浅谈地下车库负荷计算与需要系数的选取
浅谈地下车库负荷计算与需要系数的选取
民用建筑在电气设计中，由于各个阶段的前置条件不同，所采用的负荷计算方法也不同，例如在规划和方案阶段时，仅有建筑的部分平面图和各区域的面积指标，此阶段没有其它专业的设备功率提资，故只能采用单位指标法来估算项目总的装机容量，其计算结果和最终选型会存在一定误差。在初步设计及施工图设计阶段，各专业的提资都较为齐全，此时可采用需要系数法计算。需要系数的取值直接影响到变压器的选择及项目的总安装容量，现行的规范及手册中，对住宅用电、充电桩及一些动力设备用电的需要系数均有详细规定，本文不再赘述，以下就扩初或施工图阶段地下车库内用电的负荷计算及需要系数取值作简要的分析。
一、术语
在做分析前，先来了解电气设计中几个常用术语及其概念：
A. 设备容量（Pe）：也称为安装容量，用户安装的所有用电设备的额定功率之和，是配电系统设计和计算的依据。
B. 计算容量（Pjs）：也称为计算负荷、需要负荷。通常采用30分钟最大平均负荷，标志用户的最大用电功率。是选择配电变压器容量、确定备用电源容量和季节性负荷划分的依据，也是计算配电系统各回路电流的依据。
C. 计算电流（A）：计算容量在额定电压下的电流，是选择配电变压器、导体、保护电器、功率损耗等的依据。
D. 需要系数（Kx）：用电设备计算容量与用电设备设备容量的比值（Kx=Pjs/Pe）。
二、地下车库用电负荷的分类
地下车库中的负荷按重要性可分为消防负荷和非消防负荷。
A. 消防负荷包含消防水泵、消防风机、防火卷帘、排水泵、应急照明等。
非消防负荷包含普通照明、生活水泵、雨水泵、制冷机组、新风机等。
三、地下车库消防负荷用电需要系数的选取
供电方式一：每个防火分区设置一个双切总箱，火灾时该防火分区内的消防设备均需要工作，故采用此种配电方式时，配电箱的需要系数则建议取1.0。
供电方式二：分区域或楼层设置消防动力总箱，放射式配电至每个防火分区内设备的双切箱。依据各防火分区的配电箱功率计算可以看出，第1防火分区的消防动力功率最大，第2防火分区最小，若第1防火分区与第4防火分不相邻,其余防火分区两两相邻时，且根据规范按1个着火点考虑的情况下，每个设备房内的双电源配电箱系数（使用条件同供电方式一）建议取1.0，该消防动力总箱的需要系数则建议取0.75~0.8。取值计算过程如下：
各防火分区消防动力总功率依次为:54kw、33kw、42kw、42kw。各防火分区着火时所需要启动的消防动力总功率依次为：87kw、129kw、117kw、84kw。可以看出第2防火分区着火时所需要启动的消防动力设备功率最大，此时的Kx=Pjs/Pe=129/171=0.754。
四、地下车库非消防负荷用电需要系数的选取
非消防负荷以普通照明为例，一般的配电方式为车库每层设置一个照明总箱，放射式配电至各防火分区的照明分箱。车库照明由于功率密度指标较低（规范中公共车库的照明功率密度限值为2W/m2，住宅车库为1.8W/m2），每个防火分区的照明加插座等功率也较小。
以公共车库中一个3000m2的防火分区为例，考虑到车库中消防设备房、配电间管井等区域不由普通照明箱供电，实际由普通照明箱供电的面积约为2500m2左右，该防火分区的照明总功率为2500m2x2W/m2=5kw，并适当预留检修、清洁插座回路，故以该防火分区的设备容量定为10kw。由于地下室一般无自然采光的条件，24小时均有使用需求，各防火分区的照明箱同时使用的最大负荷为所有照明+一个普通插座回路，故建议需要系数取0.8~1.0。
楼层照明总箱由于其供电面积大，公共车库上午9:00~晚上10:00车流量大，车道及车位照明均需要使用，功率使用峰值将大概率出现在此时间段的某一时间点，但各防火分区的普通插座等负荷不会同时使用，功率峰值同时使用的负荷为所有普通照明+一部分插座，下图中4个防火分区的照明总功率为4x5kw=20kw，并考虑部分插座及小动力设备，故建议该普通照明总箱的需要系数取0.6~0.8（不同的项目具体取值需按照明总箱供电的面积选择，面积小时取上限，面积大时取下限）。
五、结语
综上所述，需要系数法是我国目前最常用的负荷计算方法，在各级配电线路中均需要合理的取值。若取值偏小容易造成线路过载、跳闸等故障，取值偏大时则可能会影响电缆、断路的选型，造成浪费。故在设计中应对配电方式、不同的用电设备、负荷高峰时间段的运行情况等因素仔细分析后再进行合理的选取。对重要负荷而言应保障其供电的可靠性，对非重要负荷而言应在满足使用的前提下避免浪费。