建筑电气课程设计-门诊综合楼电气工程设计（2）.doc

综合门诊楼的电气工程设计（2）1 设计依据1.1 建筑概况本工程位于重庆市，项目名称为双桥区人民医院。地下二层，负一层层高4.4米，负二层层高7.2米，地下部分主要为汽车库和机房；地上十三层，一层层高6.00米，二至十三层层高4.8米，一至五层为门诊医技，六至十二层均为病房，十三层为领导办公室，屋顶设有电梯机房及水箱间；建筑主体高度58.2米，总建筑面积为23853.46平方米。结构形式为框架剪力墙结构，现浇混凝土楼板。本工程属于一类高层公共建筑。全套图纸加扣3012250582 1.2 中华人民共和国现行主要标准及法规民用建筑电气设计规范JGJ/16-2008；供配电系统设计规范GB50052-95；低压配电设计规范 GB50054-95； 建筑设计防火规范GB50016-2006；综合医院建筑设计规范JGJ 49-88；建筑物防雷设计规范 GB50057-94（2000年版）；火灾自动报警系统设计规范GB 50116-98；建筑照明设计标准GB50034-2004。1.3 设计范围 本设计包括：10/0.4kV变配电系统方案、电气应急照明系统、火灾自动报警及联动控制系统、防雷接地系统等。 2 高、低压供配电系统方案设计本建筑物属于高层公共建筑，急诊部、防火卷帘门、应急照明、疏散指示标志、等消防用电均按一级负荷供电，中心机房、客梯为二级负荷、其他按三级负荷供电。 本工程采用两路高压10kV电源供电，采用电缆直埋的引入方式，将双路电源引至本楼的变电所内，作为正常工作电源；两路电源同时供电，互为备用，任意一路电源能够负担全部负荷。设一台500kW柴油发电机组作为应急电源，当市电故障时，柴油发电机组自动启动提供应急电源，确保消防设备、应急照明等设备的供电。2.1 高压10kV供电系统方案两路10kV电源采用单母线分段方式，设置母联开关，平时两段母线同时分别运行。当一路电源故障时，通过手/自动操作联络断路器QF，另一路电源负担全部负荷。10kV断路器采用真空断路器，10kV-25kA，在10kV出线开关柜内装设氧化锌避雷器作为真空断路器的操作过电压保护。真空断路器选用电磁（或弹簧储能）操作机构，采用直流220（110）V/65AH镍镉电池柜作为操作、继电保护及信号的电源。接线图如图1所示图1单母线分段电气主接线2.2 低压0.4kV配电系统方案常见的几种低压配电方案如图2所示图2 常见低压配电系统方案图本工程采用图2中第三种配电方案，变压器低压侧采用单母线分段方式运行，设置母联开关，应急母线通过联络开关与主母线联络，当两段母线失电后，操作应急联络开关，启动柴油发电机负担消火栓泵、喷洒泵、消防电梯、防排烟风机、应急照明等一级用电负荷。3 电气应急照明系统设计应急照明是在正常照明系统因电源发生故障，不再提供正常照明的情况下，供人员疏散、保障安全或继续工作的照明。应急照明不同于普通照明，它包括：备用照明、疏散照明、安全照明三种。作为正常照明一部分的应急照明系统，对其控制不仅要满足节能自动开关的要求，还应满足火灾时强制点亮的要求。3.1 应急照明的设置内容 消防负荷及一级用电负荷采用双电源末端切换。 大厅、走廊设置应急照明、疏散指示标志及安全出口灯。应急灯、疏散指示灯及安全出口灯外壳应设玻璃或其他不燃烧材料制作的保护罩，当疏散用的应急照明时，其地面照度应大于0.5lx。当采用蓄电池作备用电源时，其连续供电时间不少于90min。 安全出口指示灯门上200安装。 建筑物内的疏散走道、楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前室和避难层（间），应优先设置在走道交叉处及拐弯处、自动扶梯上方或侧上方附近。 