大型商業建筑電氣設計分析

王邦南

（貴陽建筑勘察設計有限公司，貴州貴陽 550081）

0 引言

大型商業建筑承擔著帶動當地經濟發展的重要作用，具有建筑規模大、功能多樣、布局復雜、人員密集、疏散困難等特點，由此，如何合理規劃電氣系統已是現階段的設計工作重點，相關人員需要時刻將保障業主生命及財產安全作為核心，以安全可靠、管理靈活、綠色環保、節能降耗、系統清晰作為設計原則，充分參考已有商業發展模式及未來運營趨勢及時調整供電方案，提高大型商業建筑的安全系數。

1 大型商業建筑電氣設計原則

為保證使用安全，在設計大型商業建筑電氣系統時，相關人員應當注意遵循以下3 點原則。①實用原則。我國大部分商業建筑的主要動力來源就是電力，若是電力傳輸及運行環節出現問題，將直接影響整個建筑的運作，造成嚴重的經濟損失，因此，相關技術人員應當以實用性為主要原則，保證各設備均處于正常運行的狀態，且電力充足、照明良好，以保障商業建筑的正常營業。②經濟原則。大型商業建筑的最終目的就是增加當地經濟收益，電力作為推動建筑運行的核心要素，對其經濟發展也具有極大影響，因此，在實際開展電氣系統設計期間，需以經濟性為關鍵原則，充分考慮電力系統、設備的預算，精確控制成本，進而實現經濟效益的最大化。③節約原則。為積極響應我國對節能減排、資源節約、生態環保、可持續發展的要求，在設計大型商業建筑電氣系統期間，相關人員應落實以下兩點。a.避免電力資源的不合理浪費，減少不可再生資源的消耗。b.盡量采用綠色環保建材，防止施工廢料對周邊環境產生影響，造成嚴重的生態污染問題[1]。

2 大型商業建筑電氣設計策略

大型商業建筑的設計為廣大群眾提供了全新的生活、消費、社交方式，是多種商業模式的結合體，通過打造優質環境、宜人空間滿足群眾多樣化審美、消費需求，進一步帶動當地經濟發展。本文以思樂為置地廣場二期1 號樓電氣建設工程為例，項目整體面積約198493.1m2，整體由車庫、商業、住宅、辦公等使用功能模塊構成，其中車庫占地面積52255.5m2，可滿足1414 輛汽車的停放要求，商業建筑占地面積93954.3m2，住宅占地面積26595.8m2，辦公建筑占地面積23752.7m2，公共配套面積621.4m2，整個建筑面積標高100m，住宅塔樓標高80.35m，商業裙樓標高43.9m。為保證建筑使用質量，相關設計人員逐漸提高了電氣系統設計標準。整體項目建設施工效果如圖1 所示。

2.1 計算供電負荷

設計人員需精確掌握大型商業建筑的具體供電負荷，明確不同功能模塊的用電特點。其中，餐飲行業的用電負荷較大，而商鋪由于始終處于動態變化的情況，因此建筑內業主的用電負荷存在不確定性，計算難度較大。表1 為部分大型商業建筑各項負荷參數。由表1可知，商業建筑用電負荷標準值。以此為基礎，設計人員可綜合各建筑區域的開發定位、占地面積及功能業態，計算實際負荷，并依據不同的用電負荷量合理劃分等級，其中，一級包含經營管理用計算機系統用電、消防補風機、加壓送風機、消防電梯等安防系統及設備用電、應急照明用電、障礙照明用電、智能化系統、值班照明、走道照明、車庫照明、排污泵客梯用電，最大負荷容量為4650.9kW，二級包含自動扶梯、客梯、生活水泵、空調通風用電，最大負荷容量為171kW，三級則為小型商店建筑用電及其他電力負荷和一般照明，最大負荷容量為20710.7kW。隨后，即可得到精確的變壓器及配電干線系數，需注意，配電干線系數應適當增大，以便有效應對后續的商業動態發展需求。

