于如珊

（利盈電機(jī)電工程（上海）有限公司，上海 20021）

1 引言

電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化建設(shè)施工，為現(xiàn)場施工提出有建設(shè)性的指導(dǎo)意見，節(jié)省人力資源，物料資源，為投資方實(shí)現(xiàn)最大程度的成本降低，為項(xiàng)目運(yùn)作提供有效的質(zhì)量保證，本文以尚嘉中心為例，對(duì)高層建筑的供配電中的負(fù)荷等級(jí)選擇、供電電源、設(shè)備斷路器、電纜的設(shè)計(jì)選型等，多個(gè)角度出發(fā)，探討設(shè)計(jì)施工階段，各方案技術(shù)性，經(jīng)濟(jì)性的比選，加深對(duì)電氣工程設(shè)計(jì)的理解，更好地運(yùn)用于其他項(xiàng)目中，并致力于解決工程項(xiàng)目中的各種疑難問題，使項(xiàng)目功能得以實(shí)現(xiàn)和增值。

2 工程概況

尚嘉中心，其結(jié)構(gòu)是框筒結(jié)構(gòu)，商業(yè)用途，5A甲級(jí)寫字樓。28層樓高的建筑面積合計(jì)約為14萬平方米。內(nèi)部裝修部位為每層的公共區(qū)域，辦公樓層的辦公區(qū)域。

3 負(fù)荷分級(jí)及供電電源

3.1 負(fù)荷等級(jí)

該項(xiàng)目是一類高層民用建筑，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，本工程負(fù)荷等級(jí)如下：一級(jí)負(fù)荷有：消防類負(fù)荷、戰(zhàn)時(shí)人防類負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷有：商場自動(dòng)扶梯、商場各種冷柜等。三級(jí)負(fù)荷有：普通照明插座、普通空調(diào)機(jī)組等。

3.2 供電電源

上海力仕鴻華項(xiàng)目35kV/10kV變電站,由供電部門提供二條獨(dú)立線路的35kV電纜線路對(duì)其供電,內(nèi)部裝設(shè)二臺(tái)35/10kV-12500kVA主變 (主變裝設(shè)容量已包括預(yù)留需要的用電量)，本期10/0.4kV配變共裝設(shè)(10*2000KVA)35kV的供電進(jìn)線電網(wǎng)為接地系統(tǒng),下有電纜夾層,夾層內(nèi)，電纜經(jīng)由角鋼支架平鋪敷設(shè)。10/0.4kV低壓配電室（4*2000kVA）設(shè)在地下三層(B3)。新建35/10kV的變電站,供電35kV進(jìn)線通過豎井進(jìn)入設(shè)在地下一層 (B1)的35kV開關(guān)室下的電纜層，站內(nèi)的35kV、10kV電氣設(shè)備均采用下進(jìn)下出方式聯(lián)絡(luò)。

4 設(shè)備的斷路器、電纜設(shè)計(jì)選型

以冷凍機(jī)房低壓制冷機(jī)組設(shè)備為例，如下圖1所示：

圖1 冷凍機(jī)房低壓配電柜放射式干線系統(tǒng)圖

4.1 斷路器的選型

4.1.1 設(shè)備負(fù)荷的計(jì)算：

低壓制冷機(jī)組額定功率Pe為142kW,采用需用系數(shù)法對(duì)設(shè)備進(jìn)行計(jì)算。

式中，Pjs——有功負(fù)荷計(jì)算值，千瓦；Ijs——計(jì)算電流，安；Kx——利用系數(shù)；Pe——用電設(shè)備的額定容量，千瓦；Ux——線電壓，伏；COSφ——功率因數(shù)。

4.1.2 斷路器的選型原則

過電流脫扣器額定電流In應(yīng)大于或等于線路的計(jì)算電流Ijs,小于或等于斷路器的殼級(jí)額定電流Iu。根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》，斷路器的額定電流，應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境溫度進(jìn)行修正，按其額定電流的85%選用[2]。85%In≥Ijs,即In≥1.2Ijs斷路器的額定電壓大于或等于線路的額定電壓。

4.1.3 斷路器的選型

設(shè)備為制冷機(jī)組，線路額定電壓為380V，故選擇3P三相斷路器。由Ijs=287A,可知斷路器殼架電流為400A或630A。In≥1.2Ijs=1.2*287=344A，In額定電流整定為400A。因此，可選殼架為400A或630A，過電流脫扣器額定電流400A的斷路器。

