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摘要:合理的建筑电气设计对于建筑的各项功能和最终节约工程成本都是很重要的。本文从建筑电气设计的强电和弱电两方面展开如何提高设计的可靠性及经济性的探讨。
关键词:电气设计;可靠性;经济性
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
1.民用建筑的强电部分设计主要包括:高压供配电系统、低压配电系统、动力照明干线系统、配电箱系统、电缆导线的敷设、电气设备器材的选型和安装等,这一部分设计的基本要求是可靠性、简洁性、安全性和选择性。
1.1可靠性:根据用电负荷的等级,要求在各种运行方式下提高供电的连续性,保证可靠供电。
1.2简洁性:主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备;这样再放入或者拿去新的设备操作就会简单方便的多,不但可以减少错误的操作,也可以提高系统的可靠性,对于突发情况的处理也会很快速。
1.3安全性:对于任何的操作和转换工作都是要保证工作人员的安全的,所以检修的工作也是要在安全的条件下进行的,整体的电气设备必须是在符合安全要求的情况下才可以运行。
1.4选择性:对于一个事故的范围来说,电气的整体的设备是有选择性的,这也是设计需要注意的,而这个性能一般是从设备的不同的本身的特质来设计的,但是一旦提高设备的选择性必然会造成经济实用的性能降低,所以选择性也不是越高越好。其实在正常的使用中,只要满足基本的规范的要求就可以满足以上四个方面。
而作为重要的考虑因素,经济性是在整个建筑设计中都要注意的。这就要求从全局出发,按照实际的建筑的情况,找到经济的科学的整体的电气设计。但是经济性与以上四个特性之间是存在一定的对立统一关系的。那是因为太看中可靠性、安全性、选择性就会导致设计中增加整体设备的数量,这样投资也会增加,会有不必要的浪费,造成经济性低;而太看重经济性、简洁性,减少一些设备,虽然线路简洁了,但是会影响可靠性、选择性和安全性,这样万一有事故就会扩大影响面积,造成额外损失,使得设计的合理性和经济性都大大的减低了。那么处理好他们之间的关系就是很必要的了,所以要在达到设计合理的基础上不断的提高经济性。
民用建筑电气设计的核心部分一般是低压配电系统设计这一部分。而低压配电系统设计的不同对于整体的建筑的投资都是有影响的,就算是同一个建筑采用的一样的标准产品,设计不一样很大程度上也会造成成本的不一样,这也会导致整体的投资受影响,这里主要从系统的构成与设计时计算系数的选用进行讨论。
怎样才能使系统既经济又安全可靠呢?我们试举一例,假设某一栋高层公共建筑采用二路高压进线,采用二台变压器,并且在本建筑内含有水泵房、冷冻机房,我们通常做法是高压采用单母线分段运行手动联络(自动联络或不联络);低压为母线分段运行,联络开关设自投自复、自投不自复、手动转换开关,自投时应自动断开不需要持续供电的负荷,以保证变压器正常工作,两主进线开关与联络开关设电气联锁,任何情况下只能合其中的两个开关,并且为避免动力负荷的启动干扰照明负荷,通常一台变压器的低压出线主要供给照明负荷,而另一台变压器的低压出线主要供给动力、空调负荷。
如何设计能降低电气设备的投资呢?可以从两个方面解决,第一减少低压柜的出线回路,第二在设计的过程中选择好需要系数、同时系数以及功率因数,下面就分别从这两个方面讨论:(1)减少低压柜的出线回路。对于建筑电气的设计,首先要想到的是整体的负荷的不同和每路负荷位置的设计,对于一个区域的有着一样的性质的负荷是要使用同一个的回路的供电的,而一个区域的负荷可以是一个楼层也可以是几个楼层但是整体的走向一样,这样就可以节省低压柜出线回路,也就一定程度上对成本有着减低的作用。但是也是有一定的缺点的,一旦对馈电回路进行检修或出线的地方故障,就会造成比较大面积的断电。但是比较乐观的是,这样的情况是比较少的。就像很多住宅楼,基本上一年或者更长的时间是不停电的,而这些馈线回路大都是单回路的,再加上现在的电气设备本身的各项功能和性能都是很好的,所以一般情况不会有故障,也就不用检修,所以說对于不是很大的负荷采用大容量的回路出线是行得通的,这是减低整体资金投入的一个办法。(2)正确选择需要系数、同时系数以及功率因数。为什么会提到这几个系数呢?因为它们直接影响到一栋建筑电气设备的投资。功率因数及需要系数的选用是否准确直接影响到计算电流,从而影响电缆(导线)、保护开关的大小;同时系数取值还直接影响选择的变压器的大小,若取值偏大导致选择大容量变压器时,会造成将来变压器运行时损耗的增大,并且变压器负载率低,不能经常运行在经济节能状态。因此,在实际的设计中,一定要调查研究同类设备实际运行时的情况,合理选用这些计算系数。比如某8万平方米高档公寓,设计时选用4台1250kVA干式变压器,但是实际建成以后,由于入住率低,物业方只需要用一台500kVA的变压器就可以带所有负荷,这从一个侧面反映出设计时计算系数取得保守偏大。当然,在我们做设计时要考虑发展前景,留有余量。但是,在这些年的发展过程中,随着建筑智能化水平的提高,耗电量并没有大幅上升,这是因为楼宇自控的调节、节能产品的选用、电能浪费的减少以及智能化水平的提高,另外,这些功能大部分是由计算机来实现的,对电量的需求很低,因此我们在设计中可以结合实际把系数取低一点。
