高层建筑电气负荷计算分析论文_廖进华

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摘要:本文结合高层建筑电气负荷设计特殊性,通过介绍建筑电气设计中的等效负荷,对高层建筑电气进行负荷分类,据此分别对照明负荷、居住区供电负荷、保障型负荷等进行计算分析。经过常规方法与经济分析计算法比较,后者可减少不必要的资源浪费,提高建筑企业电气负荷设计效益。

关键词:高层建筑;电气负荷;系数法;计算

电气负荷计算是高层建筑电气设计的重要环节之一。通过建筑电气负荷计算,可根据建筑用电容量,确定并选用相关建筑电气设备。建筑电气负荷计算结果还可能影响到整个高层建筑工程固定静态投资效益[1]。因此,本文采用经济分析法对高层建筑电气符合进行计算分析,针对照明负荷、居住区供电负荷、保障型负荷等进行计算比较,较常规计算结果而言,可充分考虑高层建筑电气负荷特点,优化计算,提高工程初始投资效益。

1.高层建筑电气负荷概述

现代高层建筑层出不穷,建筑电气设备越来越多样化,而高层建筑电气设计受运行时间及环境温度等因素影响,其运行负荷千差万别。因此,在高层建筑电气设计时,需针对高层建筑及电气设备特点进行电气负荷计算分析,一方面,可解决建筑电气设计实际问题;另一方面,可通过建筑电气负荷设计、优化,提高工程初始设计投资效益,减少后期运行成本,满足高层建筑电气运行负荷需求。

“负荷计算”即采用科学的经济学分析方法和数理统计分析法,针对高层建筑电气不同等级的电气设备,充分考虑经济性、安全性与运用可靠性等指标,分别对建筑中的照明、居住区供电、保障型供电等设备进行用电负荷量化分析,为建筑电气设计提供参考依据[2]。

2.高层建筑电气负荷分类

高层建筑电气设备种类多,现实热效应及最大负荷热效应均可能引起负载、负荷计算偏差。对此,根据电气设备负荷计算结果,可优化电力设备参数,对建筑电气进行分区、分类、分级设计,合理选择建筑电气设备及负荷等级。

根据建筑电气负载运行特征,可将常规建筑电气负荷划分为三类,即最基本的照明灯(含插座)等保证日常生活正常进行的负荷;还有一类建筑电气负荷如加热器、电热设备、冰箱冷冻器以及空调设备等保证居住舒适性的建筑电气负荷;此外,还有一类建筑电气负荷,波动性变化较大,设计要求较高,比如厨房电气设备负荷以及水泵、电梯、消防用电、通信设备、冷却塔、冷水机机组、冷冻及冷却水泵、供配电系统、其他动力设备等保障性用电设备电气负荷[3]。上述三类等级不同的用电负荷要求不同,需根据各自电气设备特性,分别计算电气负荷。

3.高层建筑电气负荷计算

3.1 常规照明负荷

“常规负荷”主要是指高层建筑照明负荷,如每个休息室一般基本都配有衣柜灯、地板灯、台灯、床头灯、吸顶灯及浴室天花板灯,总设备容量较大,但这些用电设备同时工作的可能性较小,所以照明负荷需求基本不大,需要系数也相对较小,所以可根据总照明负荷需求逐层进行用电负荷计算,即:

照明设备用电负荷总=高层建筑各楼层各个房间照明用电负荷之和?需要系 数k

3.2 居住区供电负荷

在高层建筑居住区供电负荷计算时,应充分考虑社会、城市以及经济、气候甚至家庭能源用途类别、风俗习惯等因素。对于供电负荷的计算,通常采用系数法、单位指标法及负荷密度法,如下表是住宅、商用和办公高层建筑公用用电负荷密度参考指标:

表1 居住区供电负荷计算参考指标

3.3 动力保障性用电负荷

高层建筑动力型用电设备如厨房电气设备负荷以及水泵、电梯、消防用电、通信设备、冷却塔、冷水机机组、冷冻及冷却水泵、供配电系统等都是在特定的功率要求下运行,但在负荷计算时,应使计算值适当大于额定值,要选用需要系 数较低的值进行负荷计算。

而在高层建筑中,只要防范得当,一般不会发生火灾,因此在计算住宅水泵等用电设备负荷时,应将消防水泵负荷排除。对于建筑物中的排水泵负荷计算,应结合具体水位及建筑高度等指标计算,而不能全取用工业水泵需要系数计算。在厨房用电负荷计算时,应考虑设备间歇性工作特点,以免电力资源浪费。此外,对大型供配电系统以及冷却塔、冷水机机组等设备用电负荷计算时,应考虑用电峰谷时段和季节、温度等因素,以求资源合理利用。如下表2所示为高层建筑动力保障性用电负荷计算表:

表2 计算结果对比分析

通过上表各项计算结果可知,本文采用经济分析法计算与传统常规计算方法计算,最终各项动力保障用电设备负荷存在较大差异。从最终用电设备负荷合计结果可以看出,经济分析法下动力保障性用电设备有功功率总和为306.375kw,而无功功率总和为350.1kw;常规计算结果下,动力保障性用电设备有功功率总和及无功功率总和分别为419.094kw和440.6kw,视在功率分别为431.22kw和468.920kw。对比结果可知,采用经济分析法对高层建筑电气设备用电负荷进行计算,可节省大量用电负荷,降低设备功耗。

结束语

本文从理论和实践两个维度,就某高层建筑电气用电负荷进行了计算分析,分别采用经济分析法与常规计算法依次对常规照明负荷居住区供电负荷及动力保障性用电负荷指标进行计算对比。公式计算有功功率与无功功率电能消耗分析结果表明,两种不同计算方法下,仅高层建筑动力保障性用电设备有功功率指标相差43.725kw,无功功率指标相差21.506kw,视在功率指标相差37.7kw。若按用电电费0.46元/KWh计算,此高层建筑动力保障性用电设备有功功率、无功功率以及视在功率损耗支出费用分别相差20.11元/KWh,9.89276/KWh元和17.342元/KWh;若仅考虑动力保障性用电负荷,不考虑常规照明负荷和居住区供电负荷差异,此建筑每年需增加营业外支出约17272.8元。

参考文献:

[1]王琳,罗光庆.建筑电气负荷计算易忽略问题探讨[J].中华民居(下旬刊),2014(01):175.

[2]刘鸿辉.探析等效负荷计算在建筑电气设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2014(07):73-74.

[3]云永成.探析等效负荷计算在建筑电气设计中的应用[J].建材与装饰,2018(12):226-227.

[4]郭旻商.建筑电气设计中的等效负荷计算分析与探讨[J].绿色环保建材,2017(04):43.

论文作者:廖进华

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第12期

论文发表时间:2019/1/7

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