- 收藏
- 加入书签
民用建筑电气设计中负荷统计及计算的几个常见问题分析
摘要:民用建筑电气设计中,最为基础也最为重要的当属电气负荷统计与计算,随着建筑型式的多样化,电气负荷类型也是形形色色,负荷统计与计算看似简单,实则直接关系到电能损耗、无功补偿、电缆选择,关系到变压器、柴油发电机等的选型,也直接影响到电气安全,笔者从业10年,在过去的设计中也犯过种种错误,也从其他设计图纸中看见了种种问题,在此对几个常见的问题进行分析,期望能与其他设计师共同探讨学习,能为自己和他人在今后工作中起到一定的作用。
关键词:负荷统计;负荷计算;需要系统;同时系数
民用建筑电气设计中,首先面对的就是电气负荷等级的确定与负荷计算,建筑型式的多样化也带来了多样化的电气负荷,电气负荷直接关系到电能损耗、无功补偿、电缆选择,关系到变压器、柴油发电机等的选型,可谓是重中之重,笔者在此将几个常见问题进行分析,期望能与其他设计师共同探讨学习。
首先我们来看几个概念,首先是我们最先面对到的额定功率PN,这个是我们可以直接获取到的功率,也就是我们能从说明书或铭牌上直接获取到的功率,例如照明灯具的灯泡或灯管的功率,水泵铭牌上的功率,但额定功率不是我们最终用到的功率,实际计算中用的是计算负荷Pc或Pjs,Pjs是一个假想虚拟的持续负荷,是按发热等效的负荷,一般是按照半小时进行等效,那么知道PN如何得到Pjs了,这就需要另一个概念设备负荷Pe,Pe就是将我们常用的非持续性负荷转换为持续性负荷的中间过程,他们的关系可以用Pe=PN*这个公式解决。对于非旋转型设备Pe=PN,对于动力设备等旋转设备Pe就不一定等于PN,查验“民用建筑电气设计标准”P205~206,在我们民用建筑中最常遇到的动力设备中消火栓泵最少持续运行时间2小时以上,喷淋泵最少持续运行时间1小时以上、消防风机最少持续运行时间至少0.5小时以上,这些负荷都可以按持续负载统计,但是电梯、普通排污泵、普通风机就不是持续负载了,在配电手册第四版中阐述,“交流电梯通长按短时工作制”,在“通用用电设备配电设计规范”P58中叙述“应按设备容量向电梯供电,电梯的设备容量应为电梯电动机额定功率加上附属”,这两种不同表述似有矛盾,其实不然,笔者经分析对比认为前者是在介绍变压器、发电机容量选型时的负荷统计原则,后者介绍的是电梯配电电缆选择和保护开关选型依据,这样理解也就能和“建筑电气常用数据手册”P3-23对应上了,配电手册中说到交流电梯情况应按较轻=15%、频繁=25%、特重=40%考虑,这个比例对比厂家铭牌偏小了,笔者认为住宅楼、办公楼、教学楼都可以按=60%计算,医院、商业等公共建筑可以分别按=70%考虑,当然厂家铭牌有标注的按铭牌;对应与民标的叙述,设计时应注意,如果电梯铭牌上是连续工作制IN=1.4*PN/380*,如果铭牌上是0.5小时工作制,或1小时工作制,IN=0.9*PN/380*,一般都是按0.5或1小时工作制标注的,的取值在新版数据手册中取消了取值范围,笔者查阅厂家样本和数据手册,可以按0.8选取;对于普通排污泵、普通风机,没有规范、手册依据支持加之额定功率一般都是几个KW,且统计时按1起火灾,按PN计算对结果影响不大。
其次我们再来看看负荷统计的原则,经常我们会遇到好多设计师不分情况将所有负荷加起来或者是将消防负荷的需要系数全部取1的情况,总结配四和民标,负荷统计原则可以按以下几条:1)消防负荷加火灾时不切除的非消防负荷(如安防监控电源、UPS电源)和火灾时切除的非消防负荷比较,哪个大就按哪个做总负荷,2)如果是非消防负荷容量大,计算时还应加上消防控制室容量、消防电梯容量和部分应急照明容量,这三个容量是很容易遗忘的,3)不可能同时出现的负荷只按大者取,如板换机房和制冷空调容量,选大者计入,4)备用设备和检修设备电源不计入。其中消防负荷的统计原则也是最困扰我们设计师的内容,笔者在此进行分析,期望能与各位同仁共同探讨,首先我们遇到的绝大多数项目(人数小于5万人)都是按1起火灾考虑,这个是在“消防给水及消火栓技术规范”中明确了的,1起火灾也就是说1个小区我们按最大1栋建筑考虑,对于消防泵、消防控制室这些都是全小区共用的,也是自动灭火所必须的,肯定是要统计在内,1栋主楼加共用消防负荷这个情况很容易计算,但是我们现在遇到的许多都是大地下室连通多栋楼,这个情况就容易让人迷糊,在民标条文说明里叙述到,这种情况应“按全部主楼的消防负荷乘以同时系数,各楼都有加压风机时,按最大塔楼容量选择”,这个表述更让人摸不着头脑,同时系数怎么取又没有明确,1000kW在同时系数取0.1和0.2的差距还是相当大的,再者,加压风机本来就是消防负荷,前后表述也矛盾,笔者结合民标正文内容和条文说明认为按下述原则统计较为合理:1)对比各单体消防负荷容量哪个大(包括主楼正投影地下室消防负荷,2)地下车库按某一防火分区加相邻几个防火分区消防负荷选大者,3)将1)、2)原则选大再加上消防泵、消防控制室容量。
我们再来看看变压器选型时的系数选取,绝大多数人混淆了同时系数KP(无功对应Kq)和需要系数Kd的区别,常常听人说变压器选取时需要系数取大了或取小了,这是错误的,变压器选择后可以反算出假想的综合需要系数,但肯定是不能凭经验先选Kd再算变压器容量,只有同类设备才有一个共同的需要系数,可以参考数据手册或配四,笔者总结了几个原则供参考,1)末端配电箱一般都是按同类负荷设箱,需要乘以Kd,2)层配电箱或区配电箱要乘KP,KP一般取0.8~0.9(Kq一般取0.93~0.97),3)最后的统计容量再乘KP(无功乘以Kq)得到总的有功Pjs,4)上述原则计算的无功减去补偿容量得到总的无功功率Qjs,得到Sjs,5)统计变压器损耗,一般按有功损耗ΔP=0.01Sjs和无功损耗ΔQ=0.05Sjs取值,6)最后用Pjs+ΔP和Qjs+ΔQ计算Sjs,再除以变压器负载率就可得到变压器容量。
最后我们看一下消防负荷的负荷等级问题,民标附录A注2让有些设计师误以为,消防负荷也是按建筑中最高负荷确定,例如医院有特别重要负荷,消防负荷也就按特别重要负荷选取,这是错误的,附录A注2的表述中消防负荷是条件,不能将条件错当结果用,消防负荷定级是按建规P128页确定,最高到一级负荷。
负荷统计及计算是民用建筑设计中最基本的也是影响最大的,规范、手册的规定不确切导致计算结果差别大,期望笔者能抛砖引玉,能有好的观点分享 。
参考文献:
[1]“《工业与民用供配电设计手册》第四版”
[2]“《建筑电气常用数据手册》19DX101-1”
[3]“《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019”

京公网安备 11011302003690号