的设计出发,设计师要充分的考虑建筑设计中存在的安全隐患,把建筑的安全使用和人民的生命财产安全放在首位,做好设计。设计单位内部也要加强管理,杜绝粗糙、具有重大安全隐患的设计出现,确保设计质量,是结构设计工作做到更安全、更合理。
参考文献
关键字:民用建筑;电气设计;问题;措施
中图分类号:F470.6 文献标识码:A
目前,民用建筑电气设计不按照规范,也不按照要求进行安装,很多民用建筑用电气设计没有考虑电器快速发展的趋势,这不仅制约着居民使用家用电器减少了一些社会效益,也存在着一些安全隐患。随着家用电器的普及,规范住宅的电气设计成为了我们必须重视的一个问题。
一、民用建筑电气设计的原则和目标
1、民用建筑电气设计原则
1.1、满足民用建筑的使用功能
建筑的电气设计原则需要满足如下几点:
①满足其上下左右运输通道的畅通无阻;
② 满足照明的色温、照度、显色指数;
③满足舒适性空调的风量及温度;
④满足特殊的工艺要求,如:娱乐场所的一些电气设施用电﹑展厅工艺照明和电力用电等!
1.2、无谓消耗能量的节省
无谓消耗能量的节省是节能的关键,首先找出能量消耗与建筑物发挥功能无关的地方,进而考虑采取的节能措施。例如变压器功率损耗,传输电能线路的有功损耗均为无用能量损耗,对于量大面广照明容量来说,宜通过先进技术降低其能耗。
1.3、考虑经济效益
节能应该按照国情考虑经济效益,应该使增加的一些投资,在几年或者较短的时间里用节能减少的运行费用来进行回收,而不能由于节能,过高消耗投资,增加其运行费用。
2、民用建筑电气设计目标
①民用建筑电气设计设备的选型应该满足居民在居住(30~50年) 的用电增长,把居民远期的负荷发展作为依据,居民的生活用电到达中等的电气化水平作为目标。② 根据居民的生活情况,使民用建筑每户的供电在4~10kw水平,同时保证在居住期内,不再进行改造。③ 电能质量合格,家用电器正常工作。④ 为新建的民用建筑电气设计作参考,使电气的安装一次满足要求,不做重复建设。
二、民用建筑电气设计中的常见问题
在民用建筑因为电气设计而出现的一些问题来分析,发现很多建筑的电气设计者对一些规范条文理解的差异,导致设计上不尽合理,导致过于浪费,过高消耗投资,还有一些会带来居民在电气上不安全及使用不方便等问题。
1、供配电系统
1.1、联络柜内电度表选择不当。联络柜既可受电,也可送电。采用单向电度表时,只能受电方向计量,送电方向不能计量。根据《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T50063-2008第3.1.7条“双向送、受电的电力装置回路,应分别计量送、受电的电量。当以两只电度表分别计量送、受电电量时,应采用有止逆器的电度表。”的规定,联络柜(屏)可不安装电度表,或安装两只有止逆器的电度表。
1.2、进线断路器安装位置不当。进线断路器应安装在配电柜进线侧,若进线断路器安装在配电柜受电侧,当断路器处于分断位置时,断路器下侧接线端带电,与常规断路器上侧接线端带电不一致,为了保证人身安全,进线断路器应安装在配电柜进线侧。
2、低压配电
2.1.消防用电设备未采用专用回路供电。根据《建筑设计防火规范》GB 50016-2006第11.1.4条“消防用电设备应采用专用的供电回路,当生产、生活用电被切断时,应仍能保证消防用电。其配电设备应有明显标志。”和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)第9.1.3条“消防用电设备应采用专用的供电回路,其配电设备应设有明显标志。其配电线路和控制回路宜按防火分区划分。”规定,消防用电设备的供电应从建筑物配电间开始设专用的供电回路。
2.2.消防负荷的末端切换位置不正确。《建筑设计防火规范》GB 50016-2006和《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版)上对消防负荷的供电要求,都是要求“在最末一级配电箱处设置自动切换装置”,在执行中,设计人员对“最末一级配电箱”的理解存在分歧,即条文规定在最末一级配电箱处自动互投是指全部消防设备还是指部分消防设备,切换部位不明确。根据多方面意见和建议,最后作出修改,切换部位是指各自的最末一级配电箱,如消防水泵应在消防水泵房的配电箱处切换,消防电梯应在电梯机房配电箱处切换。
2.3.公共建筑非消防电源的切断区域不合理。根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50016-98第6.3.1.8条“消防控制室在确认火灾之后,应能切断有关部位的非消防电源,……”规定,有关部位是指着火的那个防火分区或楼层,一旦着火应切断本防火分区或楼层的非消防电源,而不是笼统的切断整个建筑或很多无关区域的非消防电源,在采用预制分支电缆供电的住宅设计中犹为明显,这样可以减少断电带来的不必要的惊慌。因此,应由切断干线电源改为切断着火的防火分区或楼层电源。
2.4.消防负荷的过负荷保护作用于切断电路。根据《低压配电设计规范》GB 50054-2011第6.3.6条“过负荷断电将引起严重后果的线路,其过负荷保护不应切断线路,可作用于信号。”线路的过载毕竟还未造成短路,短时间的过载并不会立即引起灾害,在某些情况下可让导体超过允许温度运行,亦即牺牲一些使用寿命保证对某些负荷的供电不中断,如消防水泵之类的负荷,过负荷保护可作用于信号。过负荷保护器件包括断路器、热继电器等。
3.变配电所设置
3.1.变配电所设计时对建筑专业的要求没有很具体。由于变配电所跨度较大,又常在建筑物底层,造成变配电所内局部净高很低,满足不了规范对安全净距的,使设备布置相当困难。
3.2.变配电所设置的位置不合适。现在的建筑以高层建筑居多,一般高层建筑都会考虑设置地下室(有些作为地下停车库用),为了不占用地上部分宝贵的面积以及充分利用地下室,设备专业往往会将设备用房包括变配电室设置在地下室,当该地下室地势较低或是地下水位较高,而建筑专业的防水措施做得不够好时,则会导致变配电室积水甚至淹水,造成设备损坏,导致供电中断,严重影响了正常的生产、生活,也必然带来了较大的经济损失。所以在电气设计中应从合理性、经济性等多方面进行考虑,然后确定变配电室的位置。
4.防雷与接地保护
4.1.防雷建筑物屋顶配电箱内没有加过电压保护器。现在一般高层建筑屋顶都会设有消防风机、消防电梯等,这些设备的配电应采取防止雷电波侵入的措施,因此在配电箱内应该安装过电压保护器。
4.2.没有做建筑物的防雷预计。现在很多设计人员在设计中忽略防雷的计算,笼统的根据以往的设计经验确定建筑物的防雷等级,这样是不合理的,应严格按照规范要求,计算建筑物的年预计雷计次数,确定其防雷等级,再根据防雷等级采取相应的防雷措施。
结语:电气设计作为民用建筑工程的重要内容之一,本文从上述几个方面分析和探讨了民用建筑电气设计中存在的一些常见问题以及其更为正确、合理的设计方式,目的是为了提高电气设计的水平,为今后的电气设计打下夯实的基础。新技术﹑新理念性的产品在民用建筑电气设计中的不断涌现,同时也伴随着问题不断暴露和解决的过程,不断探讨研究﹑总结,民用建筑电气设计将在以后日趋成熟并健全发展!
参考文献
[1]胡友根. 民用建筑电气设计常见问题与分析[J]. 中国新技术新产品,2012,02:85-86.
