庆阳教育大厦电气设计

信息与控制工程学院毕业设计 论文 文献综述 1 庆阳教育大厦电气设计 摘要摘要 本文介绍了庆阳教育大厦电气设计的工程概况及设计要求 介绍了对该办公楼进行了整 体的负荷计算及估算方法 供配电系统的初步确定以及照明 火灾报警与防雷安全等方面的设 计 关键词 关键词 电气设计 负荷 供配电 报警 安全 1 前言 智能建筑是 80 年代末的新产物 它是将结构 系统 服务 运营及其相互联系 全面综合 达到最优组合 以获得一个节能 高效 便捷 舒适的生活和工作的空 间环境 全球第一座智能建筑大厦始于 1984 年 位于美国康涅狄格州的哈特福德市 该大楼以当时最先进的技术来控制空调设备 照明设备 防灾和防盗系统 垂直交 通运输 电梯设备 通信和办公自动化等 除可实现舒适 安全的办公环境外 还 具有高效 经济的优点 大楼的用户可以获得语音 文字 数据等各类信息服务 而大楼内的空调 供水 防火防盗 供配电等系统均为计算机控制 实现了自动化 综合管理 为用户提供了舒适 方便和安全的建筑环境 引起全世界的关注 随着办公建筑的用电设备种类越来越多 如电力 照明 电梯 空调 消防 通信 计算机等 而且不断向智能化设备方面发展 耗电量明显增加 对供配电方 面提出了许多新的要求 把供配电的可靠性 安全性 灵活性摆到了更为重要的位 置 下面对庆阳教育大厦的电气设计进行系统阐述 2 智能建筑的发展和未来趋势 2 1 智能建筑在我国的发展概况 中国智能建筑是逐步发展起来的 在上世纪八十年代末 九十年代初 智能建 筑最早出现在一些涉外的酒店和特殊需要的工业建筑 采用的技术和设备主要是从 信息与控制工程学院毕业设计 论文 文献综述 2 国外引进的 虽然普及程度不高 但是人们的热情是高涨的 得到设计单位 产品 供应商以及业内专家的积极响应 可以说他们是智能建筑的第一推动 1995 年中国工程建设标准化协会通信工程委员会发布了 建筑与建筑综合布线 系统和设计规范 这些都促进了通信网络和办公自动化系统在建筑中的应用 同 年上海正式颁发了地方标准 智能建筑设计标准 它根据不同的需求 把智能建 筑划分为三级 为智能建筑规划 设计和施工提供了依据 推动了智能建筑的发展 对智能建筑另一个重要推动力量来自房地产开发商 在九十年代房地产开发热潮中 房地产商逐句认识到了智能建筑的价值 在九十年代后期沿海一带新建的高层建筑 几乎全都自称是智能建筑 并迅速向西部扩展 迅速膨胀的市场在锻炼和培养一支 智能建筑设计和施工队伍的同时 也出现一些不规范的现象 智能建筑的工程质量 也出现一些隐患 2 2 智能建筑的发展趋势趋势 在新的世纪信息技术将会迅猛发展 作为信息技术产物的建筑智能化系统也会 发生深刻变化 同时随着中国加入 WTO 管理制度与国际接轨 对建筑智能化系统 的管理方式也必然相应进行调整 这都将进一步促进建筑智能化系统的变革和发展 这将主要体现在以下三个方面 1 信息技术的进步将会改变建筑智能化系统的体系结构 2 管理制度的变革将会消除建筑智能化系统发展的障碍 3 对建筑智能化系统的功能 作用和服务模式需要重新认识和调整 随着智能建筑的技术基础和制度保障逐步健全 其发展速度一定会逐步加快 欧洲数十家科研和学术机构 以及英国伦敦大学等几十名智能建筑方面的专家和学 者们 以欧洲智能建筑组织的名义共同发表了题为 智能建筑在欧洲 的实施概 要咨询文件 在实施概要中以智能建筑金字塔的图形 十分形象地描述了智能建筑的 演讲过程和发展方向 从系统构成来看 智能建筑的发展趋势是集成化 多元化 信息与控制工程学院毕业设计 论文 文献综述 3 3 办公楼电气设计 3 1 工程概况及设计要求 庆阳教育大厦 总面积6995 32 高26 7m 地面7层 属二类高层办公楼 2 m 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 3 2 负荷计算和估算 本大楼内部功能分为 一般办公室 领导办公室 大会议室 展厅 大堂 多 功能厅 礼堂 信息中心 计算机中心 通讯中心 电话总机 制水中心 空调 机房 水泵房等 在一般办公区按50 60考虑 在特殊办公区按50 80考虑 对于上 2 w m 2 w m 