江蘇有銘集團(tuán)有限公司
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襄樊【生產(chǎn)家】梯式玻璃鋼電纜橋架供配電系統(tǒng)作為建筑電氣系統(tǒng)的主要部分,其設(shè)計的合理性直接影響到建筑電氣設(shè)的投資、運行及。
由于酒店建筑比一般建筑要復(fù)雜得多,酒店建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計除了要保障人身安全、供電可靠、技術(shù)先進(jìn)外,還要檢驗設(shè)計在實際運行中是否經(jīng)濟、合理。
某高級酒店,面積共約36000m2,建筑高度為85m,地下一層為,地上23層為商業(yè)綜合樓。其中1層為酒店大堂,2F~3F為餐廳和會議室,部分裙房為電影院和商業(yè)區(qū)。電影院一共分成5個影廳,每個影廳面積約為160m2;4F~19F為四星級客房,標(biāo)準(zhǔn)層客房有23間。該項目定位為集休閑娛樂購物為一體的高級酒店。
根據(jù)規(guī)范要求,酒店的經(jīng)營及設(shè)計算機系統(tǒng)用電為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷;酒店的宴會廳、餐廳、廚房、康樂設(shè)施、門廳及高級客房、主要通道等場所照明用電,廚房、排污泵、生活水泵、主要客梯用電,計算機、電話、電聲和錄像設(shè)、新聞攝影用電為一級負(fù)荷;普通客房和扶梯用電為二級負(fù)荷;景觀照明和部分裙房商業(yè)用電為三級負(fù)荷。消防電源包括消防水泵、消防風(fēng)機、消防控制室、消防電梯、防火卷簾、應(yīng)急和疏散照明。根據(jù)規(guī)范,對于一級負(fù)荷要求雙電源供電,消防配電須雙電源且末端切換;對于特別重要負(fù)荷,增加應(yīng)急電源(EmergencyPowerSupply,EPS),確保供電可靠性;對于計量、冷凍機房、廚房、空調(diào)用電為動力用電,需單獨計量,與照明用電分費率計量核算。由于酒店裙房配套有電影院,考慮后期租賃和,電影院配電部分需自成系統(tǒng),分設(shè)照明、動力和空調(diào)系統(tǒng),單獨計量,便于電影院設(shè)置和獨立的應(yīng)急發(fā)電機。
方案階段,采用需要系數(shù)法,結(jié)合國內(nèi)各大酒店負(fù)荷密度值,凡是帶有空調(diào)設(shè)的旅游賓館,平均負(fù)荷密度約為100VA/m2,豪華級酒店、賓館負(fù)荷密度可達(dá)150VA/m2,但大部分為90~120VA/m2,主要依據(jù)酒店的星級定位而不同。該酒店設(shè)計安裝容量初步擬定為4×800kVA,自應(yīng)急發(fā)電機安裝容量為總?cè)萘康?0%~20%,初步擬定為0kW。
典型的酒店工程的變壓器的配屬方案為:制冷、空調(diào)等功率大,季節(jié)性變化大的動力負(fù)荷采用單獨的變壓器,其余負(fù)荷由兩路高壓電源分別配屬的其他變壓器供電,兩路電源在低壓側(cè)可通過低壓聯(lián)絡(luò)開關(guān)進(jìn)行切換。常規(guī)的供電方案(以10kV高壓進(jìn)線為例)具體如下:
方案一為兩路高壓進(jìn)線可以聯(lián)絡(luò)的情況下的電氣方案,其二路進(jìn)線kV低壓分別為雙母線分段、高壓聯(lián)絡(luò)、低壓聯(lián)絡(luò)。每臺變壓器只要承擔(dān)各自低壓母線所帶的負(fù)荷即可。當(dāng)一路市政高壓進(jìn)線失電時,另一路市政高壓進(jìn)線通過高壓聯(lián)絡(luò)承擔(dān)起所有的負(fù)荷。