表1 部分大型商業建筑各項負荷參數

2.2 設計消防警報

在本工程電氣設計方案中，主要采用了集中報警模式，將消火栓泵、噴淋泵、消防穩壓泵、排煙風機、加壓風機等模塊統一交由消防控制室控制。若是出現一、二級負荷供電火災問題時，需立即報警，嚴禁切斷建筑電源。在日常管控，應合理加裝指示燈，并在消防水泵房等場所設計排水及防水設施，避免自動噴水等裝置運行后影響消防電源、滅火裝備及相關配電設備的正常使用。設計人員可引進遠程監控系統及DDC 控制系統，并接入城市火災自動報警聯網通信系統，起到實時監控消防設備有序運行、傳輸火警信息等作用。考慮到該建筑人員較為密集，火災危害性較大，因此可設計電氣火災監控網絡，加設遠程遙控自動水炮滅火裝置，并在餐飲區域額外設置可燃氣體預警設備及感溫火災探測設備，在地下車庫等場所加裝點式感煙火災探測設備，在變電所安裝氣體滅火設備，以便及時察覺火災隱患。相關設計人員應注意各類電氣火災、消防電源、防火監控、智能集成等系統均具有統一的通信接口及協議，可實現信息的順暢傳輸，及時反饋各類火災警報狀態及信息[2]。

2.3 升級照明系統

在設計照明系統時，應確保與各功能區間風格一致，并依據不同的使用要求調整照明氣氛、質感、光色、色彩、色溫、照度。照明設計指標如表2 所示。其中，商業街的營業區備用照明應達到以下標準。①照度應大于正常照明裝置的10%，水平照度大于30Lx。②一般營業場所備用照明使用時間應小于5s，重要場所則需單獨設計照明系統，啟動時間應小于1.5s。③部分商店采用雙電源照明交叉供電模式，可將正常照明作為備用照明，并通過區域總電箱進行線路切換。④疏散通道、安全出口、展覽廳、餐廳、商超等人員密集區域應加裝智能疏散照明裝置，并在地面鋪設蓄光疏散指示標志或視覺連續燈光。

表2 照明設計指標

另外，相關設計人員也應注意做好節能設計。①落實錯峰供電系統，依據各區域用電需求調整供電方案，盡量避免系統變壓器長期處于過載工作狀態，利用調整負荷運行時間差的方式壓縮供電系統容量，并按照季節差異設計獨立的配電變壓器。②選用節能裝置，在變壓器低壓或高壓側集中加裝無功補償裝置，確保將兩側功率因數控制在0.95 及0.9 左右，若是設備本身負荷平穩且容量大，可采取就地補償的方式。③調整用電設計。需充分利用自然光，商超營業廳、門廳等可加裝智能指明系統，各類通行、疏散區域則可利用定時開關、光電控制、間歇照明等方式進行控制。④做好漏電保護，所有插座回路、電開水爐回路、干手器回路、采用T 接地型式的室外照明回路均需額外加設設漏電斷路器保護。漏電斷路器動作電流大于30mA，且動作時間小于0.1s。

2.4 細化電氣計量

在電氣使用期間，相關設計人員需提前做好電氣計量，避免出現電表漏裝、區域劃分混亂等問題，造成電力計量不準確，導致能源及資金的浪費。在方案設計中，可對液態共用裝置及出租廣告牌設計單獨計量模塊，將空調設備、公共照明、制冷機房等納入商業街內部考核計量范圍。大型租戶可加裝數顯表，或定時出票，小型租戶則可使用磁卡表。相關設計人員需參考供電設計方案的實際使用效率，設計不同的電力計量模式，提高計量結果的精準性[3]。