关键词:民用建筑;电气设计;安全
中图分类号:TS958文献标识码: A
前言
民用建筑的电气设计工作是一项复杂的工程,在设计过程中应充分考虑其特点,构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价,特别果注重其安全性,才能满足现代高层建筑的各项需求。
一、民用建筑电气设计特点
随着经济的提高,民用建筑用电设备种类增多、供电负荷多且可靠性要求高,使得民用建筑电气设计变得复杂。特别是对于供电系统而言,为保证一级负荷供电的可靠性、安全性。民用建筑用电设备种类较多,必须具备比较完善的能够满足各种功能要求的设施,如空调系统、给排水系统、提升系统等,使其具有良好的硬件服务环境。这些设备用电量大,如空调负荷大,负荷密度高。
二、民用建筑电气设计主要内容
电气设计中一定要注意设备选型,要综合考虑各种情况,严格把控设备选择,保证主要设备质量达到相应标准。考虑到民用建筑安全隐患较多,因要考虑到建筑内人员安全。建筑电气设计中要做好金属管线接地工作,电气设备保护接地、工作接地以及防雷接地都是相互结合的,接地电阻一般都在 4Ω 以下,在均衡电位基础上提高建筑安全性。消防系统设计包括自动报警灭火系统、火灾探测器、消防报警控制器,民用建筑电气消防用电设计问题众多,需要电气设计人员进行精心设计。
三、民用建筑电气设计的安全保障措施
1、导线的敷设保护及灯座的选择
根据我国《低压配电设计规范》GB50054 -95的第5.2.1条第3款的规定,当导线,垂直敷设至地面低于1.8m时,应穿管保护。现在进行的许多旧房改造项目的设计都存在不符合规范的问题,有的旧房改造的电气设计采用直敷布线的方式,这种做法使导线没有采取任何保护措施就进入距地1.4m的明装照明开关。暗敷线路按最近路线敷设时,面临着房屋的面层不够厚实,在处理线路管线交叉时有一定的难度;而照明系统的布线一般通过顶棚灯处装一个接线盒进线分线,很多民用建筑的住户在装修时铺木质地板,在铺设过程中容易造成地坪内的管线断裂,这样做不但有安全问题,也会造成使用不便。
如何解决这一问题,可以采用暗敷线路,顺着板孔、墙缝垂直或者平行地面的方式敷设,把交叉的管线在墙缝中处理,同时将照明线在墙体的拐弯处安装线盒处理。
民用建筑的住户入住前都会装修,装修中布置灯座时只在灯位处,这样是出于节约的考量,而为了更加节能环保,装修中选用紧凑型荧光灯成为新的趋势。紧凑型荧光灯还能解决另一问题,原来卡口灯座在换电源时,容易电着人,但紧凑型荧光灯是螺形灯口,这样安全问题就有了保障。
2、模数化配电箱的正确选用
民用建筑电气设计中普遍都选用模数化配电箱,且在型号选择上也都趋向于使用P230,但是理论上来讲P230是不能在民用建筑中应用的。首先对P230和P220要有一个认识上的区分,这两组配电箱是针对不同的使用场所分别设计的,P230是按照专业人员的要求设计的,如在工厂等生产场所;P220是按照普通非专业人员的使用设计的,如民用住宅和相关场所。对于非专业的人员使用的模数化终端组合电气标准中,更强调安全保护,比如主开关为隔离开关并设置端子外罩。此外,在电器之间的各种线路连接上,设置障板,来防止人们不小心的接触等。在电气间隙爬电距离足够的情况下,大多数的三相系统P220能够代替P230,所以在民用建筑中尽量不要使用P230。
3、消防设计
(1)双电末端自切问题
根据《建筑设计防火规范》及《高层民用建筑设计防火规范》的规定,消防用电设备的电源应专用,且为双电源末端自动切换。但在实际的工程中,特别是楼层面积大,功能较多,消防用电设备往往是数量多,分布广,单机容量较小。若在每台设备就地设置双电源自切配电箱,并由二路专线供电,则将造成变电所出线仓位紧张,配电通道拥挤,较难满足规范的要求。为满足规范要求,上述双电源自切配电箱应相对集中设置,在消防用电设备就地设置按钮盒,接触器及热继电器均设于配电箱内,或在就地设置磁力起动器,配电箱内仅设置断路器。双电源自切配电箱的供电半径宜控制在30 米内。对该类配电箱可采用链式供电,即由变电所引来一组双电源带若干台双电源自切配电箱,所链接的双电源自切配电箱不宜超过3 台,总容量宜控制在50KW以内。这样设计,既减轻了变电所出线仓位及配电通道的压力,又满足了规范的要求。
(2)照明
第一,根据建筑消防的有关规定,一旦确认发生火灾之后,必须切断非消防性质的电源。因此,在一般的电气设计中,将普通照明也作为非消防性质的电源进行切除处理。但是,从实际火灾情况来看,确保在火灾发生时具有足够的照明亮度,是在危急情况下安抚人心,保持人的思情稳定、沉着、冷静的重要因素。从火灾应急照明的亮度来看,远远不及普通照明的亮度,如果在火灾发生之时,突然将普通照明进行切除,仅仅依靠应急照明,很有可能让人们因为亮度的突然降低而出现惊慌失措的场面。在确认火灾发生之后,可以立即切除普通照明的电源,但是,必须确保消防应急照明的亮度,为防止照明的亮度不够,必须增加照明的数量,从而尽可能地以足够的亮度来确保人群的心里稳定,提高安全感,避免因为亮度不足而造成混乱等威胁人身安全的恶性安全事故发生。
四、民用建筑中电气安全特殊场所安装的注意事项
民用建筑电气设计应该对浴室的安全高度重视,浴室中水汽较重容易引起危险事故的发生,不经意间的接触电压就会导致极其严重的电击事故,引起致人死亡的危险。因此,点起的安全设计对浴室这一特殊构造空间要格外注意,但是对于这样的特殊结构场所的电气设计我国目前还没有相应的标准可循,只在《民用建筑电气设计规范)》(JG∥T16-92)(以下简称《民规》中有部分电气安全的规定。
首先配电箱不能和浴室共用一个墙体。原因是配电箱所在墙的另一面,往往是浴室的0、1、2区,浴室使用过程中,水汽大,水分会渗透可能进到配电箱,极易引起恶性事故。此外在国际电工标准中也有对此的相关规定,”区域0、l和2除了为区域1和2中的同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巾以及护墙板的后面敷设导线。”根据这一规定,在0、l、2区不能敷设导线,那更为重要的配电箱自然更加不能在此布置了。如果浴室与配电箱用的墙体是同一的,那其他线路要想连接懂啊配电箱就必须经过0、1、2区的墙体,这样就不符合我国《民规》14.8.2.8条的规定”在O、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,”。
其次,《民规》14.8.2.9条规“o、l和2区内,严禁装设开关设备及辅助设备。”但目前还是存在民用建筑电气设计中将防水插座安装在浴室的区域内,这样仍然是不符合规定的,存在着安全方面的隐患。
五、设计时应考虑负荷长期发展的需要
负荷水平应当在设计时计算准确,如果超负荷运行时间过长就会加速线路的绝缘衰减,最后导致事故发生。如何在设计中解决该问题,就要用发展的眼光来选取符合负荷条件的电缆,对开关的选取可以按照近期的需要负荷强度选用整定电流,双方面考虑负荷的使用和发展要求。此外还应当对回路分配在设计中注意要符合有关规定,因为回路分配对线路负荷也有一定的影响,在设计中必须严加注意。
考虑负荷的长期发展要求还要选用新型的阻燃和耐火电线电缆。对阻燃和耐火电线电缆我国有相应的国家标准,在选用时要遵守规定。这种新型的电线电缆能够有效的阻止火焰蔓延,对事故发生时减轻火灾程度、延缓火势蔓延、减小损失有不可忽视的作用
结束语
我们应该站在对人们生命财产负责的高度加强电力设计的优化,切实做好民用建筑电气设计中工作,不断提高建筑电气设计的安全性、科学性和可靠性。
参考文献
[1] 王怡涛,王怡芳,陈丽萍,等.现代普及型城市居民住宅电气设计浅探,[J]河南冶金,2000(3)
[2] 刘波,谷雨.谈高层住宅建筑的电气设计[J].黑龙江科技信息,2011,(1).