配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间以及人员密集的大面积公共场所设置应急照明。3.2 应急照明的控制方式3.2.1 一般的控制方式 不设置自动报警（单电源）如图3所示图3不设置自动报警（单电源）的控制方式图 不设置自动报警（双电源）如图4所示图4 不设置自动报警（双电源）的控制方式图 不设置自动报警（双电源）如图5所示图5 不设置自动报警（双电源）的控制方式图 设置自动报警（单电源）如图6所示图6 设置自动报警（单电源）的控制方式图 设置自动报警（双电源）如图7所示图7设置自动报警（双电源）的控制方式图3.2.2 消防应急照明的节能控制方式在公共建筑中，应急照明往往是正常照明的一部分。尤其在汽车库，公共走道，大型商场，宾馆酒店等公共场所的照明设计中，各种应急照明灯具几乎占总照明灯具的一半左右,大大超出了建筑照明设计标准的要求。在倡导绿色、节能、低碳理念的今天，在应急照明负荷密度大、功耗高的场所进行应急照明的节能控制显得相当重要。目前的照明控制方式主要有三种：传统的人工或自熄控制方式，智能照明控制系统控制和楼宇自动化系统（BA）控制。各种控制系统的特点比较如表1所示 表1控制方式系统功能节能效果系统造价维护成本传统自熄控制系统功能简单，只能实现照明的开关控制，无法实现远程的集中控制较好低维护成本较低，系统可靠稳定，一般电工均可维护智能照明控制系统系统功能齐全，可实现灯光开关、调光及多场景控制，系统功能强大，可实现远程的智能集中控制好较高维护成本较高，系统可靠稳定，需专业人员维护楼宇自动化系统控制服系统功能一般，一般只实现灯光的开关控制，可实现远程的集中控制一般高维护成本极较高，系统可靠稳定，需专业人员维护通过比较传统控制方式较其它两种方式投资更少、维护成本更低，但起到的节能效果比较好。所以说，一个实用、简单、可靠、易维护和低成本的系统才是一个真正的绿色、节能的系统。下面将通过实例，通过不同区域的功能分析，设计一套在传统控制方法基础上经过改进并运用了时控、光控和人体感应等多种控制技术的应急照明控制方式。 地下汽车库地下汽车库内照明主要由车道照明、车位照明及疏散指示和出口指示照明组成，其中车道照明有三路为正常照明，有一路为应急照明。通过在照明配电箱安装时控开关，根据车流量的不同分时段实现车道照明按1/44/4回路进行开关。从而实现节能而便于管理的要求。为了满足消防要求，火灾时通过消防信号对应急灯具进行强制点亮。系统图如图8所示图8地下汽车库应急照明控制系统图时控开关可以按每星期或每日根据设定的程序循环工作，输出容量为25A，可以直接控制照明回路的开关。该控制方法对于酒店、办公楼等车流量周期性变化明显的场所，是非常简单实用的。 公共走道和电梯厅酒店和办公楼的公共走道和电梯厅人流量变化是有规律的。比如酒店客流高峰一般在早上早餐时间段、中午退房时间段和晚上入住时间段，办公楼的人流高峰往往集中在上下班时间。因此，可以在人流高峰期，根据现场照度要求定时开关不同路数的照明。同时，在人流稀少时间段，借助走道中的自然光补偿，采用具有人体感应与光电控制双重功能的感应开关进行控制。该开关的触发源为人体所特有的波长为10微米左右的红外线，并通过引入光照度探测技术，在环境光线不足时才进入待命探测状态，照度较高时自动处于休眠状态。因感应开关的开关容量有限，因此需加入继电器和接触器进行二次控制。感应开关安装在电梯出口等人员必经场所且要求安装位置光照度与内走道相差无几，示意图如图9所示图9公共走道和电梯厅应急照明控制示意图 楼梯间楼梯间是人员流动规律不明显的区域，正常情况下，楼梯间内除工作人员外，客人是极少进入的。