智慧型的建筑电力系统设计研究

智慧型的建筑电力系统设计研究

摘要:智慧型建筑是更加具有前瞻性的新型建筑,它更加注重用户使用的方便性、安全性和实用性等,使住户有更舒适的入住体验。智慧型建筑相对于传统建筑更加人性化,它注重将人的衣食住行涵盖到设计理念,从源头开始规划,在材质、管线等中间过程与后期维护等建立连锁式关系,最终形成具有前瞻性且实用性高的智慧型建筑物,而智慧型建筑电力系统是要为智慧型建筑提供实现的可能性,电力、信息和空调设计等全方位的进行设计,最终使建筑成为智慧型建筑。

关键词:智慧型;电力系统;设计;研究

1基于智慧型建筑电力系统设计的相关要求

对每一个建筑物来说,供配电系统设计是整个建筑物在后期投入使用过程中能够安全高效的保障,尤其是对大型建筑来说,它对智慧型建筑建筑的重要性也不言而喻。建筑的许多功能需要供配电系统设计辅助实现,建筑的电负荷主要以一、二类负荷为主,用电设备的质量应该符合一定要求,对一些大型建筑来说,供配电线相对较长,因此每一根电线不可避免要造成更多的线路损耗及电压损失,那么为了减少这种损失,需要设计者根据实际情况来布置不同楼层的配电变压器。智慧型建筑的特点是更具有前瞻性、安全性节能性等,能够为用户提供更好的入住体验,建筑物能够包含更加多元化的因素,因此在进行智慧型建筑的供配电系统设计时,应该要将安全节能等因素作为主要参考因素。

1.1安全性

供配电系统对建筑的功能来说相当于它的动力,投入使用后直接影响使用者的体验,而供配电系统设计中一项重要的内容是电力设计。电力是保障建筑功能实现的能源基础,建筑从施工到使用到后期维护等所有的环节都离不开电力的支持,而电力是一把双刃剑为人们带来福利的同时也是危险品,安全问题可能会在电力使用过程中发生,而安全事故一旦发生势必会给建筑内人员或者财产造成不同程度的损害,甚至危及生命。因此,在智慧型建筑中要首先强调电力系统的安全性。

1.2节能性

随着社会文明的不断发展,节能环保也不断被推广,因此基于智慧型建筑的电力系统也应该重视节能环保问题。我国人口基数大,因此全国范围内来说每年的用电量较大,但是有相关调查显示我国的人均用电量超过世界平均水平,这就说明了我国在电力系统节能性上做的努力远远不够,智慧型建筑不仅要满足用户的入住需求,更要秉承国家的发展政策和趋势进行电力系统设计,在功能齐全、安全性高的同时更要强调节能环保。我国部分地区的电力资源相对匮乏,与此同时我国人口基数大,电力资源需求大,基于这样的基本国情,更要在电力系统设计过程中强调节能性,为我国节约电力资源,与世界节能环保的理念接轨。

1.3经济性

对建筑开发商来说每一笔开支都会对工程造价产生直接影响,建筑本身需要开支、人员和材料等都需要开支,那么,对电力系统的开支,事实上可以通过合理的设计做到一部分节约,线路的长短、多少等会对电力系统设计成本造成影响,另外对用户的平均用电量也会造成影响,如果在设计阶段能够尽可能避免线路过长可以有效为开发商和业主减少开支,也体现了基于智慧型建筑电力系统设计的经济性。

2电力整合系统设计

2.1电力接地系统

电力接地系统主要目的还是为了安全,配电线路和设备在经过长期使用或处于潮湿等环境下会出现绝缘劣化、线路老化、设备损坏等现象,而这些问题极有可能导致非带电的金属局部电位急剧升高,产生较高电压等,这些会对周围人员或其他设备、物件等带来危害,可能会引发火灾或爆炸事故给人员和财产造成不可逆转的伤害。为了防止此类事故的发生需要对这些设备进行接地装置,可以及时将电荷传递给大地,形成感应电荷的疏导回路避免安全事故的发生。

2.2功率因素改善

功率因素的改善主要从能源和经济两个方面进行考虑,具体有以下目的:①节省电力费用;②较少线路电流;③减少电路压降;④减少线路电力损失;⑤增加系统供电容量等。在电力系统运行过程中不可避免产生一些无效功率,也就是虚功率,虚功率不对外做功,但是会造成系统线路损失的突然增大。因此,在负载有效功率确定的情况下,应该尽可能采用并联电容器,以此来提高系统的功率因子,电容器能提供系统超前的无效功率,从而使系统的无效功率降低,最终减少线路电流实现功率改善的目的。

2.3电压降计算

电压降计算的主要目的是节约电力,同时也减少不必要的经济支出。有相关屋内线路规定:供应电灯、电热、电力或是混合负载的低压分路电压降不得超过该分路标称电压的3%;如果分路前有干线,那么干线电压不可以超过2%等;电力系统设计阶段应该对不同区域用电情况进行预估,然后计算所需容量,避免盲目设计造成电力资源的不必要浪费。

3基于智慧型建筑电力系统设计分析

3.1电力负荷的确定

基于智慧型建筑的电力系统一方面要注重安全性,前瞻性,最重要的是要注重实用性,所有的设计都要以实用为根本目的,不能空有其表。而电力负荷的确定是电力系统实用性的主要体现,智慧型建筑的规模和性质都应该作为电力负荷确定的影响因素,另外,还要结合当地的供电实际情况等因素共同决定。我国大部分建筑采用10kV电源,除非有特殊的用电需求可能会采用35kV或110kV电源,电源电力负荷对电源回路数有着直接影响,例如,电力负荷为1级时,进线供电需要两路独立电源,当电力负荷为2级时,进线电源则不要求独立。在电力负荷确定过程中要尽可能综合考虑各种因素的共同影响,确保电力系统可以安全高效地投入使用。