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为 s k 0 75 功率因数0 8 总照明负荷需用系数为0 85 功率因数0 8 s k 3 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 得有功计算负荷 即 x k kw jsxe pkp 无功计算负荷确定 js Q kVar tan jsjs Qp 最后 确定视在计算负荷 js S kVA 或 kVA jsjsjs spQ cos jsjs sp 计算电流为 三相设备的额定电压 kV 3cos jsjse IpU e U 信息与控制工程学院毕业设计 论文 文献综述 4 3 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 3 10kV 供电系统 根据 高层民用建筑设计防火规范 GB50045 95 9 1 1条规定 二类高层建 筑中的办公建筑的客梯电力 主要的办公室 会议室照明消防水泵 防排烟设施 消防电梯 应急照明及消防用电按二级负荷要求供电 本办公大楼属一级负荷供电 通过传统的几种供电方案比较 选定了下面的供 电方案 即由不同区域变电站引来两路10kV 电源 10kV 系统设计为单母线分段 中 间有联络柜 正常工作时 两路电源同时供电 互为备用 一路电源故障时 另一 路电源供全部负荷 这样做既方便检修又可达到供电要求 此方案表面上符合供电 要求 但实际很难做到 因为 国内各地区的大电网都是并网的 电力网内的各种 故障均可能引起全部电源进线同时失去电源 多年来的实际运行经验表明 很多电 气故障难以限制在某一范围内部 因此 即使设计中采用了两路市政电源 也很难 保证一级负荷的供电要求 所以 为保证一级负荷中特别重要的负荷 必须增设应 急电源柴油发电机作为第三备用电源 3 4 220 380V 配电系统 本建筑配电电压为交流220 380V 联结形式采用 TN S 系统 结合工程实际情况 通过负荷计算 考虑到空调用电负荷占建筑物总用电量的 50 耗电量很大 因此 空调系统合理的配电与控制方式 很大程度上决定了整 个大楼的经济运行情况 设计时 选用一台1250kVA 变压器供中央空调用电 照明 及其它动力负荷 选用另一台1250kVA 变压器 两个供电系统之间采用分段母线联 络 在不使用空调的季节 可将空调变压器退出 减少变压器功耗 达到节电效果 同时 该变压器可作为另一台变压器检修时的备用设备 信息与控制工程学院毕业设计 论文 文献综述 5 3 4 1 照明及其它动力配电系统 办公楼的配电系统主要由配电变压器 低压主开关柜 垂直干线 各楼层的配 电箱和其后的分支电路组成 变压器低压侧出线经低压主开关柜中的母线接至垂直 干线 1 15层照明负荷采用额定截流量为1250A 的密集型母线槽做主干线 各楼层 设母线插接箱 由插接箱引至各楼层总配电箱 由总箱引至各室末端配电箱 末端 配电箱是按照办公室的不同功能来分设的 目的是便于管理 检修 地下室其它动 力设备 如水泵 电梯 风机等由低压配电屏单回路放射式配电 这些重要动力负 荷要求在末端配电箱设双电源自动转化装置 使供电更可靠 更安全 3 4 2 空调机组的配电及控制系统 1 空调机组的配电 从变电所低压引一路电源至地下室机房控制中心配电屏 此段线路采用额定量 为2000A 的封闭式母线槽 主机 冷却水泵 冷冻水泵 冷却塔等外部设备均采用 独立回路供电 即放射式供电方式 保证了供电的可靠性 而首层以上空调机组 指风机弯管新风机 采用树干式配电 用一根 ZR VV3 95 1 50的电力电缆 引至电缆分接盒 由此引至楼层空调配电箱 2 空调机组的控制方式 分手动和自动两种控制方式 手动控制时 制冷机与外部设备以及外部设备之 间无电气连锁关系 各设备均可单独启动和停止 此时 制冷机由内部保护电路进 行保护 此种状态主要是为了机组的调试和维修 自动控制时 各设备之间有连锁 关系 机组的启动顺序 冷却塔风机 冷却水泵 冷冻水泵 主机 停机时顺序与 启动时相反 按照这个要求 设计空调系统的二次控制回路 在火灾自动报警方面 空调系统与火警信号也要求有连锁控制 当确定有火警发生时 消防值班室发出信 号切断空调机的总电源 