大型商業綜合體電氣部分設計

宋麗華

0 引言

隨著越來越多的商業綜合體建筑在全國各地建設開發，一座大型商業綜合體逐漸會成為一個城市的地標代表，給予了人們生活的便利，也促進了當地經濟的發展與繁榮。對于這類建筑體，每個專業設計的內容合規性、合理性、安全性都尤為重要，本文結合某大型商業綜合體項目案例，對電氣設計中的低壓配電系統選擇、消防應急照明及疏散指示系統的設置選擇、火災自動報警及消防聯動控制系統選擇環形結構設計等電氣設計內容展開簡單討論，以供參考。

1 項目概況

某城市大型商業綜合體總建筑面積約16.4萬m2。地下共4層，其中地下1層由商業店面、數據機房、安防中心、貨運通道、風機房等組成，地下2、3、4層由停車庫、制冷機房、隔油器間、風機房等組成。商業購物中心為地上主體6層，總建筑高度（含裙房）約34m。該商業綜合體屬于一類高層重要公共建筑。該商業綜合體的招商定位以重奢侈品牌潮流為主，業主計劃將該商業綜合體打造成為這座城市的高端商業綜合體建筑領頭羊。結合各方資料需求，本文主要對幾個電氣設計做法展開討論。

2 高低壓配電系統

2.1 配電方式

根據不同設備用電需求，對變電所內供電母線進行設置，需按規定設置獨立的主斷路器在低壓側總進線處[1]。消防供電系統中需要在末級設置雙電源自動轉換方式供電的場所（如消防控制室、消防水泵、消防電梯），本項目采用由變配電室普通母線段及發電機應急母線段各出一路專線電源進行放射式供電。地下室車庫內消防電梯排水泵（集水坑）、屋頂防排煙設施等，按建筑平面防火分設置獨立主用電源總箱、備用電源總箱，兩個總箱的電源均從變配電室內專線供電，在分區設備用電末端位置設置雙電源自動轉換開關進行供電。本項目應急照明電源供電是采用樹干式在各層電氣管井內設置應急照明電源箱，由應急照明電源箱供電至消防應急照明控制器分機，經控制器分機轉換為DC36V電源，為應急照明燈具、疏散指示燈（含復合型疏散指示燈）、安全出口指示燈及樓層指示燈供電[2]。

2.2 負荷分級

根據《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）（2018年版）第10.1.1條、《商店建筑電氣設計規范》（JGJ392-2016）第3.3.2條規定，本工程的消防用電、經營性管理用計算機系統用電、客梯、公共安全系統、信息網絡系統、電子信息設備機房用電、商場公區內走道的照明、大型商場、地下1層超市的備用照明等用電按一級負荷設計，自動扶梯、空調用電按二級負荷設計，其他不屬于一、二級負荷的用電屬于三級負荷。

2.3 配電系統

2.3.1 市電電源

本工程在項目2層設置一座專用高壓電房以及一座10/0.4kV的1#變配電室，在4層設置10/0.4kV的2#變配電室，項目內的高壓是從周邊已建地塊內總開閉所引入兩路10kV電源，從地塊東側埋地進入地下室內，通過專用高壓橋架經專項高壓豎井引入到項目2層的專用高壓電房內，在專用高壓電房內進行計量后分配至另外兩座10/0.4kV變電配電室內。本項目采用雙重10kV高壓電源供電，供電可靠性高，供電電源結構如圖1所示：

圖1 變、配電室電源結構圖

2.3.2 備用電源

本工程在1層設置一個商業專用柴油發電機房，發電機房內安裝兩臺發電機組，其中一臺容量為1200kW發電機組供1#變配電室用，另一臺容量為640kW發電機組供2#變配電室用，發電機組均作為本項目中消防負荷、一級負荷中特別重要負荷及非消防重要負荷的備用電源。

2.4 配電系統形式

本次配電形式采用放射式與樹干式配電組合。本項目供電管井設置原則是按每個防火分區內不大于50m間距設置一組電氣供電管井，根據防火分區建筑布局形狀，一個分區內會設置多組管井保護，分區內供電干線多組，使供電更加可靠，停電影響范圍小，也有利于減少壓降，商業店面招商用電改造更加靈活。如本項目中庭其中一個分區為長條建筑布局形狀，本分區建筑面積不超4000m2，分區長邊約89m，短邊約55m；項目電氣管井配合時在分區內設置了三組電氣管井如圖2所示，這個分區內的消防、非消防配電干線均按管井進行獨立供電，為后期招商運營改造涉及的配電干線增容提供就近引接電源的便利性、靈活性。