[3] 郭诚胜.建筑电气消防设计若干问题探讨[J].山西建筑,2007,(13)
[4] 张宏伟.民用建筑电气节能设计浅析.理论与试验,2012
关键词:高层建筑;电气设计;内容;节能原则
高层建筑越来越多,也逐渐为人们所认可,但是高层建筑电气设计质量保证是比较复杂的一个课题,同时,高层建筑耗能浪费的现象也是一个迫在眉睫的问题。目前设计者应该熟悉和掌握的与高层建筑电气有关的设计规范主要有「高层民用建筑设计防火规范(GB 50045-95以下简称“高规”)、「火灾自动报警系统设计规范(GB 50116-98以下简称“报警规范)、「民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92以下简称“民规”)等。前两部是国家标准,后者是国家建设部的行业标准。
1、高层建筑电气设计的主要内容
1.1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。
1.2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、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压,都采用10kV标准电压等级。
1.3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10kV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1000kVA。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干线联接等等。
1.4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,主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。(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。
1.5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,应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能,提高供电质量都有重要意义。
1.6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。选用高光效电光源,可以取得节能的明显效果。
1.7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。
1.8电梯
电梯按使用功能分,有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种;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。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型,不是电气设计人员单方面所能决定的,必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。
1.9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,进入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。
2、建筑电气设计中的节能原则
由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。因此,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源――电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。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:
2.1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。
2.2考虑实际经济效益
节能应按国情考虑实际经济效益,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。
2.3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,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。(作者单位:南京市第九建筑安装工程有限公司)
参考文献:
[1]李海安,黎文安.实用建筑电气技术[M].北京:水力水电出版社,1996.
[2]徐文根.工业与民用配电设计手册[M].北京:水力水电出版社,1996.
关键词:住宅电气设计;配电系统;住宅负荷
中图分类号:TU2 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
随着我国经济的发展,科学技术水平的提高,人们生活改善的需要,住宅建筑及其群体大量出现,电气设计做为住宅设计的重要部分,关系到居民的安全性和舒适性,电气设计显得尤为重要。20世纪80年代,我国的住宅电气设计逐渐迅速发展起来并逐渐规范,下面浅谈本人进行《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011学习和设计过程中,对比以往相关规范的一些体会。
《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011于2012年4月1日开始实施。此规范是为了统一住宅建筑电气设计,全面贯彻执行国家的节能环保政策,做到安全可靠、经济合理、技术先进、整体美观、维护管理方便而制定的。
现浅析其中以下的规范条例并对比以往的相关规范:
3.2.1高层住宅高度50m以上且19层以上的建筑,消防用电负荷、应急照明、航空障碍照明、走道照明、值班照明、安防系统、客梯、排污泵、生活泵为一级负荷。如果建筑高度为100m或35层以上的住宅建筑其电子信息设备机房也为一级负荷。10层~18层的二类高层住宅消防用电负荷、应急照明、走道照明、值班照明、安防系统、客梯、排污泵、生活泵为一级负荷。
3.3.1 对不同建筑面积的每套住宅用电负荷做了明确的规定:
A套型号S≤60m2 用电负荷为3KW,B套型号 60<S≤90m2 用电负荷为4KW,C套型号 90<S≤150m2 用电负荷为6KW。此条规范与住宅设计规范中8.7.1“每套住宅的用电负荷应根据套内建筑面积和用电负荷计算确定,且不应小于2.5KW”有明显的区别。
3.3.4每套住宅用电负荷超过12KW时,宜采用三相电源进户,电能表应能按相序计量。以前相关的规范都没有提出三相电源入户的电能计量需要分相计量。此条规范的条文解释明确表达了:计量可选用按相序计量的三相电能表,也可选用三块单相电能表。
4.2.3 条文解释明确表示了室外变电站的外侧与住宅建筑外墙的间距不宜小于20 m。以前相关规范对于室外变电站距离建筑外墙的距离没有明确的技术参数。
4.3.3 当变压器低压侧电压为0.4KV时,配变电所中单台变压器容量不宜大于1600KV,预装式变电站中单台变压器容量不宜大于800KV。这条规范与《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)第4.3.6相比明显有不同,《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)第4.3.6“变压器低压侧为0.4KV时,单台变压器容量不宜大于1250KV。预装式变电所变压器,单台容量不宜大于800KV”。随着社会的发展,小区用电量增大,规范中充许的变压器的容量也有所增加。
6.2.2住宅建筑每个单元或楼层宜设一个带隔离功能开关电器,且该开关电器可独立设置,也可设置在电能表箱里。此条规范明确了单元可楼层进线电源处应设隔离开关电器。对比《低压配电设计规范》GB50054-2011中的3.1.3条“当维护、测试和检修设备需断开电源时,应设置隔离电器”,此处没明确地讲明需要装设隔离电器的地点。《供配电系统设计规范》GB50052-2009中的第7.010条“由建筑物外引入的配电线路,应在室内分界点便于操作维护的地方装设隔离电器。”,此条规范只要求在一栋住宅的电源总箱装设隔离电器。
6.2.3 6层及以下住宅单元宜采用三相电源供电,当住宅单元为3及3的倍数时,住宅单元可采用单相电源供配电。此条确了6层以下的单元数为3或3倍数时,单元可单相供电。对比《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008中的第7.2.1.5“多层住宅的垂直配电干线,宜采用三相配电系统。”有明显的不同
6.3.2 每套住宅应设置自恢复式过、欠电压保护电器。以前的电气规范没有提及住宅应设“自恢复式”电器保护开关。
6.4.6 建筑面积小于或等于60 m2的且为一居室的住户,进户线不应小于6 mm2,照明回路支路不应小于1.5 mm2,插座回路支路不应小于2..5 mm2。此条规范有明显不同于之前的《住宅设计规范》GB50096-2011第8.7.2.2“每套住宅进户线截面不应小于10mm2,分支回路截面不就小于2.5 mm2。”
9.3.3 高层住宅建筑楼梯间应急照明可采用不同回路跨楼层竖向供电,每个回路的光源数不宜超过20个。这条规范是以往相关的规范没有提出来的做法。现在的做法明确为:高层住宅建筑的楼梯间均设防火门,楼梯间是一个相对独立的区域,楼梯间采用不同回路供电是确保火灾时居民安全疏散。如果每层楼梯间只有一个应急照明灯,宜1,3,5…层一个回路,2,4,6…层一个回路;如果每层楼梯间有两个应急照明灯,应有两个回路供电。
10.1.1 建筑高度为100m或35层及以上的住宅建筑和年预计雷击次数大于0.25的住宅建筑,应按第二类防雷建筑物采取相应的防雷措施。
关键词:建筑电气;质量控制;
Abstract: Combining with experience, from the of view of construction design managers, this paper analyzes the easily appeared problems in electrical building design, and the main point to reduce the design change, providing reference for the personel and helpful.