方案二為兩路高壓進(jìn)線不可以聯(lián)絡(luò)的情況下的電氣方案,其二路進(jìn)線kV低壓分別為雙母線分段、高壓不聯(lián)絡(luò)、低壓聯(lián)絡(luò)。每臺變壓器需承擔(dān)本臺變壓器低壓母線以及低壓聯(lián)絡(luò)所對應(yīng)的變壓器低壓母線的所帶的負(fù)荷數(shù)量和。當(dāng)一路市政高壓進(jìn)線失電時,另一路市政高壓進(jìn)線通過低壓聯(lián)絡(luò)承擔(dān)起所有的負(fù)荷。
五星級酒店的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,對低壓配電電纜都要求不使用鋁質(zhì)電纜,而要求使用銅質(zhì)電纜。一般非消防配電電纜要求使用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜或電線即可,消防配電電纜可以使用礦物絕緣電纜。
然而,新《民規(guī)》提出了相對來說比較高的要求。首先,對于非消防電纜來說,相關(guān)條例提出,“對一類高層建筑以及重要的公共場所等防火要求高的建筑物,應(yīng)采用阻燃低煙無鹵交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜、電線或無煙無鹵電力電纜、電線?!?/p>
五星級酒店工程一般都為一類高層建筑,且它屬于重要的公共場所,所以在五星級酒店工程中,非消防配電電纜都要求為低煙無鹵交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜。然后,對于消防電纜來說,新《民規(guī)》中其中一條提出,“火災(zāi)自動報警系統(tǒng)保護(hù)對象分級為特級的建筑物,其消防設(shè)供電干線及分支干線,應(yīng)采用礦物絕緣電纜”。
有關(guān)條例提出,“火災(zāi)自動報警保護(hù)對象分級為一級的建筑物,其消防設(shè)供電干線及分支干線,宜采用礦物絕緣電纜;當(dāng)線路的敷設(shè)保護(hù)措施符合防火要求時,可采用有機絕緣耐火類電纜。”
一般來說,五星級酒店工程都屬于一類建筑,有時甚至為建筑高度超過100m的高層建筑,而從《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中可以看出,五星級酒店工程的保護(hù)對象分級不是特級,就是一級,故而它的消防低壓配電電纜應(yīng)采用礦物絕緣電纜。
3.1 給排水專業(yè)水與電專業(yè)存在很大的相關(guān)性,涉及提資的主要內(nèi)容包括生活水泵、消火栓泵、噴淋泵的功率大小。對于不同的酒店,熱水供水方式不同,還涉及太陽能輔熱或空氣源熱泵輔熱等,其功率大小直接影響變壓器安裝容量和應(yīng)急發(fā)電機功率。此外,水泵房的位置也影響變配電房和發(fā)電機房的位置,應(yīng)在提資階段與建筑方協(xié)商,一并考慮,確保變壓器、發(fā)電機容量及設(shè)房的位置在提資階段的準(zhǔn)確性。
3.2 暖通專業(yè)暖通專業(yè)涉及的電氣專業(yè)問題,包括空調(diào)系統(tǒng)和消防動力,主要是冷凍機組、冷卻塔、風(fēng)冷設(shè)、風(fēng)機盤管、防排煙風(fēng)機、加壓風(fēng)機等。初步設(shè)計階段涉及各大空調(diào)冷凍設(shè)的功率,而空調(diào)作為季節(jié)性負(fù)荷,在變配電系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)單獨考慮,采取經(jīng)濟的運行方式,盡量減少變壓器的空載損耗。