圖2 某分區平面管井設置情況

2.5 低壓配電的接地系統

本工程低壓配電系統接地形式為TN-S,中性線N與保護線PE在低壓配電系統中嚴格分開。本工程中保護接地線（PE）的截面選擇：當相線截面≤16mm2時PE線與相線相同；當相線截面為16～35mm2時PE線為16mm2；當相線截面35～400mm2時PE線為相線截面的一半。配電系統、外部防雷裝置、防雷電感應、內部防雷裝置、電子裝置等各系統共用接地裝置，聯合接地電阻按不大于1Ω設計。采取總等電位聯結措施，電源引入線處設置總等電位聯結裝置MEB，多電源引入時，通過沿電纜橋架敷設的接地干線（50x5熱鍍鋅扁鋼）將各電源處等總電位箱連成一體。MEB由紫銅板制成，將建筑物內保護干線、設備進線總管、強/弱電電纜金屬外皮、電纜保護管、建筑物金屬構件進行聯結，總等電位聯結均采用各種型號的等電位卡，不允許在金屬管道上焊接。

2.6 線路及敷設

在敷設高壓電纜時，選擇燃燒性能B1級以上、燃燒滴落物為等級d0、產煙毒性t0級的電纜；人員密集場所電纜及電線選擇燃燒性能不低于B1級、燃燒滴落物微粒等級d1級、產煙毒性t1級的A級電纜及電線。電纜敷設是按不同場所選擇相應材質規格，本項目室外、屋面采用S304不銹鋼材質橋架，高壓電力電纜、低壓消防配電電纜采用帶防火保護措施功能的防火鋼制（鍍鋅）封閉式金屬槽盒，低壓消防礦物絕緣類不燃性電纜采用梯式橋架，低壓非消防配電電纜采用鋼制（鍍鋅）帶蓋板疏孔型托盤式橋架。

3 消防應急照明及疏散指示系統

消防應急照明和疏散指示系統是一個重要的消防系統，為人員疏散和發生火災時仍需工作的場所提供了必要照明。大型商業綜合體內設置照明設施時，照度標準及照明種類要符合相關設計要求，所有光源采用LED燈。公共走廊、廳堂及安全出口等，要嚴格設置疏散照明設施，除了常規、備用電源外，還需要應急電源EPS作為應急保障，電源切換時間控制在5s以內。本商業是采用集中電源集中控制型系統，系統主要是由應急照明電源箱、應急照明集中電源、應急照明控制器主機及分機、消防應急照明及疏散指示燈具組成。

3.1 消防應急照明及疏散指示系統照度標準

根據《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）（2018年版）第10.3.2～3條、《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》GB51309-2018第3.2.5條、《商店建筑電氣設計規范》JGJ392-2016第5.3.2條相關條款要求，本項目應急照明照度設計標準按以下標準設計：

（1）樓梯間、前室、合用前室地面水平最低照度值10lx；

（2）商業營業廳地面水平最低照度值5lx[3]；

（3）地上公共疏散通道地面水平最低照度值3lx；

（4）地下公共疏散通道地面水平最低照度值5lx；

（5）商業消防控制中心、商業消防水泵房、柴油發電機房、數據信息機房、變配電室、消防排煙機房等火災時還需正常工作的房間應急照明最低照度不低于其正常照明的照度[4]。

3.2 消防應急照明及疏散指示系統控制邏輯系統圖

本商業消防應急照明及疏散指示系統控制邏輯遵循簡單控制及架構簡潔的基本原則，在應急照明控制器的主機上設置接收火災報警控制器或消防聯動控制器報警聯動的信號端口，且根據預設邏輯在控制器上自動、手動控制應急系統的啟動，對配接燈具及其應急照明集中電源的工作狀態信息能達到接收及顯示作用；當接收到火災報警控制器輸出火災報警信號后，應急照明控制器需控制系統所有非持續型照明燈的光源應急點亮，持續型燈具的光源由節電點亮模式轉入應急點亮模式。應急燈具通過二總線（即供電+通信合用二總線）穿金屬管敷設保護接入至本分區內的應急照明集中電源。本項目應急照明配電回路是按在防火分區內分區域（如營業廳、走道、樓梯間）單獨分開配電設置為原則，每個區域分機均不超過8個出線回路，每個回路燈數不超60只，配電回路燈具功率總和按不大于配電回路額定功率的80%設計，A型燈具配電回路不大于6A，B型燈具配電回路不大于10A，項目中大部分區域選用A型燈具，采用電壓為36V應急照明控制器分機，A型燈具每個回路額定功率按不大于172.8W（Pe=UxI=36V×4.8A=172.8W）設計；項目入口中庭位置高度超過8m，采用B型燈具，采用電壓為216V應急照明控制器分機，B型燈具的每個回路的額定功率按不大于1kW；每個回路燈具按不超25盞設計。集中電源的額定輸出功率均不大于1kW設計。