Keywords: electrical building; quality control;
中图分类号:O213.1文献标识码:A 文章编号:
近年来,随着建筑业的发展,新建住宅小区呈现出风格多样化、服务功能完善化、建筑智能化的趋势。随之而来的,小区的各种配套电气设施愈加完善,电气设计也越来越精细、复杂,相应的审图更加繁琐。根据以往经验,发生较多设计变更的集中在几方面,本文针对以下几方面对建筑电气设计如何进行设计质量控制、减少工程变更进行探讨。
及时与相关部门沟通:
1、电力:
这项工作贯穿了前期电力规划、施工图设计、室外工程设计等包括电气、建筑甚至更多专业内的多个阶段和多方面的工作,在此不做赘述。就以前的经验来看,与此有关的电气设计变更多出现在配电室与下级配电箱的匹配、用电计量的设计、以及室外线路几个方面。
配电室的出线回路规格、出线开关与下级单体建筑配电箱须匹配,通常小区配电室内的设备布置、设计、元器件选型都由供电部门完成,而建筑单体内的配电系统均由建筑设计单位设计,以往审图时往往会发现下级配电箱开关的额定电流大于上级配电室的额定电流或线路截面大于上级回路的截面,因此,在此环节需加强沟通,让两个设计部门充分理解对方的设计意图,避免不必要的麻烦。
在用电计量方面,以某项目来说,25层的高层建筑,共有96户,设计计量箱所出回路繁多,箱体较大,且均集中在地下一层。但一般来说,供电部门的计量箱有自己通用的的规格和容量,且对计量箱所放的位置也有要求,如按此实行,今后势必会造成很大的工程变更。经与设计人员商议、与供电部门沟通,把计量箱改为12回路,在地下室和顶层分别设置计量箱,避免了今后的工程变更。
室外线路的问题多出在进出配电室管线的数量、埋管或桥架的规格方面,须事先咨询供电部门,再进行线路设计。
2、弱电:
与电力规划相比较,有线电视、网络、电话、安防等弱电设计的相关单位更多,对于建设单位来说,也有更多的选择。
现在的模式是,设计单位先将单体内和室外工程的弱电设计完毕,与相关弱电公司的洽谈往往滞后,合同签订以后,有线电视、网络、电话等公司才开始进入设计阶段。但每个公司从设计、设备选型到管线的施工都是自己独立的一套体系,导致原设计与专业设计不符,达不到使用要求。这主要体现在:系统设计不同、弱电箱放置的位置不同、分支形式不同,由此带来从系统图到线路走向、穿线型号等一系列的变更,甚至有时会出现工人重新凿墙布线、安装设备的情况。
对此现象、较好的方法是先确定好合作单位,让弱电公司提前进入设计阶段,明确自己的设计要求。对于建设单位来说,有些工作特别是确定合作单位的工作往往很繁琐、耗时很长,很难达到提前设计完毕的要求,对此,设计管理人员可以对相关工作穿行,联系多家单位提前对设计进行沟通、及时修改。
与消防及防火设计有关问题:
与防火分区有关问题:
《高层民用建筑设计防火规范》规定: 消防用电设备配电线路和控制回路宜按防火分区划分。《民用建筑电气设计规范》对此也有规定:消防用电设备配电系统的分支线路,不应跨越防火分区,分支干线不宜跨越防火分区。但以往审图中,常常发现设计人员或由于对规范的理解,或由于疏忽,致使应急照明线路跨越防火分区。应急照明支路不能跨越防火分区已无疑义,由此引出,非消防电源是否也要按防火分区设置呢?如按照防火分区设计,火灾时按区域切断非消防电源,有利于扑救,且不影响安全区域的正常供电,减少恐慌。但此种设计势必更加复杂,也会带来建设成本的增加。对此问题,在此抛砖引玉,希望能引发大家更深入的分析。
消防设备手动控制线:
对于消防水泵、防排烟等设施的控制设备,《民用建筑电气设计规范》规定:当采用总线模块控制时,还应在消防控制室设置手动直接控制装置。此项规定明确,但在实际工作中还常发现平面图、系统图中漏画手动控制线、标注不明确、平面与系统图不符的情况。
消防与安防的结合:
对于消防与安防设计的结合,主要体现在住宅单元门的控制。平时单元门通过钥匙、门禁卡或对讲系统实现开启,一旦发生火灾,就需要直接打开门锁,这一点应该在设计说明中明确。
各单体设计以及单体与室外工程的衔接:
在电气设计中,设计人员对于规范中强条以及安全性规定的把握都比较好,出现问题较多的反而是看似不重要的方面,尤其体现在各单体设计之间的衔接。由于设计进度需要,一个项目的多个单体建筑分配给不同的设计人员,每个设计人员的设计习惯、系统图的表示形式不同。因此,图纸中经常出现单体之间无法衔接的情况。
以某工程为例,两个车库A、B,11座住宅楼,车库A位于1-8#楼下,与1-8#楼地下一层联通,车库B位于车库A西侧、9-11#楼下,与9-11#楼地下一层联通。小区配电室设置于车库A,网络机房设置于车库B,电气管线基本布置于车库内。由于不同的人员设计,出现了一系列的问题:
1、A、B车库之间强弱电出线位置不一致、管线数量不符。导致两个车库之间线路无法对接;
2、B车库网络机房没有表示总进线、出线情况,导致机房进线位置、数量不明,各单体建筑弱电进线来源不明;
3、单体图中地下一层强弱电进线位置及数量与车库平面图不符;
4、车库B上方一层消防控制室线路无法经由车库B与车库A及1-8#楼联通,且无法与接至室外线路;
5、车库A没有预留从配电室至室外的景观照明线路。
以上种种问题,不仅会引起很大的变更量,如果处理不好,还会给后期施工带来很大的麻烦。
另外,单体设计与室外设计的衔接,要注意进出线管位、数量,强弱电井的位置是否合适、是否影响其他管线等。作为建设单位的设计管理人员,一定要仔细认真,逐个单体比对,站在各个专业的角度,确定整套管线是否完整,是否能实现既定功能。
其他常见问题:
除以上几大方面,电气设计还出现很多常见问题:
配电箱上下级开关不匹配
公共区域用电计量不清
住宅储藏室用电无计量
公共区域照明开关方式不利于节能
公共管线穿越个人用房
结语
建筑电气设计涉及专业较多,设计过程复杂,并要与建筑、设备等专业相结合。作为建设单位的电气设计管理人员,审图过程是非常繁琐的,这需要掌握电气各专业的知识,做好各专业、各设计阶段之间和各单体设计之间的的衔接工作,更需要足够的耐心,把好设计关。以上的几方面都是结合自身工作经历总结出来,希望这些经验和教训能对大家有所启发,有所帮助。
参考文献:
[1]民用建筑电气设计规范 JGJ 16-2008
建筑电气消防设计主要包括三个方面,即火灾自动报警、消防联动控制和消防设备配电。本文从建筑电气消防设计的重要性出发,依据建筑电气消防设计的相关规范,对设计时遇到的若干问题进行了分析,并提出一些解决对策。
关键词
建筑 电气 消防设计 问题
前言
消防对于现代建筑是非常重要的,而建筑电气消防设计则是建筑防火十分重要的一环。建筑电气消防设计主要依据的规范是《火灾自动报警系统设计规范》《高层民用建筑防火设计规范》和《建筑设计防火规范》。在消防设计过程中有很多需要注意的问题,才可避免出现差错,造成严重的火灾后果。
一、 火灾自动报警及消防联动系统设计的探讨
1、灾应急广播和火灾报警装置是否必须同时设置
《火灾自动报警系统设计规范》第五章第四条第一款对于火灾应急广播的设置规定“控制中心报警系统应设置火灾应急广播,集中报警系统宜设置火灾应急广播”,第五章第五条第一款对于火灾报警装置的设置规定“未设置火灾应急广播的火灾自动报警系统,应设置火灾报警装置”。根据这两条规定,可以理解为火灾应急广播和火灾报警装置一般不需要同时设置,设置其中一项即可。比如区域火灾报警系统,仅设置火灾报警装置。而像控制中心报警系统和集中报警系统,仅设置火灾应急广播,因为火灾时可用火灾应急广播发送火灾报警信号。在实际设计中,应该首先选择好火灾自动报警系统的形式,如区域报警系统、集中报警系统还是控制中心报警系统;再根据规范的要求进行相应的报警系统设计。当然,如果两者同时设置会更好地确保火灾时能及时发出警报,但这样的话不单单是增加了造价,而且还需要控制好火灾报警装置和火灾应急广播工作的时间间隔,以免造成火灾报警装置一直发出报警声影响火灾应急广播的收听。
2、防火中应注意的问题
灾自动报警系统的设计中,开启雨淋报警阀有两种控制方式:
