高層民用建筑改造工程電氣設計分析

余曉瀾

摘 要：城市化進程的不斷加快，推動著建筑行業不斷發展，但是從目前部分建筑原有功能以及格局看，已經無法滿足當下使用需求，所以使得改擴建工程越來越多。其中20世紀90年代的高層民用建筑已經使用了近20年之久，如果全部推倒重建需要耗費大量的資金，因此，可以采用局部改擴建的方式進行整修。本文主要分析了高層民用建筑改造工程需要考慮的因素，并結合具體工程改造案例詳細分析了電氣設計的應對策略。

關鍵詞：高層民用建筑;改造工程;電氣設計

1.高層民用建筑改造工程電氣設計中需要考量的內外部因素

1.1建筑相關內部因素分析

高層民用建筑改造工程電氣設計需要考量的內部因素，主要指的是建筑現場實際情況，在很大程度上決定了電氣設計方案。

1.1.1建筑格局

主要是指疏散通道、設備用房位置，以及管線和設備運輸通道設置情況。

1.1.2建筑功能

指的是改造工程區域的大小和功能是否出現根本變化，是否有用電負荷等級、用電負荷容量和變壓器容量變化，以及是否需要增設第二電源。

1.1.3供電設備的運行現狀主要是改造工程現場的電源供電方式、變壓器容量和負荷率，還有設備的使用年限和現狀等。

1.1.4設備用房設置

主要包括是否設置變配電房、柴油發電機房，以及設備用房的位置、大小等能否滿足改造工程需求，還包含電氣管井和線路通道使用情況等。

1.2設計環境及需求等外部因素分析

外部因素主要包含設計環境以及投資建設單位的需求等，這對于高層民用建筑改造工程電氣設計也至關重要。

1.2.1建設投資

電氣設計中應當合理地分析方案的經濟性，在滿足當下改造需求的同時，綜合考量長期使用情況，為后續的改、擴建留出一定的條件。

1.2.1建設需求高層民用改造工程區域的功能定性和變化，例如供暖調整等均會使供電需求發生變化。

1.2.3建設周期

建筑改造工程在不同的建設周期存在差異性的設計需求，這就需要在電氣設計中綜合實際情況考量后續的改建需求，防止發生修改及返工等情況。

2.高層民用建筑改造工程電氣設計的具體優化措施

下文主要結合實際工程案例，詳解分析高層民用建筑變配電系統的改造對策：某高層民用建設大樓共16層（地下1層，地上15層），建筑高58.5m，具體改造范圍為大樓2層和3層，總面積約為2438m2，原有用途是辦公室，現在需要改為教育基地，其中涉及的相關配套設備用房也需要結合實際需求進行合理改造。在此建筑中，消防負荷用電、客梯、生活水泵用電等屬于二級負荷，剩余其他用電為三級負荷。在原有設計中主供電源主要使用的是10kV高壓線路，備供電源則是柴油發電機組。

2.1計劃階段

在計劃階段，主要需要制定項目的總體目標、收支預算、項目立項等工作。對于此次建筑的改造，最終定為改造教育基地，主要是從該建筑的面積、用途給排水、暖通、電氣專業、規范標準以及設計標準等方面進行總和分析考慮，將此改造工程定性為“教育基地”，具體一定的可行性。

2.2執行階段

在設計變配電系統過程中，相關設計人員需要結合現場調研以及搜集到的相關資料進行分析和設計。經過分析后可以得出：變壓器容量可以滿足本次擴容需求，變配電設備運行正常，但其使用年限過久，尤其是電力變壓器，已超過了設備安全使用年限;該大樓原設計二級負荷設備容量約為108kW，但實際使用為100kW，在此次改造中需新增消防風機約20kW;除去改造區域外，大樓其他區域需要正常工作，所以不停電施工。綜合這些情況制定了三種方案：

首先，可以從臨近的開閉所另外增加一路10kV的高壓電源;其次，采用柴油發電機組，重建柴油發電機房;然后，對于重要的負荷可以采用EPS作為備用電源。

2.3檢查溝通協調階段

在此階段中，需要與建設投資方進行充分溝通，實行多期改造，本次為一期改造階段。從上文提高的三種方案進行分析：方案一，建設投資方認為此方案實行后在后期操作維護較為簡單，并且較為經濟可靠。但如果從技術角度看，大樓重要的負荷總計108kW，如果從市電引一路10kV電源，則不夠經濟也不合理。主要是因為10kV供電方案將發生變化，所以需要拆除原有高壓柜，增加新的高壓進線柜、計量柜、聯絡柜，此種改造對建筑結構等其他專業影響較大;此外，開閉所與大樓距離較遠，并且大樓處于的位置市政管網復雜，存在很多不可控制因素;最后，此方案經過供電局部門核實和造價核算，并沒有節省投資。所以此方案不可行。方案二：此方案中需要將全樓的空調系統進行改造，拆除鍋爐設備，重建柴油發電機房，這樣不僅可以達到此次改造需求，也可以滿足全大樓的重要負荷供電可靠性。但是經過造價預算后，本期改造只考慮教育基地的空調系統，將全大樓的空調系統改造放到工程二期改造，所以，暫時不拆除鍋爐設備。經過現場多次勘測、核對、溝通協調等，發現現有地下室范圍無法滿足進排風和排煙的位置安裝空間，并且地上的紅線范圍內，達不到建造柴油發電機房的條件，因此，本期只考慮重要負荷的供電連續性、可靠性。方案三：經過上述兩種方案的分析、核對和確定，并且要滿足非改造區域按不停電施工的要求，所以將更新變配電房內設備、改造大樓空調系統、重建柴油發電機房納入到二期改造范圍，在一期改造中只考慮教育基地的供配電系統的供電安全可靠性，其中備用電源為動力型EPS，將其安裝到改造區域消防風機房內，不僅符合規范要求，也滿足了使用要求。

2.4實施階段

在工程施工及投入使用期間，制定的方案并沒有出現重大修改或者調整那么前三個階段有效可行。

結語

總之，對于高層民用建筑大樓的改造，需要根據實際情況制定合理的方案，并通過計劃、執行、檢查溝通協調、實施四個階段進行有效落實，從而達到改造目的。

參考文獻：

[1]吳學娟，劉冰.高層民用建筑改造工程電氣設計的應對策略[J].建筑電氣，2020，39（3）：119-122.

[2]黃舒予.改造建筑的電氣設計要點分析[J].現代建筑電氣，2019，10（4）：115-118，119.

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