建筑电气课程设计-主力百货电气初步设计（1）.doc

主力百货电气初步设计（1）1 工程概述1.1工程概况本工程主力百货工程，负1、负2层为停车库，1到5层为百货商场，建筑层数为5层，局部6层，建筑高度为29米；单层建筑面积最大约5368平方米，总建筑面积约34394平方米。该建筑属于公共建筑的一类高层全套设计加扣3012250582 该建筑1层设有专用配电房，负1层到5层每层分别设有空调机房，屋顶层设有电梯机房，货梯机房，消防电梯机房。1.2电气设计依据国家现行规范规程：住宅设计规范GB50096-1999，民用建筑照明设计标准GBJ133-90，系统接地的型式及安全技术要求GB14050-93，低压配电设计规范GB50054-95建筑物防雷设计规范GB50057-94，即业主的要求等有关文件。2 设计方案本次初步设计包涵系统和平面的设计。系统设计主要为:低压竖向干线系统和火灾自动报警及消防联动控制系统。21 低压竖向干线配电系统公用建筑低压配电系统的确定，应满足供电安全、可靠、计量、维护、管理的要求。应将照明与电力负荷分成不同的配电系统，消防及其他防灾用电设施的配电应分别自成系统。5 图2.1 树干式 图2.2 放射式 图2.3 混合式树干式，图2.1，可靠性低、投资省，用于户外、多层、高大容量、配电箱内设、电缆型单元等。放射式，图2.2，可靠性高，投资大。用于大型用电设备供电。混合式，图2.3，投资较高、可靠性较高，用于多肽电缆供电。2公用建筑的垂直供电干线，应视负荷重要程度、负荷大小及分布情况，可以采用以下方式：以母线槽供电的树干式配电；以电缆干线供电的放射式或树干式配电，当为树干式时，宜采用电缆T 接端子方式引至各层配电箱；用分区树干式以适应不同功能区域或用电设备的要求。考虑本次设计对象为主力百货，负荷容量大，且重要负荷较多，如风机、配电房、客梯、消防电梯等；故主要采用放射式直接供电。其中对于一二级负荷，如应急照明，消防电梯，消火栓水泵等采用双回路供电，三级负荷采用单回路供电。 3 设计内容3.1 应急照明平面的设计 在走廊、楼梯前室、疏散通道、大、小演播室、导演室、中心机房、电视电话会议室、变配电室、消防控制室和网络中心等处设置应急照明及安全疏散指示灯。应急照明配电箱供电采用末端白投装置。消防应急照明和疏散指示系统根据电源（蓄电池组）和转入应急控制方式的设置不同，分为下列四类系统：A类系统自带电源非集中控制型系统（系统内可包括子母型消防应急灯具）。B类系统集中电源非集中控制型系统。A类及B类系统如图,3.1所示：图3.1 A类系统及B类系统原理图C类系统自带电源集中控制型系统（系统内可包括子母型消防应急灯具）。D类系统集中电源集中控制型系统。C类及D类系统如图3.2所示：图3.2 C类及D类系统原理图照度要求：一般认为不低于10LX或正常照明水平的10%的情况下较为满意。另外由于正常照明的突然消失，照度实降了许多，人的眼睛需要一段时间才能适应，恢复自动的信心，一般CIE还规定照明比为40：1， 对于人员密集的大面积场所如商场、影剧院，其疏散照度提高到5LX-11LX之间为宜。 时间的要求：我们现行的消防应急灯具转换点亮时间一般在1秒左右，一般是符合要求的，同时为了帮助人员全部撤离现场，需要一段特定的时间，一般要根据不同的场所来确定，一般规定应急照明时间在1.5小时以上。 应急电源的选用：建筑发生火灾后，可能会造成电气线路短路和其它设备事故，电气线路可能使火灾蔓延扩大。与一般消防动力配电不一样，消防应急灯布置位置多，面广，基本上涉及整个建筑物的公共场所，管线纵横排布，而且大部分灯具均布置于吊顶内，现实情况下，大部分应急照明管线均未作任何防火处理措施，即使管线做到防火处理措施，但对引入灯具的软管，接线盒、接线头，及其灯具亦应严格防火处理，是非常困难的。