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1、高层建筑电气设计某九层假日酒店电气系统设计第1章 概述1.1工程概况本设计总用地面积22546 m2，总建筑面积30600 m2，建筑层数为9层，建筑高度33.2m，框架剪力墙结构，建筑等级为二级。本工程为二类高层建筑，耐火等级为二级，建筑采用自动喷水灭火系统，凡设备用房门均采用甲级防火门，楼梯间为封闭楼梯间，采用乙级防火门，管道井检修门为丙级防火门。防火分区：一、二、三层主楼和裙楼分别为一个防火分区，三层以上每层为一个防火分区。在本建筑中一层设有大堂、服务台、办公室、洗衣房、咖啡厅、厨房、配电室、空调机房、消防控制室、电话机房、BA值班室、浴室、公共卫生间、水设备间等；二层主楼为标准客房和布
2、草间，裙楼为办公空间、餐厅、空调机房和公共卫生间等；三层主楼为标准客房和布草间，裙楼为办公空间、空调机房和公共卫生间等；四层到八层为标准层，由标准客房和布草间组成，其中八层的布草间辅助用房用作电视机房；九层设有标准客房、套房、布草间以及喷淋稳压泵房；屋顶层设有电梯机房和空调机组。1.2 高层民用建筑的特点1、高层民用建筑采用10KV甚至35KV高压供电；2、高层民用建筑的用电量大，对电气设备的要求较高；3、高层民用建筑对消防系统的安全、可靠性要求较高；4、高层民用建筑对防雷、接地等安全要求较高；5、高层民用建筑功能较全，对弱电部分依赖较多，智能化水平较高。1.3 建筑电气设计的组成建筑电气设计
3、是现代高层建筑的重要组成部分，一般来讲，建筑电气设计大致分为强电部分和弱电部分。强电部分的设计包括低压配电系统，动力照明干线系统，配电箱系统和导线电缆的敷设。强电部分是建筑电气设计的基础和主干部分，建筑电气的重要性和可靠性都取决于强电部分设计的好坏。而弱电部分包括有线电视及卫星电视系统，通信系统，广播扩声系统，火灾自动报警与消防联动系统还有综合布线系统，目前设计中比较深化的是火灾报警及消防联动系统与综合布线系统两部分。随着建筑智能化水平的提高，弱电部分的系统增加很多，弱电系统占基建投资的比率也越来越高，因此设计好弱电的各个子系统，对节约投资、提高智能化水平是有重要意义的。第2章 供配电系统的设
4、计2.1负荷分级及各级负荷的供电措施 2.1.1负荷分级用电负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。 1.符合下列情况之一时，应为一级负荷： 1）中断供电将造成人身伤亡时。 2）中断供电将在政治、经济上造成重大影响或损失时。 3）中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作，或造成公共场所秩序严重混乱时。例如：重要通信枢纽、重要交通枢纽、重要的经济信息中心、特级或甲级体育建筑、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。 在一级负荷中， 当中断供电后将
5、影响实时处理重要的计算机及计算机网络正常工作以及特别重要场所中不允许中断供电的负荷，为特别重要的负荷。 2 符合下列情况之一时，应为二级负荷： 1）中断供电将造成较大政治影响时。 2）中断供电将造成较大经济损失时。 3）中断供电将影响重要用电单位的正常工作，或造成公共场所秩序混乱时。 3 不属于一级负荷和二级负荷的用电负荷应为三级负荷。2.1.2各级负荷的供电措施1、一级负荷的供电电源应符合下列要求：一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到破坏。而且当一个电源中断供电时，另一个电源应能承担本用户的全部一级负荷设备的供电。一级负荷容量较大或有10KV用电设备时，应
6、采用两路10KV或35KV电源。如一级负荷容量不大时，应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源，亦可采用应急发电机组。如一级负荷仅为电信或照明负荷时，宜采用不间断电源UPS或EPS作为备用电源。一级负荷用户的变配电室内的高低压配电系统，均应采用单母线分段系统。分列运行互为备用。一级负荷设备应采用双电源供电，并在最末一级配电装置处自动切换。一级负荷中的特别重要负荷，尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。2、二级负荷对供电电源的要求二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。供电变压器也应有两台。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。
7、在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回路架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。 3、三级负荷对供电电源的要求三级负荷对供电无特殊要求。2.2低压配电系统的接地型式低压配电系统的接地型式分为TN系统（系统中性点直接接地，所有设备的外漏可导电部分均接公共的保护线或公共的保护中性线）、TT系统（系统中性点直接接地，而其中设备的外漏可导电部分均各自经PE线单独接地）和IT系统（系统中性点不接地，或经高阻抗接地）。而TN系统又可分为TN-C系统、TN-S系统、和TN-C-