1.由灭火系统保护区内就近的感烟、感温探测器组成与门,当二者均动作后,通控制电路开启雨淋报警阀,并返回动作信号。
2.由喷水火火系统保护的防火分区内任意火灾探测器报警,确认火灾后,由火灾自动报警控制器发出控制信号至输入输出模块,开启雨淋报警阀,并返回动作信号,从报警可能性考虑宜采用第二种控制方式。
3.防烟和排烟系统中,在电动防火阀处设控制模块。经火灾报警后开启相应防火分区内的加压送风口或排烟口的电动防火阀,关闭有关部位的空调送风系统,并返回动作信号。联动控制台与消防烟和排烟风机控制箱之问应设多线制联动控制线,以便在联动控制台能自动和手动控制防烟和排烟风机的启停,显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。空调送风系统亦如此,在火灾报警后,用控制模块分别关闭相应部位送风管道上的电动防火阀,并关闭空调送风机。
4、确认火灾后,联动控制台控制消防电梯和客梯停于首层,应并切断客梯电源。在首层设有消防电梯的紧急迫降按钮,消防电梯的联动线,可并联接在消防电梯紧急迫降按钮的迫降控制返回号接点上,通过该接点信号控制消防电梯停于首层。
5、疏散通道或防火分隔的电动防火卷帘两侧,宜设置专用的感烟及感温探测器组、警报装置及手动控制按钮,并应有防误操作措施;疏散通道的电动防火卷帘应采取两次控制下落方式,第一次应由感烟探测器控制下落距地1.8m处停止,第二次应由感温探测器控制下落到底,并应分别将报警及动作信号送至消防控制室;作为防火分区分隔的防火卷帘,当任一侧防火分区内火灾探测器动作后.防火卷帘应一次下降到底。防火卷帘两侧都应设置手动控制按钮,在探测器误动作后,能强制开启防火卷帘,当电动防火卷帘采用水幕保护时,宜用定温探测器与防火卷帘到底信号开启水幕电磁阀,再用水幕电磁阀开启信号启动水幕泵。
二、线路的敷设问题
许多电气设计消防线路采用穿塑料管(PVC)保护,并从吊顶内走线。而“民规”第24.8.5条规定:消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播等线路,应穿金属管保护,并暗敷在非燃烧体结构内,其保护层厚度不应小于 30mm。当必需明敷时,应在金属管上采取防火措施。在布线上要求与“民规”、“报警规范”基本一致,只是根据“报警规范”线路在暗敷时可采用金属管或经阻燃的硬质塑料管保护。从实际情况可以看出,很多设计人员对这一条有所疏忽。
之所以没有包括火灾探测器线路,是因为探测器线路只是在火灾初燃生烟发热阶段起作用,而条文中规定的消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播线路,在火灾发生后一段时间内还需起作用,在这段时间内,这些线路应保证安全使用。
敷设在吊顶内的线路,在发生火灾时并不安全,而且吊顶内下是火灾多发地段。设计人员应对规范条文给予足够的重视,在实际操作中,一律穿金属管,消防线路应对保护钢管或金属线槽采取防火措施,如刷防火涂料等。
三、电源末端切换设置
《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》和《民用建筑电气设计规范》中都要求“消防控制室、消防水泵房、防烟与排烟风机房的消防用电设备及消防电梯等的供电,应在其配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装置”。执行好此条规范主要是理解好下面两点:第一,需要弄清楚在配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装置的设备有哪些。第二,最末一级配电箱应
安装在什么部位。根据《民用建筑电气设计规范》第13.9.9 除消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备外,各防火分区的消防用电设备,应由消防电源中的双电源或双回线路电源供电,并应满足下列要求:末端配电箱应设置双电源自动切换装置,该箱应安装于所在防火分区内;就是说火灾应急照明箱应按防火分区设置在该防火分区内。消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备的双电源自动切换装置应在各自的最末一级配电箱处切换。
结束语
建筑消防设计中往往会在这几个环节中出现问题,所以我们要加强这些方面的研究设计,从源头上解决问题,从而保证电气设计的合理、安全。
参考文献
[1]GB50116.98,火灾自动报警系统设计规范[S].
[2]GB50045.95,高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S].
关键词: 高层建筑防火 电气设计
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
前言
目前的高层建筑消防系统的电气设计中,随着电气设备性能的日趋完善和微型处理机技术的普及与广泛应用,使消防报警及联动控制设备的智能化程度越来越高,同时也使电气消防设计与相关专业的联系更加密切。但是,对于高层建筑电气防火设计,我们首先应严格执行规范,同时根据消防原理和当地实际情况,设计出合理的消防系统,以保证消防设备安全、准确、及时地运行,以防止意外发生。
一、设计要遵循消防电气相关规定
设计者应该熟悉和掌握的与高层建筑消防电气有关的设计规范主要有:《高层民用建筑设计规范》、《火灾自动报警系统设计规范》、《民用建筑电气设计规范》。前两部是国家颁布的标准,后者是国家建设部的行业标准。标准发行部门不同,但规范对建筑中的高层建筑定义划分相同,对火灾报警与消防联动控制系统的设置与要求总体来讲相同,但他们从不同角度提出要求各有侧重。对设计者来说,二部规范都要遵守,在具体设计过程中,以《火灾自动报警系统设计规范》为主,以《高层民用建筑设计规范》为辅,同时兼顾《民用建筑电气设计规范》。
二.火灾自动报警系统设计
火灾报警系统的形式应根据具体设计对象来确定,设计者首先必须搞清楚设计对象的建筑形式、规模、分类、建筑个体的分布等诸多囚索,再根据这些因素来确定火灾报警系统的形式。火灾报警系统划分为三种基本形式:区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。随着新技术不断出现,火灾报警设备和元件也在不断史新和发展。笔者认为,报警系统设备的设置不宜复杂过多,过多将造成投资增大、可靠性降低,也不宜过于简单而达不到报警联动要求。这就需在不断实践中,寻找一个适宜的中间参数以满足报警系统的实际需求。应该在满足规范要求的前提下,强调注意系统的可靠性和经济性,还应注意不要单纯追求消防技术的先进性,而应结合国情充分考虑维护方便和维护水平。火灾自动报警系统主要从三个方而考虑。
1 探测器
探测器是消防自动报警的眼睛,它的功能是将火灾信号快速传到报警控制器,发出警报信号。探测器触感类型有:感烟、感温、感光(火焰)、可燃气体等四类。探测器的选型和布设需根据各部位可能发生火灾的特性、房间高度、房顶形式、相对湿度等,按照《火灾自动报警系统设计规范》的规定设计,注意报警探测器与控制器必须选用同一个生产厂家的产品。
2报警控制器
报警控制器是给探测器供电,接受、显示、传递信号,并能输出控制指令的一种装置。按其输入网络的系统线路划分有少线制(又名总线制)和多线制两类;按作用性质划分有区域报警器(中继器)、集中报警器、通用报警器三种。我们根据需要进行选择。
3 消防联动控制
联动控制的对象有以下几类:一类是防、排烟设备,如电动防火门、防火卷帘、防火阀、正压送风阀、排烟阀等;二类是机电设备,如防、排烟风机、空调与送风机、电梯等;三类是灭火系统,如消火栓系统、自动喷水系统、固定式气体灭火系统等。联动控制方式是:火灾报警信号传至消防控制器发出指令,使设在现场的联动控制模块动作。在操作方式上,一般设有自控、远控、就地3种,设计时,根据需要进行选择。
三、消防配电线路的设计
