Thit k h thng cung cp din cho toa

Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng2 HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ BÙI HẢI ĐĂNG KHÓA 5 HỆ ĐÀO TẠO CHÍNH QUY KỸ SƯ DÂN SỰ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH ĐIỆN, ĐIỆN TỬ Mã số: 20.00 THIẾT KẾ HỆ T

Trang 1

Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng

1

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

BÙ

K

HỆ ĐÀO TẠO CHÍNH QUY (KỸ SƯ DÂN SỰ)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ

CAO TẦNG CÓ ỨNG DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỆN

ĐẠI

hính sách hấp dẫn Hỗ trợ tham quan dự án

Loa di động MPE T2090

(Xanh)

Loa Portable Mini Speaker

T2020 (xanh)

Loa Bluetooth mini S10

(Đen) + 1 Thẻ nhớ Micro

-32%

-40%

Loa di động MPE T2090 (Xanh) Loa Bluetooth mini Klivien (Hồng)

Loa Bluetooth mini S10 (Đen) + 1 Thẻ nhớ

Loa nghe nhạc đa năng Wster WS-239

Loa di động 2090 MPE

(Đen)

Loa nghe nhạc USB -Thẻ Nhớ- FM A Di Đà

-40%

Loa Portable Mini Speaker T2020 (xanh) Loa Bluetooth mini Klivien (Hồng)

Trang 2

2

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

BÙI HẢI ĐĂNG

KHÓA 5

HỆ ĐÀO TẠO CHÍNH QUY (KỸ SƯ DÂN SỰ)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH ĐIỆN, ĐIỆN TỬ

Mã số: 20.00

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ

CAO TẦNG CÓ ỨNG DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỆN

ĐẠI

Cán bộ hướng dẫn khoa học: ĐẠI TÁ, GVC, TS NGUYỄN NGỌC HÒA

Năm 2011

3

MỞ ĐẦU

Ngày nay, điện năng đã đi vào mọi mặt của đời sống, trên tất cả các lĩnh

vực, từ công nghiệp cho tới sinh hoạt hàng ngày Trong nền kinh tế đang đi

lên của nước ta, ngành công nghiệp điện năng do đó càng đóng một vai trò

quan trọng hơn bao giờ hết Để xây dựng một nền kinh tế phát triển thì không

thể không có một nền công nghiệp điện năng vững mạnh Bởi vậy khi quy

hoạch phát triển các khu dân cư, đô thị hay các khu công nghiệp … thì cần

phải hết sức chú trọng việc xây dựng hệ thống điện ở đó nhằm đảm bảo cung

cấp điện cho các khu vực này Nói cách khác, khi lập kế hoạch phát triển kinh

tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, thỏa mãn

nhu cầu điện năng không chỉ trước mắt mà còn cho sự phát triển tương lai

Công nghiệp điện lực ở nước ta đóng vai trò quan trọng trong công cuộc

xây dựng hiện đại hoá đất nước Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta

đang có những bước nhảy vọt đáng kể, đời sống nhân dân ngày một nâng cao

Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và

Trang 3

nước, đáp ứng nhu cầu về năng lượng điện, Đảng và Nhà nước đã quan tâm đầu

tư mọi mặt về cơ sở vật chất, đào tạo cán bộ kỹ thuật và công nhân lành nghề

và đặc biệt chú trọng tới việc đưa lưới điện quốc gia đến mọi miền đất nước,

cung cấp điện phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt

Trong tình hình kinh tế thị trường nước ta, cùng với xu thế hội nhập quốc

tế hiện nay là việc mở rộng quan hệ quốc tế, ngày càng có thêm nhiều nhà đầu tư

nước ngoài đến với chúng ta Ngay tại Hà Nội đã và đang xây dựng rất nhiều

các tòa nhà chung cư từ 11-20 tầng như chung cư Mỹ Đình, chung cư Trung

Hòa Nhân Chính, các tòa nhà chung cư cao cấp kết hợp văn phòng, khu

4

thương mại từ 20-50 tầng, tòa nhà Keangnam với 70 tầng … Các tòa nhà cao

tầng được xây dựng lên với mục đích sử dụng là bán và cho thuê làm khu

thương mại, siêu thị, nhà hàng, quán ăn, khu vui chơi giải trí, khu văn phòng,

khu chung cư, biệt thự cao cấp, …

Chính vì vậy, vấn đề đặt ra là chúng ta cần phải có năng lực thiết kế các

hệ thống cung cấp điện một cách có bài bản và đúng quy cách, phù hợp với các

tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành Tuy nhiên, việc tính toán thiết kế cung cấp điện là

một công việc hết sức khó khăn, đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức thật

sâu rộng về hàng loạt các chuyên ngành: cung cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật

cao áp, an toàn điện, …

Trong những năm học tập ở trường và tương lai sẽ là một kỹ sư ngành

điện, em nhận thức và hiểu được tầm quan trọng trong nhu cầu sử dụng nguồn

năng lượng điện đối với nhu cầu đời sống của người dân nói riêng và đất nước

nói chung Vì vậy em đã chọn đề tài tốt nghiệp của mình là “Thiết kế hệ

thống cung cấp điện cho toà nhà cao tầng có ứng dụng các phương pháp

hiện đại”

Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Ngọc Hòa và các

thầy cô trong bộ môn đã giúp em hoàn thành được đồ án của mình Do thời

gian và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên đề tài của em không tránh khỏi

còn có những thiếu sót Em rất mong được các thầy cô trong bộ môn hướng

dẫn và góp ý thêm cho em, để em có thế rút ra được những kinh nghiệm cho

công việc sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Bùi Hải Đăng

5

Chương I:

TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về đối tượng cung cấp điện

Thủ đô Hà Nội là một trong những trung tâm chính trị, kinh tế, văn

hóa lớn nhất của miền Bắc nói riêng và của cả nước nói chung, do đó tốc độ

đô thị hóa cao, dân số ngày một tăng nhanh nên nhu cầu về nhà ở, đi lại, sinh

hoạt của người dân càng trở nên quan trọng Trên xu hướng đó, việc xây

dựng khu đô thị, khu thương mại, tòa nhà chung cư, khách sạn, được nhà

nước ta triển khai một cách có hệ thống và nhanh chóng hoàn thành để đưa

vào sử dụng

Tòa nhà Hỗn Hợp HH4 TWIN TOWER được xây dựng tại Khu Đô

Thị Mới Mỹ Đình - Mễ Trì - Từ Liêm - Hà Nội, do chủ đầu tư là Tổng công

ty Sông Đà xây dựng Tòa nhà là một công trình cao tầng với tổng diện tích

khoảng 10.000 m

2

Công trình gồm tổ hợp 3 khối nhà A, B, C trong đó khối

C ở giữa có chiều cao từ cốt nền đến đỉnh mái 28,9 m gồm 5 tầng với chức

năng phụ trợ cho hai khối nhà A, B ở hai bên; các khối nhà A, B có chiều

cao từ cốt nền đến diềm mái khoảng 93,8m; gồm 25 tầng (không kể tầng kỹ

thuật và tầng áp mái); 3 khối nhà có chung 2 tầng hầm diện tích 1 sàn tầng

hầm là 2.300m

Trang 4

dùng làm nơi để xe và các phòng kỹ thuật phục vụ cho tòa

nhà

6

Toàn cảnh tòa nhà Hỗn Hợp HH4 TWIN TOWER

Chức năng của tòa nhà hỗn hợp HH4 TWIN TOWER như sau:

Khối nhà A:

02 tầng hầm để xe kết hợp các khu vực kỹ thuật

Từ tầng 1 đến tầng 17 sử dụng làm văn phòng và từ tầng 19 đến

tầng 25 sử dụng làm căn hộ

Tầng 18 là tầng kỹ thuật

Hệ thống giao thông đứng gồm 6 thang máy, 1 thang bộ và 1 cầu

thang thoát hiểm được bố trí tiếp giáp với không gian bên ngoài

- Khối nhà B: (Được chọn làm đối tượng thiết kế trong đồ án này)

02 tầng hầm để xe kết hợp các khu vực kỹ thuật

Từ tầng 1 đến tầng 16 sử dụng làm văn phòng và từ tầng 18 đến tầng

27 sử dụng làm căn hộ

7

Tầng 17 là tầng kỹ thuật

Hệ thống giao thông đứng gồm 6 thang máy, 1 thang bộ và 1 thang

thoát hiểm được bố trí tiếp giáp với không gian bên ngoài

- Khối nhà C:

Tầng 1 là sảnh chung

Tầng 2 và 3 sử dụng để kinh doanh dịch vụ

Tầng 4 là phòng hội nghị, tầng 5 cho thuê kinh doanh dịch vụ nhà

hàng

Hệ thống giao thông đứng gồm 4 thang máy, 1 thang bộ và 1 thang

thoát hiểm

1.2 Đặc điểm và yêu cầu cung cấp điện cho tòa nhà cao tầng

1.2.1 Các đặc điểm chung:

Trong giai đoạn hiện nay, nền kinh tế nước ta đã có bước phát triển

vượt bậc, hội nhập với khu vực và thế giới Trong lĩnh vực cung cấp điện,

nhiều thiết bị điện mới đã được đưa vào sử dụng Ngoài các nhà máy xí

nghiệp hiện đại được xây dưng thì ngày nay còn xuất hiện một loại công trình

đặc biệt đó là các nhà cao tầng dùng làm các văn phòng, khách sạn, hay các

trung tâm thương mại Để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho toà nhà đảm

bảo các chỉ tiêu, người thiết kế cần nắm được một số đặc điểm cơ bản sau:

