新型企業大廈電氣設計的探索

鐘有明　蔣希昱

[摘要]選題直接來源于工程設計實踐。對新型企業大廈電氣設計中的負荷級別、供配電系統、防雷安全等內容做分析,并對相關弱電系統做研究,為進一步的工程實踐提供依據和指導。

[關鍵詞]新型企業大廈電氣設計用電負荷

中圖分類號:TM92文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0710126-01

一、引言

企業大廈是重要的建筑類型,但目前相當一部分企業大廈及其配套設施匱乏,辦公條件差,滿足不了社會上各階層的不同需求。面對這種局面,全國的業內專家、學者開始設計規劃企業大廈,本文系統地探討研究新型企業大廈的電氣設計,為進一步的實踐提供設計依據與指導,具有很強的現實意義。

二、負荷級別的確定

在進行新型企業大廈電氣設計時,需要根據對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經濟上造成的損失或影響的程度,將用電設備分為一級負荷、二級負荷和三級負荷,并針對不同的負荷等級確定其對供電電源的要求。根據《民用建筑電氣設計規范》(JGJ16-2008)中的規定,將單元式或多層通廊式企業大廈中的應急照明和疏散指示標志燈確定為二級負荷,其余用電確定為三級負荷。

而對新型企業大廈來講,除了要依據JGJ16-2008中的規定,還要考慮其建筑規模及重要程度,將一類高層建筑的消防電梯、客梯、消防水泵、噴淋水泵、防排煙風機、生活水泵電力、消防控制室、弱電機房電源、公共照明、應急照明等確定為一級負荷,將二類高層建筑的上述用電設備確定為二級負荷[1]。

在工程設計中,根據新型企業大廈負荷的等級和國家規范的要求,確定不同負荷等級的供電電源,對于一類高層企業大廈中的一級負荷,采用兩個電源供電,以確保當一個電源發生故障時,另一個電源不致同時受到損壞;對于高層企業大廈中的二級負荷,其供電系統應做到當發生變壓器故障或線路常見故障時不致中斷供電(或中斷供電后能迅速恢復),一般采用兩回路電源供電;考慮到三級負荷對供電電源無特殊要求,故對單元式和多層通廊式企業大廈采用單電源供電,但其應急照明和疏散指示標志燈則可采用應急電源EPS集中供電,以提高應急照明供電的可靠性。

三、電氣設計方案

(一)供配電系統。供配電系統的設計主要考慮分戶配電箱、樓層配電箱和進線柜之間的連接關系,合理選擇開關和導線,選擇配電箱的安裝位置和安裝方式,選擇供配電線路的敷設方式等。

大廈的每間房間設置一臺末級配電箱,配電箱可實現對電能的控制、分配及計量。電能的計量可通過設置IC卡電表來實現,亦可采用智能控電管理系統在樓層配電箱處實現。為了確保企業用電的安全與方便,配電箱內設置主開關一個,設置出線分開關3個,將頂棚燈具、普通插座等分回路設計,目的是通過多回路使企業大廈房間內負荷電流分流,減少線路溫升,延長線路壽命,減少電氣火災危險[2]。

此外,出線開關中的插座回路均設置了漏電保護斷路器。企業大廈房間配電箱暗裝,其安裝高度為底邊距地1.5m;大廈房間內配電線路均穿鋼管或硬質塑料管,在頂棚、地板或墻內暗敷設。

(二)防雷系統。

1.防直擊雷。為了防止企業大廈遭受直接雷擊的破壞,新型企業大廈都設置了直擊雷的防護裝置。防直擊雷的裝置是由接閃器、引下線、接地裝置三部分組成。設計時需要根據企業大廈的防雷等級來選擇防雷做法,其中接閃器多采用層頂避雷帶或避雷網,利用鋼筋混凝土結構中外圍構造柱內的垂直鋼筋骨架作為雷電流的引下線(16mm的鋼筋需要2根或10mm的鋼筋需要4根),利用基礎鋼筋做接地裝置。引下線上自屋頂避雷帶或避雷網,下至企業大廈的基礎底部鋼筋相連,所有連接點均采用搭焊(或對焊),基礎底部的鋼筋在外圍焊接相連,并與每個樁基的鋼筋焊成一個龐大的總接地體,接地電阻滿足聯合接地小于1的要求。

