淺談辦公樓電氣設計摘要：隨著科技進步，現代建筑中電氣系統在整個建筑物中的重要性越來越明顯,辦公樓的電氣設計除了要滿足正常工作需要外，還要本著安全節能的原則為相關人員提供一個安全、方便和舒適的工作環境。本文將圍繞“人性化、智能化、節能”的理念，從供電系統、電氣照明、智能化系統、綜合布線等方面對辦公樓電氣設計進行探討。關鍵詞：供電系統 電氣照明 智能化系統 綜合布線隨著時代的進步科技的發展，現代辦公樓逐漸向著智能化發展，即主要由建筑自動化系統（BAS）、辦公自動化系統（OAS）、信息通信系統（CAS）三個系統組成，并利用計算機網絡技術、通信技術將此三個系統進行系統集成。故此現代辦公樓電氣技術是以電能、電子、電器設備及電氣技術為手段來創造、維持和改善人們工作環境的電、光、聲、冷和暖環境的一門跨學科的綜合性的技術科學。現代辦公樓的電氣設計不再只滿足于簡單的照明和動力，而是正在走向人性化、智能化，怎么樣才能使建筑物更安全可靠，最大化的發揮使用價值乃至于更能最大限度的節能，是現在電氣設計中重點考慮的問題。本文將從供電系統、電氣照明、智能化系統、綜合布線方面針對現代辦公樓電氣設計中涉及到的人性化、智能化、節能問題進行探討分析。（辦公樓電氣設計內容如圖1所示）辦公樓電氣設計切換有線電視系統公共廣播系統消防廣播圖1消 防弱 電強 電供電系統電氣照明防雷接地系統火災報警系統聯動控制系統監控系統綜合布線系統弱電線路敷設 1供電系統1.1供電方式1.1.1現代辦公樓對供電的要求（1）保證供電的可靠性根據現代建筑得特點應根據負荷的性質和大小、外部電源情況、負載與電源之間的距離，確定電源的回路數。應對負載進行合理分析劃分級別，以便正確的設計供配電系統。除了具有外部電網可靠電源外還應備有應急電源，主要保證消防和事故照明供電。根據負載情況確定兩回路電源還是一用一備。（2）滿足電源的質量要求穩定的電源質量是用電設備正常工作的根本保證，電源電壓的波動、波形的畸變，多次諧波的產生都會對現代辦公樓的用電設備性能造成影響，對計算機及其網絡系統產生干擾，導致降低使用壽命，使控制過程中斷或造成中斷。所以應采取措施減少電壓損失，防止電壓偏移，抑制高次諧波。（3）減少電能損耗1.1.2供電方案（1）兩路高壓電源，正常時一用一備，即當正常工作電源事故停電時，另一路備用電源自動投入（兩路電源可以互為備用）。此方案可以減少中間母線聯絡柜，對節省基建投資和減少高壓配電室建筑面積均有利。（2）兩路電源同時工作，當其中一路故障時，由母線聯絡開關對故障線路供電，此方案增加母線聯絡柜和電壓互感器柜，于是變電所面積增加了。（3）我國目前最常用的主接線方式為兩路10KV獨立電源供電，變壓器低壓側采取單母線分段的方式。兩路電源互為備用方式，若供電線路和變壓器均按100備用選擇設備條件下，供電可靠性較高，但會出現電費過高問題，而從節能角度由于正常運行時線路和變壓器損耗均較低也是有利的，但要增加一些初期投資。1.2負荷計算1.2.1用電負荷分類（1）保安型負荷保證大樓人身安全及智能化設備安全、可靠運行的負荷。有消防電梯、消防水泵、正壓送風機、排煙風機、應急照明、消防控制系統、BA系統及其他一些智能系統。（2）保障型負荷保障大樓運行的基本設備負荷。有工作區照明、插座、生活水泵、電梯等。（3）一般負荷除上述負荷外如：一般電力、照明、空調設備、冷水機組、鍋爐等。1.2.2負荷等級劃分現代建筑用電設備負荷的劃分等級負荷名稱等級基本措施消防泵、噴淋泵、消防電梯等設備一雙電源末端自切主要業務用的計算機設備一雙電源末端自切及UPS電源管理用的計算機設備一雙電源末端自切及UPS電源通信設備一雙電源末端自切及UPS電源重要機房、辦公用房、應急照明等一雙電源末端自切及自帶蓄電池客梯電源二雙電源供電空調設備三表11.2.3負荷計算負荷的計算方法有需要系數法、負荷密度發、單位指標法等。