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城市綜合體電氣設(shè)計(jì)
城市綜合體電氣設(shè)計(jì)
【摘 要】通過工程示例介紹了城市綜合體的負(fù)荷計(jì)算、供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)急電源系統(tǒng)及配電箱等的設(shè)置。
【關(guān)鍵詞】城市綜合體;負(fù)荷計(jì)算;供配電系統(tǒng)
引言
近年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市綜合體這種商業(yè)模式在一線城市甚至二三線城市如雨后春筍般不斷冒出來。
所謂城市綜合就是將城市中的商業(yè)、辦公、居住、旅店、展覽、餐飲、會(huì)議、文娛和交通等城市生活空間的三項(xiàng)以上進(jìn)行組合，并在各部分間建立一種相互依存、相互助益的能動(dòng)關(guān)系，從而形成一個(gè)多功能、高效率的綜合體。
城市綜合體是集多功能于一體的綜合建筑群，總建筑面積一般在30萬平米以上，有的甚至高達(dá)上百萬平方米，因此建筑的用電量巨大，變壓器的總裝機(jī)容量約為30MVA～100MVA。
如此巨大的用電容量對區(qū)域電網(wǎng)都是一種沖擊，對于110/10 kV的城市電網(wǎng)而言，需要由市政電網(wǎng)取5～6路10 kV電源，而對于110/35 kV的城市電網(wǎng)而言，則需3路35 kV電源。
無論是10 kV電壓等級接入，還是35 kV電壓等級接入，對于30萬平米以上規(guī)模的城市綜合體，幾乎占用了半個(gè)110 kV區(qū)域電站的供電能力。
這種量變對于市政電網(wǎng)而言，也是一種前所未有的挑戰(zhàn)，直接影響了市政110 kV電站的規(guī)模分布及出線形式。
另外城市綜合體的多種功能形態(tài)和區(qū)域劃分歸屬于不同的物業(yè)部門，因此供配電系統(tǒng)就顯得更為復(fù)雜和重要。
本文以在實(shí)際工程中的某城市綜合體為例，從整體供配電的合理性和經(jīng)濟(jì)性等方面介紹了大慶某城市綜合體的負(fù)荷計(jì)算、供配電系統(tǒng)、應(yīng)急電源系統(tǒng)以及在整個(gè)配電過程中的一些細(xì)節(jié)，本文就此項(xiàng)目的電氣設(shè)計(jì)為例與同行進(jìn)行探討交流
1、工程概況
某城市綜合體位于大慶市，本項(xiàng)目分為三個(gè)區(qū)域，分別為商業(yè)樓、百貨樓、娛樂樓，三塊區(qū)域相互連同。
商業(yè)樓地下一層為停車庫和設(shè)備用房，一層為內(nèi)外街商鋪及家用電器超市，二至三層為大型超市，四至五層為內(nèi)街商鋪、餐飲、快捷酒店等，六至十九層為辦公，商業(yè)樓總建筑面積約155965平方米;百貨樓地下一層為停車庫和設(shè)備用房，一至五層為內(nèi)外街商鋪及大型百貨商場，六至十九層為公寓式辦公，百貨樓總建筑面積約146219平方米;娛樂樓地下一層為車庫及超市，一至五層為內(nèi)外街商鋪、電玩、KTV、電影院等娛樂場所，六至十九層包含兩個(gè)塔樓，分別為辦公和五星級酒店，娛樂樓總建筑面積約145500平方米。
由于本項(xiàng)目建筑的用電設(shè)備眾多，用電性質(zhì)多樣。
基于綜合體建筑的前兩大特征(體量大、功能多)，導(dǎo)致用電需求多樣化，負(fù)荷等級涵蓋一、二、三級負(fù)荷，因此對項(xiàng)目的配電的安全級別提出了很高的要求，如何來保證電氣設(shè)備用電安全可靠是電氣設(shè)計(jì)首先要考慮的?而正確定義用電設(shè)備的負(fù)荷級別是保證用電設(shè)備安全可靠運(yùn)行的第一步 。
由于商業(yè)建筑復(fù)雜多變性定、導(dǎo)致了它的供電負(fù)荷具有不同與一般民用建筑，商業(yè)建筑的很多業(yè)態(tài)在前期并不能完全確定，如何在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)正確計(jì)算商業(yè)用電量及合理預(yù)留二次裝修用電量是對電氣設(shè)計(jì)工作一大考驗(yàn)。