為了防止因雷電流引起的跨步電壓的危害,在企業大廈基礎外沿埋地1.0m深處敷設一圈40×4鍍鋅扁鋼做輔助接地極,并兼作總等電位聯結線;在企業大廈的主要出入口處設置若干平方米的絕緣區。

2.供電系統防雷。對供電系統進行防雷保護,主要是抑制二次雷擊感應或開關動作而產生的瞬態高電壓。具體措施是在總電源輸入端(進戶箱處)加裝浪涌保護裝置,將其并聯在被保護的電源板上,當雷電波沿電源線侵入時,該浪涌保護裝置的電阻瞬間降至很低,近于短路狀態,雷電流就此分流入地,這樣就可以把破壞性極強的瞬態高電壓抑制在安全范圍以內,達到保護供電系統的目的。

3.信號系統防雷。隨著計算機網絡和通信網絡進入新型企業大廈,信號系統的防雷就顯得十分必要了。一方面由于這類電子設備的元件高度集成化、整體耐高壓與過流的水平相對下降;另一方面,由于通信、計算機等電子設備使用普及和網絡的廣域化,都增大了電子設備受干擾、損壞的可能,建筑物外的信號線,不管是地埋還是架空都容易受到雷擊引起的瞬態高壓的感應,可能導致信號中斷、設備損壞。

因此,在通信、計算機網絡等信號線的入口處安裝合適的SPD信號浪涌保護器,以抑制瞬態高壓浸入,使“允許通過”電子設備的瞬態電壓處于安全水平,確保了設備的安全運行、信息暢通。

4.合理布線。企業大廈內的合理布線,可以減少雷電流的侵害。因此,將企業大廈內的強電線路與弱電線路分開布線,垂直敷設的電氣干線盡可能集中于企業大廈的中心部位,如企業大廈的電氣豎井或其附近。

(三)弱電系統。隨著信息技術的飛速發展,新型企業大廈內應包含一些弱電子系統:電話通訊系統、計算機網絡系統(或綜合布線系統)。

1.電話通訊系統。企業大廈的每個房間設計一個電話點,安裝在門口距地1.3m處,可供壁裝掛機使用;亦可安裝在兩個辦公桌的中間,插座距地0.3m,可供座機使用。為降低工程造價,整個企業大廈的電話系統,采用普通電話電纜組網。公共部位的干線電纜,可與計算機網絡系統敷設在同一橋架內。此外,電話系統可以考慮采用虛擬網絡以節約通訊費用,網內通話不收費(或象征性收費以免企業職員長時間煲電話粥影響其他職員的正常使用),只需撥后面4-5位即可。

2.計算機網絡系統。計算機網絡系統采用多芯單模光纖埋地進戶,根據企業大廈規模確定網絡機柜集中設置還是按樓層設置,應保證機柜至最末端信息插座的對絞電纜長度不超過90m。根據需要,企業大廈每房間設計2-4個網絡點為宜,并應布置在兩面墻上,計算機數量增加時的網絡需求可通過小型HUB來實現。

四、小結

本文對應運而生的新型企業大廈做了簡單的介紹,并對企業大廈的電氣設計做了深入的分析,旨在使企業大廈的電氣設計程序化、標準化、模數化,為企業大廈建設提供一個良好的電氣設計方案,為不斷發展壯大的企業大廈建設提供技術支持和借鑒。

參考文獻:

[1]程大章,現代建筑電氣技術的發展與探索[J].低壓電器,2007,(02).

[2]黃白蓉,民用建筑消防電氣設計的幾個關鍵問題[J].安全,2007,(11).