由于需要系數法比較比較便利，因而廣泛使用，低壓母線上的負荷計算多采用需要系數法。計算電流: 用電設備組計算負荷： 配電干線計算負荷 式中 -同時系數 -需要系數 Q-用電設備組無功功率（kvar） P-用電設備組有功功率（kW）1.2.4在設計時往往考慮各方面的不利因素，防止將來用電不夠，目前國內許多建筑的變壓器實際運行負載率較低，造成設備投資的浪費。1.2.5現代建筑辦公區的用電設備主要為電腦、傳真機、復印機等，用電負荷密度根據等級而定（1）甲級容量按60VA/m2，插座按20個/m2。（2）乙級容量按40VA/m2，插座按15個/m2。（3）丙級容量按30VA/m2，插座按10個/m2。1.3配電網絡 低壓配電網絡，是指從終端降壓變電所的低壓側到用戶內部低壓設備的電力線路，其電壓一般為380/220V。1.3.1配電系統的電壓等級一般不超過兩級。為便于維修，多層建筑宜分層設置配電箱，每 套房間宜有獨立的電源開關。單相用電設備應適當配置，力求達到三相負荷平衡。1.3.2用電質量要求。低壓配電線路應當滿足用戶用電質量的要求。電能質量主要是指電壓和頻率兩個指標。電壓質量是看加在用電設備端的網絡實際電壓與該設備的額定電壓之間的差值，差值越大，說明電壓質量越差，對用電設備的危害也越大。電壓質量除了與電源有關以外，還與動力、照明線路的合理設計關系很大，在設計線路時，必須考慮線路的電壓損失。一般情況下，低壓供電半徑不宜超過250m。電能質量的頻率指標我國規定工頻為50Hz，是由電力系統保證的。它與照明、動力線路本身無關，但超過了規定值，將影響用電設備的正常工作。1.3.3考慮發展。從工程角度看，低壓配電線路應當力求接線簡單、操作方便、安全，具有一定的靈活性，并能適應用電負荷發展的需要。其它要求。操作、維護方便。盡量節省有色金屬的消耗量，同時，配電系統的電能損耗盡可能小，運行費用盡可能低。1.3.4接線形式 配電網絡主要有三種接線形式，即放射式、樹干式和混合式（1）放射式 放射式接線方式中各負荷獨立受電，發生故障時互不影響，供電可靠性較高。但由于放射式接線占用的低壓干線較多，有色金屬消耗也較多，致使投資費用相應增加。因此放射式一般用于容量大、負荷集中或重要的用電設備。（2）樹干式 樹干式供電線路與放射式比較，具有結構簡單、投資費用和有色金屬較省的優點，但在供電可靠性方面不如放射式。因此樹干式供電線路多用于一般負荷。（3）混合式放射式與樹干式的混合供電線路稱為混合式，這種接線方式可以根據負荷的布置、容量、線路走向等綜合1.4節能1.4.1 變壓器設備的選擇變壓器設備的選擇，重點考慮減少變壓器的有功功率損耗。變壓器應選用節能型的，如S9、SL9及SC8等型號的油浸變壓器或干式變壓器，它們都是采用優質冷軋取向矽鋼片，由于“取向”處理，使矽鋼片的磁場方向接近一致，以減少鐵芯的渦流損耗；450傾斜接縫結構，使接縫密合性好，以減少漏磁損耗。為減小變壓器損耗，當容量大而需要選用多臺變壓器時，在合理分配負荷的情況下，盡可能減少變壓器的臺數，選用大容量的變壓器。例如需要裝機容量為2000kVA，可選2臺1000kVA，而不選4臺500kVA，因為選用前者可節能。在變壓器設備選擇中。能掌握好上述二點要求。即滿足了節約能源、經濟合理的原則。1.4.2導線截面的合理確定線路上的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只有減小線路電阻。線路電阻與電導成正比，與線路截面成反比，與線路長度成正比，因此減少線路的損耗應從以下幾方面入手：（1）應選用電導率較小的材質做導線。