3在火灾状态下，吊顶极易烧毁，在此情况下，管线断裂，灯具破碎，如此时喷淋系统及消防系统工作，大量水注入沿楼层平面流入各层竖向区域，220V电源即可能会对后期疏散人员及消防人员生命构成严重威胁，并可能使火灾因应急照明线路短路而蔓延至其它区域。由于火灾现场情况复杂，最大可能情况使该部分线路短路，着火，产生较大的故障电流，影响到其它消防用电设备的使用或可能使火灾蔓延。 综合上述分析，采用220V城市电网电源，以及发电机组电源或采用变压器变为36V都是不合理的，最好采用独立的应急电源更合适。本工程为大型百货商场，建筑面积较大，应急照明考虑选用EPS集中供电。应急照明的控制原则：最基本的一个原则：即在火灾事故状况下，所有的疏散标志灯，沿疏散区域途径的疏散照明灯，在消防中心控制下，在关断正常照明后立即启动，并不得受附近开关的控制，保持直接点亮的状态，以利于人员的直接疏散，如果要求紧急疏散的人员去启动照明开关后再进行疏散是很不现实的.13.2 EPS电源简介:应急电源（EPS）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供电装置。广泛应用于建筑电气领域和特殊应急供电场合，其原理为：在交流电网正常时，由交流电网经过互投装置给重要负载供电，当交流电网断电后，互投装置将立即投切至应急电源供电，当电网电压恢复时，应急电源将恢复为电网供电，有效避免发生灾害时的人身伤亡和财产损失。EPS电源工作原理如下图3.3所示:图3.3 EPS电源工作原理图保护功能：应急电源具有完善的保护功能，一旦出现下表所列故障，应急电源将进入逆变状态或关闭输出，以保证负载不受损坏，同时应急电源自身也得到保护。具体保护功能如下表所示： 表3.1 EPS电源的保护功能保护功能状态说明保护动作恢复交流输入欠压交流输入电压低于设定点应急电源将自动转为直流逆变供电故障排除后，应急电源将自动恢复正常工作状态直流输入欠压直流输入电压低于设定点在逆变状态下将关闭输出输出过载负载功率超过额定值应急电源将延时后关闭输出，转为旁路供电故障排除后，须重新启动才能恢复正常工作状态应急电源技术特点：微处理器控制的SPWM技术，纯正弦波输出，波形纯净；负载适应能力强，包括电容性、电感性、混合性负载；过载能力和抗冲击能力强，能承受满负载开机；具有输入过、欠压，输出过、欠压，过温，过载、短路等完善的保护功能；效率高（非应急供电时，基本不耗电）、噪音低、无排烟、无火载隐患；自动切换，可实现无人值守。根据EPS电源以上优良特点并且大面积集中供电大大地减少了安装和维修的成本，顾考虑采用EPS电源集中对应急照明供电。3.3 火灾自动报警及消防联动控制系统设计根据消防规范要求在建筑内各个部位设置了室内自动喷水灭火系统、消火栓系统、防排烟系统、疏散报警系统等。本建筑物为消防一级保护对象，消防控制室设在一层，该系统为两总线接线，输入输出模块直接接入环形探测回路。消防控制室内设消防报警控制主机，消防联动控制柜，消防紧急广播及对讲电话通讯柜，火灾报警图形显示器。消防控制室在接到火灾报警信号后，按程序联锁控制消防泵、喷淋泵、雨淋泵、防排烟机、风机、空调机、防火卷帘、电梯、非消防电源、应急电源和气体灭火系统等。火灾自动报警系统采用消防电源双回路供电，备用电源采用火灾报警控制器自带蓄电池。图3.4 报警系统原理框图火灾自动报警及消防联动控制系统的原理框图如图3.4所示：所有监控点，如水流开关、消水泵类、防排烟设施的动作返回信号都设置了监视及控制模块，以期对全楼内所有消防控制设备按程序进行监控。整个火灾自动报警系统只在消防控制中心设置的一台大容量、多功能的通用火灾报警控制器作为集中报警控制器，并按照建筑结构要求在各个楼层设置显示控制器；其火灾报警信号与控制信号都是采用编码信号，火灾报警信号是纵向传输，而各个楼层消防设备的联动控制信号都是通过各个楼层显示控制器进行传输的，并且消防联动信号及反馈信号都是分为两级传输，即首先由消防控制中心的手动或自动控制装置发出控制信号，送至各个楼层显示器的控制部分，然后再将指令发给每层的消防设备。