張文武

廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州 510010

近年來(lái)隨著城市化進(jìn)程不斷加快，大型購(gòu)物中心在各地開(kāi)始大量建設(shè)，購(gòu)物中心集購(gòu)物、娛樂(lè)、餐飲為一體，具有建筑體量大、人員密集、功能種類多等特點(diǎn)[1]。大型購(gòu)物中心的這些特點(diǎn)使得其電氣設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度較大，本文以筆者負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、已投入運(yùn)營(yíng)的某大型商業(yè)購(gòu)物中心為例，對(duì)購(gòu)物中心的變配電設(shè)計(jì)及節(jié)能方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行一些探討。

該工程主要包含超市、商業(yè)娛樂(lè)、影院、餐飲等業(yè)態(tài)，總建筑面積約13萬(wàn)m2，其中地上9萬(wàn)m2，地下4萬(wàn)m2。地下二層主要為車庫(kù)、人防區(qū)及設(shè)備用房，地下一層主要為車庫(kù)及設(shè)備用房，地上主要為超市、商鋪、餐飲、影城、各種集合店等。本文主要從變配電系統(tǒng)及節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些解決方案和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

1 變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 負(fù)荷等級(jí)分類

根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》、《商店建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《商店建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》等國(guó)家及行業(yè)規(guī)范，本工程主要用電負(fù)荷分類如下：（1）一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷：商場(chǎng)、超市的經(jīng)營(yíng)管理用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；（2）一級(jí)負(fù)荷：消防相關(guān)用電、應(yīng)急照明、信息弱電系統(tǒng)、營(yíng)業(yè)廳備用照明、客梯、排水泵、生活給水泵、事故通風(fēng)機(jī)等；（3）二級(jí)負(fù)荷：扶梯、放映設(shè)備、超市經(jīng)營(yíng)用冷凍冷藏設(shè)備、空調(diào)用電；（4）三級(jí)負(fù)荷：其他照明及電力負(fù)荷。

1.2 負(fù)荷計(jì)算

1.2.1 負(fù)荷指標(biāo)的確定

商業(yè)建筑由于受商業(yè)定位、招商等因素的影響，在負(fù)荷計(jì)算時(shí)由于業(yè)態(tài)的不同使得單位負(fù)荷指標(biāo)差別較大。在商業(yè)用電負(fù)荷計(jì)算時(shí)，最重要的是與業(yè)主及運(yùn)營(yíng)部門溝通確定商業(yè)各區(qū)域的業(yè)態(tài)，在確定商業(yè)的業(yè)態(tài)后根據(jù)各業(yè)態(tài)單位面積負(fù)荷指標(biāo)即可進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，同時(shí)需預(yù)留合理的余量以適應(yīng)后期的招商調(diào)整。本工程各種業(yè)態(tài)單位面積負(fù)荷指標(biāo)（本工程為空調(diào)專業(yè)集中冷源設(shè)計(jì)，冷源負(fù)荷按空調(diào)專業(yè)提資確定）如表1所示。

表1 各業(yè)態(tài)單位面積負(fù)荷指標(biāo)（不含冷源）

1.2.2 需要系數(shù)的確定

在筆者參與的商業(yè)類建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常遇到在商業(yè)招商時(shí)各個(gè)商鋪提供的用電需求均偏大的情況，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中針對(duì)末端、層箱、干線及變壓器等處選擇合適的需要系數(shù)使得計(jì)算符合實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性的要求。本項(xiàng)目對(duì)末端配電箱進(jìn)行計(jì)算時(shí)按需要系數(shù)為1進(jìn)行計(jì)算，以滿足招商的商務(wù)需求，在樓層箱處需要系數(shù)按0.8計(jì)算，在干線處需要系數(shù)按0.6～0.7計(jì)算，在變壓器處需要系數(shù)按0.5計(jì)算。

1.2.3 負(fù)荷計(jì)算結(jié)果

按照以上的負(fù)荷指標(biāo)和需要系數(shù)，綜合空調(diào)、給排水的提資，本項(xiàng)目計(jì)算負(fù)荷結(jié)果如下表2所示。

表2 負(fù)荷計(jì)算結(jié)果

1.3 供電電源及變配電所設(shè)置

本工程供電電壓等級(jí)為10kV，由于項(xiàng)目在當(dāng)?shù)貙儆跇?biāo)志性建筑，供電部門給予了很大支持，最終確定由周邊市政電網(wǎng)的不同變電站引來(lái)三路10kV電源（可滿足雙重電源要求），采用電纜由室外穿管埋地方式引入設(shè)在地下一層的開(kāi)閉所。三路電源采用“兩主一備”的運(yùn)行方式。按照項(xiàng)目的建筑形式，從節(jié)能和管理兩方面考慮，設(shè)置了兩個(gè)大商業(yè)變電所和一個(gè)超市變電所（超市設(shè)置專門的變電所便于超市的招商和運(yùn)營(yíng)管理）。其中大商業(yè)1#變電所靠近制冷主機(jī)房，負(fù)責(zé)制冷機(jī)房的負(fù)荷和部分商業(yè)、地下室負(fù)荷，大商業(yè)2#變電所負(fù)責(zé)部分商業(yè)、地下室負(fù)荷，各變電所變壓器安裝容量及負(fù)載率如表3所示。

表3 變壓器安裝容量及平均負(fù)載率

1.4 備用電源

本工程市電電源雖已滿足一級(jí)負(fù)荷的要求，但考慮到本工程為人員密集場(chǎng)所，經(jīng)與業(yè)主、供電部門、當(dāng)?shù)叵谰譁贤ê?，確定設(shè)置一臺(tái)常用功率1000kW的柴油發(fā)電機(jī)組，為消防負(fù)荷提供第三個(gè)電源。同時(shí)本工程有一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，按照其應(yīng)急電源切換的時(shí)間要求，設(shè)置對(duì)應(yīng)的UPS（不間斷電源）供電。

