超高層建筑電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)分析

王科

安徽萬(wàn)代工程設(shè)計(jì)有限公司

超高層建筑電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)分析

王科

安徽萬(wàn)代工程設(shè)計(jì)有限公司

建筑電氣是建筑工程施工過(guò)程中的重要組成部分。建筑工程作為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的能源消耗大戶，如何從各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施節(jié)能減排，對(duì)于減少環(huán)境污染和緩解能源緊張的狀況有著十分重要的意義。文章針對(duì)超高層建筑電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)分析進(jìn)心里更詳細(xì)的闡述，內(nèi)容僅供參考。

超高層；建筑電氣設(shè)計(jì)；關(guān)鍵技術(shù)；分析

1 前言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們利用科技開(kāi)發(fā)能源的能力不斷提升，社會(huì)的發(fā)展對(duì)能源的需求也在不斷的增加，而有限的資源和無(wú)限的需求以及不斷提升的資源開(kāi)發(fā)能力，使得人們逐漸意識(shí)到能源危機(jī)的迫近，從而使得節(jié)能意識(shí)逐漸成為現(xiàn)階段人類發(fā)展的共識(shí)。電氣工程作為建筑項(xiàng)目施工領(lǐng)域的一個(gè)重要支撐，需要有源源不斷的大量電力供應(yīng)才能夠正常的運(yùn)行。在國(guó)家倡導(dǎo)構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)，紛紛出臺(tái)各種相關(guān)政策的同時(shí)，人們也被逐漸引導(dǎo)著積極的參加社會(huì)節(jié)能減排活動(dòng)。

2 變壓器的電氣節(jié)能分析

由于民用35kV以下多以雙繞組變壓器為主，所以本文以雙繞組變壓器為研究對(duì)象，提出變壓器的節(jié)能電氣設(shè)計(jì)方法。

2.1 節(jié)能型變壓器的選擇

GB20052－2013《三相配電變壓器能效限定值及能效等級(jí)》中對(duì)三相10kV電壓等級(jí)，容量30kVA～1600kVA范圍內(nèi)的油浸式變壓器及容量30kVA～2500kVA范圍內(nèi)的干式變壓器的能效等級(jí)進(jìn)行了詳細(xì)的劃分。其中1級(jí)為節(jié)能效果最好、自身功率損失最低的產(chǎn)品，符合我國(guó)變壓器設(shè)備節(jié)能的最高水平。在設(shè)備的實(shí)際選擇中，不管所選用的設(shè)備類型是油浸式還是干式都應(yīng)達(dá)到限定標(biāo)準(zhǔn)中的最低要求即第3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。而要使變壓器達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，則兩種類型設(shè)備的相關(guān)功率損失指標(biāo)都不應(yīng)高于限定標(biāo)準(zhǔn)中的第2級(jí)。電工鋼也叫做硅鋼片是變壓器中普遍采用的軟磁金屬材料，而非晶合金是目前最有可能替代電工鋼的金屬材料，相比之下，非晶合金的有著良好性能指標(biāo)，在導(dǎo)磁、抗腐蝕、磨損、強(qiáng)度、電流通過(guò)率等方面優(yōu)勢(shì)明顯。若以熱軋硅鋼片單位損耗定為100%，則采用冷軋工藝處理后的產(chǎn)品其單位損耗只有32%，非晶合金僅為7%，所以在變壓器中采用非晶材料已被國(guó)際公認(rèn)為變壓器未來(lái)發(fā)展的方向。目前，在非晶合金變壓器的使用過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行的最初幾年里節(jié)能效果非常明顯，但隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的逐年增加節(jié)能效果逐漸減弱的情況。該問(wèn)題的出現(xiàn)為非晶合金變壓器的發(fā)展帶來(lái)了瓶頸，只有解決設(shè)備的使用穩(wěn)定性，才能得到市場(chǎng)的認(rèn)可，最終使產(chǎn)品得到客戶的信賴。非晶合金變壓器從90年代至今的二十多年中發(fā)展迅速，特別在民用配電領(lǐng)域的使用比例逐年增大，年增長(zhǎng)率超過(guò)兩成。由此預(yù)測(cè)，隨著非晶技術(shù)的不斷突破與成熟，必將對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)顛覆性的影響。

2.2 變壓器容量與臺(tái)數(shù)的判定

變壓器容量的選擇不應(yīng)僅僅考慮其在運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該更加綜合的考慮整個(gè)運(yùn)行周期所產(chǎn)生的費(fèi)用，根據(jù)用戶的具體需求，選擇適應(yīng)用戶使用的變壓器容量。變壓器臺(tái)數(shù)的選擇方法需要求出不同臺(tái)數(shù)變壓器的節(jié)電效果、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，然后進(jìn)行比較，選擇最佳變壓器的最佳臺(tái)數(shù)。

3 超高層建筑電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 超高層建筑電氣設(shè)備中配電站與避難層技術(shù)