- Phụ tải phong phú, đa dạng (điện áp, công suất, số pha, …)

- Phụ tải tập trung trong không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao

- Có các hệ thống cấp nguồn dự phòng (ắc quy, máy phát, …)

- Không gian lắp đặt bị hạn chế nên phải bố trí hợp lý đồng thời phải

thỏa mãn các yêu cầu về mỹ thuật trong kiến trúc xây dựng

- Yêu cầu cao về chế độ làm việc và an toàn cho người sử dụng

1.2.2 Phân loại hộ tiêu thụ điện trong tòa nhà cao tầng hỗn hợp:

8

Hệ thống cung cấp điện cho toà nhà phải đáp ứng đầy đủ các nhu cầu

điện năng và phải bảo đảm độ tin cậy về cấp điện cho từng loại hộ dùng điện

cụ thể

Độ tin cậy liên tục cung cấp điện tuỳ thuộc vào hộ tiêu thụ Vì vậy ta

cần phải phân loại các hộ tiêu thụ Trong tòa nhà cao tầng phụ tải rất đa dạng

như: thang máy, bơm cứu hỏa, bơm nước sinh hoạt, các thiết bị chiếu sáng

sinh hoạt, chiếu sáng sự cố, các thiết bị dân dụng như: điều hòa, quạt thông

gió, quạt treo tường, quạt trần, bếp điện, bàn là, bình nóng lạnh, lò vi sóng, tủ

lạnh, máy giặt, ti vi

Trang 5

chí sau:

- Hộ loại 1: Là thiết bị chiếu sáng sự cố những nơi tập trung đông

người như các sảnh chờ, hành lang công cộng, cầu thang thoát hiểm, các

phòng kỹ thuật, tầng kỹ thuật, phòng sơ cứu, phòng phát thanh, phòng thông

tin liên lạc

Yêu cầu: phải đảm bảo cung cấp điện liên tục, thời gian mất điện không

được quá thời gian để thiết bị tự động đóng nguồn điện dự phòng Trong đồ án

dự định sử dụng các bộ đèn có ắcquy làm thiết bị chiếu sáng sự cố an toàn

(thoát hiểm)

- Hộ loại 2: gồm nguồn cấp cho hệ thống thang máy, hệ thống phòng

cháy chữa cháy, các khu vực kinh doanh nhà hàng ăn uống, cửa hàng bán đồ

tiêu dùng, các khu vực bãi để xe dưới tầng hầm Đây là các phụ tải ưu tiên

Yêu cầu: Phải đảm bảo cấp điện liên tục, thời gian mất điện không quá

thời gian cần thiết để đóng nguồn điện dự phòng Trạm phát điện dự phòng ở

trạng thái dự phòng nguội, được tự động khởi động và mang tải sau khi mất

điện lưới

9

- Hộ loại 3: gồm những hộ dùng điện còn lại (hệ thống điều hoà không

khí, khu vực các căn hộ gia đình, …)

Yêu cầu: Thời gian mất điện cho phép không quá 12 giờ, không yêu cầu

có nguồn dự phòng

Trong thực tế, việc phân loại hộ tiêu thụ không hoàn toàn cứng nhắc mà

còn tuỳ thuộc vào tầm quan trọng của hộ tiêu thụ được xét đối với các hộ tiêu

thụ còn lại Mặt khác trong một nhà máy, một cơ sở dịch vụ, khu dân cư có

nhiều loại hộ tiêu thụ xen kẽ nhau Vì vậy khi thiết kế hệ thống cung cấp điện

phải khảo sát kỹ lưỡng đối tượng được cấp điện, nhằm đảm bảo việc cung cấp

điện an toàn, tin cậy và linh hoạt

1.2.3 Những yêu cầu cấp điện cho nhà chung cư:

Một phương án cung cấp điện được xem là hợp lý khi thỏa mãn được

các yêu cầu sau:

a) Độ tin cậy cung cấp điện:

Là khả năng cung cấp điện liên tục cho các thiết bị điện, ở đây độ tin

cậy tùy thuộc vào tính chất quan trọng của các loại thiết bị cần phải hoạt động

liên tục khi nguồn điện lưới bị mất, đảm bảo an toàn cho hoạt động của mọi

thiết bị trong toà nhà như động cơ thang máy, thang cuốn, bơm nước, đèn

chiếu sáng sự cố, …

Người thiết kế cần có phương án cung cấp điện cho tòa nhà khi không

có điện lưới, đảm bảo tòa nhà phải được cấp điện bằng 2 nguồn Ngoài độ tin

cậy cấp điện, cần đặc biệt chú đến vấn đề an toàn, phòng chống cháy nổ

b) Chất lượng điện năng:

