城市綜合體建筑電氣設計分析

摘 要：隨著經濟的發展，城市綜合體也不斷增多，城市綜合體的特殊性也決定了其電氣設計的重要性和復雜性。本文以某城市綜合體建筑為例，就供電電源系統、低壓配電系統、管線選擇及敷設、照明系統的設計進行分析，確保電氣系統的安全、經濟運行，為此類建筑電氣設計提供指導。

關鍵詞：城市綜合體；電氣設計；供電電源；管線；照明系統

近年來，隨著市場經濟的快速發展，城市規模的不斷擴大，各地市相繼建成了功能齊全、形式多樣，集購物、餐飲、娛樂、休閑等消費功能于一體的大型商業綜合體。城市綜合體一般具有面積規模大、人員密集、建筑功能復雜等特點，因此，該類建筑的電氣設計工作難度較大。如何將建筑電氣節能技術合理應用到工程設計中，做到電氣系統安全可靠，節約投資，減少能耗，使用管理方便，是廣大電氣設計工作者應該深入思考和研究的問題。文章將結合城市綜合體建筑的特點，探討該類建筑的電氣設計工作。

1工程概況

某城市綜合體，地下為車庫和商場，上部結構為2幢高層建筑，1#樓為商業辦公樓，25層，建筑高度約96.23，2#樓住宅，33層，建筑高度約101.43 m。

2設計范圍

本工程設計強電系統包括：10kV供配電系統、220/380V配電、照明系統；建筑物防雷、接地系統。

本工程設計弱電系統包括：安全技術防范系統、有線電視和衛星電視接收系統、建筑設備監控系統、計算機網絡系統、通信網絡系統、綜合布線系統、機房工程、住宅水表遠傳系統、熱能表遠傳系統、可視對講系統、火災自動報警系統、電氣火災監控系統以及其他建筑電氣系統等。

3供電電源系統

3.1 負荷等級

本工程負荷有動力設備、照明設備、空調設備、辦公設備和立體車庫停車等。

1）一級負荷。消防電源、應急照明、走道照明、客梯、生活水泵、航空障礙燈、立體車庫停車設備和商場備用照明等均為一級負荷。

2）二級負荷。自動扶梯、商場空調為二級負荷。

3）三級負荷。其他均為三級負荷。

3.2 各級計算負荷容量

1）普通一級負荷為：Pe=1020kW，Pj=714kW，Sj=892.5kV·A。

2）消防一級負荷為：Pe=890kW，Pj=890kW，Sj=1113kV·A。

3）二級負荷。Pe=1277kW，Pj=958kW，Sj=1197.2kV·A。

4）三級負荷。Pe=9910kW，Pj=6940kW，Sj=8671kV·A

3.3 柴油發電機容量的選擇

因消防負荷容量比普通一級負荷大，柴油發電機容量按消防負荷考慮，選用一臺容量為1250kV·A的柴油發電機。

3.4 變壓器容量的選擇

（1）2#樓住宅部分變壓器

當地電業部門對住宅供電執行配套費標準，住宅小區供電配套設施是指從公用供電設施的“T”接點至住宅樓或公建（含小區內經營性用房）設施的電能計量裝置（含表箱及電表）的所有供配電設施。包括變電站或開閉所的出線間隔、高壓線路、高壓環網柜、高低壓開關柜、變壓器、低壓線路、低壓T接箱、電纜橋架和一戶一表，所以住宅用變壓器屬電力部門公管。

2#樓住宅部分Pe=1440kW，取Kx=0.45，Pj=648kW，Sj=762kV·A。選一臺容量為1000kV·A的變壓器。

（2）除住宅以外的變壓器

本工程商場、1#樓采用中央空調，2#樓辦公部分采用一拖多空調，住宅采用分體空調。中央空調動力站負荷為：Pe=2400kW，Pj=1680kW，Sj=1866kV·A。鑒于動力站負荷在使用季節和不使用季節差別很大，所以動力站負荷單獨選一臺變壓器，容量為2000kV·A。

除1#樓住宅、空調動力站以外的負荷：Pe=9807kW，Pj=6865kW，Sj=7627kV·A。選4臺容量為2500kV·A的變壓器。

3.5 供配電系統

本工程為高一類建筑，地處鬧市區。根據市區供電電網情況，不能提供不同區域變電站的兩路10kV電源，故供電方案為一路10kV高壓電源，備用電源采用柴油發電機。地下室為三層，考慮供電半徑、負荷分布的特點，在地下二層設三個變配電室，其中2#變配電室靠近2#樓，內設住宅用5#變壓器；3#變配電室供冷凍站負荷，設6#變壓器；一、二級負荷及其他公共用電負荷均由1#變配電室內1#～4#變壓器供電。配電系統如圖1所示。

圖1配電系統簡圖

一級負荷由雙路電源供電，當一路電源檢修或故障時，另一路應不致同時受到損壞。

二級負荷由雙回路供電，大容量負荷變電所專用回路供電。另外通信、安防、消防和計算機等機房均需配備一定容量的不間斷電源，以保證主機的正常運行和數據的安全。

3.6 無功補償及諧波抑制

功率因數補償采用集中補償與分散就地補償相結合的方式，在變電所的低壓側設置自動無功補償電容柜，在用電量較大的區域配電柜處，設置智能型單相無功補償電容柜，使變電所高壓側功率因數不小于0.9。另外各類燈具的鎮流器功率因數應較高。