高层民用建筑内包括大量消防用电设备,按其功能不同主要分为火灾自动报警系统、固定灭火装置、防排烟设施、人员疏导及物资疏散装置、控制及通讯设施等几类。由于各类消防用电设备功能不同.对配电线路的防火设计和性能要求也各有侧重。
1 消火栓泵、喷淋泵等配电线路
消火栓系统加压泵、水喷淋系统加压泵、水幕系统加压泵等消防水泵是实施灭火工作的主要设备。消防水泵运行正常与否,直接关系到火灾扑救的效果,其配电线路的防火设计应该特别予以重视。根据消防工程现行做法,消防水泵一般集中设置在水泵房,其配电线路包括双电源或双回路电源干线和各个水泵电动机配电支线两部分。
2 防排烟装置配电线路
防排烟装置是高层民用建筑中重要的防火设施,它包括送风机、排烟机、各类阀门、防火佣等,这些设备运行正常与否,直接关系到人员疏散效果和能否有效防止火灾蔓延。由于防排烟装置的布置一般比较分散,因此其电气线路防火设计既要考虑供电主回路线路,也要考虑联动控制线路。鉴于阻燃型电缆在遇到明火时,其电气绝缘性能会迅速降低,防排烟装置配电线路明敷时应采用耐火型交联低压电缆或铜皮防火型电缆,而暗敷时可采用一般耐火电缆,联动和控制线路也应该采用耐火电缆。
3防火卷帘门配电线路
在高层建筑中,大堂或中庭往往面积很大,许多高层宾馆还具有内置高空间和回廊,因而按照《高层民用建筑防火设计规范》要求,应采用防火卷帘门将不同的防火分区加以隔离,阻断火灾蔓延,防火卷帘门的隔离火势作用是建立在通过配电线路可靠供电以使防火卷帘门有效动作基础上的。
4 消防电梯配电线路
消防电梯是人员疏散和火灾扑救时使用的重要工具,配电线路防火设计应与其功能相适应。根据当前消防工程实例,消防电梯配电一般是由设在高层建筑底层或地下室的变电所敷设两路专线配电至位于高层建筑项层的电梯机房,从而造成消防电梯配电线路一般都比较长,且线路也比较复杂。因此,为提高供电可靠性。消防电梯配电线路应采用耐火电缆,当有供电可靠性特殊要求时,两路配电专线中的一路可选用铜皮防火型电缆。此外,垂直敷设的消防电梯配电线路应尽可能设在电气竖井内。
5 火灾应急照明线路
火灾应急照明的作用是保证火灾时人员有序疏散和消防人员继续工作,它包括疏散指示照明、火灾事故照明和备用照明。一般情况下,疏散指示照明和火灾事故照明采用带镍镉电池的应急照明灯具或可强行启点的备用照明灯具,而备用照明则利用双电源切换来实现。所以,火灾应急照明线路一般采用阻燃型电线穿钢管保护暗敷于不燃结构层内,以达到防火要求。对于装饰装修工程,可能遇到土建结构工程己经完工,应急照明线路不能暗敷于结构层内,而只能明敷于吊项内的情况,这时电气线路应采用耐热型或耐火型材料。
6 消防广播通讯系统配电线路
火灾事故广播、消防电话、火灾警铃等设备的电气配线,要保证其功能的正常发挥,在条件允许的情况下,可优先采用阻燃型电线穿管单独暗敷。
结束语
在高层建筑中, 为了满足各种使用功能的需要, 电气设备不仅数量多, 而且分布广, 引起火灾的机率也大。根据有关部门统计, 近几年来, 电气火灾起数占总火灾起数的30% 以上, 且呈现递增趋势。因此, 高层建筑电气防火设计越来越受到重视。同时, 由于高层建筑的功能复杂、人员集中、可燃物品多, 使得高建筑电气防火设计不仅专业性强, 而且涉及的学科领域多, 对设计者知识面的要求亦广。
参考文献
[1] 胡小旺.对高层建筑电气防火设计问题探讨[J]. 价值工程. 2010(27)
[2] 岑昌.浅谈高层建筑电气防火问题[J]. 才智. 2011(24)
[3] 孙醒远.高层民用建筑火灾特点浅析[J]. 油气田地面工程. 2002(05)
【关键词】五星级;酒店;电气设计
1.引言
随着社会发展和经济水平的不断提高,越来越多的五星级酒店拔地而起。本文以实际五星级酒店设计案例为中心,根据电气专业规范,标准以及相关技术措施,阐述了五星级酒店的电气设计,总结分析了配电系统设计的要点。
2.工程概况
本工程建筑层数为地下2层,地上14层,属于一类高层建筑。建筑功能及面积:地下二层为平战结合人民防空地下室,平时为戊类库房、设备用房,战时为二等人员掩蔽所;地下1层为设备用房;地上一层为大堂、咖啡厅、厨房、商务中心、茶室/酒吧、礼品店等;二层为风味厅及厨房、小宴会厅、包间等;三层为大宴会厅、序厅、健身中心、会议室等;四至十四层为客房、布草间等;机房层为水箱间、楼梯间、电梯机房。总建筑面积:25273m ,其中地下:3870m ,地上:21403m 。总客房间数:198间。
3.供配电设计
负荷分类的设计依据为:《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008;《供配电系统设计规范》 GB 50052-2009;《旅馆建筑设计规范》JGJ62-90。
3.1负荷分级
1)特别重要负荷
酒店经营及设备管理用计算机系统用电按特别重要负荷供电。
2)一级负荷
①消防负荷:消火栓泵、喷洒泵、排烟风机、送风机、补风机、防火卷帘、应急照明、消防电梯、消防控制室用电、排污泵、电动排烟窗等等。
②宴会厅、餐厅、厨房、康乐设施(健身、理疗等)、门厅及高级客房、主要通道等场所的照明用电,安防用电、弱电机房、部分厨房(厨房冷库用电接入发电机电源)、宴会厅其它用电(音控室用电接入发电机电源)、排污泵、生活水泵、航空障碍灯、主要客梯用电,计算机、电话、电声和录像设备、新闻摄影用电负荷为一级负荷;
3)二级负荷
其余均按二级负荷供电。
3.2供电电源
本工程电源为市政引来两路10KV电缆,并满足一级负荷的要求,内部设置应急柴油发电机组满足消防负荷的要求,酒店经营及设备管理用房设置UPS电源满足特别重要负荷的要求。
本工程总设备容量2602.93kW,总计算容量1607.31kW,设置两台1250KVA变压器。变配电室设在地下一层。总消防设备容量428.20kW,总消防计算容量389.57kW,设置一台500KVA发电机。发电机房设在地下一层。
3.3 220/380V配电系统设计
3.3.1设备选择
本工程所有灯具均应选择节能型产品,并为Ⅰ类设备。所选用荧光灯具、节能灯具均采用高品质,节能型、高显色性荧光灯管,并配高功率因数的电子镇流器。功能性灯具如:应急灯、出口标志灯、疏散指示灯需有国家主管部门的检测报告,达到设计要求的方可投入使用。
3.3.2 线缆选择
本工程为一类高层建筑,根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第7.4.1条 对一类高层建筑以及重要的公共场所等防火要求高的建筑物,应采用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线,所以,本工程电线缆选择为低烟无卤耐火型交联聚乙烯绝缘聚烃烯护套铜芯电力电线缆。
3.3.3 配电系统
1)高、低压供电系统接线形式及运行方式:
两路10KV电源采用单母线分段方式运行,设母联开关;平时两段母线互为备用,分列运行,当一路电源故障时,通过手/自动操作母联开关,由另一路电源负担全部一级负荷别重要负荷及一、二级负荷,进线、母联开关之间设电气联锁,任何情况下只能有两个开关处在闭合状态。
0.4/0.23KV低压侧采用单母线分段加手动联络方式,电气加机械联锁,平时分列运行,当一路电源失电时,另一路电源可带全部一、二级负荷。
2)低压配电:
本工程消防负荷及重要的一级负荷(如宴会厅及厨房冷库)采用两路10KV供电,发电机组作为第三路电源供电,以提高供电电源的可靠性。二级负荷采用两回路10KV供电。消防负荷和一级负荷采用双电源互投供电,二级负荷采用单电源,由两路10KV系统实现满足二级负荷供电要求。普通动力及普通照明负荷采用插接母线供电方式,此种配电方式,能减少配电极数,节省低压配电回路柜数量,提高供电的灵活性。
4.防雷、接地及安全措施
4.1根据预计雷击次数计算及规范中防雷分级要求,本工程防雷等级为二类。
建筑的防雷装置满足防直击雷、侧击雷及雷电波的侵入,并设置总等电位联结。