10 具体火灾自动报警及消防联动控制系统图，如图3.5所示：图3.5 火灾自动报警及消防联动控制系统图3.4火灾自动报警及消防联动控制平面设计火焰（光）探测法烟雾气溶胶光电感烟探测法火灾热能燃烧产物火焰光热辐射热对流气体可燃气体探测法空气离化探测法热（温度）探测法火灾的探测，是以物质燃烧过程中产生的各种现象为依据，以实现早期发现火灾为前提。所以，根据物质燃烧过程中发生的能量转换和物质转换所产生的不同火灾现象与特征，形成了不同的火灾探测方法。如图3.6所示：图3.6 探测器分类图探测器具体分为：感烟式火灾探测器、感温式火灾探测器、感光式火灾探测器、可燃气体探测等等。两种或两种以上火灾探测方法组合使用的复合式火灾探测器和双灵敏度火灾探测器通常是点型结构，它同时具有两个或两个以上火灾参数的探测能力，或者是具有一个火灾参数两种灵敏度的探测能力，目前较多使用的是烟温复合式火灾探测器和双灵敏度火灾探测器。火灾探测器还可以按照火灾信息处理方式或报警方式的不同，分为阈值比较式（开关量）、类比判断式（模拟量）和分布智能火灾探测器等等。11探测器的选用：感烟探测器适用场所、灵敏度与感烟方式的关系，如下表所示 表3.2 探测器的使用表序号适用场所灵敏度级别选择感烟方式及说明1饭店、旅馆、写字楼、办公楼等的厅室、卧室、办公室、展览室、娱乐室。会议室等处厅堂、办公室、大会议室、值班室、娱乐室、接待室等，可用中、低档，可延时工作；吸烟室、小会议室，采用低档，可延时工作；卧室、病房、休息室、展览室等，采用高档，一般不延时工作早期热解产物中烟雾气溶胶微粒很小的，采用感烟式更好；微粒较大的，采用光电感烟式更好；还可以按价格选择感烟方式，不必细分2计算机机房、通信机房、影视放映室等处高档或高、中档分开布置联合使用，不用延时工作方式考虑装修情况和探测器价格选择：有装修时，烟雾浓度大，颗粒大，光电感烟方式更好3楼梯间、走道、电梯间、机房等处高档或中档均可，采用非延时工作方式按照价格选定感烟方式4博物馆、美术馆、图书馆等文物古建单位的展览室、书库、档案室等处灵敏度级别级别采用高档，采用非延时方式工作按照价格、使用寿命选定感烟方式，同时还应该设置火焰探测器，提高反应速率和可靠性探测器使用的有效高度如下表3.3所示，故当建筑物出现上空的大厅，扶梯等不布置探测器，或重新计算探测器的保护面积及保护半径。 表3.3 探测器的有效高度表房间高度h（m）感烟探测器（离子式，光电式）感温探测器（一级灵敏度）感温探测器（二级灵敏度）感温探测器（三级灵敏度）火焰探测器（紫外）12h20不适合不适合不适合不适合适 合8h12适 合不适合不适合不适合适 合6h8适 合适 合不适合不适合适 合4h6适 合适 合适 合不适合适 合h4适 合适 合适 合适 合适 合本工程为百货商场，地下层为车库，故1到5层主要选用感烟探测器，空调机房，电梯机房，消防电梯机房等都布置感烟探测器。专用配电房布置感温及感烟探测器。地下层主要布置感温探测器。火灾自动报警系统原理框图如图3.7所示：火灾报警装置集中报警控制器电 源 区域火灾报警控制器区域火灾报警控制器火灾探测器手动火灾报警按钮火灾探测器手动火灾报警按钮图3.7 火灾自动报警原理框图根据不同的场所，分别设置智能型光电感烟探测器、智能型感温探测器、红外光束感烟探测器等，在每个防火分区内，设火灾手动报警按钮，从任何位置到手动报警按钮的步行距离不超过30m。消火栓报警按钮采用设置在消防栓内的形式。消防电话系统：在消防控制室设置向当地公安消防部门报警的外线电话，并设消防专用紧急电话总机，并在手动的报警按钮处设有对讲电话插孔，在变配电室、重要工艺设备机房电梯机房、排烟机房等处设有固定对讲电话。消防联动系统控制：包括消火栓系统、雨淋系统、喷洒系统、防排烟系统、防火卷门系统、电梯迫降系统、切断非消防电源、气体灭火系统。