在變電站的照明、動力用變壓器0.4kV配電母線上設置針對3、5、7、11、13次諧波的有源濾波器，抑制諧波干擾，保證電源的質量。

4 低壓配電系統

4.1 配電系統

對于一級負荷，采用雙電源供電，并在末端自動互投。一級負荷中的電梯和消防電梯、防、排煙風機等消防設備分別各自采用兩路獨立電源的專用回路供電，并在末端互投。其他消防設備由防火分區電源自動切換箱供電，到設備采用放射式供電，線路電纜由配電室沿電纜橋架豎井內敷設至配電點。應急照明各干線在前端做雙電源切換后，采用干線式或放射式供電，因發電機轉換時間不能滿足應急照明轉換時間不應大于5s的要求，應急照明按樓層、防火分區設置應急電源系統（EPS）供電。

對于二級負荷，扶梯采用雙回路供電并在末端互投，商場空調電源由變配電室專用回路供電。

4.2 低壓保護裝置

低壓主進、聯絡斷路器設過載長延時、短路短延時和瞬時保護脫扣器，其他低壓斷路器設過載長延時、短路瞬時脫扣器，部分回路設（分勵）脫扣器。這些回路既可以在自動互投時，卸載部分負荷，防止變壓器過載，又可以在火災時，切斷火災場所相關非消防設備電源。

住宅供電采取措施防止因接地故障引起火災，進線裝置內設置防火災總檢測裝置。住戶配電箱（分戶箱）的進線端裝設短路、過負荷、過電壓和欠電壓保護電器。

4.3 設備控制

各主要的機電設備如冷凍機、風機、水泵和空調設備等均有手自動轉換、就地和遠程遙控的控制要求，自動控制及調節由相應的樓宇設備自動控制系統實施，各受控設備的狀態及故障報警均傳送至控制中心。考慮節能、保護電動機及延長機械設備壽命，大容量的風機和水泵負荷采用符合電磁兼容要求的固態節能電子軟起動器。

5 管線選擇及敷設

5.1 住宅供電干線的選擇

按照配套費標準，低壓220/380V的住宅住戶用電表由煙臺供電公司設計、供貨，所以本次設計僅建議電力部門選用WDZ輻照交聯低煙無鹵阻燃電纜沿金屬橋架敷設。

5.2 公共部分供電干線選擇

1）1#樓照明干線選用一根1350A高電流母線槽，母線系統為3L+N+PE，每層設母線插接箱。

2）地下一層至六層商場部分，第一、第二防火分區的配電間上下能對應起來，所以干線分別選用一根1250A高電流母線槽，母線系統為3L+N+PE，每層設母線插接箱。

3）商場其他防火分區、扶梯、商場空調、2#樓回遷辦公室空調和立體停車設備電源等的供電干線，截面積大于16mm2的電纜均采用合金電纜，利用穿刺線夾分支，采用電纜梯架或者支架敷設。合金電纜相比相同載流量的銅電纜，重量輕，更容易彎曲，方便安裝，性價比較高，而且可以節約銅資源，降低投資。截面積不大于16mm2的供電干線電纜采用WDZ輻照交聯低煙無鹵電纜。

4）消防用干線電纜采用礦物絕緣電纜沿支架敷設。

5）終端導線采用輻照交聯低煙無鹵銅芯塑料線穿金屬管或橋架暗敷。至消防設備的電源采用耐火型導線，其線路穿金屬管暗敷于不燃燒體內，且保護層厚度不小于30mm。如有明敷處，須穿金屬管并涂防火涂料。

6照明系統

貫徹“綠色照明”原則，優先采用細管徑熒光燈、節能燈，為減少噪聲和頻閃，選用有3C標志和安全認證且符合電磁兼容要求的電子鎮流器，各類燈具的鎮流器均是高功率因數。優先選用高顯色光源，各開關及插座應有3C安全認證標志。

車庫等場所考慮設置智能照明控制，可根據使用需求調光并預設多種燈光場景，做到節能和智能管理。

照度標準按現行國家標準《建筑照明設計標準》執行，主要場所照明功率密度值按現行國家標準GB50034-2004《建筑照明設計標準》執行。有裝修處，將有機結合裝修設計，確定照明方式及燈具形式。

應急照明、火災疏散標志照明工作時間不小于30min，火災時繼續工作的備用照明工作時間不小于180min。商場內疏散走道和主要疏散路線的地面上還應增設能保持視覺連續的燈光疏散指示標志或蓄光疏散指示標志。

7結束語

綜上所述，城市綜合體電氣設計是一項系統性很強的工作，廣大電氣設計工作者在設計中應精心考慮，反復衡量，從安全性、可靠性、經濟性以及節能性等方面進行綜合考慮，選擇合理的供配電方案，實現電氣系統經濟運行。同時努力采用成熟、有效的節能技術，合理配置建筑節能設備，從而達到真正有效地節約能源。

參考文獻

[1] 孫巖；蔣成竹.商業廣場供配電設計[J].現代建筑電氣，2010年第05期

[2] 王曄.城市綜合體建筑電氣設計特征[J].現代建筑電氣，2012年04期