1.5 低壓配電系統(tǒng)

變壓器低壓側(cè)采用單母線分段運(yùn)行方式，每?jī)膳_(tái)為一組設(shè)置聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，平時(shí)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，當(dāng)一路電源或一臺(tái)變壓器故障時(shí)，切除三級(jí)負(fù)荷，合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，保證兩臺(tái)變壓器所帶的一、二級(jí)負(fù)荷供電。

2 節(jié)能設(shè)計(jì)

本工程設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了各類節(jié)能措施，主要包括幾種。

2.1 照明節(jié)能

（1）采用高效節(jié)能光源（包括T5燈管、LED燈），利用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能電感鎮(zhèn)流器就地補(bǔ)償。（2）樓梯間、車庫(kù)、公共區(qū)域采用智能照明等控制方式。（3）利用自然光，室外景觀、夜景照明采用智能照明、定時(shí)及遙控等組合方式。

2.2 供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施

（1）選用節(jié)能型變壓器，降低能耗、提高效率。（2）變電所設(shè)置在各業(yè)態(tài)負(fù)荷中心位置，供電半徑嚴(yán)格控制，降低線路損耗。（3）變電所采用調(diào)諧濾波型無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以降低系統(tǒng)諧波含量提高功率因數(shù),減少線路損耗。（4）單相用電設(shè)備應(yīng)均勻分配在三相線路上，盡量保證三相負(fù)荷平衡。（5）嚴(yán)格控制電壓降，以減少線路損耗。（6）設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)以提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的能力。（7）按照業(yè)態(tài)、負(fù)荷性質(zhì)以及產(chǎn)權(quán)歸屬分類計(jì)量，并納入電力運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)。（8）按照業(yè)態(tài)、負(fù)荷性質(zhì)以及產(chǎn)權(quán)歸屬分類，對(duì)制冷站、給排水設(shè)備、空調(diào)、電梯、其他動(dòng)力設(shè)備、經(jīng)營(yíng)用電和照明等分別設(shè)置獨(dú)立的電能計(jì)量，并將數(shù)據(jù)上傳至能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行能耗監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析和管理。

2.3 建筑設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)用

（1）建筑設(shè)備管理系統(tǒng)的應(yīng)用，全方位的對(duì)樓內(nèi)的各類機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和最佳控制，達(dá)到在滿足需求的前提下最大限度的節(jié)能。（2）配合設(shè)備工藝要求，采用變頻技術(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行進(jìn)行變速控制，以達(dá)到節(jié)能效果。應(yīng)用有變風(fēng)量空調(diào)、變頻水泵、變頻風(fēng)機(jī)、電梯及自動(dòng)扶梯。（3）充分利用自然通風(fēng)，控制最小新風(fēng)比，控制空氣品質(zhì)。

3 設(shè)計(jì)過(guò)程中幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)總結(jié)

3.1 配電間的設(shè)置

在大型購(gòu)物中心設(shè)計(jì)過(guò)程中需要根據(jù)建筑的防火分區(qū)及商業(yè)業(yè)態(tài)在不同區(qū)域設(shè)置配電間，配電間間距建議控制在60～80m，同時(shí)盡量上下對(duì)齊，且由于配電箱數(shù)量較多，不能將配電間面積設(shè)置的過(guò)小，本項(xiàng)目大多數(shù)的配電間的面積設(shè)置為8～10m2，在設(shè)備安裝完成后，有合理的操作空間，同時(shí)也利于設(shè)備散熱。

3.2 豎向配電導(dǎo)體的選擇

從變電所供電至樓層配電間的供電導(dǎo)體可以選擇電纜或者母線槽，在項(xiàng)目招商的過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)業(yè)態(tài)的較多次調(diào)整，因此在豎向配電導(dǎo)體的選擇上建議選擇豎向母線槽，在每層設(shè)置2～3個(gè)插接口，使得系統(tǒng)能夠靈活應(yīng)對(duì)業(yè)態(tài)的調(diào)整。

3.3 商鋪內(nèi)配電箱位置選擇

多數(shù)購(gòu)物中心在機(jī)電安裝階段往往還沒(méi)有完成招商工作，但由于工期的原因需提前完成樓層配電箱至商鋪配電箱的電纜敷設(shè)及商鋪配電箱的安裝，在商鋪業(yè)主或租戶未能指定商鋪配電箱安裝位置的情況下最好選擇電纜路由較遠(yuǎn)的位置安裝配電箱，如此在業(yè)主或租戶進(jìn)駐后可以避免因移動(dòng)配電箱位置導(dǎo)致電纜長(zhǎng)度不夠的情況發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

大型商業(yè)購(gòu)物中心的電氣設(shè)計(jì)工作是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程，需要從項(xiàng)目定位、運(yùn)營(yíng)管理、招商等各方面進(jìn)行綜合考慮確定項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)在設(shè)計(jì)全過(guò)程中需要不斷與業(yè)主及使用方進(jìn)行深入溝通，使得設(shè)計(jì)方案能夠具有可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性等特點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)作者負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的大型購(gòu)物中心電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，以期與設(shè)計(jì)人員共同分享。

[1] 黃光輝.某大型商業(yè)建筑的電氣設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代建筑電氣，2013（9）：57-61.

[2] 王志翔.大型商業(yè)購(gòu)物中心電氣設(shè)計(jì)重點(diǎn)、難點(diǎn)探析[J].智能建筑電氣技術(shù)，2017（10）：74-78.

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