气体灭火系统控制要求：在这些房间内设有感烟探测器、感温探测器，当一种探测器向控制器报警时，由气体灭火控制器发出警铃通知人员疏散，当第二种探测器也报警时，则由气体灭火控制器延时开启气体瓶头阀及分配阀，喷出气体灭火，并发出警笛声及门灯闪亮信号。气体灭火控制器在此过程中向消防控制室报告火灾信号、气体灭火信号及手动、自动状态信号。消防控制室在灭火动作延时的过程中控制关闭相应区域的空调及相应部位的防火阀，同时切掉相应区域的非消防电源。在各气体灭火保护区域的主人口处设有手动紧急启停控制按钮。电梯监控包括：除显示各电梯的运行状态、层数外，还设置正常、故障、开门、关门显示。火灾发生时，根据火灾情况及场所，由消防控制室的联动控制盘发出指令，指挥电梯按消防程序运行，并对全部或任意一台电梯进行对讲，说明改变运行方式的原因，除消防电梯保持运行外，其余电梯强制返回首层并开门。电梯的火灾指令开关采用钥匙开关，由消防控制室负责火灾时的电梯控制。消火栓系统、雨淋系统、喷洒系统、防排烟系统与消防控制室之间有硬线启动控制。消防紧急广播系统：消防紧急广播设在消防控制室。火灾时信号控制的切换顺序为二层及二层以上发生火灾时，先接通着火层及相邻的上下层；首层发生火灾时，先接通本层、二层及地下各层；地下室发生火灾时，先接通地下各层及首层。扬声器采用吸顶扬声器，功率为3W，从本层任何部位到最近一个扬声器的步行距离不大于25m，走道内扬声器距走道末端不大于12.5m。93.5 屋顶防雷平面 雷击类型大量电荷积累达到一定电场强度出现的云层间、云层对地面的瞬间击穿放电就是雷击。伴随着高电压的中和与大电流的泄放时的强烈弧光和巨大声响即为“电闪”与“雷鸣”。就其破坏作用划分为以下三类：直击雷、感应雷、侵入雷。雷电经架空线、缆、管、架引入建筑物内，甚至设备内的极高过电压瞬间放电即为侵入雷。它往往造成沿线路设施、器材的一路损坏，基本防护措施即线缆入建筑物的外皮接地及浪置。7滚球法避雷原理图如图3.8所示：1滚球； 2杆状接闪器；3电气设备；4引下线；5金属容器；r滚球半径 s隔距，图3.8 滚球吧避雷原理图建筑物的凸出物是屋面，其容易受雷击部位见表3.4： 表3.4 易受雷击部分表建筑物屋面的坡度易受雷击部位平屋面或坡度不大于1、10的屋面檐角、女儿墙、屋檐坡度大于1/10、小于1/2的屋面屋角、屋脊、檐角、屋檐坡度不小于1/2的屋面屋角、屋脊、檐角注：屋面坡度为a/b，a-屋脊高出屋檐的距离（m）；b-房屋的宽度（m）。 防雷网笼：据古典电学法拉第原理，由以下三部分构成的系统，保护网笼内建筑、设施及人员免遭雷击。接闪器的有以下组成： 避雷针：适用于保护极高的建筑物或构筑物，可以用圆钢或管钢制成，在顶端砸尖，以利于尖端放电。装设避雷针和避雷网是民用建筑物防雷的主要形式，屋顶上部的机电设备和出气管等可作为短针、避雷带或避雷网做接闪器。避雷带和避雷网： 在建筑物顶部及其边缘处装设避雷带、网，是为了保护建筑物的表层不被雷击，适用于宽大的建筑物，一般用8的镀锌圆钢或扁钢制作避雷带或避雷网。避雷线 ：适用于长距离高压供电线路的防雷保护。避雷环 ：在烟囱或其他建筑物顶上用环状金属作成接闪器。架空避雷线和避雷网宜采用截面不小于35mm2的镀锌钢绞线。高层建筑物上的接闪器和一般建筑物相比，由于建筑物高，闪击距离因而增大，接闪器的保护范围也相应增大。图3.9 天正计算建筑物防雷分级图本建筑按照二类防雷建筑进行设。计算结果如图3.9： 针对不同防雷建筑网格尺寸法的具体尺寸如下： 表3.5 避雷线网格尺寸表 引下线采用结构柱钢筋作引下线，钢筋直径不小于12mm，每根柱子焊接不少于两根主筋。装设在烟囱上的引下线的尺寸若用明装钢筋，直径不小于8mm。暗装引下线则可以用12mm的镀锌钢筋。金属烟囱本身也可以兼作引下线。设置防雷引下线的数量关系到反击电压的大小，所以引下线的根数和布置应按照防雷规范确定，引