在整個(gè)城市綜合體的電氣設(shè)計(jì)中供配電系統(tǒng)的合理性、現(xiàn)實(shí)可行性、運(yùn)行可靠性，是整個(gè)項(xiàng)目電氣部分能全可靠的基礎(chǔ)。
因此選擇合理的供配電系統(tǒng)方案對建筑建造成本的經(jīng)濟(jì)性及供電可靠性極為重要。
2、負(fù)荷等級
本項(xiàng)目有一類高層建筑、大型商業(yè)建筑因此建筑屬于一類綜合建筑。
安保監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備、消防泵、消防電梯、排煙風(fēng)機(jī)、加壓風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明、疏散照明及重要的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、生活水泵、排污泵、辦公樓客梯電力、公共區(qū)域照明等為一級負(fù)荷，其中電信機(jī)房電源、安保監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備、商業(yè)經(jīng)營管理用計(jì)算機(jī)電源等為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷;貨梯、商業(yè)客梯、自動(dòng)扶梯、空調(diào)設(shè)備為二級負(fù)荷;除一級、二級負(fù)荷以外其余負(fù)荷為三級。
地下車庫按防火分類屬Ⅰ類汽車庫，應(yīng)急照明、消防泵、噴淋泵、排煙風(fēng)機(jī)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等為一級負(fù)荷;其余均為三級負(fù)荷。
3、負(fù)荷計(jì)算
商業(yè)建筑的用電負(fù)荷一般具有如下特點(diǎn)：
①商鋪的用電負(fù)荷大，一般遠(yuǎn)大于《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》中大型商業(yè)120 W/㎡ 的指標(biāo)，尤其是餐飲的用電負(fù)荷更大，而且不同類型(快餐和正餐)、不同飲食文化背景(中餐和西餐)的餐飲差別也很大。
�、� 負(fù)荷的不確定性大，因?yàn)樯虡I(yè)地產(chǎn)往往根據(jù)市場租戶的需求，不斷調(diào)整商鋪的性質(zhì)，使得負(fù)荷總在動(dòng)態(tài)變化之中。
4、供配電系統(tǒng)及變電所的設(shè)置
城市綜合體一般由多個(gè)地塊組成且建筑功能復(fù)雜。
在設(shè)計(jì)供配電方案之前，必須詳細(xì)了解當(dāng)?shù)仉娏镜囊?guī)定、再結(jié)合項(xiàng)目地塊用地性質(zhì)及地塊的劃分，盡可能合理利用地方法規(guī)及政策，選擇最經(jīng)濟(jì)最合理的方案。
由于本項(xiàng)目所處的城市是個(gè)能源型城市，而本項(xiàng)目所在區(qū)域的供電并非國家電網(wǎng)公司，而是由當(dāng)?shù)赜吞镫娏竟芾恚驗(yàn)橛吞锊捎驮O(shè)備的特點(diǎn)導(dǎo)致了該區(qū)域目前電網(wǎng)電壓等級還是6KV。
而項(xiàng)目區(qū)域又沒有條件設(shè)立35/6KV變電站，因此對本項(xiàng)目的供電帶來了很大的不便。
由于6KV單網(wǎng)專線供電能力一般在6MVA左右，如果整個(gè)項(xiàng)目采用一個(gè)6KV開閉所勢必會(huì)造成6KV開閉所面積很大，供電負(fù)荷分配不均勻，所有自市政電網(wǎng)引來的多路6KV電源集中進(jìn)入同一開閉所，對市政電源的引入也存在困難，而且6KV電源點(diǎn)并不能多點(diǎn)均布的進(jìn)入負(fù)荷中心，對電網(wǎng)及用戶都造成了很大的浪費(fèi)，是一個(gè)不合理的供電方案。
在否定了此方案的基礎(chǔ)上與供電部門及業(yè)主經(jīng)過多次溝通，在考慮了供電的可靠性、合理性以及滿足規(guī)范的前提下最后確定了如下的的供電方案，那就是分別在商業(yè)樓、百貨樓、娛樂樓內(nèi)設(shè)6KV開閉所，每個(gè)開閉所都從市政電網(wǎng)引來3路6KV電源。