并将开关动作信号反馈回消防控制中心 3 5 采光与照明标准 为了减少动力设备用电对照明线路电压波动的影响 照明用电与动力用电线路 尽量分开供给 本楼设有一般照明和应急照明 信息与控制工程学院毕业设计 论文 文献综述 6 3 5 1 办公室照明设计 利用天然采光与人工照明相结合的方法 在天气允许条件下 充分依靠天然采 光以节约能源 当阴雨天气时 工作面的照度不够 则利用人工照明 按 民用建 筑电气设计规范 规定 办公室的一般照明照度的均匀度 按最低照度 100Lx 与 平均照度之比确定 平均均匀度应在0 7以上 最低均匀度不得低于0 3 工作面上有 无眩光 是衡量采光与照明质量的重要内容 按 民用建筑电气设计规范 办公室 工作面上可以有轻微眩光 为防止天然采光产生的眩光 按功能要求选好采光口的 方向 采用减少窗亮度和提高背景亮度 这也是控制不舒适眩光指数的有效措施 而避免人工照明所产生的眩光 要选好灯具 着重处理好背景亮度 搞好灯具布置 灯具布置间距宜不大于所选灯具的最大允许距离比 选用半间接型照明灯具 本方 案选用格栅高光效荧光灯 从而限制了眩光 满足了照明的照度 色温 显色指数 达到了节能效果 3 5 2 应急照明设置 电梯间 楼梯间 公共通信和主要出入口等场所设应急疏散指示照明及楼层指 示灯 它们在正常及事故时均点燃 应急疏散 楼层指示灯均自带蓄电池 应急供 电时间不少于20分钟 电梯间 重要办公室 重要会议室 大堂 礼堂 变配电房 主机房 消防控 制中心 水泵房 电梯机房 电话总机 信息中心 这些场所均设应急照明及工作 照明 应急照明分别占工作照明的25 100 3 5 3 特殊场所照明 对于有特殊要求的场所 如大楼外墙 节日彩光等设有泛光照明和特殊照明 设计时按估算负荷预留电源 3 6 火灾报警及消防 随着各类建筑的不断发展 建筑规模越来越大 层次越来越高 建筑的标准也 越来越高 新建的各类大楼都具备人员密集 设备先进 功能多 装饰豪华等特点 因此 火灾自动报警和自动灭火系统已成为高层建筑不可缺少的重要组成部分 本工程为高层二类防火建筑 火灾自动报警的保护对象按二级设置 信息与控制工程学院毕业设计 论文 文献综述 7 火灾自动报警系统分为两类 即消防联动控制系统与消防直通对讲电话系统 本工程采用的是集中报警控制系统 消防自动报警系统按两总线环路设计 任一点 断线不应影响系统报警 3 6 1 消防联动控制 火灾报警后 消防控制室应根据火灾情况控制相关层的正压送风阀及排烟阀 电动防火阀 并启动相应加压送风机 排烟风机 排烟阀 280 摄氏度时熔断关闭 防火阀 70 摄氏度时熔断关闭 阀 风机的动作信号要反馈至消防控制室 在消防控制室 对消火栓泵 自动喷洒泵 加压送风机 排烟风机 即可通过 现场现场模块自动控制也可在联动控制台上通过硬线手动控制 并接受其反馈信号 3 6 2 消防直通对讲电话系统 在消防控制室内设置消防直通对讲电话总机 除在各层的手动报警按钮处设置 直通对讲电话插孔外 在变配电室 消防电梯机房 消防水泵房 排烟机房等处设 置消防直通对讲电话分机 3 6 3 电梯监视控制系统 在消防控制室内设置消防控制盘 能显示各部电梯运行状态 正常 故障 开 门 关门等及所处层位显示 火灾发生时 根据火灾情况及区域 由消防控制室消 防控制盘发出指令 指挥电梯按消防程序运行 对全部或任一台电梯惊醒对话 说 明改变运行的原因 除消防电梯外 其余电梯军停止运行并返回一层并开门 3 6 4 火灾应急广播系统 在消防控制室设置应急广播机柜 机组采用定压输出也 当发生火灾时 消防 控制值班人与可根据火灾发生区域 自动或者手动进行火灾广播 及时指挥 疏导 人员离开火灾现场 3 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 信息与控制工程学院毕业设计 论文 文献综述 8 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1 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 4 总结 虽然对本工程的保安监控 电话系统 电视系统 火灾自动报警及消防控制系 统预留有关的强电电源 具体做法还未介绍 但通