2.对于整体建筑的弱电部分,伴随着整体建筑水平的不断发展,这部分的系统也是在不断的增加,那么其设计的好坏也就对于整体的节约资本有着相当的影响和意义。在这部分系统里,不同的部分有不同的功能,在当前的设计和使用中比较深化的是综合布线系统部分。综合布线系统是将语言信号、数字信号的配线,经过统一的规范设计,综合在一套标准的配线系统上,此系统为开放式的网络平台,方便用户在需要时,形成各自独立的子系统,下面就从这个方面分析如何提高使用功能的同时降低初期投资。
综合布线系统可以实现世界范围资源共享,综合信息数据库管理、电子邮件、个人数据库、报表处理、财务管理、电话会议、电视会议等。综合布线系统成本的节约也主要体现在减少信息点上,在《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007中第3.1.2及4.2.4条中规定按5~10平方米一个工作区估算及每个工作区信息插座数量的配置方法。如我们设计-栋5.6万平方米的办公楼,若减去机房和车库面积按规范应设置5000个信息点,而已知本工程将来使用时实际办公人数不足2000人,假设每个信息点的成本在500元左右,显而易见,按5000个信息点设计将是一种很大的浪费。那么,这就要求我们在实际的设计中结合规范的规定和实际需要合理的设置信息点,最终做到设计合理并且减少投资。
3结语
总而言之,整体的建筑电气的设计追求的是安全、实用、经济,这就需要在设计之初就做好各个方面的设计的思索和考虑,在设计中还要不断的推敲和改进,对于每一个可以节约成本的地方都要做到合理科学的基础之上提高经济性,让设计既合理又符合实际需要,以达到不但做出很好的设计的同时还能降低成本的目标。
[1]林军.浅议高层建筑电气设计要点分析[J].建材与装饰(下旬刊),2007.
[2]宋东先.建筑电气设计中的节能措施[J].甘肃科技,2009.
关键词:电气设计;可靠性;经济性
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
1.民用建筑的强电部分设计主要包括:高压供配电系统、低压配电系统、动力照明干线系统、配电箱系统、电缆导线的敷设、电气设备器材的选型和安装等,这一部分设计的基本要求是可靠性、简洁性、安全性和选择性。
1.1可靠性:根据用电负荷的等级,要求在各种运行方式下提高供电的连续性,保证可靠供电。
1.2简洁性:主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备;这样再放入或者拿去新的设备操作就会简单方便的多,不但可以减少错误的操作,也可以提高系统的可靠性,对于突发情况的处理也会很快速。
1.3安全性:对于任何的操作和转换工作都是要保证工作人员的安全的,所以检修的工作也是要在安全的条件下进行的,整体的电气设备必须是在符合安全要求的情况下才可以运行。
1.4选择性:对于一个事故的范围来说,电气的整体的设备是有选择性的,这也是设计需要注意的,而这个性能一般是从设备的不同的本身的特质来设计的,但是一旦提高设备的选择性必然会造成经济实用的性能降低,所以选择性也不是越高越好。其实在正常的使用中,只要满足基本的规范的要求就可以满足以上四个方面。
而作为重要的考虑因素,经济性是在整个建筑设计中都要注意的。这就要求从全局出发,按照实际的建筑的情况,找到经济的科学的整体的电气设计。但是经济性与以上四个特性之间是存在一定的对立统一关系的。那是因为太看中可靠性、安全性、选择性就会导致设计中增加整体设备的数量,这样投资也会增加,会有不必要的浪费,造成经济性低;而太看重经济性、简洁性,减少一些设备,虽然线路简洁了,但是会影响可靠性、选择性和安全性,这样万一有事故就会扩大影响面积,造成额外损失,使得设计的合理性和经济性都大大的减低了。那么处理好他们之间的关系就是很必要的了,所以要在达到设计合理的基础上不断的提高经济性。
民用建筑电气设计的核心部分一般是低压配电系统设计这一部分。而低压配电系统设计的不同对于整体的建筑的投资都是有影响的,就算是同一个建筑采用的一样的标准产品,设计不一样很大程度上也会造成成本的不一样,这也会导致整体的投资受影响,这里主要从系统的构成与设计时计算系数的选用进行讨论。