3.3 消防應急照明及疏散指示的燈具

消防應急標志燈帶獨立地址、不自帶電池。燈具采用高亮度LED光源，其表面亮度大于50cd小于300cd；燈具自帶紅外遙控功能，在現場通過手持式編碼器通過總線或紅外遙控可編輯地址，調整方向，設置默認屬性，無需拆卸即可檢測燈具狀態；采用耐腐蝕構件或防腐處理方式來保護地面標志燈的所有金屬構件，同時采用密封膠密封連接標志燈配電、通信的線路。本商場大部分燈具工作電壓為安全電壓（本商場采用的是不大于DC36V的工作電壓），采用寬電壓范圍設計，能實現巡檢、常亮、頻閃、滅燈等功能。A型消防應急燈具適用安裝在高度不大于8m的場所，燈具防護等級按不低于IP65設計；B型消防應急燈具適用安裝在高度大于8m以上的場所，燈具防護等級按不低于IP34設計。商場公區疏散路徑的地面中心位置按間距不大于3m設計，增設了防護等級不低于IP67且厚度大于4mm的鋼化玻璃材料疏散地面指示燈，該地面標志燈的表面與地面平行，標志燈邊緣與地面垂直距離小于1mm，標志燈表面按小于3mm地面距離安裝。本項目工程結合裝修效果，應急燈具安裝，在公區走道天花吊頂內嵌頂安裝，后期走道、樓梯間區域采用壁裝；本項目公區精裝后高度控制在3.5～4.5m，標志燈吊裝在天花上的采用中型規格，后勤區、超市內高于4.5m空間，標志燈吊裝在天花上的采用大型規格，低于1m以下安裝的標志燈均采用小型規格。

4 環形結構的火災自動報警及聯動控制系統

4.1 火災自動報警及消防聯動控制系統設置

大型城市商業綜合體項目工程，火災危險等級較高，運營時，人員密集且流動性較大，合理設計火災自動報警及消防聯動控制系統，對預發和減輕、減少火災危害，保護人身和財產安全有關鍵作用。本項目共設置了2個消控室，因此采用控制中心報警系統[5]，商業消控室為主消控中心，本商業消控中心內可顯示所有火災消防報警信號和消防聯動控制狀態信號，同時顯示了分消控中心消防設備的狀態信息，且能控制分消控中心內重要的消防設備。本項目火災自動報警及消防聯動系統還設置與電氣火災監控系統、消防應急照明及疏散指示系統、可燃氣體探測報警主機系統、防火門監控系統、安全技術防范系統等系統的接口，各消防子系統之間信號傳輸、聯動控制和顯示均滿足國家相關規范及標準要求。本項目采用環形結構系統設計，項目所有報警點位均自帶隔離模塊功能，項目設計是將回路中的火災探測器點位、報警設備點位、相關消防聯動模塊等點位依次通過總線連接至火災報警控制器，形成一個環形的通路系統返回到聯動控制型火災報警主機。采用總線環形的結構連接，讓信號總線可做到雙向傳輸，遵循消防系統冗余原則，增加這條傳輸線路，可讓環形總線系統中間任一位置發生故障斷路時，整個回路的正常運行不會受到影響，也可以給救援帶來準確的火災信息，及時完成救火工作。本項目是按公共區域與租戶區域的火災自動報警系統各自環形回路控制設計，采用這種營業區與非營業區分開報警線路設置便于項目運營管理。

4.2 商業租戶內火災自動報警及消防聯動控制系統設置

非獨立防火分區租戶區域報警系統的探測器管線獨立成環，與報警干線環網連接，在各租戶區域的后勤走道高位設置消防接線箱，可以在招商過程中租戶進場裝修后將其報警線路短接，待租戶裝修完成線路檢測后再接入報警環網總線，避免了租戶區的報警點位改造影響整個報警干線系統運行，租戶區域內的消防廣播及其他消防報警管線也接入此消防接線箱，在租戶進場裝修后可將其線路斷開，待租戶裝修完成線路檢測無誤后再接入租戶區系統干線。保證了整個大系統的運行，方便了租戶管理，如圖3所示（以某租戶平面為例）。

圖3 某租戶平面火災自動報警及消防聯動控制系統

5 結論

本項目結合真實工程案例淺析總結，建議1：商業綜合體低壓配電供電系統設置可采用在防火分區內合理布置多組管井，分組設置電源干線系統，縮短供電半徑距離，提高供電的可靠性及招商改造電氣容量的靈活性；以及合理選擇線纜，對項目有更可靠的供電保證；建議2：商業綜合體各防火分區消防應急照明燈具選擇，可結合精裝天花吊頂形式及墻面裝修效果來布置不同場燈具的安裝方式（吸頂、壁裝、吊裝），還需以管理方便為前提條件，同區域內根據燈具配電回路容量及燈具個數限制，合理選擇相應的回路控制方式，不同區域的燈具按分區域分回路控制方式，最終滿足精裝裝修效果要求又滿足消防使用；建議3：商業綜合體火災報警及聯動控制系統采用環形結構報警系統，環形結構線路相對于樹形結構線路更加可靠，設備可正常運行，及時找到報警設備點，提高了救火工作效率；不同區域的火災自動報警及聯動控制系統分回路控制，以及在租戶區內設置獨立消防接線箱，便于施工線路短接后的租戶改造，同時便于后期項目運營管理。作為將娛樂、生活、餐飲、商業各功能組合，形成相互依存、相互裨益的能動關系的高端商業綜合體，電氣施工圖設計中，合理選擇電氣低壓供配電系統；規范設置消防應急照明及疏散指示燈具；優選可靠環形結構火災自動報警系統。