接闪器:在屋顶采用Φ10热镀锌圆钢作环状接闪带,屋顶接闪带连接线网格不大于10mx10m或12mx8m。接闪带支离建筑物150mm。引下线:利用建筑物钢筋混凝土柱子或剪力墙内两根Φ16以上主筋通长焊接作为引下线,间距不大于18m,引下线上端与接闪带焊接,下端与建筑物基础底梁及基础底板轴线上的上下两层钢筋内的两根主筋焊接。建筑物四角的外墙引下线在室外地面上0.5 m处设测试卡子。所有外墙引下线在室外地面下1m处引出一根40X4热镀锌扁钢,扁钢伸出室外,距外墙皮的距离不小于1m。防侧击雷:为了防侧击雷,在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体,按屋顶上的保护措施处理。建筑物高度超过45m的部位所有外露金属物均与防雷引下线可靠焊接。接地极:为建筑物基础底梁上的上下两层钢筋中的两根Φ16以上主筋通长焊接形成的基础接地网。
4.2 接地及安全措施
本工程防雷接地、变压器中性点接地、电气设备的保护接地、电梯机房、消防控制室、通讯机房、计算机房等的接地共用统一接地极,要求接地电阻不大于1Ω欧姆,实测不满足要求时,增设人工接地极。本工程低压配电系统的接地型式为TN-S系统,雷击电磁脉冲防护等级为B级。
本工程采用总等电位联结,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、建筑物金属构件进行联结,总等电位联结线采用BV-1X25mm PVC32,总等电位联结均采用各种型号的等电位卡子,不允许在金属管道上焊接。卫生间、淋浴间采用局部等电位联结,从适当的地方引出两根大于Φ16结构钢筋至局部等电位箱LEB,局部等电位箱暗装,底距地0.5m。将卫生间内所有金属管道、构件联结。
5.结语
五星级酒店设计应在遵循电气规范的情况下,逐步实现电气设计的安全性、可靠性、节能性、舒适性,以满足业主的要求。这就要求电气设计师充分理解规范,研讨设计方案,以节能环保理念为中心,满足电气设计的安全可靠,达到使用的舒适性。
参考文献:
[1]中国联合工程公司. GB50052-2009 供配电系统设计规范[S] 北京:中国计划出版社,2010.
[2]任元会. 工业与民用配电设计手册[M]. 3版. 北京:中国电力出版社,2005.
[3]中国建筑东北设计研究院. JGJ16-2008 民用建筑电气设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社.2008.
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
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.新晨
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
关键词:住宅建筑;设计依据;电气设计;节能环保
中图分类号:TE08文献标识码: A
随着我国社会经济的发展,城市住宅小区建筑逐渐从多层住宅向高层住宅发展转变,高层住宅在现代城市住宅建筑中所占的比例逐渐增大。再加上,由于人民生活水平不断提高,家用电器越来越多,使住宅电气设计由原来的纯照明向多功能的方向发展。因此,现代住宅楼建筑电气设计显得尤为重要,其科学合理与否直接影响着居民电气供应的质量,且是保证居民生产生活和学习的关键。本文结合近年来的一些工作实例对现代住宅建筑电气设计的主要内容、出现的一些问题及能源节约方面作一些探讨,报道如下。
1、现代住宅建筑电气设计依据
根据GB50045-1995(2005)《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称为“高规”)第3.0.1条规定,高层住宅楼是指十层及十层以上的住宅建筑。分为超高层住宅(100米以上或35层以上住宅),一类高层住宅(十九层及以上三十四层以下或50米以上100米以下商住楼);二类高层住宅(十至十八层为二类高层住宅)。
现代住宅建筑是有着住宅性质的高层建筑。在电气设计中首先应遵守国家的一系列规范(GB50045-2005《高层建筑防火规范》、GB50368-2005《住宅建筑规范》和GB50096-2011《住宅设计规范》、JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》和《建筑物防雷规范》等)。此外,涉及到照明方面应遵守GB50034-2004《建筑照明设计标准》,涉及到火灾自动报警系统时应遵守GB50116-1998《火灾自动报警系统设计规范》等。
2、现代住宅建筑电气设计内容分析
2.1 负荷分类
高层住宅建筑中消防泵、喷淋泵、防排烟风机、消防控制室电源等消防负荷超高层或一类高层为一级负荷,二类高层为二级负荷,另外潜污泵、普通客梯、生活泵等重要负荷虽然不是消防负荷但也根据高层以住宅分类超高层或一类高层此类负荷为一级负荷,二类高层此类负荷为二级负荷,其余的住宅内普通照明、地下室一般照明(非应急和备用照明)住宅内家用电器等用电均为三级负荷。
2.2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,对合理选择设备及设备的安全可靠与经济运行均起决定性作用。现代住宅建筑由于层数较多,高度较高,因此在电力负荷计算方面对于整个建筑设备和配电方式的选择及后期使用的安全性都是非常重要的,住宅建筑的负荷计算,方案设计阶段可采用单位指标法和单位面积负荷密度法;初步设计及施工图设计阶段,采用单位指标法与需要系数法相结合的算法。其中高层住宅地下室除考虑照明用电外另预留一定动力和插座用电,地下室负荷一般按单位面积法进行计算,住宅用电60平方以下(含60平方)每户考虑3KW,60平方至90平方(含90平方)每户考虑4KW,90平方至150平方每户考虑6KW,超过150平方的超出面积可按40W每平方至50W每平方计算。一栋高层住宅用电负荷按各类负荷考虑各自负荷性质的需要系数后求和,再考虑一定的同时系数后计算而得。
2.3供电电源
高层住宅的供电电源应按住宅建筑的负荷性质、用电容量、发展规划以及当地供电条件等进行合理设计和考虑。
为了保证供电可靠性,一类高层住宅的一类负荷至少应有两个独立电源,当一电源发生故障时,另一电源不应同时受到损坏。二类负荷的供电系统,最好由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回6路kV及以上专用的架空线路供电,在实际设计过程中我们经常无法从市电取得两路独立电源,就常常考虑设置自备电源,自备电源有柴油发电组及EPS电池等方式,我们较常采用的是自备柴油发电机组做为一、二类高层建筑一类级负荷的第二电源,机组应处于常备启动状态。一类高层建筑及火灾自动报警系统保护对象分级为一级的建筑物的发电机组,应设有自动启动装置,当市电中断时,机组应立即启动,并应在30s内供电。当采用自动启动有困难时,二类高层建筑及二级保护对象建筑物的发电机组,可采用手动启动装置。
2.4高层住宅配电方式
住宅建筑低压配电系统的设计应根据住宅建筑的类别、规模、供电负荷等级、电价计量分类、物业管理及可发展性等因素综合确定。
对于消防泵、喷洒泵、防排烟风机等负荷采用放射式配电,两路电源引至各消防设备末端进行切换;除消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备外,各防火分区的消防用电设备,由消防电源中的双电源或双回线路电源供电,末端配电箱设置双电源自动切换装置,该箱安装于所在防火分区内;由末端配电箱配出引至相应设备,采用放射式供电。对于作用相同、性质相同且容量较小的消防设备,可视为一组设备并采用一个分支回路供电。每个分支回路所供设备不超过5台,总计容量不宜超过10kW。
高层住宅住户用电采用树干式与放射式相结合的配电方式,各层电表箱树干式引自配电干线再放射式引至各住宅户内。
2.5高层住宅应急照明及供电要求
