城市综合体建筑电气设计分析

关键词：城市综合体；电气设计；供电电源；管线；照明系统 

　　近年来，随着市场经济的快速发展，城市规模的不断扩大，各地市相继建成了功能齐全、形式多样，集购物、餐饮、娱乐、休闲等消费功能于一体的大型商业综合体。城市综合体一般具有面积规模大、人员密集、建筑功能复杂等特点，因此，该类建筑的电气设计工作难度较大。如何将建筑电气节能技术合理应用到工程设计中，做到电气系统安全可靠，节约投资，减少能耗，使用管理方便，是广大电气设计工作者应该深入思考和研究的问题。文章将结合城市综合体建筑的特点，探讨该类建筑的电气设计工作。 

　　1工程概况 

　　某城市综合体，地下为车库和商场，上部结构为2幢高层建筑，1#楼为商业办公楼，25层，建筑高度约96.23，2#楼住宅，33层，建筑高度约101.43 m。 

　　2设计范围 

　　本工程设计强电系统包括：10kV供配电系统、220/380V配电、照明系统；建筑物防雷、接地系统。 

　　本工程设计弱电系统包括：安全技术防范系统、有线电视和卫星电视接收系统、建筑设备监控系统、计算机网络系统、通信网络系统、综合布线系统、机房工程、住宅水表远传系统、热能表远传系统、可视对讲系统、火灾自动报警系统、电气火灾监控系统以及其他建筑电气系统等。 

　　3供电电源系统 

　　3.1 负荷等级 

　　本工程负荷有动力设备、照明设备、空调设备、办公设备和立体车库停车等。 

　　1）一级负荷。消防电源、应急照明、走道照明、客梯、生活水泵、航空障碍灯、立体车库停车设备和商场备用照明等均为一级负荷。 

　　2）二级负荷。自动扶梯、商场空调为二级负荷。 

　　3）三级负荷。其他均为三级负荷。 

　　3.2 各级计算负荷容量 

　　1）普通一级负荷为：Pe=1020kW，Pj=714kW，Sj=892.5kV·A。 

　　2）消防一级负荷为：Pe=890kW，Pj=890kW，Sj=1113kV·A。 

　　3）二级负荷。Pe=1277kW，Pj=958kW，Sj=1197.2kV·A。 

　　4）三级负荷。Pe=9910kW，Pj=6940kW，Sj=8671kV·A 

　　3.3 柴油发电机容量的选择 

　　因消防负荷容量比普通一级负荷大，柴油发电机容量按消防负荷考虑，选用一台容量为1250kV·A的柴油发电机。 

　　3.4 变压器容量的选择 

　　（1）2#楼住宅部分变压器 

　　当地电业部门对住宅供电执行配套费标准，住宅小区供电配套设施是指从公用供电设施的“T”接点至住宅楼或公建（含小区内经营性用房）设施的电能计量装置（含表箱及电表）的所有供配电设施。包括变电站或开闭所的出线间隔、高压线路、高压环网柜、高低压开关柜、变压器、低压线路、低压T接箱、电缆桥架和一户一表，所以住宅用变压器属电力部门公管。 

　　2#楼住宅部分Pe=1440kW，取Kx=0.45，Pj=648kW，Sj=762kV·A。选一台容量为1000kV·A的变压器。 

　　（2）除住宅以外的变压器 

　　本工程商场、1#楼采用中央空调，2#楼办公部分采用一拖多空调，住宅采用分体空调。中央空调动力站负荷为：Pe=2400kW，Pj=1680kW，Sj=1866kV·A。鉴于动力站负荷在使用季节和不使用季节差别很大，所以动力站负荷单独选一台变压器，容量为2000kV·A。 

　　除1#楼住宅、空调动力站以外的负荷：Pe=9807kW，Pj=6865kW，Sj=7627kV·A。选4台容量为2500kV·A的变压器。 

　　3.5 供配电系统 

　　本工程为高一类建筑，地处闹市区。根据市区供电电网情况，不能提供不同区域变电站的两路10kV电源，故供电方案为一路10kV高压电源，备用电源采用柴油发电机。地下室为三层，考虑供电半径、负荷分布的特点，在地下二层设三个变配电室，其中2#变配电室靠近2#楼，内设住宅用5#变压器；3#变配电室供冷冻站负荷，设6#变压器；一、二级负荷及其他公共用电负荷均由1#变配电室内1#～4#变压器供电。

　　一级负荷由双路电源供电，当一路电源检修或故障时，另一路应不致同时受到损坏。 

　　二级负荷由双回路供电，大容量负荷变电所专用回路供电。另外通信、安防、消防和计算机等机房均需配备一定容量的不间断电源，以保证主机的正常运行和数据的安全。 

　　3.6 无功补偿及谐波抑制 

　　功率因数补偿采用集中补偿与分散就地补偿相结合的方式，在变电所的低压侧设置自动无功补偿电容柜，在用电量较大的区域配电柜处，设置智能型单相无功补偿电容柜，使变电所高压侧功率因数不小于0.9。另外各类灯具的镇流器功率因数应较高。 