Chất lượng điện rất quan trọng đối với những công trình có quy mô lớn,

nhất là những tòa nhà cao cấp đa chức năng,

10

Chất lượng điện năng được đánh giá qua hai chỉ tiêu: Tần số f và điện

áp U

- Tần số: Do cơ quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều chỉnh Chỉ

có những hộ tiêu thụ lớn (hàng chục MW trở lên) mới phải quan tâm đến chế

độ vận hành của mình sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số của hệ thống

điện

- Điện áp: Là vấn đề cần phải quan tâm vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến

việc vận hành và tuổi thọ của thiết bị Vì vậy phải luôn đảm bảo độ lệch điện

áp nằm trong phạm vi ± 5% U

đm

c) An toàn cung cấp điện:

Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và

thiết bị Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp

điện hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh được nhầm lẫn trong vận hành; các

thiết bị điện phải được chọn đúng tính năng sử dụng, đúng chủng loại, đúng

Trang 6

Công tác xây dựng, lắp đặt hệ thống cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến

độ an toàn cung cấp điện

Cuối cùng, việc vận hành quản lý hệ thống điện có vai trò đặc biệt quan

trọng Những cán bộ kỹ thuật quản lí vận hành hệ thống và người sử dụng đều

cần phải có ý thức chấp hành những quy định, những quy tắc vận hành và sử

dụng điện an toàn

d) Tính kinh tế cao:

Trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án, các phương

án thường có những ưu và khuyết điểm riêng, có thể lợi về kinh tế nhưng xét

về kỹ thuật thì không được tốt Chỉ tiêu kinh tế được xét đến khi các chỉ tiêu

kỹ thuật nêu trên đã được đảm bảo

11

Chỉ tiêu kinh tế được đánh giá thông qua: tổng số vốn đầu tư, chi phí

vận hành và thời gian thu hồi vốn đầu tư

Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải bằng cách tính toán và so sánh tỷ mỉ

giữa các phương án, từ đó mới có thể đưa ra được phương án tối ưu

Ngoài các yêu cầu trên, khi thiết kế cung cấp điện cũng cần chú ý đến

các yêu cầu khác như: thuận tiện cho công tác vận hành và sửa chữa, có điều

kiện thuận lợi cho yêu cầu phát triển phụ tải sau này, rút ngắn được thời gian

xây dựng, v.v

1.2.4 Một số vấn đề chung khi thiết kế cung cấp điện:

a) Các bước thực hiện thiết kế cung cấp điện:

Bước 1: Thu thập dữ liệu ban đầu

- Nhiệm vụ, mục đích thiết kế cung cấp điện

- Đặc điểm quá trình công nghệ hay công năng của công trình sẽ được

cung cấp điện

- Dữ liệu về nguồn điện: công suất nguồn, hướng cấp điện, khoảng cách

đến hộ tiêu thụ

- Dữ liệu về phụ tải: công suất, phân bố, phân loại hộ tiêu thụ

Bước 2: Xác định phụ tải tính toán

- Danh mục các thiết bị điện

- Tính phụ tải động lực

- Tính phụ tải chiếu sáng

- Phụ tải tính toán của toàn bộ công trình

Bước 3: Tính chọn trạm biến áp, trạm phân phối

- Dung lượng, số lượng, vị trí của trạm biến áp, trạm phân phối

- Số lượng, vị trí của tủ phân phối, tủ động lực ở mạng hạ áp

Bước 4: Xác định phương án cung cấp điện

12

- Sơ đồ đi dây và sơ đồ nguyên lý cấp điện mạng cao áp;

- Sơ đồ đi dây và sơ đồ nguyên lý cấp điện mạng hạ áp

- Sơ đồ nguyên lý của trạm biến áp, trạm phân phối

Bước 5: Tính toán ngắn mạch

- Tính toán ngắn mạch trong mạng cao áp

- Tính toán ngắn mạch trong mạng hạ áp

Bước 6: Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện

- Lựa chọn máy biến áp

- Lựa chọn và kiểm tra tiết diện dây dẫn, cáp

- Lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện cao áp

- Lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện hạ áp

Bước 7: Tính toán nối đất, chống sét

- Tính toán nối đất chống sét cho trạm biến áp

- Tính toán chống sét cho đường dây cao áp

- Tính toán nối đất trung điểm của máy biến áp hạ áp

- Tính toán nối đất lặp lại dây trung tính

Bước 8: Tính toán tiết kiệm điện và nâng cao hệ số công suất cos

- Các phương pháp tiết kiệm điện và nâng cao hệ số công suất cos tự

nhiên

- Phương pháp bù bằng tụ điện: xác định dung lượng bù, phân phối tụ

Trang 7

Bước 9: Bảo vệ rơle và tự động hoá

- Bảo vệ rơle cho máy biến áp, đường dây cao áp, các thiết bị điện có

công suất lớn, quan trọng

- Các biện pháp tự động hóa: tự động đóng lặp lại, đóng dự phòng

13

- Các biện pháp thông tin điều khiển

Bước 10: Hồ sơ thiết kế cung cấp điện

- Bảng thống kê các dữ liệu ban đầu

- Bản vẽ mặt bằng công trình và phân bố phụ tải

- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý cung cấp điện mạng cao áp, mạng hạ áp,

