浅谈合理设计民用建筑电气的各个系统

单有枝

摘要:文章对民用建筑电气设计中电气设备的初期投资与运行费用如何达到经济、合理进行了分析。

关键词:民用建筑; 建筑电气;电气设计;经济合理

中图分类号:TU855 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)08-0028-02

1概述

合理设计民用建筑电气的各个系统和运用先进的电气设备对满足民用建筑功能要求及节约基建投资是极为重要的。在实际的设计中,往往由于设计的周期短、时间紧、任务重,设计时只重视设计的安全、可靠性,而忽视设计的经济、合理性,致使在建设初期电气设备投资的浪费。民用建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。民用建筑电气设计一般分为强电与弱电两个部分,文章将根据笔者在工作中所遇到的实际问题及处理方法,就强电部分来讨论民用建筑电气设计初期投资的经济性。

强电部分的设计主要包括高压配电系统、低压配电系统、动力照明干线系统、配电箱和电线电缆的敷设等,其设计的基本要求是安全、可靠、灵活、经济、合理。

可靠性:根据用电负荷的等级,保证在各种运行方式下提高供电的连续性,力求可靠供电。

灵活性:主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备;投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样就可以避免错误操作,又能提高运行的可靠性,处理事故也能简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。

安全性:保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全,以及能在安全条件下进行维护检修工作。

通常在设计中只要满足规范的要求就基本上能满足上述三点要求,但经济性同样是设计电气各系统的重要原则。考虑经济问题时,必需从整个建筑的全局出发,根据建筑本身的特点,经济合理地设计电气的各个系统,然而可靠性与经济性二者之间既有矛盾的一面也有统一的一面,如果过分强调可靠性,以配电系统为例,大部分设备由变配电所低压母线放射式供电,势必造成设备增多,投资增大,导致不必要的浪费,使经济性下降;如果过分强调经济性,减少设备,简化结线,就必然会影响可靠性,当发生事故时会造成较大面积的停电,从而又会带来损失,可见这样的结果是不但降低了可靠性,同时经济性也降低。因此在处理这些矛盾时,应当先满足可靠性的同时再提高经济性。高压配电系统是一个工程配电的源头,因此这一部分的经济性主要体现在不出现故障,不造成整个工程断电,要选用合格可靠的产品。低压配电系统这一部分是一般民用建筑电气设计的核心部分。低压配电系统一般是由树干式配电与放射式配电相结合而构成的,同样一栋建筑采用同一层次的产品,由于设计系统的不同,会产生很大的价格差,直接影响到基建的初期投资,这里包括系统的构成与设计时计算系数和计算容量的选用。怎样才能使系统既经济又安全可靠呢?如何设计能降低电气设备的成本呢?可以从四个方面解决,第一减少低压配电柜的出线回路,第二在设计的过程中合理计算负荷容量,选择好需要系数、同时系数以及功率因数,第三合理选择电缆(导线)、保护开关的大小,第四合理选择电缆(导线)的敷设方式、路径和变配电设备的布置。下面就分别从以下几个方面讨论:

2合理选择负荷容量,选择好需要系数、同时系数以及功率因数

为什么要提到这几个参数呢?因为它们直接影响到一栋建筑电气设备、材料的投资。功率因数选用是否准确直接影响到计算电流,从而影响电缆(导线)、保护开关的大小;需要系数选用是否准确亦直接影响到计算电流,从而影响电缆(导线)、保护开关的大小;同时系数取值与负荷的计算容量还直接影响变压器大小的选择,若取值偏大而选择大容量变压器时,会造成将来变压器运行时损耗的增大。因此在实际的设计中一定要调查研究在实际中同类设备运行时的情况,合理选用计算系数。如某住宅小区工程,总的建筑面积约22万㎡,根据供电部门的要求,需从外引接二路高压进线。我们根据对比以前楼盘的实际使用情况,要求降低住户负荷计算标准,减少变压器容量,若修改变压器总容量为9270kva,则只需引接一路10kv高压电源进线。既可降低工程造价200多万元,又可减少今后变压器运行时的损耗,节约能源。

设计时要考虑发展前景,负荷容量按适当超前的原则留有裕量。但这些年的发展过程中,随着建筑智能化水平的提高,电量并没有大幅上升,因为楼宇自控的调节、节能产品的选用、电能浪费的减少以及智能化水平的提高大部分是由计算机来实现的,对用电量的需要很低,因此在设计中可取低一点的系数。电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否,对合理选择设备,安全可靠与经济运行,均起决定性作用。

3合理设计低压配电系统,减少低压柜的出线回路

当我们做一个工程的电气设计时,首先将负荷的种类和位置确定,将同一区域内相同性质的负荷,由低压母线馈出的一个回路供电,这里的同一区域可以是同一层内,也可以是不同楼层但轴线位置相同的区域,这样做可以减少低压柜的出线回路,减少低压柜的台数,降低设备成本,缺点是当出线端故障或馈电回路检修时会造成大范围的断电。然而此种情况在现实中发生的可能性非常低。例如我们在实际生活中的住宅楼一年或者更长时间基本上不停电,而这种住宅楼的电源进线大部分都是大容量的单回路供电的,而且现在电气设备的性能越来越好,通常在不出现电气故障的情况下是免维护不用检修的,因此在非重要负荷采用大容量回路出线是可行的,也是降低电气设备成本的有效方法。民用住宅楼的电源进线宜采用大容量的单回路供电,既可减少大量的低压配电柜和低压断路器,又可减少进线电缆截面或根数,降低工程造价。

4合理选择线缆截面、保护开关的大小

电线电缆的载流量需与低压断路器的整定电流配合选择,使线路受到断路器的保护,是每个工程都要遇到的问题,是设计人员必须掌握的基本功,看起来很简单,但实际的施工图中问题并不少,有的设计者往往考虑安全、可靠而加大导线截面。线缆规格选择偏小者不安全,偏大者不经济,也不好施工。因此,在无减小压降等特殊要求的情况下不应随意加大导线截面。

5合理选择电缆(导线)的敷设方式、路径和设备的布置

当我们在选择电缆的敷设方式、路径时,首先应充分了解工程条件、环境特点,充分了解建筑结构、各种设备和管道的布置,然后再决定电缆的敷设方式、路径,满足安全要求条件下使电缆最短,敷设、维护方便,达到技术经济合理的原则。

总之,一个设计的好坏直接影响电气设备的成本,上面还只是讨论了较大系统方面的影响,而在实际的细部设计中还有许多值得探讨的关于节约成本的问题,只有经过仔细的研究,根据实际情况,既为将来发展留出裕量又节省投资,这样才是一个好的设计。