特種建筑或超高層商務樓為租戶提供備用應急電源的可行性研究——以上海金茂大廈為例

1、特種建筑或超高層商務樓為租戶提供備用應急電源的可行性研究以上海金茂大廈為例第3o卷第5期v01-3ono.5建筑施工buildingc0nstruction特種建筑或超高層商務樓為租戶提供備用應急電源的可行性研究一以上海金茂大廈為例feasibilitystudyonprovidingtenantswithemergencypowersupplyinspecialbuildingorsupertallofficebudingsuchasinshanghaijinmaotower口李耀文李宇黃友民2r1卜j每市建ti十研窯瞬有隔司200050.2卜j每舍苒六鷹川,管理有隔司2001203【摘要】

2、現(xiàn)代化樓宇對電力供應的依賴性日甚一日,尤其是超高層商務樓,為租戶提供應急電源是物業(yè)工作改進之首選.以上海金茂大廈為例,在缺失專門設備的情況下,利用已有應急系統(tǒng)控潛,不失為權(quán)宜之計.經(jīng)計算驗證,在設備利用上也是安全的.【關(guān)鍵詞】超高層商務樓物業(yè)管理應急電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)【中圖分類號tu113.6,文獻標識碼b【文章編號】10041001(2008)05一o4o4一o31課題的提出電子信息年代須臾離不開電力供應保障,一旦斷電,其后果不堪設想.因此,應急電源已成為特種建筑或超高層商務樓之必需.然而,囿于設備和技術(shù)條件,不少樓宇能夠提供的應急電源相當有限.以舉世聞名的上海金茂大廈為例,其現(xiàn)有的應急系統(tǒng)也

3、僅能提供為建筑消防設備在應急情況下的供電,沒有設置可供租戶使用的備用應急電源.但隨著越來越多的銀行機構(gòu),金融中心,交易中心,基金公司,保險公司,信息中心等進駐,租戶急需物業(yè)提供自用核心設備機房的應急備用電源.因此,如何及時有效地解決該問題,是金茂大廈也是眾多現(xiàn)代化商務樓面臨的共同課題,必須及早進行有針對性的專題研究.2租戶備用應急電源的提供方式前車之鑒,使目前不少新建的大樓設計時就考慮到為單元租戶備用的應急電源提供方式,如:正在建設中的上海環(huán)球金融中心,南京紫峰大廈等建筑,就專門設置了為租戶提供的應急備用電源.大而劃之,向租戶提供應急備用電源的方式一般可分為:(1)大樓建設時就專門設置備用應急

4、發(fā)電機系統(tǒng)分配給租戶,該系統(tǒng)與大樓自身生命保障系統(tǒng)所用的應急發(fā)電機系統(tǒng)完全分開,相互獨立.【作者簡介】李耀文(1951一),男,本科,高級工程師,上海市智能化專家?guī)斐蓡T.聯(lián)系地址:上海市武夷路150-(200050).【收稿日期】20080326(2)預留空間為租戶將來安裝備用應急發(fā)電機所用,其相關(guān)的新風系統(tǒng),排煙系統(tǒng),燃料系統(tǒng),冷卻系統(tǒng),消防系統(tǒng),樓宇自控系統(tǒng),電氣控制系統(tǒng)等都在建設中完成,將來只需根據(jù)租戶要求,安裝備用應急發(fā)電機即可.(3)給租戶的備用應急電源與大樓自身所用的應急電源設計成一個組合系統(tǒng),但其配出回路分開成為獨立的供電系統(tǒng).因此,在新項目設計中,為租戶解決備用應急電源的方法均

5、可按上述,方法中任選一種作為應急系統(tǒng).對金茂大廈而言,由于在建設中并沒有專門設置及預留可供租戶使用的應急備用電源,所以只能按照方式解決應急電源問題,即改造大樓現(xiàn)有應急發(fā)電機系統(tǒng).配出專用回路向租戶核心機房提供備用應急電源.但原應急系統(tǒng)的容量是否能滿足要求,需經(jīng)過負荷計算方可確定,因此有必要對現(xiàn)有柴油發(fā)電機應急系統(tǒng)的能力進行評估.3金茂大廈現(xiàn)有柴油發(fā)電機應急系統(tǒng)的能力分析3.1現(xiàn)有應急系統(tǒng)概況金茂大廈現(xiàn)安裝了三臺容量為2000kw的發(fā)電機組,經(jīng)主控柜自動并列,達到平衡后,向六組由應急低壓配電柜組成的應急母線段供電,接在該母線段上的40只自動轉(zhuǎn)換開關(guān)(ats)將應急電源分別送到各個負載.所有應急負

