高层办公建筑电气设计——某机关办公大楼设计实践
李兴龙机电科技
2005年04月22日 12:21:09
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随着办公建筑的用电设备种类越来越多,如电力、照明、电梯、空调、消防、通信、计算机等,而且不断向智能化设备方面发展,耗电量明显增加,对供配电方面提出了许多新的要求,把供配电的可靠性、安全性、灵活性摆到了更为重要的位置。下面结合实例对高层办公楼的电气设计进行系统阐述。1 工程概况及设计要求 某机关办公大楼,总面积21000m2,高60m,地面15层,地下1层,属一类高层建筑。按甲方提出的要求,需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求,还要简捷实用、便于操作、管理和维护,减少综合投资。

随着办公建筑的用电设备种类越来越多,如电力、照明、电梯、空调、消防、通信、计算机等,而且不断向智能化设备方面发展,耗电量明显增加,对供配电方面提出了许多新的要求,把供配电的可靠性、安全性、灵活性摆到了更为重要的位置。下面结合实例对高层办公楼的电气设计进行系统阐述。

1 工程概况及设计要求
某机关办公大楼,总面积21000m2,高60m,地面15层,地下1层,属一类高层建筑。按甲方提出的要求,需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求,还要简捷实用、便于操作、管理和维护,减少综合投资。

2 负荷计算和估算
广州市越秀建筑设计院主要进行本工程的一次设计,二次装修部分由专业装饰设计公司完成。这就要求一次设计时预留供电电源,既要符合实际情况,又要留有发展变化的余地。本大楼内部功能分为:一般办公室、区领导办公室、大会议室、展厅、大堂、多功能厅(礼堂)、信息中心(计算机中心)、通讯中心(电话总机)、制水中心、空调机房、水泵房等。
在一般办公区按50~60W/m2考虑,在特殊办公区按50~80W/m2考虑。对于上述特殊装修场所,设计估算参数如下表所示。
电力负荷一般由各专业提供技术要求及负荷大小。总电力负荷需用系数Ks为0.75,功率因数0.8,总照明负荷需用系数Ks为0.85,功率因数0.8。
2.1 三相负荷计算方法:
将三相用电设备的设备容量乘以一个需用系数Kx,得有功计算负荷,即:
Pjs=Kx•Ps(kW)
无功计算负荷Qjs确定:
Qjs=Pis•tgΦ(kVar)
最后,确定视在计算负荷Sjs:
Sjs=Pjs2+Qjs2(kVA)或Sjs=Pjs/cosΦ(kVA)
计算电流为:
Ijs=Pjs/3UecosΦ.(Ue三相设备的额定电压kV)
2.2 单相负荷确定:
尽量将各单相负荷逐相均匀分配,以减少不平衡。计算时,当回路中的单相负荷的总容量小于该回路三相对称负荷的总容量的15%时,全部负荷按三相对称负荷计算,当超过15%时,应将单相负荷换算为等效三相负荷,再同三相负荷相加,功率及电流计算公式同上。

3 10kV供电系统
根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)9.1.1条规定,一类高层建筑中的消防水泵、防排烟设施、消防电梯、应急照明及消防用电按一级负荷要求供电。
按《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)3.1条规定,省部级办公建筑的客梯电力、主要的办公室、会议室照明属二级负荷。本办公大楼属一级负荷供电,通过传统的几种供电方案比较,选定了下面的供电方案。
即由不同区域变电站引来两路10kV电源,10kV系统设计为单母线分段,中间有联络柜,正常工作时,两路电源同时供电,互为备用,一路电源故障时,另一路电源供全部负荷。这样做既方便检修又可达到供电要求。此方案表面上符合供电要求,但实际很难做到,因为,国内各地区的大电网都是并网的,电力网内的各种故障均可能引起全部电源进线同时失去电源。多年来的实际运行经验表明,很多电气故障难以限制在某一范围内部,因此,即使设计中采用了两路市政电源,也很难保证一级负荷的供电要求。所以,为保证一级负荷中特别重要的负荷,必须增设应急电源柴油发电机作为第三备用电源。

4 220/380V配电系统
本建筑配电电压为交流220/380V,联结形式采用TN-S系统。
结合工程实际情况,通过负荷计算,考虑到空调用电负荷占建筑物总用电量的50%,耗电量很大。因此,空调系统合理的配电与控制方式,很大程度上决定了整个大楼的经济运行情况。设计时,选用一台1250kVA变压器供中央空调用电,照明及其它动力负荷。选用另一台1250kVA变压器,两个供电系统之间采用分段母线联络,在不使用空调的季节,可将空调变压器退出,减少变压器功耗,达到节电效果。同时,该变压器可作为另一台变压器检修时的备用设备。
4.1 照明及其它动力配电系统。
办公楼的配电系统主要由配电变压器、低压主开关柜、垂直干线、各楼层的配电箱和其后的分支电路组成,变压器低压侧出线经低压主开关柜中的母线接至垂直干线,1~15层照明负荷采用额定截流量为1250A的密集型母线槽做主干线,各楼层设母线插接箱,由插接箱引至各楼层总配电箱,由总箱引至各室末端配电箱。末端配电箱是按照办公室的不同功能来分设的,目的是便于管理、检修。地下室其它动力设备,如水泵、电梯、风机等由低压配电屏单回路放射式配电,这些重要动力负荷要求在末端配电箱设双电源自动转化装置,使供电更可靠、更安全。
4.2空调机组的配电及控制系统。
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han2003
2005年04月23日 12:44:34
2楼
还不错,把负荷计算表也发上来就好了
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wl993
2005年04月25日 09:41:32
3楼

学习先。
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hs30
2005年04月25日 16:40:11
4楼
我也曾设计过一个类似的高层办公建筑。设计方法也与楼主大致相同。只是我认为既然两路10KV市电很难保证一级负荷的供电要求,而楼主也设计有应急柴油发电机组的情况下,是否可考虑采用一路10KV市电进线外加发电机组的供电方案,即减少一路10KV进线。这样既满足规范的要求又为甲方节约了投资,岂不更好吗?不知各位同行认为如何?
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李兴龙机电科技
2005年04月26日 14:10:03
5楼
同意4楼。
申明:作者不是我,我上传供大家参考。
古为今用,洋为中用,人为我用。取其精华,去其糟粕。
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