机械工业建筑设计规范范文
时间:2023-12-19 18:04:28
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篇1
关键词:工业建筑;电气设计
Abstract: This paper emphatically discusses the electrical design of industrial building. And compare with civil construction, industrial construction general single storey high, room area is large, dynamic load, will be exposed to a high-pressure gas discharge lamp lighting, Ming laying line, power equipment distribution, motor control theory and design.
Key words: industrial building; electric design
中图分类号:TU2
一、所需重要规范
电气设计以安全为主,而消防安全又是重中之重。一般工业建筑的消防电气设计应该严格遵循《建筑设计防火规范》GB50016-2006及《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92的各项要求。在《建筑设计防火规范》第1.0.2条和第1.0.3条的适用范围里有明确,一般工业建筑的电气消防设计要做什么、做多少,大部分依据的就是这本规范。
上述两本规范只是工业建筑消防电气设计中比较常用的两本规范。并不是说只要依据这两本规范就可以进行工业建筑的消防电气设计了,比如还有《人民防空工程设计防火规范》等。工业建筑电气设计包含方方面面,涉及到的电气规范条文非常多也非常广,大家平时要多读多记。
二、照明
工业厂房照明与居住、公共建筑照明区别很大,居住、公共建筑一般都采用钢盘混凝土框架结构,楼层也比较矮,灯具一般采用节能型直管荧光灯,其配线一般都采用电线穿管沿墙、楼板暗敷,灯具的控制一般是分散控制,照明配电箱一般都是嵌墙暗装,这与高大的工业厂房照明形成鲜明的对比。
照明设计必然涉及到照度计算问题,我们首先要通过照明空间的照度要求计算出所需的灯具数量。照度计算主要采用利用系数法、逐点计算法,在确定灯具数量时要特别注意其中的节能要求,即功率密度值的限制,这是强条,不能违反。
对于回路设置,首先对于不同用途灯具我们划分为不同回路,其次单个回路功率上的限制以及配电距离、控制区域、灯具位置等也是划分回路的依据。
应急照明包括疏散照明、安全照明、备用照明。关于疏散照明的设置要求《建筑设计防火规范》第十一章的第11.3节已经讲得很明确。备用照明是用于确保正常活动继续进行的照明,它的设置要看工业厂房生产工艺上有没有这方面的要求。
三、线路敷设
工业建筑单层层高较高,很多都是钢结构,厂房内的电气线路也是以明敷设为主。如果线路较少则直接穿钢管明敷设,线路集中且多的地方可以采用金属线槽、金属桥架或在电缆沟内敷设。金属线槽主要用来敷设电线,金属桥架主要用来敷设电线电缆。要注意采用金属线槽或金属桥架敷设线路千万别忘了金属线槽或金属桥架及其支架都必须接地,且金属线槽桥架接地点不能少于两处,每隔一定距离还要考虑重复接地。金属线槽或金属桥架中敷设电线电缆的数量在相应规范中有明确条文。比如规定线槽内电线的总截面不超过线槽内截面的40%;桥架内电力电缆总截面不超过桥架内截面的40%,控制电缆为50%等等。
四、设备的选择与安装
工业的特殊场所如多尘场所采用密闭式防尘设备,潮湿场所采用防潮设备,有腐蚀性气体场所采用防腐设备,火灾危险场所采用防燃设备,有爆炸危险场所采用防爆设备。
厂房灯具由于数量多而且都是大面积同时开启关闭,因此大开间厂房内灯具的操作控制主要采用集中控制方式,在管理间或值班室照明箱处统一操作。少许小开间场所可以采用翘板开关就地控制。对于没有值班室的厂房,我们可以将照明配电箱安装在厂房入口附近墙面上(方便操作),这时要注意厂房内部环境对照明配电箱的要求。
