粵財大廈電氣設計的主要內容及節能原則

嚴凌燕

[摘要]敘述廣東省粵財大廈建筑以及電氣專業的特點和電氣設計的原則，從用電負荷、供電電源及電壓的選擇、高低壓配電系統的設計、要設備選型等方面敘述電氣設計的內容，并提出幾種在工程設計中行之有效又切實可行的節能措施。

[關鍵詞]功率因素 電氣設計 節能 負荷 功率損耗

中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2009）0720071－01

隨著經濟的迅猛發展，城市規模的不斷擴大，高層建筑越來越多，由于高層建筑面積大，層數多、功能復雜，因此其對電氣的依賴性很強。電氣設計成功與否，對于高層民用建筑的適用、安全、可靠及經濟運行，起著十分重要的作用。

一、工程簡介

廣東省粵財大廈為高層寫字樓，位于廣州市東風中路上，面積93000

平方米，地下四層，地上四十層，為東風路上比較重要的標志性建筑。1. 本工程總安裝容量為8468kw，其中照明負荷為3503kw，電梯負荷為602kw，水泵房負荷為484kw，廚房設備負荷為190kw，空調設備負荷為3162kw，其它負荷為527kw。2．采用二路獨立10kv電源，一用一備。主供電源停電時，備用電源自動投入供全部負荷。設二臺1000kw柴油發電機組作后備電源，當二路高壓電源同時停電時，發電機組在10秒內自動起動，自動并車，向低壓系統確保負荷母排供電。發電機與市電設有電氣及機械聯鎖，不允許并網運行。3．設五臺1600kvA的干式變壓器，其中二臺供空調負荷，其余四臺供照明。電梯、水泵、消防設備，廚房設備等負荷，六臺變壓器的負荷率分別為N1=86%，N2=87%，N3=86%，N4=86%，N5=87%。4．采用TN-S保護方式，即三相五線或單相三線供電，PE干線為50x5銅排，由低壓配電房引至各電氣豎井后引上至各層，大樓內各種電氣設備金屬外殼均須與PE線可靠連接。

二、粵財大廈電氣設計的特點和設計原則

建筑的特點：建筑面積大，面積93000平方米；建筑高度高，地上四十層；有地下層，地下有四層。

電氣專業特點：用電設備種類多。電氣照明設備：室內、樓梯走道、安全和疏散誘導照明等；電梯設備：客梯、貨梯等；給排水設備：生活水泵、消防泵等；制冷設備：包括冷水機組、冷卻塔風機等；鍋爐房用設備：包括鼓風機、引風機等；廚房用電設備：冰箱、排風機和各種炊事機械等；空調系統用電設備：包括送、回風機、風機盤管等；消防設備：排煙風機、正壓風機等。耗電量大。供電可靠性大。本工程建筑的消防用電、應急照明、客梯電力、變頻調速（恒壓供水）生活水泵、排污泵等一級負荷，由兩個獨立電源供電。

高層建筑電氣設計原則適用性。在滿足使用要求及有關規程、規范、規定的前提下，簡化供配電系統結構，減少設備數量及容量，操作維修簡便。安全性。確保正常情況下及停電火災等特殊情況下人員及建筑物的安全。可靠性。合理確定負荷等級，減少故障，縮短停電時間及次數。經濟性。力爭在設計中節省基建投資，降低運行費用。

三、粵財大廈電氣設計的主要內容

（一）負荷的計算

電力負荷是供電設計的依據參數。計算準確與否，對合理選擇設備，安全可靠與經濟運行，均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算，基本上采用負荷密度法和需要系數法。

（二）供電電源及電壓的選擇

為了保證供電可靠性，現代高層建筑至少應有兩個獨立電源，具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時供電，互為備用。另外，還須裝設應急備用柴油發電機組，要求在15s內自動恢復供電，保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。