3.3 建筑和結(jié)構(gòu)初步設(shè)計階段對于建筑主要是設(shè)房的提資,包括設(shè)房的位置、數(shù)量、面積及其他特別要求,如變配電房層高不低于3.9m,凈高不低于2.9m(需根據(jù)電線電纜敷設(shè)的具體方式及電纜溝的設(shè)計來確定),長度超過7m,不少于兩個出口;對發(fā)電機房,除能安裝設(shè)和預(yù)留檢修空間外,還涉及儲油間容量,主要的是排風(fēng)、排煙系統(tǒng),確定進(jìn)排風(fēng)百葉的面積和位置;當(dāng)發(fā)電機房與變配電房毗鄰時,兩者之間的門采用甲級防火門,并開向發(fā)電機間;消防控制室位置、面積和疏散要求等。對于結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)的布置對變配電房布置有很大影響。
另外,變配電房的凈高要求與其他普通設(shè)房不同,有可能對變配電房部分的基礎(chǔ)進(jìn)行局部降板等處理。根據(jù)各專業(yè)提資,各主要設(shè)的安裝容量,如表1所示。
根據(jù)具體提資的容量和數(shù)量,用Excel軟件完成酒店負(fù)荷計算,結(jié)合負(fù)荷類型、負(fù)荷等級,動力和照明分開敷設(shè),通過組合拼湊,完成各臺變壓器負(fù)載類型、容量計算,確定變壓器負(fù)荷率。項目終采用1臺1000kVA、2臺1250kVA變壓器,總?cè)萘繛?500kVA。
1#變壓器為1250kVA,負(fù)載類型包括景觀照明、公共照明、弱電機房照明、變配電房照明、應(yīng)急照明、消防控制室照明、1F商鋪配電、2F~4F酒店配電為5F~23F客房應(yīng)急配電,為非動力負(fù)載,負(fù)荷率為0.71。
2#變壓器為1250kVA,負(fù)載類型包括空調(diào)盤管末端、餐廳廚房、電梯、潛水泵、消防風(fēng)機、噴淋泵、消火栓泵及電影院配的空調(diào)風(fēng)冷機組,主要為動力負(fù)載,負(fù)荷率為0.8。
3#變壓器為1000kVA,負(fù)載類型包括水冷螺桿機、風(fēng)冷螺桿機、冷卻塔、冷卻水泵等空調(diào)動力,負(fù)荷率為0.72。
酒店通過室外環(huán)網(wǎng)柜,引來兩路10kV電源進(jìn)線,每一路進(jìn)線均能滿足酒店的供電需求,當(dāng)其中一路檢修或故障時,由另一路高壓進(jìn)線承擔(dān)所有負(fù)荷。高壓線路通過電井埋管引至高壓配電室,在高壓柜中設(shè)置高壓計量柜,進(jìn)線臺變壓器出線接入同一高壓母線段,真空斷路器與接地開關(guān)機械聯(lián)鎖,開關(guān)、設(shè)選型僅供參考,具體由當(dāng)?shù)毓╇娋譀Q定。
根據(jù)不同負(fù)荷類型采用放射式和樹干式配電方式,客房采用分層樹干式配電,消防負(fù)荷采用雙電源末端切換,其他的一級負(fù)荷在前端切換,并連接在應(yīng)急母排上。所有普通電源均選用WDZ-YJV線纜,沿電井或電纜橋架敷設(shè),末端穿鋼管保護(hù);應(yīng)急電源供電選用WDZN-YJV電纜,沿防火橋架敷設(shè),末端穿鋼管保護(hù)。當(dāng)普通電纜與應(yīng)急電纜共用線槽敷設(shè)時,需用防火隔板分開。
共設(shè)置了22臺低壓配電柜,考慮酒店后期裝修的復(fù)雜性,預(yù)留了一定數(shù)量的出線回路。酒店實行分項計量,對空調(diào)、水泵、電梯、影院、會議室、廚房采用智能型電測表,其他采用機械電流表。另外,低壓配電部分設(shè)計了剩余電流保護(hù),在低壓柜出線端安裝剩余電流探測器,剩余電流可調(diào)范圍為100~1000mA,超過漏電限值則報警,由專業(yè)維護(hù)人員檢測排查,避免電氣火災(zāi)。