mạng chiếu sáng

- Bản vẽ mặt bằng và sơ đồ đi dây của mạng cao áp, mạng hạ áp, mạng

chiếu sáng

- Bản vẽ chi tiết các bộ phận như bảo vệ rơle, đo lường, tự động hóa,

nối đất, thiết bị chống sét

b) Về đảm bảo nguồn điện:

Do phụ tải của các tòa nhà tương đối lớn (lên đến cỡ hàng MVA) nên

nguồn cấp từ lưới điện quốc gia thường là nguồn trung áp 22kV lộ kép và

được chuyển đổi xuống điện áp 0,4kV cấp điện cho các tủ điện hạ áp tổng của

tòa nhà Đường cáp cung cấp điện từ cột đường dây trên không (điểm đấu

điện) đến trạm biến áp thường dùng cáp ngầm khô XLPE/PVC có đặc tính

chống thấm dọc Trước khi cung cấp điện cho toà nhà, từ trạm biến áp nguồn

điện được đưa đến các tủ hạ áp tổng, các tủ này có hệ thống đóng cắt và bảo

vệ quá tải, ngắn mạch …

Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho tòa nhà, thường dùng trạm tối

thiểu có 2 máy biến áp 22/0,4kV đặt trong tầng hầm của tòa nhà và được thiết

kế đảm bảo an toàn về các lĩnh vực kỹ thuật như PCCC, an toàn điện … Khí

cụ thao tác bảo vệ ngắn mạch cho mỗi máy sử dụng dao cách ly, máy cắt chân

không điện áp 24 kV

Trong trường hợp mất điện lưới, để đảm bảo việc cung cấp điện liên tục

cho một số phụ tải quan trọng như: hệ thống điện chiếu sáng làm việc cho khu

14

vực dịch vụ, hệ thống điện chiếu sáng công cộng, hệ thống phòng cháy chữa

cháy, hệ thống thang máy, bơm nước, hệ thống máy tính, thông tin liên lạc, …

các tòa nhà thường bố trí một máy phát điện dự phòng sử dụng động cơ

điêzen, loại máy không dùng chổi than, có khả năng tự bảo vệ trong các

trường hợp ngắn mạch, quá tải, quá nhiệt … kèm thiết bị chuyển mạch đổi

nguồn tự động - ATS (Automatic Transfer Switch) Máy phát điện tự khởi

động khi nguồn chính từ máy biến áp mất và tự tắt khi nguồn chính có trở lại

Phòng đặt máy phải đảm bảo thông gió vừa phải chống ồn bằng các lớp cách

âm Khi chạy máy phát dự phòng, hệ thống sẽ cắt bớt các phụ tải không quan

trọng, để tránh quá tải cho máy phát

c) Về bố trí kết cấu mạng phân phối điện:

Để đảm bảo tính mỹ quan cho toà nhà và của cả khu chung cư, thường

chọn phương án đi dây từ lưới trung áp đến máy biến áp ở tầng hầm là dạng

cáp đặt ngầm trong đất

Từ đầu ra máy biến áp có các đường cáp dẫn đến các tủ hạ áp chính,

tuyến cáp này có thể đặt ngầm trong đất hoặc đặt trên hệ thống các khay cáp

Từ các tủ này sẽ có các xuất tuyến dẫn đến các tủ tầng (tủ trung gian) để phân

phối điện đến các tầng theo thứ tự từ thấp lên cao

Từ hệ thống tủ điện phân phối chính, các xuất tuyến cấp nguồn cho các

tầng thường đi theo hệ thống khay cáp, thang cáp đặt trong hộp kỹ thuật (bám

theo mặt tường và trần) và các máng cáp đi kín dưới sàn nhà đưa điện cấp cho

các tủ tầng nằm trên một trục đứng

Mỗi tầng được cấp điện từ các tủ phân phối trung gian riêng của tầng và

được đặt trong các buồng kỹ thuật điện Các tủ này có kết cấu kiểu đặt đứng

trên sàn nhà, áp sát vào tường hoặc loại bảng điện treo tường (đặt nổi hoặc âm

tường)