每3路電源都要滿足一二級負(fù)荷的要求。
由于各地區(qū)的電價(jià)政策較為復(fù)雜，不同行業(yè)、不同季節(jié)、不同時(shí)段的電價(jià)不同， 因此對于不同的電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，若有可能，設(shè)計(jì)中最好在供電的電壓等級上予以分開，例如住宅用電與商業(yè)用電。
對于設(shè)置了 6KV 開閉所的情形，計(jì)量裝置設(shè)置在開閉所6KV 出線回路上或在用戶變電所進(jìn)線處設(shè)置專用計(jì)量柜，環(huán)網(wǎng)接線時(shí)在用戶變電所內(nèi)設(shè)置計(jì)量。
在本項(xiàng)目比較棘手的是，當(dāng)?shù)毓╇姴块T除對供電公司管理的低壓計(jì)量的產(chǎn)權(quán)式物業(yè)采用6KV 開閉所供電外，對大型商業(yè)建筑群要求采用6KV 總配電室的方式供電，且只認(rèn)可6KV 總配電室的進(jìn)線
計(jì)量，不再認(rèn)可其它6KV 出線分計(jì)量。
而實(shí)際上在本項(xiàng)目中6KV 開閉所與6KV 總配電室的不同之處主要在于電纜界面、建筑和設(shè)備產(chǎn)權(quán)及相關(guān)的運(yùn)行維護(hù)。
由于需自供電部門領(lǐng)取增值稅發(fā)票及對用電獨(dú)立核算的要求，百貨、超市、中型零售業(yè)態(tài)(如國美電器)在商務(wù)租賃談判時(shí)均堅(jiān)決要求獨(dú)立對電業(yè)局計(jì)量，直接向電業(yè)局交費(fèi)。
而外街商鋪、公寓式辦公則是采用小產(chǎn)權(quán)方式，每套設(shè)置業(yè)低壓計(jì)量電表，而業(yè)主自持物業(yè)則需要統(tǒng)一對供電局計(jì)量，內(nèi)部則在各出租區(qū)域內(nèi)設(shè)表作為內(nèi)部計(jì)量只用。
在綜合考慮了以上因素，本項(xiàng)目在每個(gè)6KV開閉所后又設(shè)置了6KV配電所。
每個(gè)需要直接對供電局計(jì)量的業(yè)態(tài)在6KV配電所進(jìn)線處設(shè)置高壓計(jì)量。
針對不同的業(yè)態(tài)不同的計(jì)量方式分別設(shè)置6/0.4KV變電所，需要高供高計(jì)的變電所則從6KV配電所直接配電。
而供電公司管理的對小產(chǎn)權(quán)物業(yè)供電的變電所則直接從6KV開閉所配電。
每個(gè)變電所根據(jù)變壓器的安裝容量的不同分別接入2路或4路6KV電源，每個(gè)變電所兩路6KV互為備用，每路均能負(fù)擔(dān)所有一二級負(fù)荷。
五星級酒店根據(jù)酒店管理公司的要求2路6KV電源互為100%備用，每路均能負(fù)擔(dān)所有負(fù)荷。
本項(xiàng)目的商業(yè)樓地塊的供配電系統(tǒng)圖詳見圖1。
5、應(yīng)急電源系統(tǒng)
由于城市綜合體的體量比較大，屬于人員密集的公共場所，因此一二級負(fù)荷比較重大，對供電可靠性要求較高，這也決定了此類建筑盡管已采用了多回路的市政獨(dú)立電源，還需要設(shè)置備用電源和柴油發(fā)電機(jī)組。
備用電源一般采用EPS為應(yīng)急疏散照明提供安全可靠的電源。
柴油發(fā)電機(jī)組可為建筑消防累負(fù)荷提供應(yīng)急電力，為上內(nèi)的大型超市提供冷凍冷藏的備用電力，為五星級酒店的廚房設(shè)備、部分空調(diào)提供備用電力。
本項(xiàng)目的應(yīng)急照明系統(tǒng)在各防火分區(qū)末端除采用兩路電源自動(dòng)投切外還增加了EPS電源，更好的保證應(yīng)急照明系統(tǒng)的安全性可靠性。
大型超市根據(jù)招租方的要求除了在滿足兩路高壓互為備用的情況下還設(shè)置了一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組主要是用來保證超市內(nèi)的消防設(shè)備、部分超市照明以及超市冷凍冷藏設(shè)備的用電。