建筑高度高是超高層建筑最主要的特點(diǎn)，在該特點(diǎn)的影響下，設(shè)計(jì)人員必須要重點(diǎn)考慮電氣設(shè)計(jì)的供電半徑。一般情況下，電氣設(shè)計(jì)中，低壓出線柜到末端配電箱的最佳長(zhǎng)度應(yīng)該控制在120m之內(nèi)，并按照超高層建筑總電壓5.0%的比例確定低壓供電線路的要求。同時(shí)在設(shè)計(jì)中，需要采用分區(qū)域設(shè)計(jì)的方法處理變配電站，按照不同的功能清苦情況，對(duì)供配電站各個(gè)功能區(qū)進(jìn)行劃分，包括地下區(qū)負(fù)荷中心、超高區(qū)負(fù)荷中心等。高壓配電室一般會(huì)設(shè)置在超高層建筑底部，而在建筑空間面積足夠的情況下，可以設(shè)置獨(dú)立變電站。

在設(shè)計(jì)避難層中，需要充分考慮不同樓層人員的求生需求，其中第一個(gè)避難層與地面之間的高度要小于等于50m，以后所有避難層與前一個(gè)避難層之間的高度都應(yīng)該小于50m。在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，所有避難層的交直流電采用單獨(dú)供應(yīng)的方法，保證供電穩(wěn)定性。

3.2 超高層建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

超高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)急照明系統(tǒng)，必要充分靠考慮避難層照明的需求，因此在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該選擇平均照度值大于等于3lx的燈具；而對(duì)于避難層走廊等特殊位置，所選擇的照明系統(tǒng)燈具水平照度值應(yīng)該大于等于5lx。對(duì)于具有特殊要求的應(yīng)急照明層，其避難區(qū)、疏散走道的平均照度值應(yīng)該大于等于10lx。而如果超高層建筑裙樓為大型商場(chǎng)，則需要采用一級(jí)負(fù)荷供電系統(tǒng)，保證照明供給水平。

3.3 應(yīng)急電源與備用電源設(shè)計(jì)

考慮到超高層建筑具有高度高、人員密集的特點(diǎn)，疏散時(shí)間較長(zhǎng)。因此為了進(jìn)一步保證居民的生命安全，除了要配置可靠的市電電源外，還需要在建筑內(nèi)設(shè)置一組柴油發(fā)電機(jī)組，作為面對(duì)突發(fā)事件時(shí)的應(yīng)急電源。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)人員必須要重視以下幾個(gè)問(wèn)題：(1)由于超高層建筑中的主要負(fù)荷量較大，因此正常的電源在斷電之后需要在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)持續(xù)供電，因此需要配置具有穩(wěn)定功率的柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源。(2)建筑內(nèi)電子信息系統(tǒng)機(jī)房需要設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)電源，保證能隨時(shí)滿足建筑空調(diào)、制冷設(shè)備等重要電氣設(shè)備運(yùn)行要求。(3)在使用柴油機(jī)組過(guò)程中必須要認(rèn)識(shí)到建筑高度因素的影響，要設(shè)置不同的柴油機(jī)組，并且接地方式要與市電電源保持一致。

3.4 合理選擇供電電壓、電源

在超高層建筑中選擇供電電壓、電源的時(shí)候，必須要根據(jù)建筑負(fù)荷分析與用電容量等情況進(jìn)行確定，一般可以按照1級(jí)負(fù)荷分級(jí)進(jìn)行確定。同時(shí)，為了保證整個(gè)電氣設(shè)計(jì)具有可靠性與安全性，在電氣設(shè)計(jì)中可以至少選擇兩個(gè)電源供電方法，并且兩個(gè)電源之間的運(yùn)行電路聯(lián)系不密切，保證在一條電路出現(xiàn)故障后，另一條電路也能完成正常供電。

在電氣設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)建筑電氣設(shè)備的不同功能以及用途，確定項(xiàng)目變壓器總裝機(jī)容量情況。一般而言，超高層建筑中的1、2級(jí)負(fù)荷在總用電負(fù)荷中所占的比例較大；建筑規(guī)模越大，其用電量越多，所產(chǎn)生的電壓需求量也會(huì)有所增加。因此在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該對(duì)本地區(qū)市政電網(wǎng)進(jìn)行咨詢，在了解本次工程項(xiàng)目電源電壓等級(jí)后，再做出比較選擇。

4 結(jié)束語(yǔ)

在進(jìn)行超高層建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該要滿足多種需求，需要綜合考慮實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益與建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施，保證通過(guò)合理科學(xué)的方式實(shí)現(xiàn)減排的目的。

[1] 盧祿.簡(jiǎn)析民用建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施[J].建材與裝飾,2016(47).

[2] 李小花.公共建筑消防電氣設(shè)計(jì)中的一些技術(shù)問(wèn)題[J].低碳世界,2017(03).

[3] 王蔚.現(xiàn)代城市高層建筑電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)研究[J].低碳世界,2017(3).