淺談合理設(shè)計(jì)民用建筑電氣的各個(gè)系統(tǒng)

單有枝

摘要:文章對(duì)民用建筑電氣設(shè)計(jì)中電氣設(shè)備的初期投資與運(yùn)行費(fèi)用如何達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞:民用建筑; 建筑電氣;電氣設(shè)計(jì);經(jīng)濟(jì)合理

中圖分類號(hào):TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)08-0028-02

1概述

合理設(shè)計(jì)民用建筑電氣的各個(gè)系統(tǒng)和運(yùn)用先進(jìn)的電氣設(shè)備對(duì)滿足民用建筑功能要求及節(jié)約基建投資是極為重要的。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,往往由于設(shè)計(jì)的周期短、時(shí)間緊、任務(wù)重,設(shè)計(jì)時(shí)只重視設(shè)計(jì)的安全、可靠性,而忽視設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)、合理性,致使在建設(shè)初期電氣設(shè)備投資的浪費(fèi)。民用建筑電氣設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性就是電氣設(shè)備的初期投資與運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理。民用建筑電氣設(shè)計(jì)一般分為強(qiáng)電與弱電兩個(gè)部分,文章將根據(jù)筆者在工作中所遇到的實(shí)際問(wèn)題及處理方法,就強(qiáng)電部分來(lái)討論民用建筑電氣設(shè)計(jì)初期投資的經(jīng)濟(jì)性。

強(qiáng)電部分的設(shè)計(jì)主要包括高壓配電系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、動(dòng)力照明干線系統(tǒng)、配電箱和電線電纜的敷設(shè)等,其設(shè)計(jì)的基本要求是安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、合理。

可靠性:根據(jù)用電負(fù)荷的等級(jí),保證在各種運(yùn)行方式下提高供電的連續(xù)性,力求可靠供電。

靈活性:主結(jié)線力求簡(jiǎn)單、明顯、沒(méi)有多余的電氣設(shè)備;投入或切除某些設(shè)備或線路的操作方便。這樣就可以避免錯(cuò)誤操作,又能提高運(yùn)行的可靠性,處理事故也能簡(jiǎn)單迅速。靈活性還表現(xiàn)在具有適應(yīng)發(fā)展的可能性。

安全性:保證在進(jìn)行一切操作切換時(shí)工作人員和設(shè)備的安全,以及能在安全條件下進(jìn)行維護(hù)檢修工作。

通常在設(shè)計(jì)中只要滿足規(guī)范的要求就基本上能滿足上述三點(diǎn)要求,但經(jīng)濟(jì)性同樣是設(shè)計(jì)電氣各系統(tǒng)的重要原則?？紤]經(jīng)濟(jì)問(wèn)題時(shí),必需從整個(gè)建筑的全局出發(fā),根據(jù)建筑本身的特點(diǎn),經(jīng)濟(jì)合理地設(shè)計(jì)電氣的各個(gè)系統(tǒng),然而可靠性與經(jīng)濟(jì)性二者之間既有矛盾的一面也有統(tǒng)一的一面,如果過(guò)分強(qiáng)調(diào)可靠性,以配電系統(tǒng)為例,大部分設(shè)備由變配電所低壓母線放射式供電,勢(shì)必造成設(shè)備增多,投資增大,導(dǎo)致不必要的浪費(fèi),使經(jīng)濟(jì)性下降;如果過(guò)分強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性,減少設(shè)備,簡(jiǎn)化結(jié)線,就必然會(huì)影響可靠性,當(dāng)發(fā)生事故時(shí)會(huì)造成較大面積的停電,從而又會(huì)帶來(lái)?yè)p失,可見(jiàn)這樣的結(jié)果是不但降低了可靠性,同時(shí)經(jīng)濟(jì)性也降低。因此在處理這些矛盾時(shí),應(yīng)當(dāng)先滿足可靠性的同時(shí)再提高經(jīng)濟(jì)性。高壓配電系統(tǒng)是一個(gè)工程配電的源頭,因此這一部分的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在不出現(xiàn)故障,不造成整個(gè)工程斷電,要選用合格可靠的產(chǎn)品。低壓配電系統(tǒng)這一部分是一般民用建筑電氣設(shè)計(jì)的核心部分。低壓配電系統(tǒng)一般是由樹(shù)干式配電與放射式配電相結(jié)合而構(gòu)成的,同樣一棟建筑采用同一層次的產(chǎn)品,由于設(shè)計(jì)系統(tǒng)的不同,會(huì)產(chǎn)生很大的價(jià)格差,直接影響到基建的初期投資,這里包括系統(tǒng)的構(gòu)成與設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算系數(shù)和計(jì)算容量的選用。怎樣才能使系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又安全可靠呢?如何設(shè)計(jì)能降低電氣設(shè)備的成本呢?可以從四個(gè)方面解決,第一減少低壓配電柜的出線回路,第二在設(shè)計(jì)的過(guò)程中合理計(jì)算負(fù)荷容量,選擇好需要系數(shù)、同時(shí)系數(shù)以及功率因數(shù),第三合理選擇電纜(導(dǎo)線)、保護(hù)開(kāi)關(guān)的大小,第四合理選擇電纜(導(dǎo)線)的敷設(shè)方式、路徑和變配電設(shè)備的布置。下面就分別從以下幾個(gè)方面討論:

2合理選擇負(fù)荷容量,選擇好需要系數(shù)、同時(shí)系數(shù)以及功率因數(shù)