4.2 電纜的選型

4.2.1 按允許溫升選擇截面

為保證電線電纜的實(shí)際工作溫度不超過允許值，按敷設(shè)方式、環(huán)境條件確定的導(dǎo)體載流量，應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流。且根據(jù)規(guī)范要求：Ijs

式中，Ijs——線路的計(jì)算負(fù)荷電流；In——過電流脫扣器額定電流；Iz——導(dǎo)體允許的載流量。

根據(jù)環(huán)境40℃溫度,敷設(shè)方式為槽式橋架內(nèi)單層敷設(shè)，查表得校正系數(shù)分別為T=0.87和I=1。其中T為溫度校正系數(shù)，I為敷設(shè)方式校正系數(shù)。

以下進(jìn)行對(duì)電纜導(dǎo)體允許載流量的計(jì)算：0.5*0.87*Iz>In

Iz>In/0.5/0.87=400/0.76/0.87=604A

查表得，各電纜導(dǎo)體允許載流量在40℃許用載流量如下：

WDZA-YJY-3*240+2*120mm2在40℃許用載流量為550A。

WDZA-YJY-3*300+2*150mm2在40℃許用載流量為640A。

根據(jù)計(jì)算得出，Iz>604A，因此選用WDZA-YJY-3*300+2*150 mm2電纜。

4.2.2 按電壓損失校驗(yàn)截面

ΔU%=Ijs*l*R/380

式中，ΔU%——線路電壓損失百分比（%）；Ijs——線路的計(jì)算負(fù)荷電流(A)；l——各負(fù)荷點(diǎn)至線路首端部分線路長度（km)；R——電壓降值（mV/A/m）

已知，Ijs=287A，l=24m（根據(jù)圖紙測量為依據(jù)），R=0.19mV/A/m(由電纜廠商提供的WDZA-YJY-3*300+2*150mm2壓降值為依據(jù)），進(jìn)行電壓降的計(jì)算，且根據(jù)規(guī)范有要求低壓配電線路的電壓損失不宜超過5%，電壓降計(jì)算如下所示：ΔU%=Ijs*l*R/380=0.34%。計(jì)算得出，ΔU%=0.34%<5%，因此WDZAYJY-3*300+2*150mm2電纜選型合格。

5 橋架的設(shè)計(jì)選型

在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，我們往往忽視對(duì)橋架設(shè)計(jì)選型的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)偏小不符合國家規(guī)范，設(shè)計(jì)偏大，容易造成材料的浪費(fèi)，不經(jīng)濟(jì)。因此以下以冷凍機(jī)房電纜的橋架設(shè)計(jì)為例，規(guī)范整個(gè)過程。

電纜橋架型號(hào)表示方法:XQJ-形式-類別-規(guī)格

槽式橋架寬度A，算法如下：A=n1d1+n2d2+n3d3+......

式中：d1、d2、d3......為各電纜直徑；n1、n2、n3......為相應(yīng)電纜直徑的根數(shù)；

注：電纜是相鄰緊貼排列

電纜的總截面積：S0=n1π(d1/2)2+n2π(d2/2)2+...

需要的槽式橋架橫截面積：S=S0/20%

(根據(jù)規(guī)范要求，線槽內(nèi)的總截面不應(yīng)超過線槽內(nèi)截面的20%）

電纜槽式橋架凈高：H=S/A

以圖1中本次項(xiàng)目冷凍機(jī)房電纜槽式橋架設(shè)計(jì)選型為例，根據(jù)容量計(jì)算電纜規(guī)格，分別如下表所示：

表1 冷凍機(jī)房電纜規(guī)格參數(shù)表

槽式橋架計(jì)算式：

表2 槽式橋架計(jì)算表

表3 XQJ-C直通橋架選型表

直通橋架選型表：

因此，根據(jù)橋架計(jì)算式中得出的數(shù)據(jù)，寬度A=318.2mm H=194.6mm

直通橋架選型規(guī)格宜為:型號(hào)XQJ-C-01A-10(400*200)。

6 照明設(shè)計(jì)

隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國建筑機(jī)電系統(tǒng)的建設(shè)有了長足的進(jìn)步，對(duì)建筑機(jī)電節(jié)能和工程管理提出了越來越高的要求，燈具方案，控制方式的選擇，對(duì)機(jī)電節(jié)能起著極度關(guān)鍵的作用