6、載根據(jù)重要性分成3級,該3級負荷由大廈設計單位som設計師根據(jù)中國相關(guān)設計規(guī)范以及金茂大廈電氣系統(tǒng)的特點所確李耀文,李宇,黃友民:特種建筑或超高層商務樓為租戶提供備用應急電源的可行性研究第5期定.為了避免應急負荷同時啟動的中擊,13級負荷的ats切換時間均控制有一定的時限差.任意一只ats電源端雙側(cè)失電,按設定程序都將啟動發(fā)電機組,將備用應急電源送到該ats的備用端側(cè)(這種啟動方法與國內(nèi)常規(guī)設計不同).金茂大廈所有應急負載都是由ats供電的,所以,研究ats的相關(guān)數(shù)據(jù),負載性質(zhì),接線原則,切換原則,負荷穩(wěn)定性和極端事故供電等,就可得出現(xiàn)有應急系統(tǒng)是否有能力將部分應急電源提供給租戶使用的結(jié)論.3

7、.2現(xiàn)有應急負荷統(tǒng)計原som設計應急負荷總?cè)萘繛?601kw.取同時系數(shù)0.8,設計應急發(fā)電機計算總?cè)萘繛?7601kw0.8=6080.8kw,取整為6000kw.3.3ats一次接線原則金茂大廈設有兩路35kv進線.這兩路35kv進線同時工作分列運行.設定經(jīng)過35/6.3/0.4kv兩次降壓后,分別稱為電源a和電源b.正常運行時,所有ats的常用電源側(cè)都接到電源a,所有ats的備用電源側(cè)接應急母線段.應急母線段有兩個電源供電,一個接電源b,另一個接發(fā)電機電源g,兩個電源之間設有聯(lián)絡開關(guān).所有ats的常用電源側(cè)及備用電源側(cè)在運行時都帶電.正常情況下ats由電源a供電.3.4ats切換原則(1

8、)任意一個ats的電源a失電,該ats經(jīng)延時(可調(diào))切換到其備用電源側(cè),即由電源b供電.(2)任意一個ats的電源b失電,該ats保持原狀,仍有電源a供電.(3)當ats電源a失電切換到電源b供電后,電源b也失電,ats按設定程序啟動發(fā)電機,應急母線段自動切換到由發(fā)電機供電的電源g,ats備用端由電源g供電.(4)由電源g供電的ats,當電源b恢復供電時,電源不切換,ats仍保持由電源g供電狀態(tài)不變.(5)由電源g供電的ats,當電源a恢復供電時,經(jīng)延時并檢測電源a品質(zhì)合格后,切回到常用電源側(cè)由電源a供電,ats按設定程序發(fā)出停機指令經(jīng)延時后發(fā)電機自動停機.3.5應急負荷分類切換原則(1)當三

9、臺發(fā)電機都成功啟動,自動并車達到平衡后輸出應急電源,通過40臺ats供給所有應急負荷.(2)如果有一臺發(fā)電機啟動失敗,發(fā)電機主控系統(tǒng)即刻發(fā)出指令,將帶有3級應急負荷的ats切回到已失電的常用電源側(cè),不為三類應急負荷供電.(3)如果有二臺發(fā)電機啟動失敗,發(fā)電機主控系統(tǒng)即發(fā)出指令,將帶有2,3級應急負荷的ats切回到已失電的常用電源側(cè),這時僅為1級應急負荷供電.3.6負荷穩(wěn)定性分析3,6.1穩(wěn)定的應急負荷統(tǒng)計:根據(jù)實際地統(tǒng)計,全樓實際使用功率為603kw.穩(wěn)定應急負荷為整個大廈的應急照明,疏散指示等(包括所有弱電系統(tǒng)工作電源),正常運行時由電源a供電,停電后由應急母線段供電,但其容量是穩(wěn)定的,不隨