8、S系统。1. TN-C系统N线和PE线全部合为一根PEN线。PEN线中可有电流通过，因此对某接PEN线的设备产生电磁干扰。如果PEN线断线，可使接PEN线的外漏可导电部分带电而造成人身触电危险。该系统由于PE线和N线合为一根，因而节约了有色金属和投资，较为经济。TN-C系统在我国低压配电系统中应用最为普遍，但不适于对安全和抗电磁干扰要求高的场所。 2. TN-S系统其中的N线与PE线全部分开，设备的外露可导电部分均接PE线。由于PE线中无电流通过，因此设备之间不会产生电磁干扰。PE线断线时，正常情况下不会使接PE线的设备外露可导电部分带电。该系统较之TN-C系统在有色金属消耗量和投资方面有所增
9、加。TN-S系统主要用于对安全要求较高（如潮湿易触电的浴室和居民住宅等）的场所及对抗电磁干扰要求高的场所。 3. TN-C-S系统该系统的前一部分全部为TN-C系统，而后面有一部分为TN-C系统，有一部分则为TN-S系统，其中设备的外漏可导电部分接PEN线或PE线。该系统综合了TN-C系统和TN-S系统的特点，因此比较灵活。2.3 配电系统的一般原则配电系统设计应满足供电可靠性和电压质量的要求。配电系统以三级保护为宜。系统结构不宜复杂，在操作安全、检修方便的前提下，应有一定的灵活性。配电线路或配电室及配电箱应设置在负荷中心，以最大限度地减小导线截面，降低电能损耗。同一线路上的用电设备性质应相同
10、或接近；不同性质的用电设备应由不同的分支线路供电。在供电线路中，如果安装有冲击负荷大的用电设备或设备容量较大（10KW以上），应由单独支路供电。在三相供电线路中，单相负荷应均衡分配到三相上，当单相负荷的总计算容量小于计算范围内三相对称负荷总计算容量的15%时，全部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，再与三相负荷相加。在配电系统中的配电屏、箱应留有适当的备用回路。选择导线截面也应适当留有余量。2.4本设计的供配电系统根据2.1、2.2、2.3的规定，在本酒店的设计中，根据负荷等级的分类中“中断供电将造成人身伤亡”规定，消防控制室、消防泵、喷淋泵、消防电梯、送风排烟
11、风机、应急照明等消防设施归为一级负荷；因本建筑为二级建筑，故普通电梯、生活水泵、大堂照明、弱电机房及办公空间归为二级负荷；而客房照明归为三级负荷，但可以有选择性的归为二级负荷。配电室配电系统采用单母线分段制并互相联络，同时设置应急母线，应急母线与柴油发电机连接，并与2#电源连通运行。一级负荷接在应急母线和1#母线上，同时运行，互为备用。二级负荷分别接在1#和2#母线上，同时运行，互为备用，三级负荷平均分配分别接在两路电源上。两段母线互相联络，当一路电源停止供电时，可用中间联络有选择的接通部分三级负荷。低压配电系统的接地型式采用TN-C-S系统。低压进线采用TN-C系统，即三相四线入户，低压配电
12、系统采用TN -S系统，即三相五线制人三相配电箱。每个客房采用单独的单相配电箱，三线入户即一根相线、一根N线和一根PE线。本工程供电根据实际情况裙楼采用树干式，主楼采用分区树干式供电，每个楼层设置一个主配电箱，再根据深入负荷中心的要求设置分配电箱。其中客房层为每个客房一个终端箱，采用单相引入，在客房层的楼层配电箱平均分配使三相平衡，其它层终端箱三相引入，在终端箱三相平衡。2.5负荷计算2.5.1 负荷计算的方法负荷计算的方法主要有：需要系数法、利用系数法和二项式法。需要系数法就是用设备功率乘以需要系数或同时系数，直接求出计算负荷，这种方法最为简便，应用最广。利用系数法是以概率论为理论基础提出的
13、，计算结果比较接近实际，但因利用系数实测与统计较难，在民用建筑电气中一般不用。二项式法的应用局限性较大，但在确定设备台数较少而容量差别较大的分支干线的计算负荷时较为合理。另外负荷计算在设计初步时还会用到单位面积功率密度法，单位面积功率密度法就是查表确定建筑物单位面积上的用电负荷，各类建筑物的用电指标如表2-1所示：表2-1 各类建筑物的用电指标建筑类别用电指标（ W/ ）建筑类别用电指标（ W/ ）公寓3050医院4070旅馆4070高等学校2040办公4080中小学1220商业一般：4080展览馆5080大中型：70130体育4070演播室250500剧场5080汽车库815在本设计中，由于
14、需要系数法的简便性和广泛性，因此在负荷计算的过程中采用需要系数法。需要系数法计算计算三相负荷公式如下：Pjs=KxPe 式中 Pjs 用电设备总的有功计算负荷；Pe 用电设备总的设备容量； Kx 用电设备的需要系数； Qjs 用电设备的无功计算负荷；tan 对应于设备的cos的正切值；cos 用电设备的功率因数；Sjs 用电设备的视在计算负荷；Ijs 用电设备的计算电流；UN 用电设备的额定电压。如果设备为单相负荷，则等效三相设备容量Pe应按最大负荷相所接单相设备容量Pe的3倍计算。2.5.2 本酒店负荷计算1.标准层照明负荷计算已知标准层每个终端配电箱均为单相负荷，其中每个标准客房设备容量2
15、.4KW，布草间用房为2.32KW。标准层有25个标准客房，1个布草间用房。取所有房间用电设备的需要系数为1，即房间用电设备的计算负荷等于设备容量。由标准层的系统图可知最大单相负荷为L1相，为21.6KW，所以楼层等效三相负荷Pe=3Pemax=3x21.6KW=64.8KW楼层配电箱需要系数Kx取0.8，所以Pjs=KxPe=0.8x64.8KW=51.84KW 2.首层照明负荷计算首层照明配电终端箱为三相引入，在终端箱进行三相平衡，所以楼层配电箱的负荷为各个配电箱的容量直接相加。由首层平面图可知三个配电箱的三相负荷分别为8.22KW、8.4KW、9.99KW，所以楼层配电箱的容量Pe=8.22+8.4+9.99=26.61KW需要系数取1.0，所以Pjs=KxPe=1.0x26.61KW=26.61KW 其它各层的负荷计算方法均与此相同。2.6电气设备的选择2.6.1 导线的选择2.6.1.1导线型号的选择1、导体材料的选择从节能角度看，为了减少电能传输时在线路上的电能损耗，则要减少导体的阻抗，所以使用铜比使用铝要好。2、导线绝缘及护套的选择