怎样才能使系统既经济又安全可靠呢?我们试举一例,假设某一栋高层公共建筑采用二路高压进线,采用二台变压器,并且在本建筑内含有水泵房、冷冻机房,我们通常做法是高压采用单母线分段运行手动联络(自动联络或不联络);低压为母线分段运行,联络开关设自投自复、自投不自复、手动转换开关,自投时应自动断开不需要持续供电的负荷,以保证变压器正常工作,两主进线开关与联络开关设电气联锁,任何情况下只能合其中的两个开关,并且为避免动力负荷的启动干扰照明负荷,通常一台变压器的低压出线主要供给照明负荷,而另一台变压器的低压出线主要供给动力、空调负荷。
如何设计能降低电气设备的投资呢?可以从两个方面解决,第一减少低压柜的出线回路,第二在设计的过程中选择好需要系数、同时系数以及功率因数,下面就分别从这两个方面讨论:(1)减少低压柜的出线回路。对于建筑电气的设计,首先要想到的是整体的负荷的不同和每路负荷位置的设计,对于一个区域的有着一样的性质的负荷是要使用同一个的回路的供电的,而一个区域的负荷可以是一个楼层也可以是几个楼层但是整体的走向一样,这样就可以节省低压柜出线回路,也就一定程度上对成本有着减低的作用。但是也是有一定的缺点的,一旦对馈电回路进行检修或出线的地方故障,就会造成比较大面积的断电。但是比较乐观的是,这样的情况是比较少的。就像很多住宅楼,基本上一年或者更长的时间是不停电的,而这些馈线回路大都是单回路的,再加上现在的电气设备本身的各项功能和性能都是很好的,所以一般情况不会有故障,也就不用检修,所以說对于不是很大的负荷采用大容量的回路出线是行得通的,这是减低整体资金投入的一个办法。(2)正确选择需要系数、同时系数以及功率因数。为什么会提到这几个系数呢?因为它们直接影响到一栋建筑电气设备的投资。功率因数及需要系数的选用是否准确直接影响到计算电流,从而影响电缆(导线)、保护开关的大小;同时系数取值还直接影响选择的变压器的大小,若取值偏大导致选择大容量变压器时,会造成将来变压器运行时损耗的增大,并且变压器负载率低,不能经常运行在经济节能状态。因此,在实际的设计中,一定要调查研究同类设备实际运行时的情况,合理选用这些计算系数。比如某8万平方米高档公寓,设计时选用4台1250kVA干式变压器,但是实际建成以后,由于入住率低,物业方只需要用一台500kVA的变压器就可以带所有负荷,这从一个侧面反映出设计时计算系数取得保守偏大。当然,在我们做设计时要考虑发展前景,留有余量。但是,在这些年的发展过程中,随着建筑智能化水平的提高,耗电量并没有大幅上升,这是因为楼宇自控的调节、节能产品的选用、电能浪费的减少以及智能化水平的提高,另外,这些功能大部分是由计算机来实现的,对电量的需求很低,因此我们在设计中可以结合实际把系数取低一点。
2.对于整体建筑的弱电部分,伴随着整体建筑水平的不断发展,这部分的系统也是在不断的增加,那么其设计的好坏也就对于整体的节约资本有着相当的影响和意义。在这部分系统里,不同的部分有不同的功能,在当前的设计和使用中比较深化的是综合布线系统部分。综合布线系统是将语言信号、数字信号的配线,经过统一的规范设计,综合在一套标准的配线系统上,此系统为开放式的网络平台,方便用户在需要时,形成各自独立的子系统,下面就从这个方面分析如何提高使用功能的同时降低初期投资。
综合布线系统可以实现世界范围资源共享,综合信息数据库管理、电子邮件、个人数据库、报表处理、财务管理、电话会议、电视会议等。综合布线系统成本的节约也主要体现在减少信息点上,在《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007中第3.1.2及4.2.4条中规定按5~10平方米一个工作区估算及每个工作区信息插座数量的配置方法。如我们设计-栋5.6万平方米的办公楼,若减去机房和车库面积按规范应设置5000个信息点,而已知本工程将来使用时实际办公人数不足2000人,假设每个信息点的成本在500元左右,显而易见,按5000个信息点设计将是一种很大的浪费。那么,这就要求我们在实际的设计中结合规范的规定和实际需要合理的设置信息点,最终做到设计合理并且减少投资。
3结语
总而言之,整体的建筑电气的设计追求的是安全、实用、经济,这就需要在设计之初就做好各个方面的设计的思索和考虑,在设计中还要不断的推敲和改进,对于每一个可以节约成本的地方都要做到合理科学的基础之上提高经济性,让设计既合理又符合实际需要,以达到不但做出很好的设计的同时还能降低成本的目标。
[1]林军.浅议高层建筑电气设计要点分析[J].建材与装饰(下旬刊),2007.
[2]宋东先.建筑电气设计中的节能措施[J].甘肃科技,2009.