浅谈办公楼项目电气设计.doc

浅谈办公楼电气设计 摘要：随着科技进步，现代建筑中电气系统在整个建筑物中的重要性越来越明显,办公楼的电气设计除了要满足正常工作需要外，还要本着安全节能的原则为相关人员提供一个安全、方便和舒适的工作环境。本文将围绕“人性化、智能化、节能”的理念，从供电系统、电气照明、智能化系统、综合布线等方面对办公楼电气设计进行探讨。 关键词：供电系统 电气照明 智能化系统 综合布线 随着时代的进步科技的发展，现代办公楼逐渐向着智能化发展，即主要由建筑自动化系统（BAS）、办公自动化系统（OAS）、信息通信系统（CAS）三个系统组成，并利用计算机网络技术、通信技术将此三个系统进行系统集成。故此现代办公楼电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人们工作环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。现代办公楼的电气设计不再只满足于简单的照明和动力，而是正在走向人性化、智能化，怎么样才能使建筑物更安全可靠，最大化的发挥使用价值乃至于更能最大限度的节能，是现在电气设计中重点考虑的问题。本文将从供电系统、电气照明、智能化系统、综合布线方面针对现代办公楼电气设计中涉及到的人性化、智能化、节能问题进行探讨分析。（办公楼电气设计内容如图1所示） 　　　　　　　　　　　　　　　 1供电系统 1.1供电方式 1.1.1现代办公楼对供电的要求 （1）保证供电的可靠性 根据现代建筑得特点应根据负荷的性质和大小、外部电源情况、负载与电源之间的距离，确定电源的回路数。应对负载进行合理分析划分级别，以便正确的设计供配电系统。除了具有外部电网可靠电源外还应备有应急电源，主要保证消防和事故照明供电。根据负载情况确定两回路电源还是一用一备。 （2）满足电源的质量要求 稳定的电源质量是用电设备正常工作的根本保证，电源电压的波动、波形的畸变，多次谐波的产生都会对现代办公楼的用电设备性能造成影响，对计算机及其网络系统产生干扰，导致降低使用寿命，使控制过程中断或造成中断。所以应采取措施减少电压损失，防止电压偏移，抑制高次谐波。 （3）减少电能损耗 1.1.2供电方案 （1）两路高压电源，正常时一用一备，即当正常工作电源事故停电时，另一路备用电源自动投入（两路电源可以互为备用）。此方案可以减少中间母线联络柜，对节省基建投资和减少高压配电室建筑面积均有利。 （2）两路电源同时工作，当其中一路故障时，由母线联络开关对故障线路供电，此方案增加母线联络柜和电压互感器柜，于是变电所面积增加了。 （3）我国目前最常用的主接线方式为两路10KV独立电源供电，变压器低压侧采取单母线分段的方式。两路电源互为备用方式，若供电线路和变压器均按100％备用选择设备条件下，供电可靠性较高，但会出现电费过高问题，而从节能角度由于正常运行时线路和变压器损耗均较低也是有利的，但要增加一些初期投资。 1.2负荷计算 1.2.1用电负荷分类 （1）保安型负荷 保证大楼人身安全及智能化设备安全、可靠运行的负荷。有消防电梯、消防水泵、正压送风机、排烟风机、应急照明、消防控制系统、BA系统及其他一些智能系统。 （2）保障型负荷 保障大楼运行的基本设备负荷。有工作区照明、插座、生活水泵、电梯等。 （3）一般负荷 除上述负荷外如：一般电力、照明、空调设备、冷水机组、锅炉等。 1.2.2负荷等级划分 现代建筑用电设备负荷的划分等级 负荷名称 等级 基本措施 消防泵、喷淋泵、消防电梯等设备 一 双电源末端自切 主要业务用的计算机设备 一 双电源末端自切及UPS电源 管理用的计算机设备 一 双电源末端自切及UPS电源 通信设备 一 双电源末端自切及UPS电源 重要机房、办公用房、应急照明等 一 双电源末端自切及自带蓄电池 客梯电源 二 双电源供电 空调设备 三 表1 1.2.3负荷计算 负荷的计算方法有需要系数法、负荷密度发、单位指标法等。由于需要系数法比较比较便利，因而广泛使用，低压母线上的负荷计算多采用需要系数法。 计算电流:  EMBED Equation.3 
 EMBED Equation.3 
 用电设备组计算负荷：  EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
 配电干线计算负荷  EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
 式中  EMBED Equation.3 
------------------同时系数  EMBED Equation.3 
------------------需要系数 Q-------------------用电设备组无功功率（kvar） P--------------------用电设备组有功功率（kW） 1.2.4在设计时往往考虑各方面的不利因素，防止将来用电不够，目前国内许多建筑的变压器实际运行负载率较低，造成设备投资的浪费。 1.2.5现代建筑办公区的用电设备主要为电脑、传真机、复印机等，用电负荷密度根据等级而定 （1）甲级容量按60VA/m2，插座按20个/m2。 （2）乙级容量按40VA/m2，插座按15个/m2。 （3）丙级容量按30VA/m2，插座按10个/m2。 1.3配电网络 低压配电网络，是指从终端降压变电所的低压侧到用户内部低压设备的电力线路，其电压一般为380/220V。 1.3.1配电系统的电压等级一般不超过两级。为便于维修，多层建筑宜分层设置配电箱，每套房间宜有独立的电源开关。单相用电设备应适当配置，力求达到三相负荷平衡。 1.3.2用电质量要求。低压配电线路应当满足用户用电质量的要求。电能质量主要是指电压和频率两个指标。