Trang 8

Cáp và dây dẫn đến bảng điện, công tắc, thiết bị, ổ cắm được đặt bên

trong ống nhựa cứng PVC có đặc tính chống cháy đặt chìm trong tường, sàn

hoặc trần giả

Các bảng điện tầng dùng tủ đặt đứng hoặc bảng điện treo tường, vỏ tôn

sơn tỉnh điện bắt nổi hoặc âm tường, thiết bị đóng cắt dùng áptômát vỏ đúc

(MCCB) 1 pha hoặc 3 pha có móc bảo vệ từ và nhiệt Để đảm bảo an toàn cho

người sử dụng nên có các thiết bị phát hiện dòng rò (RCD) lắp ở đầu tuyến

dây cấp nguồn cho cả dây pha và trung tính

Hệ thống nối đất đến các bảng điện tầng, các thiết bị động lực, dùng cáp

ruột đồng một lõi vỏ cách điện PVC làm dây nối đất; các mạch động lực như

các ổ cắm đặt chờ bếp, máy lạnh đều có dây nối đất đi kèm nối về vỏ bảng

điện tầng

Trong mỗi khu văn phòng, căn hộ bố trí một tủ phân phối điện, trong đó

lắp đặt các áptômat tổng, áptômat phân đoạn, áptômat nhánh có thông số phù

hợp để bảo vệ và phân phối điện đến các thiết bị dùng điện Dây dẫn điện đi

trong nhà dùng dây lõi đồng, cách điện PVC đi theo máng cáp và được luồn

trong ống nhựa cứng chôn ngầm trong tường, trần hoặc đi trên trần giả

Mỗi khu vực sử dụng điện trong công trình tùy theo chức năng sử dụng

được bố trí các công tơ đo đếm điện riêng để tiện tính toán, đánh giá việc sử

dụng điện tiết kiệm và hiệu quả Các khu vực công cộng của tòa nhà được cấp

điện từ tủ điện tổng cũng có thể bố trí công tơ đo đếm riêng Các đồng hồ đo

đếm điện năng thường có cấp chính xác cấp 1

Đường cáp và dây cáp điện trong công trình sử dụng cáp có từ ba đến

năm lõi, có nhiều lớp cách điện, bảo vệ rất an toàn Riêng tuyến cáp cấp điện

cho bơm cứu hỏa và thang máy cứu hoả thường bố trí đi trong tuyến cáp riêng

bằng cáp có đặc tính chống cháy

16

1.3 Tự động hóa tòa nhà - Tòa nhà thông minh

1.3.1 Tự động hóa tòa nhà:

Hệ thống tự động hóa tòa nhà (BAS) là một thuật ngữ quan trọng (nó

cũng còn được hiểu là hệ thống quản lý tòa nhà, BMS) Thuật ngữ này dùng

để chỉ một phạm vi rộng các hệ thống điều khiển tòa nhà có máy tính, từ các

bộ điều khiển chuyên dụng, đến các trạm độc lập từ xa, đến những hệ thống

lớn hơn bao gồm các trạm máy tính trung tâm và các máy in BAS là một

trong những hệ thống chính của các tòa nhà thông minh

Một BAS bao gồm một số phân hệ được kết nối theo những cách thức

khác nhau để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh Hệ thống phải được thiết kế