為什么要提到這幾個(gè)參數(shù)呢?因?yàn)樗鼈冎苯佑绊懙揭粭澖ㄖ姎庠O(shè)備、材料的投資。功率因數(shù)選用是否準(zhǔn)確直接影響到計(jì)算電流,從而影響電纜(導(dǎo)線)、保護(hù)開(kāi)關(guān)的大小;需要系數(shù)選用是否準(zhǔn)確亦直接影響到計(jì)算電流,從而影響電纜(導(dǎo)線)、保護(hù)開(kāi)關(guān)的大小;同時(shí)系數(shù)取值與負(fù)荷的計(jì)算容量還直接影響變壓器大小的選擇,若取值偏大而選擇大容量變壓器時(shí),會(huì)造成將來(lái)變壓器運(yùn)行時(shí)損耗的增大。因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)中一定要調(diào)查研究在實(shí)際中同類設(shè)備運(yùn)行時(shí)的情況,合理選用計(jì)算系數(shù)。如某住宅小區(qū)工程,總的建筑面積約22萬(wàn)㎡,根據(jù)供電部門的要求,需從外引接二路高壓進(jìn)線。我們根據(jù)對(duì)比以前樓盤的實(shí)際使用情況,要求降低住戶負(fù)荷計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),減少變壓器容量,若修改變壓器總?cè)萘繛?270kva,則只需引接一路10kv高壓電源進(jìn)線。既可降低工程造價(jià)200多萬(wàn)元,又可減少今后變壓器運(yùn)行時(shí)的損耗,節(jié)約能源。

設(shè)計(jì)時(shí)要考慮發(fā)展前景,負(fù)荷容量按適當(dāng)超前的原則留有裕量。但這些年的發(fā)展過(guò)程中,隨著建筑智能化水平的提高,電量并沒(méi)有大幅上升,因?yàn)闃怯钭钥氐恼{(diào)節(jié)、節(jié)能產(chǎn)品的選用、電能浪費(fèi)的減少以及智能化水平的提高大部分是由計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,對(duì)用電量的需要很低,因此在設(shè)計(jì)中可取低一點(diǎn)的系數(shù)。電力負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的依據(jù)參數(shù)。計(jì)算準(zhǔn)確與否,對(duì)合理選擇設(shè)備,安全可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,均起決定性作用。

3合理設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng),減少低壓柜的出線回路

當(dāng)我們做一個(gè)工程的電氣設(shè)計(jì)時(shí),首先將負(fù)荷的種類和位置確定,將同一區(qū)域內(nèi)相同性質(zhì)的負(fù)荷,由低壓母線饋出的一個(gè)回路供電,這里的同一區(qū)域可以是同一層內(nèi),也可以是不同樓層但軸線位置相同的區(qū)域,這樣做可以減少低壓柜的出線回路,減少低壓柜的臺(tái)數(shù),降低設(shè)備成本,缺點(diǎn)是當(dāng)出線端故障或饋電回路檢修時(shí)會(huì)造成大范圍的斷電。然而此種情況在現(xiàn)實(shí)中發(fā)生的可能性非常低。例如我們?cè)趯?shí)際生活中的住宅樓一年或者更長(zhǎng)時(shí)間基本上不停電,而這種住宅樓的電源進(jìn)線大部分都是大容量的單回路供電的,而且現(xiàn)在電氣設(shè)備的性能越來(lái)越好,通常在不出現(xiàn)電氣故障的情況下是免維護(hù)不用檢修的,因此在非重要負(fù)荷采用大容量回路出線是可行的,也是降低電氣設(shè)備成本的有效方法。民用住宅樓的電源進(jìn)線宜采用大容量的單回路供電,既可減少大量的低壓配電柜和低壓斷路器,又可減少進(jìn)線電纜截面或根數(shù),降低工程造價(jià)。

4合理選擇線纜截面、保護(hù)開(kāi)關(guān)的大小

電線電纜的載流量需與低壓斷路器的整定電流配合選擇,使線路受到斷路器的保護(hù),是每個(gè)工程都要遇到的問(wèn)題,是設(shè)計(jì)人員必須掌握的基本功,看起來(lái)很簡(jiǎn)單,但實(shí)際的施工圖中問(wèn)題并不少,有的設(shè)計(jì)者往往考慮安全、可靠而加大導(dǎo)線截面。線纜規(guī)格選擇偏小者不安全,偏大者不經(jīng)濟(jì),也不好施工。因此,在無(wú)減小壓降等特殊要求的情況下不應(yīng)隨意加大導(dǎo)線截面。

5合理選擇電纜(導(dǎo)線)的敷設(shè)方式、路徑和設(shè)備的布置

當(dāng)我們?cè)谶x擇電纜的敷設(shè)方式、路徑時(shí),首先應(yīng)充分了解工程條件、環(huán)境特點(diǎn),充分了解建筑結(jié)構(gòu)、各種設(shè)備和管道的布置,然后再?zèng)Q定電纜的敷設(shè)方式、路徑,滿足安全要求條件下使電纜最短,敷設(shè)、維護(hù)方便,達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的原則。

總之,一個(gè)設(shè)計(jì)的好壞直接影響電氣設(shè)備的成本,上面還只是討論了較大系統(tǒng)方面的影響,而在實(shí)際的細(xì)部設(shè)計(jì)中還有許多值得探討的關(guān)于節(jié)約成本的問(wèn)題,只有經(jīng)過(guò)仔細(xì)的研究,根據(jù)實(shí)際情況,既為將來(lái)發(fā)展留出裕量又節(jié)省投資,這樣才是一個(gè)好的設(shè)計(jì)。