10、供電電源而變化.3.6.2變化的應急負荷統(tǒng)計一(電梯類)據(jù)統(tǒng)計,全樓電梯設計總使用功率為3286kw,大廈所有電梯,正常運行時由電源a供電,發(fā)生停電后由應急母線段供電.不同運行工況下,其使用功率是變化的,其極端情況如:兩路35kv進線同時停電,所有電梯進入迫降程序.迫降結(jié)束后每組電梯群中只有一臺運行,其使用功率大約占總功率的1/4.若有消防火警工況時,所有電梯都迫降之后.僅消防電梯運行,其需要功率則更小.從柴油發(fā)電機向應急母線段供電開始.至行程最長的一臺電梯迫降到相對首層所需時間約為2min.每臺電梯迫降時消耗的功率大約為其額定功率的70名,因此迫降所需的應急電源功率小于所有電梯額定功率之和.

11、3.6.3變化的應急負荷統(tǒng)計二(泵,風機類)再據(jù)統(tǒng)計.大廈的消防火警設備泵,風機等設計總使用功率為3315kw.由于其在不同的運行工況時運行設備臺數(shù)是變化的,如:兩路35kv進線同時停電,上述設備維持在停電前的運行狀態(tài).如:消防火警工況,則著火區(qū)的正壓風機,排煙風機,消防泵,噴淋泵等啟動,其他防火區(qū)域的防排煙設備,生活水泵等,將根據(jù)實際需要自動啟停,實際使用功率不會超過設計總使用功率.4電源停電及消防火警時對應急電源的需求分析4.1電源停電.應急系統(tǒng)負荷分析4.1.1穩(wěn)定的應急負荷統(tǒng)計據(jù)前統(tǒng)計.兩路35kv進線同時停電時.穩(wěn)定的應急負荷實際使用功率為603kw4.1.2變化的應急負荷統(tǒng)計一(電

12、梯)據(jù)應急電力變化的統(tǒng)計所得出的數(shù)據(jù)分析,當兩路35kv進線電源同時停電,極端情況是大廈所有電梯同時迫降,開始時最大使用功率為2076kw,迫降結(jié)束后每一組留一臺電梯運行,此時使用功率為856kw.4.1.3變化的應急負荷統(tǒng)計二(泵,風機類)亦據(jù)應急電力變化的統(tǒng)計所得出的數(shù)據(jù)分析,兩路35kv進線電源同時停電,ats切換到由發(fā)電機供電.泵,風機等保持原運行臺數(shù),應急負荷實際使用功率保持在停電前的狀態(tài),使用功率約為1399kw,考慮運行容量統(tǒng)計誤差,乘1.2可靠系數(shù),使用功率得1679kw.4.1,4電源停電后.柴油發(fā)電機可供租戶使用的應急容量ps統(tǒng)計電梯迫降結(jié)束后,應急系統(tǒng)使用功率為:603k

13、w+856kw+1679kw=3138kw.電梯迫降結(jié)束后,可供租戶使用的應急電源計算值ph為:ps=6000kw-3138kw一2862kw第5期李耀文,李宇,黃友民:特種建筑或超高層商務樓為租戶提供備用應急電源的可行性研究4.2消防火警發(fā)生情況下,人為切斷電源后應急系統(tǒng)負荷統(tǒng)計4.2.1穩(wěn)定的應急負荷統(tǒng)計據(jù)實地統(tǒng)計.消防工況時.人為切斷電源,穩(wěn)定的應急負荷實際使用功率為603kw.4.2-2變化的應急負荷統(tǒng)計一(電梯)根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析.消防工況時,極端情況是大廈所有電梯同時迫降,開始時最大使用功率為3286kw.所有客梯迫降后就不再運行,僅保留觀光電梯組有一臺運行,消防電梯全部運行,其使用