高层住宅火灾应急照明应包括备用照明、疏散照明两种,供消防作业及救援人员继续工作的场所如消防泵房、防排烟机房等处设置备用照明;供人员疏散,并为消防人员撤离火灾现场的场所如楼梯间、门厅等处设置疏散指示标志灯和疏散通道照明。
高层住宅的疏散楼梯间、长度超过20m的内走道、消防电梯间及其前室、合用前室设置疏散照明,二类高层居住建筑的疏散楼梯间可不设疏散指示标志。
应急照明中的疏散照明持续供电时间不应低于30分钟,一般疏散区域的疏散照明照度不低于0.5LX,竖向疏散及人员密集场所的疏散照明照度不低于5LX;航空疏散场所,避难疏散区域的备用照明的持续供电时间不低于60分钟,照明不低于正常照明照度;配电房、水泵房等火灾时需继续坚持工作的场所备用照明的持续供电时间不低于180分钟,备用照明照度不低于正常照度水平。
当建筑物消防用电负荷为一级,采用交流电源供电时,由主电源和应急电源提供双电源,并以树干式或放射式供电。按防火分区设置末端双电源自动切换应急照明配电箱,提供该分区内的备用照明和疏散照明电源。
当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时,由双电源中的应急电源提供专用回路采用树干式供电,并按防火分区设置应急照明配电箱。消防用电负荷为二级并采用交流电源供电时,采用双回线路树干式供电,并按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。采用集中蓄电池或灯具内附电池组时,由单回线路树干式供电,并按防火分区设置应急照明配电箱。
2.6 电缆选择与敷设。
超高层住宅的,其消防设备供电干线及分支干线,应采用矿物绝缘电缆;
一类高层住宅,其消防设备供电干线及分支干线,采用矿物绝缘电缆;当线路的敷设保护措施符合防火要求时,也采用有机绝缘耐火类电缆。
二类高层住宅,消防设备供电干线及分支干线,采用有机绝缘耐火类电缆。
超高层住宅及一类高层住宅采用矿物绝缘电缆时,采用明敷设或在吊顶内敷设;当采用难燃型电缆或有机绝缘耐火电缆时,在电气竖井内或电缆沟内敷设时可不穿导管保护,但应采取与非消防用电电缆隔离措施;当采用有机绝缘耐火电缆为消防设备供电的线路,采用明敷设、吊顶内敷设或架空地板内敷设时,应穿金属导管或封闭式金属线槽保护;所穿金属导管或封闭式金属线槽应采取涂防火涂料等防火保护措施;线路暗敷设时,应穿金属导管或难燃型刚性塑料导管保护,并应敷设在不燃烧结构内,保护层厚度不应小于30mm;
消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及应急广播等线路暗敷设时,采用穿导管保护,并暗敷在不燃烧体结构内,其保护层厚度不小于30mm;当明敷时,穿金属导管或封闭式金属线槽保护,并应在金属导管或金属线槽上采取防火保护措施;采用绝缘和护套为难燃性材料的电缆,不穿金属导管保护,但应敷设在电缆竖井内;
2.6火灾报警系统设计
高层火灾自动报警系统的设计,应根据保护对象的特点,做到安全适用、技术先进、经济合理、管理维护方便。
高层住宅的火灾报警系统尚应根据火灾的扑救难度、火灾的危险性分为特级、一级、二级保护等级。
建筑高度超过100米或层数超35层的高层住宅的火灾报警系统应按特级保护对象考虑,一类高层住宅的火灾报警系统按一级保护对象考虑,二类高层住宅的火灾报警系统按二级保护对象考虑。
高层住宅级保护对象的火灾报警系统形式应采用控制中心报警系统,一级保护对象的火灾报警形式采用集中报警系统,二级保护对象的火灾报警形式采用集中报警系统或区域报警系统。
高层住宅的地下停车库选用感温探测器,商业、电梯前室等处选择感烟探测器,配电房、风机房等处选择感烟探测器,柴油机房采用烟温同感的探测器,电气竖井,电缆隧道等处选择线型定温探测器。
通过合理科学的火灾报警系统的设计可更早的发现火灾隐患,采取合理的处理和消防灭火措施以达到防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全的目的。
2.7防雷与接地设计
高层住宅应根据建筑物高度、体型及所处区域的雷爆情况综合计算年雷击次数,根据年雷击次数把高层住宅防雷等级分为二类防雷建筑物和三类防雷建筑物,年预计雷击次数N>0.25次/a的住宅按二类防雷建筑物考虑,预计雷击次数0.25次/a≥N≥0.05次/a的住宅按三类防雷建筑物考虑。
二类防雷建筑物外部防雷的措施,采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆,也采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。
第三类防雷建筑物外部防雷的措施采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆,也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并在整个屋面组成不大于 20m×20m或 24m×16m的网格。
3、节能设计
现代高层住宅建筑的大发展也伴随着能源的浪费和消耗,所以高层住宅建筑的节能显得至关重要,它直接关系到国家的能源供应,经济浪费和环境保护,对于高层住宅建筑的节能主要采取以下几方面的措施:
采用能耗低的变压器、电气设备和用电设备。
采用设备就地补偿与变配电所集中补偿相结合的补偿方式以达到更低的无功功率损耗。
住宅建筑的门厅、前室、公共走道、楼梯间等设人工照明及节能控制。除电梯前室外的其它公共区域设置声光控制开关控制。
采用节能LED照明灯具及带节能型电子镇流设备荧光照明灯具等节能型灯具。
4、高层住宅电气设计中尚应注意的问题
4.1双电源末端切换应注意以下问题。
消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等的两个供电回路,应在最末一级配电箱处自动切换;除消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备外,各防火分区的消防用电设备,可由消防电源中的双电源或双回线路电源供电,末端配电箱设置双电源自动切换装置,该箱安装于所在防火分区内。
4.2火灾报警系统线路选择与敷设应注意以下问题
(1)横向敷设的火灾自动报警系统传输线路如采用穿导管布线时,不同防火分区的线路不应穿人同一根导管内;探测器报警线路采用总线制布设时不受此限;
(2) 火灾自动报警系统用的电缆竖井,宜与电力、照明用的电缆竖井分别设置;当受条件限制必须合用时,两类电缆宜分别布置在竖井的两侧。
(3)火灾广播线路与火灾报警控制总线不应敷设在同一线槽或桥架内。
4.3树干式配电,在树干分支处应注意以下问题。
在树干分支处(回路导体载流量减小处)。应加设短路保护,当短路保护设备不能设置在回路导体载流量减小的地方时,应采用下列措施:
(1)短路保护电器至回路导体载流量减小处的这一段线路长度,不应超过3m;
(2) 应采取将该段线路的短路危险减至最小的措施;
(3)该段线路不应靠近可燃物。
5.结束语
由于现代住宅建筑的特殊性,使得其电气设计越加复杂,存在着一些争议及问题。然而,住宅建筑电气设计的好坏直接关系到居民的切身利益,科学合理的住宅建筑电气设计有利于保证居民的生命和财产安全、节约能源、环境保护等。因此,相关工作者应努力探索,积极创新,提高建筑电气设计的社会效益和经济效益。
参考文献:
[1]JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》
[2]JGJ242-2011《住宅建筑电气设计规范》
[3]GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》
[4]GB50116-1998《火灾自动报警系统设计规范》
[5]戴瑜兴,黄铁兵.《民用建筑电气设计数据手册》[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.