銅芯最佳，但又要貫徹節約用銅的原則。因此，在負荷較大的高層建筑中宜采用銅導線。（2）減小導線長度。首先，線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導線長度；其次，低壓線路應不走或少走回頭線，以減少來回線路上的電能損失；第三，低壓配電室應*近豎，而且由低壓配電室提供給每個豎井的干線，不至于產生支線沿著干線倒送的現象。亦即低壓配電室與豎井位置的布局上應使線路都分向前送，盡可能減少回頭輸送電能的支線。（3）增大導線截面。首先，對于比較長的線路，除滿足載流量、熱穩定、保護的配合及電壓損失所選定的截面，再加大一級導線截面，所增加的費用為M，由于節約能耗而減少的年運行費用為m，則M/m為回收年限，若回收年限為幾個月或一、二年，則應加大一級導線截面。一般導線截面小于70mm2，線路長度超過100m的增加一級導線截面比較容易實現上述條件。其次，利用某些季節性負荷的線路，這些用戶不用時，可提供給常期用戶作供電線路使用，以減少線路和電阻。在設計中，認真落實上述三條措施，就可減少線路上的能量損耗，達到線路節能的目的。1.4.3 提高系統的功率因數提高系統的功率因數，減少無功在線路上傳輸，以達到節能的目的。前項RP2/UL2為線路上傳輸有功功率而引起的功率損耗，后項RQ2/UL2為線路上傳輸無功功率而引起的功率損耗。有功功率是滿足建筑物功能所必須的，因此是不可變的。系統中的用電設備，如電動機、變壓器、線路、氣體放電燈中的整流器都具有電感，會產生滯后的無功，需要從系統中引入超前的無功相抵消，這樣超前的無功功率就從系統經高、低壓線路傳輸到用電設備，在線路上就產生了有功損耗，而這部分損耗是可以改變的。2電氣照明2.1照明系統2.1.1正常照明系統（1）一般照明：不考慮特殊局部的需要，為照亮整個場地而設置的照明系統，燈具規則布置，并能達到一定的水平照度均勻度。（2）分區一般照明：根據需要，提高特定區域照度的一般照明，燈具相對集中地均勻布置在某些主要區域。（3）局部照明：為滿足某些部位的特殊需要，在較小的范圍或有限的空間內，用距離觀看對象近的附加燈具形成的照明。2.1.2應急照明系統：疏散照明、安全照明、備用照明2.2照明計算通過計算可以求出達到照度標準所需要的燈數和燈功率，也可以根據已確定的燈數和燈功率驗算室內平均照度或某一點的照度。3種基本方法：利用系數法、單位容量法、逐點計算法。各類型辦公室單位面積照明用電密度參考值使用空間類型活動型態容許單位面積照明用電密度UDP/（W/m2）小型辦公室面積小于84 m2，內無輕隔板、或其輕隔板與天花板間距小于1.37m閱讀、打字及檔案處理空間繪圖空間會計工作空間19.3827.9922.6大型辦公室面積大于84 m2，其輕隔板與天花板間距小于1.07m與1.37m閱讀、打字及檔案處理空間繪圖空間會計工作空間19.3831.2222.6小型辦公室面積小于84 m2，其輕隔板與天花板間距大于1.37m閱讀、打字及檔案處理空間繪圖空間會計工作空間23.6836.629.062.3設計要求對長時間連續工作的辦公室、閱覽室、計算機顯示屏等工作區域，宜控制光幕反射和反射眩光。 在頂棚上的燈具不宜設置在工作位置的正前方，應設置在工作區的兩側，并使燈具的長袖方向與水平方向視線相平行，以便減少光幕的反射和反射眩光。視覺作業的臨近表面以及房間內的裝修表面應采用無光澤的裝飾材料。2.4節能（1）采用高效光源。白熾燈過去用得最廣泛，因為它便宜，安裝維護簡單，它致命的弱點是發光率太低。因此，目前常被各種發光率高，光色好，顯色性能優異的新光源取代。