　　在变电站的照明、动力用变压器0.4kV配电母线上设置针对3、5、7、11、13次谐波的有源滤波器，抑制谐波干扰，保证电源的质量。 

　　4 低压配电系统 

　　4.1 配电系统 

　　对于一级负荷，采用双电源供电，并在末端自动互投。一级负荷中的电梯和消防电梯、防、排烟风机等消防设备分别各自采用两路独立电源的专用回路供电，并在末端互投。其他消防设备由防火分区电源自动切换箱供电，到设备采用放射式供电，线路电缆由配电室沿电缆桥架竖井内敷设至配电点。应急照明各干线在前端做双电源切换后，采用干线式或放射式供电，因发电机转换时间不能满足应急照明转换时间不应大于5s的要求，应急照明按楼层、防火分区设置应急电源系统（EPS）供电。 　　对于二级负荷，扶梯采用双回路供电并在末端互投，商场空调电源由变配电室专用回路供电。 

　　4.2 低压保护装置 

　　低压主进、联络断路器设过载长延时、短路短延时和瞬时保护脱扣器，其他低压断路器设过载长延时、短路瞬时脱扣器，部分回路设（分励）脱扣器。这些回路既可以在自动互投时，卸载部分负荷，防止变压器过载，又可以在火灾时，切断火灾场所相关非消防设备电源。 

　　住宅供电采取措施防止因接地故障引起火灾，进线装置内设置防火灾总检测装置。住户配电箱（分户箱）的进线端装设短路、过负荷、过电压和欠电压保护电器。 

　　4.3 设备控制 

　　各主要的机电设备如冷冻机、风机、水泵和空调设备等均有手自动转换、就地和远程遥控的控制要求，自动控制及调节由相应的楼宇设备自动控制系统实施，各受控设备的状态及故障报警均传送至控制中心。考虑节能、保护电动机及延长机械设备寿命，大容量的风机和水泵负荷采用符合电磁兼容要求的固态节能电子软起动器。 

　　5 管线选择及敷设 

　　5.1 住宅供电干线的选择 

　　按照配套费标准，低压220/380V的住宅住户用电表由烟台供电公司设计、供货，所以本次设计仅建议电力部门选用WDZ辐照交联低烟无卤阻燃电缆沿金属桥架敷设。 

　　5.2 公共部分供电干线选择 

　　1）1#楼照明干线选用一根1350A高电流母线槽，母线系统为3L+N+PE，每层设母线插接箱。 

　　2）地下一层至六层商场部分，第一、第二防火分区的配电间上下能对应起来，所以干线分别选用一根1250A高电流母线槽，母线系统为3L+N+PE，每层设母线插接箱。 

　　3）商场其他防火分区、扶梯、商场空调、2#楼回迁办公室空调和立体停车设备电源等的供电干线，截面积大于16mm2的电缆均采用合金电缆，利用穿刺线夹分支，采用电缆梯架或者支架敷设。合金电缆相比相同载流量的铜电缆，重量轻，更容易弯曲，方便安装，性价比较高，而且可以节约铜资源，降低投资。截面积不大于16mm2的供电干线电缆采用WDZ辐照交联低烟无卤电缆。 

　　4）消防用干线电缆采用矿物绝缘电缆沿支架敷设。 

　　5）终端导线采用辐照交联低烟无卤铜芯塑料线穿金属管或桥架暗敷。至消防设备的电源采用耐火型导线，其线路穿金属管暗敷于不燃烧体内，且保护层厚度不小于30mm。如有明敷处，须穿金属管并涂防火涂料。 

　　6照明系统 

　　贯彻“绿色照明”原则，优先采用细管径荧光灯、节能灯，为减少噪声和频闪，选用有3C标志和安全认证且符合电磁兼容要求的电子镇流器，各类灯具的镇流器均是高功率因数。优先选用高显色光源，各开关及插座应有3C安全认证标志。 

　　车库等场所考虑设置智能照明控制，可根据使用需求调光并预设多种灯光场景，做到节能和智能管理。 

　　照度标准按现行国家标准《建筑照明设计标准》执行，主要场所照明功率密度值按现行国家标准GB50034-2004《建筑照明设计标准》执行。有装修处，将有机结合装修设计，确定照明方式及灯具形式。 

　　应急照明、火灾疏散标志照明工作时间不小于30min，火灾时继续工作的备用照明工作时间不小于180min。商场内疏散走道和主要疏散路线的地面上还应增设能保持视觉连续的灯光疏散指示标志或蓄光疏散指示标志。 

　　7结束语 

　　综上所述，城市综合体电气设计是一项系统性很强的工作，广大电气设计工作者在设计中应精心考虑，反复衡量，从安全性、可靠性、经济性以及节能性等方面进行综合考虑，选择合理的供配电方案，实现电气系统经济运行。同时努力采用成熟、有效的节能技术，合理配置建筑节能设备，从而达到真正有效地节约能源。 

　　参考文献 

　　[1] 孙岩；蒋成竹.商业广场供配电设计[J].现代建筑电气，2010年第05期 

　　[2] 王晔.城市综合体建筑电气设计特征[J].现代建筑电气，2012年04期