因此，楼梯间采用人体感应与光控相结合的开关进行控制，采用一灯一开关，安装于休息平台处，示意图如图10所示图10楼梯间应急照明控制示意图总之，照明设计时通过需求分析，在照明灯具选择、灯具布置、回路划分及照明控制等方面进行有针对的设计是节能控制的关键环节。上述的照明控制方法不仅适用于应急照明，通过简单变化也可应用在正常照明回路中。采用价格便宜、简单实用的开关，不仅起到了预期的控制效果，而且为工程后续的维修维护也带来了诸多便利。3.3 EPS集中型电源EPS电源又称EPS、EPS应急电源、消防应急电源，全称Emergency Power Supply（紧急电力供给），国家新标准为FEPS。是当今重要建筑物中为了电力保障和消防安全而采用的一种应急电源。它主要由输入输出单元、充电模块、电池组、逆变器、监控器、输出切换装置等部分组成。广泛应用于节能供电、大楼照明、道路交通照明、隧道照明、电力、工矿企业、消防电梯等。3.3.1 EPS集中电源不同于UPS 表2分析表2数据可见EPS与UPS的不同之处体现在以下几个方面： EPS其产品技术要求受公安部消防认证监督，并接受安装现场消防验收。而UPS只是用来保护用户设备或业务免受经济损失，其产品技术要求受信息产业部认证。两者适用的安全规范明显不同，因而具有不同的价值观。 EPS和UPS均能提供两路选择输出供电，UPS为保证供电优质，是选择逆变优先；而EPS是为保证节能，是选择市电优先。当然两者在整流/充电器和逆变器的设计指标上是有差异的。 UPS由于是在线式使用，出现故障可以及时报警，并有市电作后备保障，使用者能及时掌握故障并排除故障，不会对事故造成更大的损失。而EPS是离线式使用，是最后一道供电保障，因而其可靠性设计要求更高，不能简单理解为后备式UPS，否则就把EPS的重要性一笔勾销了。如果EPS在市电故障时，不能通过蓄电池应急供电，则EPS如同虚设，造成的后果将不堪设想。 UPS供电对象是计算机及网络设备，负载性质（输入功率因数）差别不大，所以国标规定UPS输出功因为0.8。而EPS供电对象则是电力保障及消防安全，负载性质为感性、容性及整流式非线性负载兼而有之，其输出功率因数就不能设定为0.8（EPS国标将规定其数值），而且有些负载是停市电后才投入工作的，因而要求EPS能提供很大的冲击电流，EPS需要输出动态特性要好，抗过载能力更强。因此EPS与UPS各组成部分的技术设计指标分配是不同的。3.3.2 EPS集中电源与自带电源型应急灯具的对比表3通过表3数据对比得出灯具自带电池的应急灯具的优点是将电源失效的危险分散，灯具可独立运作，可实现简单、可靠的应急照明，此种作法的缺点是因电池分散，会带来电池检查、更换等维护问题，所以建筑规模较大时不宜采用此方案，而应采用下述两种方案。利用EPS电源作备用电源可以解决电池分散带来的维护问题。视工程项目的具体情况，可将灯具较集中的备用照明由EPS供电，其他分散的备用照明、疏散照明由灯具自带电池。3.3.3 EPS集中电源与柴油发电机组供电的应急照明的对比表4通过表4数据可以看出柴油发电机组的应急供电时间比EPS集中电源长，所以在高层建筑中常常为满足消防要求需设置发电机组；在某些工业生产厂房或通信、交通中心也往往是和生产运行的电力设备的需要一起考虑。但是对于应急柴油发电机组，由于电机投入运行需要较长时间，经常处于后备状态的机组，停电时自启动时间约需15s，因此只能作为疏散照明和备用照明的应急照明电源，而不能单独用于安全照明。专门为应急照明设置发电机组是不经济的，也是不合理的。3.3.4 EPS集中电源的系统配电方案图图11 集中型应急照明系统配电方案（一）图11 集中型应急照明系统配电方案（二）4 火灾自动报警及消防联动系统本工程为一类防火建筑、火灾自动报警系统的保护等级按一级设置。