14、功率為327kw.4.2.3變化的應急負荷二(泵,風機等)同樣根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計所得出的數(shù)據(jù)分析.消防工況時.極端情況下為所有消防用電設備等都運行,所需要最大使用功率為2641kw.4-2.4因此,在消防火警工況時,柴油發(fā)電機可供租戶使用的應急容量ph統(tǒng)計,電梯迫降結(jié)束后,極端情況下應急系統(tǒng)使用功率為:603kw+327kw+2641kw=3571kw:可供租戶使用的應急電源計算值ph為:ph=6000kw-3571kw=2429kw.5向租戶提供應急電源的時間分析當ats雙端失電,按設定的程序發(fā)出信號啟動發(fā)電機,將應急電源送到接在應急母線段上的ats給電梯供電,整個過程需耗時15s.電梯全部迫降到

15、相對首層約需要2min時間,當可靠系數(shù)按3倍考慮時,可在375s將電梯迫降后,余下的應急電源供給租戶.375s秒以內(nèi)租戶核心機房由其自帶的ups供電,租戶自帶的ups供電時間一般為1530min.因此晚375s提供租戶自用核心機房的應急電源,不會影響其應急使用.6結(jié)論從以上兩種情況分析,金茂大廈現(xiàn)有應急系統(tǒng)可以將電梯迫降后余下的應急電源提供給租戶用.對于向租戶提供ps還是ph容量,有技術(shù)數(shù)據(jù)分析告訴我們,為了確保安全,可靠的供電,推薦在消防火警工況時極端情況下電梯迫降后.余下的容量ph=2429kw,可作為租戶核心機房的應急備用電源,但時限上比其他應急電源晚提供375s.該時段由租戶自備的up

16、s供電.正是這375s使電梯迫降結(jié)束,余下的電源可以得以利用,解決大樓租戶的應急之需,否則柴油發(fā)電機在375s后也進入空載狀態(tài).采用這種方法解決向租戶提供應急電源,既節(jié)省了設備投資,又可得到安全可靠的應急電源.同理,本可行性研究的結(jié)論對新建或已建的辦公樓解決租戶應急供電問題,亦有一定的借鑒和啟示作用.(上接第403頁)進一步排出.切忌劇烈活動,防止減壓病的發(fā)生.一旦發(fā)生減壓病,應立即進行加壓治療,工地有加壓艙的立即進艙加壓治療,并制定治療方案.不具備條件的,立即聯(lián)系送指定專業(yè)治療醫(yī)院進行加壓治療,在運送途中,應注意保暖,并向醫(yī)生講明施工作業(yè)情況,包括作業(yè)的時間和工作壓力,以便醫(yī)院治療時確定治療

17、方案和措施.應仔細分析減壓病發(fā)生的原因,進一步做好減壓病的預防工作.在完成當天的施工任務后,如采用艙面減壓,人員從氣壓閘(過渡艙)出來后立即轉(zhuǎn)入高壓氧艙(加壓艙)實施水面減壓法,這一過程時間應控制在6min時間內(nèi),同時務必做到迅速脫去有油脂的工作服擦洗凈手上的油污.進艙后迅速加壓,加壓至原工作過渡艙的第一停留站(根據(jù)減壓方案)進行減壓.繼續(xù)完成減壓.一般情況下減壓后需在常壓下連續(xù)休息12h以后,方可參加次日高難度氣壓作業(yè).特殊情況應征得氣壓醫(yī)師的同意后按重復氣壓施工的減壓方案減壓,修改減壓方案,延長減壓時間,絕對不能隨意更改或縮短減壓時間.3.4急救常規(guī)(1)在高氣壓作業(yè)期間,醫(yī)務人員應隨作業(yè)人員在現(xiàn)場值班保障及醫(yī)學監(jiān)護.除對進出高氣壓環(huán)境的人員實施加壓指導及制訂減壓方案外,無論什么時間,對發(fā)生的高氣壓疾病應及時進行搶救(或救治).(2)如在高氣壓作業(yè)期間,作業(yè)人員遇嚴重高氣壓疾病伴有昏厥(或昏迷)時,應仔細檢查血壓,心臟,肺部等生命指標,并詳細了解病因,及時制訂出相應的加壓治療方案.(3)在救治的過程中,必要時高氣壓醫(yī)務人員可陪同其