本次項(xiàng)目采用T5飛利浦燈具，相比于早期的T10，T8的燈具，當(dāng)下最新的熒光燈的發(fā)光效率更高，而且制造過程的材料消耗也大大降低，可稱得上是綠色照明產(chǎn)品。另外采用智能照明系統(tǒng)，對(duì)照明進(jìn)行節(jié)能控制。以本次項(xiàng)目中標(biāo)準(zhǔn)層辦公照明設(shè)計(jì)為例：

6.1 照明計(jì)算

辦公室長度和寬度分別為14m和10m，面積為140m2,工作面高度為1m，頂棚高3m，燈具吸頂安裝。采用吸頂式2*35W三基色高效節(jié)能熒光燈照明，根據(jù)規(guī)范要求辦公室照度需達(dá)到300lx以上[3]。第一步，確定室形指數(shù)i。

式中，i——室形指數(shù)；h——計(jì)算高度（m）；a——房間長度（m）；b——房間寬度（m）

第二步，確定采用裸熒光燈，通過頂面、墻壁的材質(zhì)顏色，分別確定反射比Pt，Pq，并通過已知的i室形指數(shù)，確定Ku（利用系數(shù)），根據(jù)環(huán)境確定k（維護(hù)系數(shù)）。

查表得，Pt=0.5，Pq=0.5

因i=2.9,故查表得，Ku=0.57,辦公室屬于清潔環(huán)境，故查表得，K=0.8

第三步，根據(jù)照度要求，確定燈具數(shù)量。

通過計(jì)算得出所需燈具數(shù)量為18套。

式中，Eav——平均照度，按照國家規(guī)范，辦公室要求平均照度為300Lx；φ——光通總量,35W三基色高效節(jié)能熒光燈光源特性，光通量為φ=2600lm，燈具采用2*35W，光通總量為2*2600=5200lm；N——燈具數(shù)量；Ku——利用系數(shù)；k——維護(hù)系數(shù)；S——房間面積；

第四步，根據(jù)節(jié)能規(guī)范的要求計(jì)算功率密度指標(biāo)是否符合要求。

辦公室的功率密度為2*35*18/14*10=9（瓦/平方米)≤9（瓦/平方米)，符合節(jié)能規(guī)范要求，故燈具數(shù)量可行。

6.2 照明智能控制系統(tǒng)

6.2.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的具體要求

第一，樓面實(shí)現(xiàn)照明的完全自動(dòng)感應(yīng)控制，通過現(xiàn)場實(shí)際光照強(qiáng)度，與設(shè)定值的相互比較，控制照明供電的通斷，高效合理。

①光感探頭控制。②樓層靠窗4.5m左右分布若干照度感應(yīng)探頭。③開放區(qū)域均布移動(dòng)感應(yīng)探頭，為防止誤操作，使用紅外和超聲波雙技術(shù)。④會(huì)議室、辦公室、培訓(xùn)室照明由移動(dòng)感應(yīng)探頭控制。

第二，和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)相比，能減少燈光能耗35%。

6.2.2 系統(tǒng)控制方式

第一，動(dòng)靜探測器控制。人來燈亮，延時(shí)一段時(shí)間；人走燈滅。

第二，光感探頭控制。光感探頭收集房間內(nèi)的光照強(qiáng)度信息，并且與控制器中設(shè)定的規(guī)定亮度進(jìn)行比對(duì)，若區(qū)域內(nèi)照度值大于設(shè)定值，則該區(qū)域內(nèi)的燈具不會(huì)被點(diǎn)亮；若區(qū)域內(nèi)照度值小于設(shè)定值，則自動(dòng)亮燈。該種控制方式，既為人們提供了便捷的控制方式，也極大程度地為大樓節(jié)約能源，為建設(shè)方帶來了相應(yīng)的收益，可謂是一舉多得。

7 結(jié)語

為滿足行業(yè)中對(duì)機(jī)電技術(shù)方面日益提高的要求，以及國家對(duì)節(jié)能產(chǎn)品及節(jié)能措施的積極響應(yīng)，深入探討了建筑機(jī)電設(shè)計(jì)各方面的內(nèi)容，從相關(guān)國家政策的、法規(guī)等要求的合規(guī)性出發(fā)，從筆者的角度，對(duì)設(shè)備材料的設(shè)計(jì)選型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終使得整個(gè)工程得以順利實(shí)施。