电压质量是看加在用电设备端的网络实际电压与该设备的额定电压之间的差值，差值越大，说明电压质量越差，对用电设备的危害也越大。电压质量除了与电源有关以外，还与动力、照明线路的合理设计关系很大，在设计线路时，必须考虑线路的电压损失。一般情况下，低压供电半径不宜超过250m。电能质量的频率指标我国规定工频为50Hz，是由电力系统保证的。它与照明、动力线路本身无关，但超过了规定值，将影响用电设备的正常工作。 1.3.3考虑发展。从工程角度看，低压配电线路应当力求接线简单、操作方便、安全，具有一定的灵活性，并能适应用电负荷发展的需要。 其它要求。操作、维护方便。尽量节省有色金属的消耗量，同时，配电系统的电能损耗尽可能小，运行费用尽可能低。 1.3.4接线形式 配电网络主要有三种接线形式，即放射式、树干式和混合式 （1）放射式 放射式接线方式中各负荷独立受电，发生故障时互不影响，供电可靠性较高。但由于放射式接线占用的低压干线较多，有色金属消耗也较多，致使投资费用相应增加。因此放射式一般用于容量大、负荷集中或重要的用电设备。 （2）树干式 树干式供电线路与放射式比较，具有结构简单、投资费用和有色金属较省的优点，但在供电可靠性方面不如放射式。因此树干式供电线路多用于一般负荷。 （3）混合式 放射式与树干式的混合供电线路称为混合式，这种接线方式可以根据负荷的布置、容量、线路走向等综合 1.4节能 1.4.1 变压器设备的选择 变压器设备的选择，重点考虑减少变压器的有功功率损耗。变压器应选用节能型的，如S9、SL9及SC8等型号的油浸变压器或干式变压器，它们都是采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁场方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗；450倾斜接缝结构，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。 为减小变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000kVA，可选2台1000kVA，而不选4台500kVA，因为选用前者可节能。在变压器设备选择中。能掌握好上述二点要求。即满足了节约能源、经济合理的原则。 1.4.2导线截面的合理确定 线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。线路电阻与电导成正比，与线路截面成反比，与线路长度成正比，因此减少线路的损耗应从以下几方面入手： （1）应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的高层建筑中宜采用铜导线。 （2）减小导线长度。首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失；第三，低压配电室应*近竖，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。 （3）增大导线截面。首先，对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面，所增加的费用为M，由于节约能耗而减少的年运行费用为m，则M/m为回收年限，若回收年限为几个月或一、二年，则应加大一级导线截面。一般导线截面小于70mm2，线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次，利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。 在设计中，认真落实上述三条措施，就可减少线路上的能量损耗，达到线路节能的目的。 1.4.3 提高系统的功率因数 提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输，以达到节能的目的。前项RP2/UL2为线路上传输有功功率而引起的功率损耗，后项RQ2/UL2为线路上传输无功功率而引起的功率损耗。有功功率是满足建筑物功能所必须的，因此是不可变的。系统中的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了有功损耗，而这部分损耗是可以改变的。 2电气照明 2.1照明系统 2.1.1正常照明系统 （1）一般照明：不考虑特殊局部的需要，为照亮整个场地而设置的照明系统，灯具规则布置，并能达到一定的水平照度均匀度。 （2）分区一般照明：根据需要，提高特定区域照度的一般照明，灯具相对集中地均匀布置在某些主要区域。 （3）局部照明：为满足某些部位的特殊需要，在较小的范围或有限的空间内，用距离观看对象近的附加灯具形成的照明。 2.1.2应急照明系统：疏散照明、安全照明、备用照明 2.2照明计算 通过计算可以求出达到照度标准所需要的灯数和灯功率，也可以根据已确定的灯数和灯功率验算室内平均照度或某一点的照度。3种基本方法：利用系数法、单位容量法、逐点计算法。 各类型办公室单位面积照明用电密度参考值 使用空间类型 活动型态 容许单位面积照明用电密度UDP/（W/m2） 小型办公室面积小于84 m2，内无轻隔板、或其轻隔板与天花板间距小于1.37m 阅读、打字及档案处理空间 绘图空间 会计工作空间 19.38 27.99 22.6 大型办公室面积大于84 m2，其轻隔板与天花板间距小于1.07m与1.37m 阅读、打字及档案处理空间 绘图空间 会计工作空间 19.38 31.22 22.6 小型办公室面积小于84 m2，其轻隔板与天花板间距大于1.37m 阅读、打字及档案处理空间 绘图空间 会计工作空间 23.68 36.6 29.06 2.3设计要求 对长时间连续工作的办