2.5 優化防雷系統

（1）在設計防雷系統時，需注意凡突出屋面的所有金屬構件，如衛星天線基座、電視天線金屬桿、金屬通風管、屋項風機、金屬屋面、金屬物架、擦窗機及其軌道等均應以焊接的方式與接閃帶連接，且焊接處應加涂防腐瀝青。突出屋面的放散管、風管、煙囪等非金屬物體可直接設置接閃帶。

（2）若是利用低壓配電的供電方式，需引進TN-S系統，使得保護地線、零線可分別接入接地點。

（3）變壓器中性點接地、防雷接地、電氣設備保護接地等需共用一個地級，且電阻小于0.5Ω，否則需額外加裝人工接地裝置。

（4）可利用等電位連接的方式，將建筑金屬構件、保護干線、設備進線等構建為統一閉環。

2.6 完善交配電系統

在開展電氣系統設計期間，需考慮建筑使用期間電路的最大載荷能力，并參考供電安全性及變配電的使用效能，設計科學的交配電系統。設計人員應選擇適當的配電線路。本工程從110kV 的市政變電站引來兩路10kV 電源，可利用分段配送的方式保證高壓電及時運送至指定區域，確保每路高壓均處于可承載負荷范圍內，避免部分區域出現突發情況影響整個用電系統的運作，提高電力運行穩定性。在配送電壓期間，則需要引進單母線，具體設計思路與高壓電配送模式類似，但需額外增加變壓器，以實現電力的平穩傳輸，使得電壓在進入建筑后，各區間用電量差異不會影響電氣的有序運轉[4]。

2.7 加裝公共配電箱

設計人員需在建設前期做好公共配電箱的設計工作，充分參考二次裝修、業主裝修要求需要等因素，預留充足的電源，維持建筑的有序運行。相關設計人員應注意做到以下3 點。①保留充足的電量，可依據具體建筑構造及各區域供電裝置數量計算保留電量，有效提升其實際運行效率。②重視裝修服務，將配電箱按照常用及應急兩個層次進行劃分，確保在后續的裝修施工期間可精確找到電器配電區間，保證用電效率，避免出現不合理的浪費，且設計人員應綜合考量儲藏室、樓梯間等無須裝修的區域，加裝獨立的配電箱，避免與公共配電箱形成相互干擾的關系。③控制公共照明，需確保各接觸器均以岔開的方式完成供電，防止出現回路情況，導致大規模停電，進而造成嚴重的安全問題。

2.8 選擇纜線及斷路器

高壓進線電纜由供電部門確定，其他高壓電纜可選用規格為YJV-8.7/15kV 的交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅芯電力電纜。低壓出線電纜可選用規格為WDZ-YJFE-1kV 輻照交聯乙烯絕緣，確保其可在90℃的條件下工作。應急（母線）出線、柴油發電機出線、變配電室至消防水泵房電纜需選用采用規格為NG-A 的隔離型柔性礦物絕緣防火電纜，確保其承受105℃的高溫。電纜應盡可能明敷在橋架上，普通電纜與應急電源電纜應分設橋架或采取隔離措施，使其在豎井內距離大于300mm。若不敷設在橋架上，應穿SC 熱鍍鋅鋼管，并暗敷SC32 及以下規格的管線，明敷SC40 以上規格的管線。若是需要垂直敷設管線，應在適當位置增設拉線盒。其中，50mm2及以下，需每隔30m 設一個拉線盒，70～90mm2每隔20m 設一個拉線盒，120～240mm2每隔18m 設一個拉線盒，避免電力的不合理浪費[5]。

3 結語

綜上而言，本文以思樂為置地廣場二期1 號樓為例，對現有電氣系統設計方案進行總結，從計算供電負荷、設計消防警報、升級照明系統、細化電氣計量、優化防雷系統、完善交配電系統、加裝公共配電箱、選擇纜線及斷路器等角度入手，提高電氣系統的綜合性、復雜性，同時積極響應國家對于降耗增效的相關要求，以此為廣大群眾提供舒適、高效、安全、便捷的商業綜合體，滿足多元化消費、服務需求。