五、动力负荷
车间厂房内插座可以由工艺考虑是否装设,电源可以由动力配电提供。普通用途的单相插座,负荷不大情况下可以和照明系统一起考虑,由照明配电箱配出回路。一般情况下可以暂时不考虑安装到位,因为车间内环境目前还不明确,可以先在照明箱或动力配电箱内预留配电回路。
工业建筑的动力设备的设置与工艺结合紧密,动力设备的控制箱、柜、盘一般与设备配套供应,因此很多情况下我们只需考虑供给电源就可以了。工业建筑动力线路可以采用直接埋地、电缆沟和桥架的敷设方式。动力负荷大小及设备布置情况、设备控制要求一般由工艺提供,也可以由甲方给出预留电源容量,如果实在没有,可以用单位面积法估算动力负荷大小。对于不知道具体工艺设备的情况,可以按每平方米20W~80W预估。动力负荷估计不会太大的取低值,动力负荷可能很大或者有可能有空调负荷的厂房可取高值,标准厂房可取中间值,这要结合厂房的用途来确定预留量。
六、配电系统
配电系统中的负荷计算和开关设备选择涉及的方面很多,大家可以参见《工业与民用配电设计手册》(第三版)的相关内容。这里谈一下通俗的设备选择方式,简单地说就是,微型断路器整定过载保护电流>1.25回路计算电流,塑壳开关(额定电流125A以上)整定过载保护电流>1.1回路计算电流,回路上其它设备额定电流(包括线路载流量)>断路器整定过载保护电流。
七、动力设备的控制
动力设备以电动机为主,我们谈到动力控制,就必然涉及到电动机的启动方式。电动机的启动方式分全压启动和降压启动,是否采用降压启动与电动机启动时对电网造成的影响有关系。一般要求,电动机启动对电网造成的电压降,经常启动的电动机要求不大于10%;偶尔启动的电动机不超过15%。在保证生产机械所要求的起动转矩而又不至于影响其它用电设备的正常工作时,可允许为20%或更大些。工业建筑没有明确功率多少以下才允许直接启动,只是有电压降要求,在电压降允许范围内你可以全压启动。一般全压启动电动机容量不大于变压器容量的30%为妥。
八、防雷
具体划分可按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010的第三章节。关于避雷带规格、网格大小、引下线间距、规格做法等等在GB50057-2010里也有详细的要求,而且绘制方法与民用建筑防雷类似。
屋面的金属构件(特别是突出屋面的设备)必须与避雷带可靠联结。屋面电气设备还应根据建筑物的重要性采取相应的防止雷电波侵入的措施,并应符合下列规定:1)无金属外壳或保护网罩的用电设备宜处在接闪器的保护范围内,不宜布置在避雷网之外,并不宜高出避雷网。2)从配电盘引出的线路宜穿钢管。钢管的一端宜与配电盘外壳相连;另一端宜与用电设备外壳、保护罩相连,并宜就近与屋顶防雷装置相连。当钢管因连接设备而中间断开时宜设跨接线。
九、接地
一般建筑常用的接地方式是TN-C-S和TN-S系统。如果变配电所在本栋建筑内部则采用TN-S接地方式,也就是PE线和N线自变压器后严格分开。
建筑物的接地装置一般分为两类,一种是人工接地体,另外一种是自然接地体(可利用建筑物基础内的钢筋)。一般情况我们尽量利用基础内钢筋网作接地体,但要注意,作为接地体的基础内钢筋网必须在室外地面以下距地面不小于0.8m,钢筋规格是通过需要钢筋表面积总和进行换算的,这在《建筑物防雷设计规范》中有具体计算公式。
建筑总等电位连结箱(MEB),一般设置在配电总箱附近,安装高度距地面0.5米,其规格和建筑等电位作法可以看看图集02D501-2的相关部分。如果建筑面积和规模较大,我们可以在建筑四角相应位置或建筑适当处多设置几个MEB总等电位端子箱。建筑内的设备金属外壳、设备基础钢构件以及其它金属构件均要通过MEB或直接与接地体可靠联结。进出建筑物的金属管线及铠装电缆金属外皮在出入建筑物处须和接地系统联结。
本文仅谈了一般性工业建筑强电部分设计。工业建筑弱电部分系统相对来说简单一些,原理与民用建筑设计同,设计量也不大。比如电话系统工业建筑使用量就小,只要明确需要的终端数量绘图就很简单了;火灾报警部分由于房间功能单一,设置也不复杂,特别是小型的工业建筑。因此本文就不对工业建筑的弱电设计作深入探讨。
参考文献:中国机械工业教育协会. 工厂供电[M]. 北京:机械工业出版社,2002.