và cung cấp năng lượng cho khắp tòa nhà để tự nó đảm bảo cho các hệ thống

dịch vụ hợp thành Bởi vậy, mặc dù các bộ phận cấu thành được sử dụng có

thể như nhau, nhưng hai hệ thống lại không như nhau, trừ khi chúng được áp

dụng cho các tòa nhà giống hệt nhau với các dịch vụ và những người sử dụng

như nhau

Các dịch vụ tòa nhà bao gồm các hệ thống HVAC, các hệ thống điện,

các hệ thống chiếu sáng, các hệ thống cứu hỏa, an ninh và thang máy Trong

các tòa nhà công nghiệp chúng cũng có thể bao gồm các hệ thống khí nén, hơi

nước và nước nóng được sử dụng cho các quá trình sản xuất Một BAS có thể

được sử dụng để giám sát, điều khiển và quản lý tất cả hoặc chỉ một số các

dịch vụ này Có những lý do đúng đắn và những mục tiêu cơ bản trong việc

đầu tư những tổng lượng tiền đáng kể theo cách này Chúng sẽ thay đổi, phụ

thuộc vào việc sử dụng tòa nhà và cách thức quản lý tòa nhà cũng như mối

quan hệ giữa giá trị của sản phẩm đầu cuối và chi phí vận hành tòa nhà Nó

cũng có thể phụ thuộc vào mức độ phức tạp của các dịch vụ tòa nhà và tổng

17

vốn đầu tư của chúng Sau đây sẽ đưa ra những lợi ích điển hình chủ yếu mà

một BAS có thể mang lại

1 Độ tin cậy của các máy móc thiết bị và các dịch vụ được nâng cao

Các mục tiêu vận hành và bảo trì hệ thống là để đảm bảo cho máy móc

thiết bị hoạt động tốt không hỏng hóc và duy trì sự hoạt động hiệu quả Sự cố

Trang 9

phí cần thiết cho việc chăm sóc định kỳ theo thời gian Hơn nữa, hỏng hóc

một thiết bị nào đó làm gián đoạn dịch vụ được đảm bảo bởi hệ thống này và

gây nên sự bất tiện cho những người ngụ cư và/hoặc chi phí tốn kém thêm cho

chủ nhà

Một BAS có thể mang lại sự đóng góp đáng kể theo hướng đảm bảo các

tính năng hoạt động bằng cách giám sát hệ thống một cách liên tục và duy trì

sự bảo dưỡng phòng ngừa Những ví dụ điển hình là các cảnh báo thiết bị khi

đạt đến thời gian vận hành định trước và trong trường hợp tính năng của thiết

bị đã bị xuống cấp đến một mức nào đó

2 Giảm các chi phí vận hành

Một trong những phí tổn chủ yếu khi vận hành tòa nhà là chi phí năng

lượng dùng cho sưởi ấm, điều hòa không khí và chiếu sáng không gian Trên

thực tế, chức năng quan trọng của BAS là giảm các chi phí năng lượng này

càng nhiều càng tốt Các ví dụ điển hình về điều này là khởi động/dừng được

lập trình, định chu trình làm việc, đặt lại điểm thiết lập và tối ưu hóa các máy

làm lạnh

Tất cả các loại tòa nhà đều là những ứng viên cho một dạng hệ thống

tiết kiệm năng lượng nào đó Nếu chỉ theo lý do lắp đặt một hệ thống để tiết

kiệm năng lượng, thì người ta thường thích gọi nó là một hệ thống điều khiển

và quản lý năng lượng (EMCS) hoặc là hệ thống quản lý năng lượng tòa nhà

18

(BEMS) hơn là gọi nó là BAS hoặc BMS Vì thế, một EMCS hoặc BEMS

thường được xem như một phần của BAS hoặc BMS EMCS hoặc BEMS có

thể được xem như các hệ thống điều khiển và giám sát các hệ thống dịch vụ

tòa nhà mà chúng góp phần đáng kể vào giảm mức tiêu tốn năng lượng của

các tòa nhà

3 Nâng cao hiệu quả quản lý tòa nhà

BAS cung cấp những biện pháp có hiệu quả nhất về chi phí cho bộ phận

quản lý tòa nhà Những biện pháp này giám sát các điều kiện và các dịch vụ

và luôn luôn duy trì chúng ở mức độ yêu cầu Đó cũng là những biện pháp có

khả năng đáp ứng nhanh và hiệu quả đối với những thay đổi về các mẫu chức

năng và việc sử dụng không gian (thay đổi công năng hay vị trí làm việc)

4 Nâng cao năng suất của đội ngũ cán bộ nhân viên

Một BAS cũng có thể đưa lại những lợi ích vô hình khác và vì thế khó

có thể đo lường và đánh giá nó một cách đầy đủ Những lợi ích này bao gồm

việc nâng cao hiệu suất của đội ngũ cán bộ công nhân viên chức nhờ có các

điều kiện môi trường được cải thiện Sự hài lòng với công việc và tinh thần

thoải mái hơn của bộ phận bảo trì, họ có thể dành nhiều thời gian hơn để ngăn

ngừa những hậu quả do hỏng hóc và bớt thời gian hơn nếu phải “cứu hỏa”

Ngoài ra còn có những lợi ích vô hình khác nữa

5 Bảo vệ cho con người và trang thiết bị

Điều vốn có cho BAS là một mạng truyền thông, nó có thể mở rộng tầm

ra khắp tòa nhà hoặc tổ hợp các tòa nhà Chính hệ thống truyền thông này có

thể phát ra các cảnh báo cho người vận hành hoặc dịch vụ an ninh trong

trường hợp có khói, lửa, sự xâm nhập bất hợp pháp hoặc những tình huống có

thể gây hỏng hóc trang thiết bị

19

Hơn nữa, BAS cũng có thể hỗ trợ cho các biện pháp an ninh an toàn

khác Ví dụ, bản thân nó có thể giám sát vào ra bằng cách cung cấp cho người

quản lý tòa nhà khả năng chấp nhận các mức truy nhập khác nhau cho mỗi

thành viên khác nhau trong đội ngũ cán bộ nhân viên BAS có thể giúp cho

người bảo vệ chống lại sự đột nhập không cho phép vào tòa nhà bằng cách sử

dụng các thẻ ra vào, bằng việc kiểm tra và giám sát các khu vực riêng biệt của

tòa nhà, và bằng việc đảm bảo duy trì việc tuần tra an ninh phù hợp với kế

hoạch đã ấn định

1.3.2 Tòa nhà thông minh:

Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển vượt bậc đã mang đến nhiều giải