防時的負(fù)荷容量,取較大者確定應(yīng)急發(fā)電機組的容量。由于酒店存在大量的一級負(fù)荷、消防負(fù)荷,通過負(fù)荷核算,發(fā)電機安裝容量達(dá)1200kW。柴油發(fā)電機在15s內(nèi)能應(yīng)急自起動,起動信號來自雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。發(fā)電機設(shè)置兩條出線回路,分別接入照明電和動力電應(yīng)急母排,照明電容量較大,采用了CCX3-Ⅱ-1600母排。應(yīng)急發(fā)電機系統(tǒng)圖如圖1所示。
由于先前提資應(yīng)急發(fā)電機組的容量為0kW,進(jìn)風(fēng)井和排風(fēng)井面積分別不小于3.7m2和2.8m2,進(jìn)排風(fēng)百葉面積不小于5m2和3.5m2(百葉有效面積系數(shù)取0.8),而施工圖確認(rèn)采用的發(fā)電機組是1200kW,進(jìn)風(fēng)井和排風(fēng)井面積分別不小于5.2m2和3.9m2,進(jìn)排風(fēng)百葉面積不小于6.5m2和4.8m2(百葉有效面積系數(shù)按0.8整定),風(fēng)井與百葉的面積與原方案階段提資相差甚遠(yuǎn),故建筑重新調(diào)整機房。
由于條件有限,根據(jù)進(jìn)排風(fēng)井和百葉面積大小,給建筑立面、景觀和毗鄰的其他專業(yè)設(shè)用房造成影響,成為該項目的技術(shù)難點之一。
(1)對于酒店和賓館,其應(yīng)急發(fā)電機按安裝容量的10%~20%估算是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因現(xiàn)代化的酒店,消防和一級負(fù)荷較多,實際工程容量估算應(yīng)適當(dāng)放大,且根據(jù)規(guī)范,酒店星級不同,一級負(fù)荷的要求也不同,設(shè)計時要區(qū)別對待。
(2)由于發(fā)電機功率較大,進(jìn)、排風(fēng)百葉面積也很大,設(shè)置是技術(shù)難點之一,選擇不合適,易影響酒店立面,在方案設(shè)計階段要充分考慮。
(3)變壓器容量和臺數(shù)設(shè)置合理,便于根據(jù)負(fù)荷情況、季節(jié)變化投入變壓器臺數(shù),降低變壓器空載率,減少損耗。
(4)由于現(xiàn)在甲方對設(shè)用房的占地面積要求較為苛刻,故變配電房面積提資中要充分預(yù)留空間。項目方案設(shè)計階段確定變壓器為4×800kVA,按4臺變壓器空間來確定變配電房空間;施工圖確定容量為2×1250kVA和1×1000kVA,盡管在容量上有出入,但對于變配電房無影響。但由3臺變壓器的空間重新整定為4臺變壓器空間,對變配電房的布置會產(chǎn)生影響。
(5)弱電井、強電井不宜過小。酒店配電復(fù)雜,電線電纜較多,電井空間要預(yù)留充分。尤其是弱電井,酒店的弱電設(shè)繁瑣,對弱電間有特別的要求。
(7)由于變配電房是通過結(jié)構(gòu)降板,達(dá)到凈高要求,電纜溝底標(biāo)高比配電房外要低,故在變配電房外設(shè)置截水溝和集水井,排水泵按消防負(fù)荷配電,同時做好防水處理和技術(shù)交底。
供配電系統(tǒng)設(shè)計就是采取一切合理、恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段,滿足各種用電設(shè)的不同用電要求,保證供電的安全和可靠,同時考慮技術(shù)與經(jīng)濟的統(tǒng)一。
雖然酒店工程供配電系統(tǒng)設(shè)計有一定難度,仍存在一些問題,但筆者相信,酒店建筑供配電設(shè)計是一個不斷優(yōu)化的過程,通過不斷實踐及總結(jié),酒店建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計也將更加成熟、完善。
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