消防控制室设在地下一层，内部设有火灾自动报警控制器、消防联动控制器、应急广播设备、消防设备电源监视盘及消防专用电话总机等。 另外消防控制室内设置能够直接报警的外线电话。4.1 火灾自动报警系统 本区采用集中报警系统。为了更好的理解火灾自动报警系统是如何实现的，有必要对火灾探测器、带电话插孔的手动报警按钮和消防水泵的启泵方式等进行简单的介绍如下：4.1.1 火灾探测器的种类选择本工程在地下一层车库、设备房等平时烟尘较大的场所设置感温探测器；在地上部分的楼梯间、电梯厅及前室、公共场所、电梯机房设置感烟探测器，在厨房和锅炉房等使用天然气的地方设置可燃气体探测器。探测器的选择依据见表5。探测器的选择依据 表5探测器类别选择依据感烟探测器火灾初期阴燃阶段能产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射，应选用感烟探测器，并根据正常情况产生烟（如吸烟）的情况，配以不同等级的灵敏度；感温探测器火灾发展迅速、产生大量热、烟和火焰辐射，可选用感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合；火焰探测器火灾发展迅速，有强烈的火焰和少量烟、热，应选用火焰探测器；可燃气体探测器在生产、贮存、输送或有可能散发、泄露可燃气体和可燃蒸汽引起易燃易爆的场所，宜用可燃气体探测器；防水、防爆等功能探测器对用特殊工作环境条件的场所。4.1.2 介绍JTY-GD-JBF-3100点型光电感烟探测器设备外形如图12所示图12 JTY-GD-JBF-3100点型光电感烟探测器设备外形 工作原理：光电型烟雾探测器也是点型探测器，光电型烟雾探测器工作原理是利用起火时产生的烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。它利用光电散射原理，平时受光元件收不到发光元件的光，不产生电流。火灾初期产生的烟雾粒子一进入检测暗箱，使正常的近红外线二极管的光发生散射，探测器的受光元件检测出光散射，则发出报警信号。功能特点： 内置微处理器，探测器对自身采集到的数据进行存储、分析和判断，具有自诊断功能； 灵敏度可调，以实现用户对工作环境灵敏度的要求； 污染自动补偿，根据自身的污染程度进行零位漂移，最大程度减少误报； 探测器上电后自动检测光学迷宫，污染程度超过补偿范围，可自动报处探测器污染故障； 抗干扰能力强，抗灰尘附着、电磁干扰、温度影响、抗腐蚀、抗外界强光（光源）干扰； 抗湿热能力强，极具创意的导流槽设计，可适应于各种不同环境的要求。安装与接线： 将探测器底座VB3301A用2只M4的螺钉紧固在预埋盒上，注意底座上的门向指示应朝向房门入口或视野所及之处； 采用ZR-RVS-21.5mm双绞线，将回路两总线L1、L2分别接在端子1和端子3上，接线不分级性； 用编码器对探测器写入部位号（1-200）； 将探测器嵌入底座，然后按顺时针拧紧即可；安装图例与接线图例如图13所示图13 JTY-GD-JBF-3100点型光电感烟探测器的安装图例与接线图例布置依据：感烟探测器的布置依据是它的保护面积和保护半径。保护面积是指一只探测器有效探测的地面面积，由于发烟物质的种类、建筑结构及通风情况不同，一只探测器的保护面积会有较大差别。对一般保护场所而言，当空间高度为6m12m时，一只感烟探测器的保护面积为80m；当空间高度为6m以下时，保护面积为60m。保护半径为5.8m 。具体参数可参考表6。火灾探测器的保护面积和保护半径表64.1.3 手动报警按钮（带电话插孔）手动报警按钮是火灾报警系统中的一个设备类型，当发生火灾时在火灾探测器没有探测到火灾的时候人员手动按下手动报警按钮，报告火灾信号。