可靠性與經(jīng)濟性是民用建筑供配電設(shè)計的二大指標,實際工作中經(jīng)常會遇到電氣設(shè)計人員一方面對設(shè)計規(guī)范斷章取義,另一方面對設(shè)計規(guī)范中的指標仍嫌不足,往往還要加幾級保險系數(shù),其結(jié)果是配電設(shè)備大量輕負荷運行,說明了一些電氣設(shè)計人員追求高可靠性,而往往忽視了經(jīng)濟性。因此,必須合理設(shè)計建筑供配電各個系統(tǒng)和運用先進的電氣設(shè)備,這對滿足民用建筑功能要求及節(jié)約建筑建造成本是極為重要的,而經(jīng)濟性就是要求電氣設(shè)備的初期投資與運行費用達到經(jīng)濟合理。
一、電氣設(shè)備成本的設(shè)計
(一)減少低壓柜的出線回路
當我們做一個工程的電氣設(shè)計時,首先將負荷的種類和位置確定,將同一區(qū)域內(nèi)相同性質(zhì)的負荷,由低壓母線饋出的一個回路供電,這里的同一區(qū)域可以是同一層內(nèi),也可以是不同樓層但軸線位置相同的區(qū)域,這樣做可以減少低壓柜的出線回路,減少低壓柜的臺數(shù),降低設(shè)備成本,缺點是當出線端故障或饋電回路檢修時會造成大范圍的斷電。然而此種情況在現(xiàn)實中發(fā)生的可能性非常低。例如我們在實際生活中的住宅樓一年或者更長時間基本上不停電,而這種住宅樓的部電源進線大部分都是大容量的單回路供電的,而且現(xiàn)在電氣設(shè)備的性能越來越好,通常在不出現(xiàn)電氣故障的情況下是免維護不用檢修的,因此在非重要負荷采用大容量回路出線是可行的,也是降低電氣設(shè)備成本的有效方法。
(二)正確選擇需要系數(shù)、同時系數(shù)以及功率因數(shù)
為什么這幾個系數(shù)要提到呢?因為它們直接影響到一棟建筑電氣設(shè)備的投資。功率因數(shù)及需要系數(shù)的選用是否準確直接影響到計算電流,從而影響電纜(導線)、保護開關(guān)的大??;同時系數(shù)取值還直接影響變壓器大小的選擇,若取值偏大而選擇大容量變壓器時,會造成將來變壓器運行時損耗的增大。因此在實際的設(shè)計中一定要調(diào)查研究在實際中同類設(shè)備運行時的情況,合理選用計算系數(shù)。我們在深圳時曾遇見這樣一項工程,8萬平米高檔公寓,設(shè)計選用4臺1250kVA干式變壓器,而實際建成以后,由于入住率低,甲方只用一臺500kVA的變壓器帶所有的負荷,這本身就反映出設(shè)計時計算系數(shù)取得保守偏大。在我們做設(shè)計時要考慮發(fā)展前景,留有余量,但這些年的發(fā)展過程中,隨著建筑智能化水平的提高,電量并沒有大幅上升,因為樓宇自控的調(diào)節(jié)、節(jié)能產(chǎn)品的選用、電能浪費的減少以及智能化水平的提高大部分是由計算機來實現(xiàn)的,對用電量的需要很低,因此我們在設(shè)計中盡量取低一點的系數(shù)。
二、綜合布線系統(tǒng)
綜合布線系統(tǒng)是將語言信號、數(shù)字信號的配線,經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)范設(shè)計,綜合在一套標準的配線系統(tǒng)上,此系統(tǒng)為開放式的網(wǎng)絡平臺,方便用戶在需要時,形成各自獨立的子系統(tǒng)。綜合布線系統(tǒng)可以實現(xiàn)世界范圍資源共享,綜合信息數(shù)據(jù)庫管理、電子郵件、個人數(shù)據(jù)庫、報表處理、財務管理、電話會議、電視會議等。綜合布線系統(tǒng)成本的節(jié)約也主要體現(xiàn)在減少信息點上,在《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》GB50311-2007中第3.1.2及4.2.4條中規(guī)定一個工作區(qū)按5~10平米估算及每個工作區(qū)信息插座的數(shù)量配置方法。前一段時間我們設(shè)計-5.6萬平米的辦公樓,若減去機房和車庫面積按規(guī)范應設(shè)置5000個信息出線口,而本工程將來使用時實際辦公人數(shù)不足2000人,而且每個信息點的成本在500元左右,這樣一來必造成很大的浪費,因此在設(shè)計中一定要根據(jù)實際情況合理地設(shè)計信息點,這樣才能節(jié)約投資成本。
三、配電系統(tǒng)
高壓配電系統(tǒng)是一個工程配電的源頭,因此這一部分的經(jīng)濟性主要體現(xiàn)在不出現(xiàn)故障,造成整個工程斷電,選用合格可靠的產(chǎn)品。