3.2供电电源的选择

供电电源为整个建筑的电力设备提供电力,供电电源的选择直接关系到后期建筑功能的实现。供电电源的选择可以从电力,电荷方面进行参考,另外,要结合电容量,用点设备,供电距离等各种因素综合考虑,设计人员在对所有相关因素进行综合分析以后进行供电电源的选择。

3.3变配电所的布置

变配电所的布置一般要以设备的负荷为基本依据,对于一些大型建筑通常需要配置规模较大的变电所,主要是因为大型建筑的用电设备负荷较大,主要为一二级负荷,对于大型建筑来说变配电所的位置一般在地下,并且尽可能靠近大型建筑的用电负荷。

3.4电压选择和电能质量

电压选择和电能质量主要是要强调对电压偏差的影响,这个在前文中功率因素的改善中也有涉及,通过电容器并联的方式对无功功率进行补偿,降低系统的无效功率,提高电能质量,为三项电荷平衡提供保障。

3.5备用电源和应急电源

备用电源和应急电源是为了防止一些突发状况的发生,使一些设备瞬间断电,可能会对设备造成损害或者使一些信息数据丢失等问题的出现。备用电源或者应急电源通常是柴油发动机组来发电。柴油发动机组的负荷要通过具体的计算获得,确保可以为用电设备提供所需电荷。另外,柴油发电机组提供电荷应该考虑到消防情况,在有消防情况和没有消防情况的条件下应该选择电源能量较大的一种,正常供电一旦发生中断,备用电源应该立刻启动,在最短时间内为用电设备供电,确保用电设备可以最快投入正常使用,同时,当日常供电恢复正常时机组能够自动退出。

3.6配电系统设计

基于智慧型建筑的配电系统设计要考虑楼层分布,对于不同楼层的供电通常采用分区树干式配电方式,这也不是唯一的配电方式,对一些容量较大的负荷区域会采用树干式和放射式相结合的方式。对一些大型建筑来说,地下室是电力负荷较大的区域,此时采用放射式比较适合,而从从配电房到建筑室的配电箱则建议采用树干式配电方式。值得注意的是树干式配电方式的配电箱一定要带有保护开关,放射射系统的配电箱则是要选择隔离开关。

4电力系统建材智能型规划

4.1智能型系统规划

电力系统的构成离不开各种电力设备,首先是基础设备:电信总配线架、光终端配线架、电信保安接地设备、总接地箱、公共BA监控设备等,其次是辅助设备门禁系统设备、广播系统设备、对讲系统设备和监视系统设备等,电力系统的种类和数量都比较多,因此,要在电力系统布置之前进行合理规划,确保每一项设备都可以放在其该在的位置。电力系统的整体规划要以建筑物基础数据面积为基本依据,同时对每层楼层地板面积、总楼地板面积进行详细了解,然后再根据相关部门的技术规定进行机房面积计算。基于智慧型建筑的电力系统一般分为两大类:电话系统和电视共视系统。电话系统通常由电信室总配电箱为起始点,然后通过配电管和电缆线到楼梯间主配线箱,接着可以通过水平配线到达用户房间内所需位置。对电视共视系统起始点依然是电信室总配线箱,通过楼梯间的主配线箱以多模光纤水平配线至住户宅内配线箱,也就是所谓的光纤到户。电视动视系统还可以通过屋顶电视天线为起点,经过放大器到不同楼梯间的电视箱,再通过分歧器到达每一个用户。电力系统为建筑内所有用户提供电视、电话和网络系统,确保每一个用户都可以稳定安全地享受这些系统带给他们的优质服务,这就要求设计者在前期设计规划阶段要具有前瞻性,并且确保每一种系统都具有扩充性。

4.2电力供应方式设计

基于智慧型建筑的电力系统电力供应方式主要从以下方面进行,首先,在前期规划时要加入宽带网落加值性服务,提高建筑物本身的定位,并提高它的使用价值;其次,为建筑提供250MHz的宽带化环境,为宽带网络未来的整体规划和配置提供更多可能性和扩充性;电力系统中应该包含语音和数据与视讯能够整合到一起的星状架构配线系统;接着是要规划Internet ready与Intranet ready的完美建制;然后是对客户需求的满足,不管是内部网络系统还是无线网络系统都要覆盖全面,确保每一位用户对网络都可以有满意的入住体验;再然后是每一个住户宅内都应该配有配线箱,网络和电信需求全方位的为住户提供;最后一点也是最重要的一点,就是基于智慧型建筑的电力系统必须是具有完善的物业管理维护者和客户都比较合适的配线标示管理系统。

5结语

智慧型建筑就是要在传统建筑的基础上满足客户的基本用电需求的同时,能够更好地为客户提供全方位的电信网络等服务,对新型的建筑来说电力系统是建筑内不可缺少的部分,也是人们生活离不开的一部分,智慧型建筑以其前瞻性、扩充性和实用性等诸多优点为人们生活带来更佳舒适的体验,也给设计者提出了更多要求,对电力系统设计与实施者来说也是新的挑战。本文针对基于智慧型建筑电力系统中的一些问题进行了一些简要分析和阐述,希望能为未来的智慧型建筑电力系统设计提出一些有参考意义的建议。

参考文献:

[1]李立.基于智慧型的建筑电力系统设计[J].科技创新导报,2011(30):23-23.

[2]陆勇.基于民用建筑负荷供电系统设计的探究[J].科技与生活,2010(19):13-13.

[3]玉泽标.超高层建筑供配电设计研究[J].建筑知识,2016(06).

作者:王莲花 单位:包头职业技术学院