（2）盡量利用自然采光，接近室外部分的建筑面積，應將門窗開大，采用透光率較好的玻璃門窗，以達到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的這部分照明，可采用按照度標準檢測現場照度，進行燈光自動調節。（3）對氣體放電燈，采用燈光無級自動調節，即調節燈絲從而達到調光的目的。但其代價太高，在工作照明中采用這種調光方案是不可取的。照明節能中，除了滿足照度、光色、顯色指數外，應采用高效光源及高效燈具，對能利用自然光部分的燈具或可變照度的照明采用成組分片的自動控制開停方式，可達到照明節能的效果。3智能化系統 設置計算機、數字交換機、局域網等通信網絡將各個終端器、各種設施連接起來，共享所積累的數據資源，傳遞和處理信息。用計算機、電視電話、建筑物控制管理裝置、安全系統控制裝置的接口實行標準化。這樣的功能有機的結合起來就組成了智能化系統，此類建筑就叫做智能化建筑。3.1建筑物自動化功能（1）自動運行控制：包括空調設備、照明設備、電力設備、備用電源設備等的最佳運行控制，以及包括衛生設備在內的各種系統的節省勞力、節約能源、節省資源、高效運行。（2）安全性：應設置火災等監測和報警系統、疏散誘導系統、防排煙系統、滅火系統、監控系統、門禁系統等關系到生命財產的防火、防盜等功能。3.2遠程通信功能（1）外部通信處理：通信線路除了原有局線之外還有通過同軸電纜、光纜等與外部相連的有線系統，以及微波通信等無線系統。利用樓內數字交換機、計算機等信息處理設施進行外部信息通信。（2）大樓內的信息通信：通過同軸電纜、光纜等將建筑物內終端機之間以及數字交換機、計算機之間有機的連接起來，建立高度的信息通信功能，用戶只要把終端機接到信息網絡點上就可以利用通信功能了。（3）終端設備：包括設置電視電話、電子屏幕顯示等信息設施和電子郵件、電視會議等公用設施所需要的終端設備。3.3辦公自動化功能在辦公自動化方面進展最為顯著的是辦公用計算機、個人計算機、文字處理機、傳真機、復印機等。（1）中央處理室：設置主計算機建立各種數據處理等一系列功能。（2）工作站：通過數字處理機、個人計算機等其他辦公自動化設備實現終端工作功能。3.4支持系統確保辦公自動化設備、通信設備的供電，應使供電系統有足夠的容量，保證電源質量、線路可靠，并設置備用電源。確保機器之間信息傳遞線路暢通無阻，信息傳遞線路與信息量相符。確保辦公環境、照明等滿足要求，防止噪音、振動等干擾。要為將來發展留有余地，為辦公、通信、信息管理和增加設備留有足夠的備用空間。4綜合布線4.1概述綜合布線是一種模塊化的、靈活性極高的建筑物內或建筑群之間的信息傳輸通道。它既能使語音、數據、圖像設備和交換設備與其它信息管理系統彼此相連,也能使這些設備與外部相連接。它還包括建筑物外部網絡或電信線路的連接點與應用系統設備之間的所有線纜及相關的連接部件。綜合布線由不同系列和規格的部件組成,其中包括：傳輸介質、相關連接硬件(如配線架、連接器、插座、插頭、適配器)以及電氣保護設備等。這些部件可用來構建各種子系統,它們都有各自的具體用途,不僅易于實施,而且能隨需求的變化而平穩升級。4.2 綜合布線的特點及組成 特點：綜合布線同傳統的布線相比較,有著許多優越性,是傳統布線所無法相比的。其特點主要表現在它具有兼容性、開放性、靈活性、可靠性、先進性和經濟性，而且在設計、施工和維護方面也給人們帶來了許多方便。組成：工作區子系統、配線(水平)子系統、干線(垂直)子系統、設備間子系統、管理子系統、建筑群子系統。 4.3 綜合布線設計目標及要求目標：系統設計原則為“技術先進、經濟合理、符合標準”，達到所有相關設備科學、經濟、有機地聯為一體，從而形成一個安全高效、利于擴展的運行環境。要求：（1）辦公部分按10m2左右一