新型企业大厦电气设计的探索

钟有明　蒋希昱

[摘要]选题直接来源于工程设计实践。对新型企业大厦电气设计中的负荷级别、供配电系统、防雷安全等内容做分析,并对相关弱电系统做研究,为进一步的工程实践提供依据和指导。

[关键词]新型企业大厦电气设计用电负荷

中图分类号:TM92文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0710126-01

一、引言

企业大厦是重要的建筑类型,但目前相当一部分企业大厦及其配套设施匮乏,办公条件差,满足不了社会上各阶层的不同需求。面对这种局面,全国的业内专家、学者开始设计规划企业大厦,本文系统地探讨研究新型企业大厦的电气设计,为进一步的实践提供设计依据与指导,具有很强的现实意义。

二、负荷级别的确定

在进行新型企业大厦电气设计时,需要根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响的程度,将用电设备分为一级负荷、二级负荷和三级负荷,并针对不同的负荷等级确定其对供电电源的要求。根据《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)中的规定,将单元式或多层通廊式企业大厦中的应急照明和疏散指示标志灯确定为二级负荷,其余用电确定为三级负荷。

而对新型企业大厦来讲,除了要依据JGJ16-2008中的规定,还要考虑其建筑规模及重要程度,将一类高层建筑的消防电梯、客梯、消防水泵、喷淋水泵、防排烟风机、生活水泵电力、消防控制室、弱电机房电源、公共照明、应急照明等确定为一级负荷,将二类高层建筑的上述用电设备确定为二级负荷[1]。

在工程设计中,根据新型企业大厦负荷的等级和国家规范的要求,确定不同负荷等级的供电电源,对于一类高层企业大厦中的一级负荷,采用两个电源供电,以确保当一个电源发生故障时,另一个电源不致同时受到损坏;对于高层企业大厦中的二级负荷,其供电系统应做到当发生变压器故障或线路常见故障时不致中断供电(或中断供电后能迅速恢复),一般采用两回路电源供电;考虑到三级负荷对供电电源无特殊要求,故对单元式和多层通廊式企业大厦采用单电源供电,但其应急照明和疏散指示标志灯则可采用应急电源EPS集中供电,以提高应急照明供电的可靠性。

三、电气设计方案

(一)供配电系统。供配电系统的设计主要考虑分户配电箱、楼层配电箱和进线柜之间的连接关系,合理选择开关和导线,选择配电箱的安装位置和安装方式,选择供配电线路的敷设方式等。

大厦的每间房间设置一台末级配电箱,配电箱可实现对电能的控制、分配及计量。电能的计量可通过设置IC卡电表来实现,亦可采用智能控电管理系统在楼层配电箱处实现。为了确保企业用电的安全与方便,配电箱内设置主开关一个,设置出线分开关3个,将顶棚灯具、普通插座等分回路设计,目的是通过多回路使企业大厦房间内负荷电流分流,减少线路温升,延长线路寿命,减少电气火灾危险[2]。

此外,出线开关中的插座回路均设置了漏电保护断路器。企业大厦房间配电箱暗装,其安装高度为底边距地1.5m;大厦房间内配电线路均穿钢管或硬质塑料管,在顶棚、地板或墙内暗敷设。

(二)防雷系统。

1.防直击雷。为了防止企业大厦遭受直接雷击的破坏,新型企业大厦都设置了直击雷的防护装置。防直击雷的装置是由接闪器、引下线、接地装置三部分组成。设计时需要根据企业大厦的防雷等级来选择防雷做法,其中接闪器多采用层顶避雷带或避雷网,利用钢筋混凝土结构中外围构造柱内的垂直钢筋骨架作为雷电流的引下线(16mm的钢筋需要2根或10mm的钢筋需要4根),利用基础钢筋做接地装置。引下线上自屋顶避雷带或避雷网,下至企业大厦的基础底部钢筋相连,所有连接点均采用搭焊(或对焊),基础底部的钢筋在外围焊接相连,并与每个桩基的钢筋焊成一个庞大的总接地体,接地电阻满足联合接地小于1的要求。

为了防止因雷电流引起的跨步电压的危害,在企业大厦基础外沿埋地1.0m深处敷设一圈40×4镀锌扁钢做辅助接地极,并兼作总等电位联结线;在企业大厦的主要出入口处设置若干平方米的绝缘区。

2.供电系统防雷。对供电系统进行防雷保护,主要是抑制二次雷击感应或开关动作而产生的瞬态高电压。具体措施是在总电源输入端(进户箱处)加装浪涌保护装置,将其并联在被保护的电源板上,当雷电波沿电源线侵入时,该浪涌保护装置的电阻瞬间降至很低,近于短路状态,雷电流就此分流入地,这样就可以把破坏性极强的瞬态高电压抑制在安全范围以内,达到保护供电系统的目的。

3.信号系统防雷。随着计算机网络和通信网络进入新型企业大厦,信号系统的防雷就显得十分必要了。一方面由于这类电子设备的元件高度集成化、整体耐高压与过流的水平相对下降;另一方面,由于通信、计算机等电子设备使用普及和网络的广域化,都增大了电子设备受干扰、损坏的可能,建筑物外的信号线,不管是地埋还是架空都容易受到雷击引起的瞬态高压的感应,可能导致信号中断、设备损坏。

因此,在通信、计算机网络等信号线的入口处安装合适的SPD信号浪涌保护器,以抑制瞬态高压浸入,使“允许通过”电子设备的瞬态电压处于安全水平,确保了设备的安全运行、信息畅通。

4.合理布线。企业大厦内的合理布线,可以减少雷电流的侵害。因此,将企业大厦内的强电线路与弱电线路分开布线,垂直敷设的电气干线尽可能集中于企业大厦的中心部位,如企业大厦的电气竖井或其附近。

(三)弱电系统。随着信息技术的飞速发展,新型企业大厦内应包含一些弱电子系统:电话通讯系统、计算机网络系统(或综合布线系统)。

1.电话通讯系统。企业大厦的每个房间设计一个电话点,安装在门口距地1.3m处,可供壁装挂机使用;亦可安装在两个办公桌的中间,插座距地0.3m,可供座机使用。为降低工程造价,整个企业大厦的电话系统,采用普通电话电缆组网。公共部位的干线电缆,可与计算机网络系统敷设在同一桥架内。此外,电话系统可以考虑采用虚拟网络以节约通讯费用,网内通话不收费(或象征性收费以免企业职员长时间煲电话粥影响其他职员的正常使用),只需拨后面4-5位即可。

2.计算机网络系统。计算机网络系统采用多芯单模光纤埋地进户,根据企业大厦规模确定网络机柜集中设置还是按楼层设置,应保证机柜至最末端信息插座的对绞电缆长度不超过90m。根据需要,企业大厦每房间设计2-4个网络点为宜,并应布置在两面墙上,计算机数量增加时的网络需求可通过小型HUB来实现。

四、小结

本文对应运而生的新型企业大厦做了简单的介绍,并对企业大厦的电气设计做了深入的分析,旨在使企业大厦的电气设计程序化、标准化、模数化,为企业大厦建设提供一个良好的电气设计方案,为不断发展壮大的企业大厦建设提供技术支持和借鉴。

参考文献:

[1]程大章,现代建筑电气技术的发展与探索[J].低压电器,2007,(02).

[2]黄白蓉,民用建筑消防电气设计的几个关键问题[J].安全,2007,(11).