五星級酒店根據(jù)酒店管理公司的要求同樣設(shè)置了一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組，在滿足消防設(shè)備用電的情況下還要保證酒店部分公共場所的照明用電、部分廚房設(shè)備用電、廚房冷凍冷藏用電、部分空調(diào)用電，在兩路高壓失電的情況下也能確保酒店部分營運(yùn)。
6、開關(guān)及導(dǎo)體的選擇
由于商業(yè)地產(chǎn)項(xiàng)目各業(yè)態(tài)房間用途的不確定性，在選擇開關(guān)和導(dǎo)體時(shí)必須考慮一定的裕量以滿足調(diào)整造成的負(fù)荷變化。
根據(jù)這一特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中較多地使用了插接母線供電，既可以滿足大載流量的要求，又使供配電靈活性加大，在每層豎井中均預(yù)留備用插接箱，以便在變化時(shí)，可根據(jù)上下層負(fù)荷的變化，進(jìn)行調(diào)整。
在變電所這級配電中，選擇斷路器時(shí)要選整定值可調(diào)整的斷路器，以便在末端負(fù)荷變化時(shí)調(diào)整整定值;在母線和互感器的選擇上一般按斷路器框架值來選。
7、層配電箱的設(shè)置
根據(jù)各層防火分區(qū)的劃分，分別在各層防火分區(qū)內(nèi)的豎井內(nèi)設(shè)置層照明配電箱為各商鋪供電，各商鋪的供電采用一對一放射式供電。
需要指出的是由于各層的業(yè)態(tài)比較復(fù)雜各層的防火分區(qū)上、下層不對應(yīng)，使得有的豎井在負(fù)責(zé)本防火分區(qū)供電的同時(shí)，還要負(fù)責(zé)相鄰的防火分區(qū)的供電。
在設(shè)計(jì)時(shí)，采用了就近原則，同時(shí)也考慮到整條干線負(fù)擔(dān)的負(fù)荷情況，盡量使各個(gè)豎井內(nèi)負(fù)荷比較平衡。
考慮到商業(yè)的公共區(qū)域?qū)硇枰窝b修，因此公共區(qū)域的照明配電箱必須預(yù)留電源。
此處的設(shè)計(jì)需要考慮以下幾點(diǎn)：① 電量預(yù)留多少的問題，其中照明用電可根據(jù)GB50034-2004 《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》表6.1.3及其6.1.8條，商業(yè)建筑照明功率密度值計(jì)算，高檔超
市營業(yè)廳為20 W/㎡，根據(jù)“裝飾性燈具總功率的50% 計(jì)人照明密度計(jì)算值” 的規(guī)定，采用的預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)為40 W/㎡。
�、� 為方便裝修設(shè)計(jì)，在每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置了公共區(qū)域照明配電箱和應(yīng)急照明
配電箱， 以便明確裝修設(shè)計(jì)的電氣配電分界點(diǎn)。
�、� 將樓梯間、儲(chǔ)藏問等不需要做裝修的部位，單獨(dú)設(shè)置配電回路或配電箱，盡量不從公共區(qū)域預(yù)留精裝用電的配電箱內(nèi)饋出。
8、結(jié)束語
城市綜合體是一個(gè)龐大復(fù)雜的工程，電氣專業(yè)作為配套服務(wù)的專業(yè)，在城市綜合體建筑的設(shè)計(jì)中定位更加突出，要求電氣設(shè)計(jì)人員從整體出發(fā)，完整把握掌控整個(gè)項(xiàng)目，對整個(gè)項(xiàng)目的電氣系統(tǒng)要有明確的思路，只有這樣在設(shè)計(jì)過程中才不會(huì)出現(xiàn)偏差。
只有這樣才能做好城市綜合體的電氣設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)：
[1]民用建筑電氣設(shè)規(guī)范 JGJ16-2008. 北京，中國建筑工業(yè)出版社，2008
[2]全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施- 電氣. 北京，中國計(jì)劃出版社，2009.
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