（三）高低壓配電系統的設計

高壓配電系統：現代高層建筑均是采用兩路獨立的10kV電源同時供電。一般高壓采用單母線分段，自動切換，互為備用。計費方式，采用高供高計。但在低壓側仍裝設計費電度表，采用將照明與動力分開的兩部電價法。為減少變壓器臺數，單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側的短路電流，正常時變壓器解列運行，中間設聯絡開關。

高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統配電設備中的主要部分是干線。現代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難，多采用全塑電纜與豎井母干線聯接。

（四）主要設備的選型

高壓開關柜：現代高層建筑的變配電室設在主樓地下層，按規定不宜采用油開關應根高層建筑地下室的標準，選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。電力變壓器。根據防火要求，主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器的。低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構幾乎都做成抽屜式，特別是大容量的出線則做成手車式。應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快，故障率低等優點。

變電所位置的確定：現代高層建筑的用電量相當大，在確定變電所位置時，應盡可能使高壓深入負荷中心。這對節約電能，提高供電質量都有重要意義。

電氣照明設計：電氣照明設計，包括光源選擇、照度計算、燈具造型，燈具布置，眩光控制和調光控制和照明配電線路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著非常密切的關系，應該相互配合，在使用功能及藝術意境方面求得統一。選用高光效電光源，可以取得節能的明顯效果。

防雷與接地：現代高層建筑的防雷設計，除采用避雷針和避雷帶的傳統做法外，近年還出現有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術雖然在工程上得到不少實際應用，但在理論上一直是有爭議的。現代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的。關鍵是做好金屬管線的接地。現代高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統。接地電阻按最小的要求而定，通常是在4Ω以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎作接地板。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎連接成接地網，這對均衡電位，提高安全性都有好處。

電梯：電梯按使用功能分，有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種；按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按電流分則有交流和直流兩大類。設計人員的任務是要確定電梯臺數和決定電梯功能。電梯的配置和造型，不是電氣設計人員單方面所能決定的，必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。

消防自動報警和自動滅火系統：現代高層建筑的火災自動報警滅火系統，包括：火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統等四個部分，實現報警滅火自動化。探測器探測到火災信號后轉換成電信號，進入分區報警器和消防中心，發出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監控和消防指揮。關于高層建筑中消防用電的設計問題，涉及到其他許多學科，而且規模越大，功能越多，控制內容越廣泛，設計內容也就越復雜。

四、粵財大廈電氣設計的心得

電氣設計師應與建筑師相配合，并了解建筑布置，裝飾的現狀與趨勢，熟悉用電設備擁有現狀，努力做到設計能用、夠用、好用，使用戶滿意。在設計中要注意和其他專業的配合，其中以下幾點要特別留意。

1．電氣設備吊裝孔的預留，變壓器發電機組等超過1噸以上設備的吊裝，可以在靠外墻處設置永久性吊裝孔，或者通過汽車坡道運到地下室，建筑專業要留足夠運輸通道，結構專業在汽車坡道設計中適當增加荷載，設備在運輸中可以墊枕木風散荷載。

2．設備招標后引起的用電不夠設計中設備選型為較節能產品，設備招標中節能未被足夠重視，偏重設備價格越便宜越好，導致中標設備耗能較設計值大。為了確保變電所出回路不出現較大修改，計算電流應放大25%后來確定斷路器。

3．商鋪招商后引起用電量不夠，設計人員對于主力店宜按200VA/m2，

一般店按150VA/m2設計。

4．精裝修帶來的用電不夠寫字樓精裝修區域可按20～40VA/m2預留，宴會廳宜直接從變電所放射式供電，可按400VA/m2預留。

五、結束語

高層建筑把多種功能合并為一體，在同一建筑內具備了住宅、辦公室、旅館、超級市場、醫院、餐廳、文化和體育設施等各種必需的設施，已成為高層建筑中最有意義的趨向。由于高層建筑的快速發展，高層建筑內用電量也是越來越多，因此高層建筑電氣設計變得越來越重要，只有充分了解高層建筑用電特點以及主要設計內容，才能更好的做好電氣設計工作。

參考文獻：

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