在本建筑的主要出入口、疏散楼梯口等场所设置手动报警按钮及消防对讲电话插口、声光警报装置。每个防火分区应至少设置一个手动报警按钮及消防对讲电话插孔。 设备外形如图14所示图14 J-SAP-JBF-301/P手动报警按钮（带电话插孔）的设备外形接线图例如图15所示图15 J-SAP-JBF-301/P手动火灾报警按钮（带电话插孔）接线图例4.1.4 消火栓报警按钮在消火栓箱内设置消火栓报警按钮，并可直接启动消防泵。它的设备外形和接线图例如图16所示接线图例：图16消火栓报警按钮的设备外形和接线图例图4.1.5 火灾自动报警控制器火灾自动报警控制器可接收感烟、感温探测器的火灾报警信号及水流指示器、湿式报警阀、手动报警按钮、消火栓按钮的动作信号；还可接收排烟阀、加压阀、280防火阀的动作信号。4.2 消防联动控制 在消防控制室内设置了联动控制柜，其控制方式为手动控制、手动硬线直接控制、通过联动控制柜、可实现对消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统、正压送风系统、防火卷帘门，电梯运行、火灾应急广播、火灾应急照明疏散指示等的监视与控制；火灾发生时可手动自动切断通风机及一般照明等非消防电源。4.2.1 正压送风及排烟系统 排烟口的开启装置设有监视模块和控制模块，当排烟口附近感烟探测器报警及同一消防分区内其他感烟探测器报警时自动打开排烟口，同事联动启动相应的排烟风机和正压送风机，并将信号送回消防控制室。280防火阀熔断时，停排烟风机电源，并将信号送回消防中控室。4.2.2 启动消防水泵的三种控制方式消防水泵的启动方式表7控制方式工作原理由消火栓按钮控制消防水泵启停（优先采用）火灾时，工作人员用小锤击碎消火栓按钮上的玻璃罩，按钮盒中按钮自动弹出，接通消防水泵启动线路（各消火栓按钮在电路上串联）。 这时报警控制器发出火灾报警信号，同时控制事先编制好的程序发出相应的指令，自动启动消防泵。 启动消防泵后通过启动泵回授线确认消防泵已启动，并点亮消火栓按钮的回授灯，以便通知现场人员用水灭火。 消火栓按钮发出启动信号后，在消防控制室应有声光报警。由消防控制中心发出主令控制信号控制消防水泵启停设置在火灾现场的探测器将探测的火灾信号送至消防控制中心的火灾报警控制器，然后由火灾报警控制器发出联动控制信号，启停消防水泵。在消防控制中心通过手动控制线人工启动消防水泵在消控室将控制线直接接通，启动消防水泵4.2.3 防火卷帘门的控制在防火卷帘门两侧各设一组感烟、差定温感温探测器，卷帘门附近设监视模块和控制模块，用来监视和控制卷帘门的半降（距地1.8m）和全降（落地），并将位置信号送回消防中控室，消防中控室同时还设有遥控控制按钮，卷帘门两侧设置手动控制按钮。 4.2.4 火灾应急广播系统 在消防控制室设置火灾应急广播(可与公共广播、背景音乐合用)机柜，机组采用定压式输出。扬声器功率为3W、火灾应急广播应按建筑层或防火分区分路、每层或每个防火分区为一路。本工程在走道、前室等疏散场所全部设置每隔10米左右设置了火灾应急广播喇叭。 火灾发生时、消防控制室值班人员根据火情、自动或手动进行火灾应急广播，及时指挥、疏导人员撤离火灾现场。播放疏散指令的控制程序：先接通着火的防火分区及相邻的防火分区。 4.2.5 消防专用电话系统 在消防控制室内设置消防专用直通对讲电话总机；除在手动报警按钮上设置消防专用电话塞孔外，在消防水泵房、变配电室，备用发电机房，防排烟风机房，电梯机房，建筑设备监控中心，警卫值班室等场所还设有消防专用电话分机；消防控制室设置可直接外线电话、消防专用电话网络应为独立的消防通信系统。 5 防雷与接地5.1避雷带本工程属二类防雷建筑物，避雷带采用10镀锌圆钢沿屋顶女儿墙明敷,并形成不大于10mX10m(或12mX8m