pháp ứng dụng thiết thực trong cuộc sống Riêng sự phát triển của hệ thống

mạng và các thiết bị IP, việc tích hợp các thành phần, hệ thống khác nhau của

Trang 10

(Intelligent Building) là một khái niệm mới nhưng đã nhanh chóng trở thành

xu huớng tất yếu cho tất cả các toà nhà hiện đại trên thế giới

Tại Việt Nam, nhiều cao ốc văn phòng, trung tâm thương mại, trường

học, sân bay, bệnh viện đã và đang được xây dựng, nhưng chưa sử dụng các

hệ thống tự động hoá trong quản lý toà nhà, nếu có cũng chỉ là các hệ thống

riêng biệt như: báo cháy, điều hoà không khí,

Giải pháp tích hợp cho phép nâng cao hiệu suất của tòa nhà bằng cách

giảm chi phí nhân công, chi phí năng lượng, cung cấp môi trường làm việc

tiện nghi và an toàn cho cán bộ và nhân viên làm việc trong nhà và khách đến

làm việc với các đơn vị tại toà nhà Hệ thống quản lý tòa nhà (BMS) sẽ tích

hợp với các hệ thống dịch vụ sau:

- Hệ thống cung cấp và phân phối điện (máy cắt, tủ hạ áp, tủ phân phối

đầu tầng, máy phát điện dự phòng, …)

20

- Hệ thống điều hòa trung tâm

- Hệ thống chiếu sáng công cộng (Public Lighting)

- Hệ thống thiết bị viễn thông

- Hệ thống giám sát truy nhập (Access control)

- Hệ thống Camera an ninh

- Hệ thống PCCC

- Thang máy (lift, elevator)

- Hệ thống cấp/thoát nước & xử lý nước thải sinh hoạt

- Hệ thống thông tin công cộng (hệ thống âm thanh thông báo, hệ thống

màn hình thông báo ) Và nhiều hệ thống khác nữa

Với tính chất phức tạp, lượng người sử dụng dịch vụ đông và bất định

trong toà nhà, đòi hỏi hệ thống quản lý và giám sát phải đơn giản, rõ ràng và

luôn sẵn sàng đáp ứng các nhu cầu của người sử dụng một cách nhanh nhất

Giải pháp đề xuất BMS được dựa trên các công nghệ, ý tưởng, kiến trúc

đã được công nhận Toàn bộ thiết kế được tập trung xung quanh một kiến trúc

tích hợp liên kết tất cả các chương trình ứng dụng và dịch vụ với nhau để cung

cấp khả năng điều hành tuyệt vời cho toà nhà Giải pháp BMS cung cấp một

hệ thống điều hành tích hợp cho việc quản lý các dịch vụ của toà nhà và các

ứng dụng thông minh cho cán bộ nhân viên làm việc tại toà nhà, cũng như các

công cụ, năng lực và khả năng mở rộng các dịch vụ và phương tiện cho người

sử dụng

Mục tiêu của việc thiết kế cho toà nhà là tạo ra một toà nhà thông minh

có những ứng dụng cao qua các hệ thống tích hợp Điều này không chỉ áp

dụng cho hạ tầng và các dịch vụ của toà nhà, mà còn cho môi trường điều

hành vật lý, các hệ thống thông tin, viến thông, an ninh và quản lý cần thiết để

giúp điều hành toà nhà này một cách hiệu quả

21

Giải pháp BMS đã được hoàn thiện theo thời gian, theo nhiều khía cạnh

như kết nối hoàn hảo với các hệ thống và ứng dụng khác nhau, qui trình quản

lý dễ dàng, tập trung vào những người sử dụng khác nhau, v.v

Ngày nay, Hệ thống Quản lý Toà nhà Thông minh (Intelligent

Building Management System - IBMS) đã trở thành hiện thực nhờ vào sự

kết hợp thành công giữa các hệ thống công nghệ thông tin và quy trình quản

trị đồng bộ Các công trình thông minh có khả năng tích hợp nhiều hệ thống

chuyên biệt được lắp đặt tại một hoặc nhiều địa điểm, được vận hành trên

cùng một hạ tầng mạng, được giám sát và điều khiển trực quan, đơn giản

thông qua một giao diện trung tâm thân thiện

Bằng các phương thức trên, Hệ thống IBMS quản lý các công

trình đồng thời đem đến cho khách hàng các giá trị như:

- Tối ưu công năng của toà nhà, sử dụng điện tiết kiệm, hiệu quả;

- Cải thiện việc điều khiển toà nhà Giảm chi phí vận hành hệ thống

Đó chính là những toà nhà thông minh!

Điều khiển tự động hoá, Truyền thông và Tích hợp là những đặc trưng

cơ bản của một toà nhà thông minh

1.4 CAD trong thiết kế cung cấp điện

Định dạng
Số trang	13
Dung lượng	334,55 KB