篇2
【关键词】高层建筑;结构设计;选型结构
引言
结构选型工作受诸多条件与因素的影响,具有很强的综合性。近年来,不仅建筑面积、层数、高度有了明显增加,而且外形也越来越复杂,呈现多样化的趋势。结构选型除了要考虑工程造价与投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性,施工条件与技术能力,施工工期与材料和能源供应等诸多因素。
1 高层建筑结构选型的相关概述
高层建筑的结构体系主要有剪力墙结构, 框架一剪力墙结构,部分框支剪力墙结构,筒中筒结构,筒体—框架结构,以及混合结构,即由多种材料构件如钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件(钢管混凝土构件、型钢混凝土构件及组合梁等)构成的结构。主要分为:(1)一般高层建筑结构体系;其中包括框架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系、框筒体系、筒中筒体系等结构体系。(2)复杂高层建筑结构体系;一般是指带转换层结构体系、带加强层结构体系、连体结构体系、平面不规则结构体系、悬挑结构体系等。(3)新颖高层建筑结构体系;近年来,出现了一些新颖的高层建筑结构体系。其中具有代表性的有束筒体系、巨型框架体系、脊骨体系等结构体系。
2 高层建筑结构选型的重要性
结构选型对于从事建筑设计的人员来说是非常重要的,结构选型的好坏关系到建筑物是否适用、经济、美观。结构选型不单纯是结构问题,而是一个综合性的科学问题。一个好的结构型式,不仅要考虑到建筑的使用功能,结构的安全合理,施工上的可能条件,也要考虑造价上的经济价值和艺术上的造型美观。如果能够利用和发挥结构本身所具有的造型特点,去塑造出新颖而富有个性的建筑艺术造型,这才是一个非常成功的建筑作品。由于结构选型是个综合性问题,一个结构型式的最佳选择,往往需要进行调查研究,综合分析,结合具体建设条件考虑,才能做出最终的选定。
根据使用与建筑要求,高层建筑形式的多样化、复杂化,可说是近年发展的一个特点,从而对结构设计提出了更高的要求。近几年的高层建筑,在高度、规模、投资上日益增大,要求性能也更多样,也只有更优化的结构系统形式才能与之相适应。
3 高层建筑结构选型的若干思考
在高层建筑设计中,由于水平荷载起主要控制作用,因而控制建筑物的侧移成为必要的手段。采用各种剪力墙结构体系,以增加刚度是控制建筑物侧移的有效方法。除此以外还有一种控制侧移的途径是选择有效地房屋形式,这才是一种行之有效地先进方法。倘若采用对侧向力不敏感的房屋形式,利用它的几何形状所具有的力学有点,使结构较为有效而房屋又能建的很高,这才是现代建筑创新的一种途径。
将建筑物的外柱倾斜设置,使建筑物成为截锥形,这样能使建筑物的侧向刚度大大增加,侧移将可减少10%—50%,特别对于高度较高而宽度较窄的建筑物结构影响最大。圆形或椭圆形建筑物形成管状结构,对侧向力形成三维反应,圆形和椭圆形建筑真正垂直于风向的表面积较少,因此风压值比棱柱体的建筑物要大大减少。从几何观点看,三角形式稳定不变的体型,因此,三角形棱柱体也是有效地房屋形式。风荷载不仅在建筑高度上显示着它的作用,而且因建筑形状不同,其作用也大有差别。
在对竖向承重结构进行选型时,首先考虑的是建筑物的高度。不同结构体系的强度和刚度是不一样的,因而它们适应的高度也不同。一般说来,框架结构适用于高度低、层数少、设防烈度低的情况;框架—剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求;层数多或设防烈度较高时,可用筒体结构。其次要考虑的另一个因素是建筑物的用途。住宅建筑一般采用剪力墙结构。公共性建筑(办公、商业、宾馆、教学、医院等)一般采用框架结构或混合结构。
水平承重结构选型通常有以下几种:平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖和肋形楼盖。平板体系:平板体系采用单向板或双向板,常用于剪力墙结构或筒体结构。其优点是板底平整,可以不加吊顶,结构高度低,可以降低层高。但当跨度大时,采用平板较困难,一般非预应力平板不宜超过6m,预应力平板不宜超过9m,否则平板厚度过大,楼面重量太大。采用现浇预应力无粘结平板楼面可以减少板厚。无梁楼盖:在层高受限制情况下,公用建筑常采用无梁楼盖。无梁楼盖最好带现浇柱帽,以加强板柱连接的可靠性。无梁楼盖的合适跨度是:普通钢筋混凝土楼面6m以内;预应力混凝土楼面可达9m。密肋楼盖:密肋楼盖多用在跨度较大而梁高受限制的情况下。筒体结构角区楼面也常用密肋楼盖。
高层建筑的基础是高层建筑的重要组成部分。它将上部结构传来的巨大荷载传递给地基。高层建筑基础形式选择的好坏,不但关系到结构的安全,而且对房屋的造价、施工工期等有重大的影响。高层建筑基础形式通常有以下几种:(1)柱下独立基础:适用于多层及土质较好的框架结构。 (2)交叉梁基础:即双向为条形基础。适用于多层及土质一般的框架、剪力墙、框架-剪力墙结构。(3)片筏基础:适用于多层及土质较弱或高层但土质较好时用。 (4)复合基础:适用于高层或土质较弱时采用。CFG桩复合地基是高粘结强度复合地基的代表,目前它已大量应用于高层建筑地基。它既可适用于条形基础、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。可用于填土、饱和土及非饱和土粘性土。
4 结语
在高层建筑设计中,不能认为是结构束缚了建筑,相反,这正好有力的说明建筑体型与结构选型相配合的重要性,也说明了建筑师与结构工程师充分合作的必要性。高层建筑结构的选型直接影响着建筑物的安全性与经济性。高层建筑结构选型要做到密切配合建筑专业,进一步提高建筑的使用功能和造型的多样化。结构选型还要做到给施工创造有利条件,以保证结构的工程质量。总的说来,要做好结构的选型需要具备的知识和经验是多方面的,想要具备这方面的技能,就得不断总结设计经验,工作中勤于思考,工作外广泛阅读科技成果。要多深入施工现场,才能了解真实的工作情况。作为一名结构工程师,必须努力提高自己的结构素养和结构技能。
参考文献:
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