低壓配電系統(tǒng)這一部分是一般民用建筑電氣設(shè)計的核心部分。低壓配電系統(tǒng)一般是由樹干式配電與放射式配電相結(jié)合而構(gòu)成的,同樣一棟建筑采用同一層次的產(chǎn)品,由于設(shè)計系統(tǒng)的不同,會產(chǎn)生很大的價格差,直接影響到基建的初期投資,這里包括系統(tǒng)的構(gòu)成與設(shè)計時計算系數(shù)的選用。怎樣才能使系統(tǒng)既經(jīng)濟又安全可靠呢?我們試舉一例,假設(shè)某一棟高層公共建筑采用二路高壓進線,采用二臺變壓器,并且在本建筑內(nèi)含有水泵房、冷凍機房,我們通常做法是高壓采用單母線分段運行手動聯(lián)絡(自動聯(lián)絡或不聯(lián)絡);低壓為母線分段運行,聯(lián)絡開關(guān)設(shè)自投自復、自投不自復、手動轉(zhuǎn)換開關(guān),自投時應自動斷開非保證負荷,以保證變壓器正常工作,主進開關(guān)與聯(lián)絡開關(guān)設(shè)電氣聯(lián)鎖,任何情況下只能合其中的兩個開關(guān),并且為避免動力負荷的啟動干擾照明負荷,通常一臺變壓器的低壓出線主要供給照明負荷,而另一臺變壓器的低壓出線主要供給動力、空調(diào)負荷?! ?br />
四、強電部分
民用建筑供配電設(shè)計主要包括:高壓供配電系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、動力照明干線系統(tǒng)、配電箱系統(tǒng)、電纜導線的敷設(shè)、電氣設(shè)備器材的選型和安裝等,這一部分設(shè)計的基本要求是可靠性、簡潔性、安全性和選擇性。
?。ㄒ唬┛煽啃裕焊鶕?jù)用電負荷的等級,要求在各種運行方式下提高供電的連續(xù)性,保證可靠供電;
(二)簡潔性:主結(jié)線力求簡單、明顯、沒有多余的電氣設(shè)備;投入或切除某些設(shè)備或線路的操作方便,分合閘直觀。這樣既可避免誤操作,又能提高系統(tǒng)運行的可靠性,處理事故也能簡單迅速。簡潔性還表現(xiàn)在具有適應發(fā)展的可能性;
(三)安全性:保證在進行一切操作切換時工作人員和設(shè)備的安全,以及能在安全條件下進行維護檢修工作。電氣設(shè)備均在額定電壓、電流情況下工作,事故時能安全切斷事故部分的供電;
?。ㄋ模┻x擇性:從不擴大事故范圍的角度考慮,電氣設(shè)備的選擇性也是設(shè)計應考慮的問題,選擇性一般從不同整定電流的配合及斷路器脫扣時間配合加以設(shè)計,但選擇性提高勢必使經(jīng)濟性降低,所以一般建議在重要回路考慮選擇性。
通常在設(shè)計中只要滿足規(guī)范的要求就基本上能滿足上述四點要求,但經(jīng)濟性同樣是設(shè)計電氣各系統(tǒng)的重要原則??紤]經(jīng)濟問題時,必需從整個建筑的全局出發(fā),根據(jù)建筑本身的特點,經(jīng)濟合理地設(shè)計電氣的各系統(tǒng),然而可靠性與經(jīng)濟性二者之間既有矛盾的一面也有統(tǒng)一的一面,如果過分強調(diào)可靠性,以配電系統(tǒng)為例,大部分設(shè)備由變配電所低壓母線放射式供電,勢必造成設(shè)備增多,投資增大,導致不必要的浪費,使經(jīng)濟性下降;如果過分強調(diào)經(jīng)濟性,減少設(shè)備,簡化結(jié)線,就必然會影響可靠性,當發(fā)生事故時會造成較大面積的停電,從而又會帶來損失,可見這樣的結(jié)果是不但降低了可靠性,同時經(jīng)濟性也降低。因此在處理這些矛盾時,應當先滿足可靠性的同時再提高經(jīng)濟性。
五、弱電部分
隨著建筑智能化水平的提高,弱電部分的系統(tǒng)增加很多,弱電設(shè)備占基建投資的比率也越來越高,因此設(shè)計好弱電的各個子系統(tǒng),對節(jié)約投資提高智能化水平是有重要意義的。
弱電部分的各個系統(tǒng)中,樓宇自控系統(tǒng)是由設(shè)計院按甲方及規(guī)范要求提出進入BAS監(jiān)控或監(jiān)視的點,并且在設(shè)計中預留BAS控制器之間的管線??刂破髦粮鞣N傳感器、變送器、閥門等的控制線、控制器的電源,均由承包商進行深化設(shè)計;其他的各弱電子系統(tǒng)如有線電視及衛(wèi)星電視系統(tǒng)、保安監(jiān)視系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)均與BAS系統(tǒng)類似,目前設(shè)計中較深化的是綜合布線系統(tǒng)部分,下面就從這個方面分析如何降低初期投資提高使用功能。
六、結(jié)束語
綜合上所述,一個設(shè)計的好壞直接影響電氣設(shè)備的成本,上面還只是討論了較大系統(tǒng)方面的影響,而在實際的細部設(shè)計中還有許多值得探討的關(guān)于節(jié)約成本的問題,只有經(jīng)過仔細的研究,根據(jù)實際情況,即為將來發(fā)展留出裕量又節(jié)省投資,這樣才是一個好的設(shè)計。