馬　寧（中旭建筑設計有限責任公司，北京100044）

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民用支線機場航站樓強電設計

馬寧（中旭建筑設計有限責任公司，北京100044）

摘要當今，廣大民用設計院對機場航站樓的設計接觸相對較少。然而隨著民用設計院通過各種投標方式逐漸涉足于該類建筑設計市場，使得他們迫切需要獲取并積累相關的設計經驗。從實際工程實踐中采取的設計思路出發(fā)，從負荷等級的確定原則著手，逐級展開，講述支線機場航站樓強電設計，如負荷等級分類、供電電源、變壓器的設置原則以及常用民航工藝設備容量統計等問題。旨在梳理該類建筑強電方面的主要設計思路，最終為廣大設計人員提供一套清晰、可借鑒的民用支線機場航站樓強電設計經驗。

關鍵詞負荷等級 供電電源 負荷計算 民航工藝設備

The Strong Electricity Design of Civil Regional Airport Terminal

Ma Ning

Abstract Airport terminal design by the civil design institutes are relatively less at present.However，with the civilian institutes gradually get involved in such tender architectural design market through a variety of ways，they desperately need to acquire and accumulate relevant design experience.Starting from the design idea of practical engineering and the principle of load level determination，the artical tells about the regional airport terminal strong electricity design，such as load classification，power supply，transformer setting principle，and the common civil aviation issues such as process equipment capacity statistics.In order to comb the main ideas of the strong electricity design in this kind of buildings，and ultimately for the majority of designers to provide a set of regional civilian airport terminal strong electricity design experience can be used clearly.

Keywords load level，power supply，load calculation，civil aviation technical equipment

0　引言

民用機場航站樓作為交通運輸的重要交通樞紐，尤其支線機場建設在近些年來增速明顯。民航建筑設計已不再是民航設計院的專屬，一些民用建筑甲級設計院通過公開招投標或聯合投標的方式慢慢涉足航站樓及其配套附屬建筑的設計市場。民用建筑設計院創(chuàng)新的方案設計理念，加上民航專業(yè)設計院的專業(yè)經驗，二者強強聯合，必將使一座座完美的民航建筑呈現在世人面前。

1　航站樓較一般民用建筑工程設計的整體區(qū)別

1.1負荷等級高

首先，航站樓作為重要交通樞紐，如果供電中斷，飛行器將不能正常起降，這將給航空公司造成重大經濟損失。其次，航站樓存在短時大量旅客集中的時間段，如果供電中斷，旅客極易與航空公司駐場、地勤人員發(fā)生沖突，造成公共秩序的混亂甚至人身傷害。因此支線機場航站樓應確定為一級負荷用戶，并必須對航站樓的供電可靠性提出更高要求。

1.2 專業(yè)詞匯多

設計航站樓之前，應搞清民航系統常用的專業(yè)名詞含義，或平時設計中不常接觸到的一些詞匯，以便與其他設計方有效對接。如航空港、航站樓（候機樓）、飛行區(qū)、服務車道、空側、陸側、登機廊橋轉動端、固定端、400Hz電源、預制冷電源、泊位引導標識等詞。

1.3涉及的使用部門和平行設計專業(yè)多

涉及的使用部門主要包括航站樓管理部門、應急指揮部門、網絡部門、VIP服務部門、可租售的餐飲部門、廣告租賃公司、邊防檢查、安全檢查、檢驗檢疫、公安、海關、地勤、駐場單位及通訊公司。平行設計專業(yè)有民航工藝設計（包括飛行區(qū)設計、場道設計、助航燈光設計、航站樓民航工藝流程設計、標識設計、航班顯示設計）、弱電智能化設計、行李系統設計及景觀用電設計等。

上面所述的部門和專業(yè)與強電設計密切相關，強電設計人員應充分了解其供電需求和供電容量等要求，以便相互之間有效對接。

2　電力系統設計

2.1用電負荷等級的確定原則

2008年，在對某航站樓進行設計時，除了《民用建筑電氣設計規(guī)范》的附錄A以外，沒有過多明確的負荷等級確定依據。因此，負荷等級的確定主要依據負荷的使用性質，考慮中斷供電將會帶來哪些政治、經濟影響，以及是否會引起社會秩序混亂、人身傷害等。

通過設計方案討論，最終形成了以下五條確定負荷等級的基本原則：

1）消防負荷、應急照明、疏散照明及與消防負荷相關的控制系統確定為一級負荷，并按照工程最高負荷等級供電。

2）因中斷供電導致飛行器無法正常起降、航站樓無法正常運營、旅客無法正常出行、影響航站樓及旅客人身安全的用電負荷以及相關系統，確定為一級負荷中特別重要負荷。

3）辦公用房、銀行郵政網點、機坪用電、行李系統用電等確定為重要負荷，屬一級負荷。

4）中斷供電將影響工作人員和旅客舒適度，或暫時降低服務便利程度，但基本不影響旅客正常出行和航站樓運營的負荷確定為二級負荷。

5）中斷供電不影響旅客正常出行和航站樓運營的負荷確定為三級負荷。

2.2用電負荷等級分類

2.2.1一級負荷

由消防負荷、特別重要負荷及重要負荷組成。1）消防負荷

包括變配電所照明；操作和控制電源；應急照明系統（包括備用照明、疏散照明，標識照明作為疏散照明的一部分）；消防設備（包括防排煙風機、消防水炮、消防水泵、噴灑泵等）；火災自動報警及聯動控制系統（火災自動報警系統，水炮及水噴霧滅火控制系統，水噴淋滅火控制系統，氣體滅火控制系統，燃氣泄漏報警及聯動控制系統，漏電火災報警系統）。

2）特別重要負荷

包括弱電總機房、管理中心、消防控制中心、樓宇自控中心的用電電源及機房專用空調電源；信息及弱電系統（包括計算機網絡系統，安全防范系統的門禁、視頻監(jiān)控、入侵報警）、公共廣播系統（含火災緊急廣播）、航班顯示系統、離港系統、通信系統、時鐘系統；屋面航空障礙燈；邊檢、安檢、海關、檢驗檢疫、公安用于檢查的用電設備電源以及不允許中斷供電的設備；機房專用恒溫恒濕機；泊位引導標識牌。

3）重要負荷

駐場及外聯單位用電（包括飛行及旅客服務用房、三檢一關、公安辦公用房、機務辦公用房等）；銀行、郵局網點（包括電子計算機系統、自動提款機）；機坪用電（包括400Hz電源、機務用電、機坪高桿燈、登機橋轉動部分）；行李系統用電；大件行李電梯、客梯；排水泵、雨水泵、生活水泵；候機區(qū)、值機區(qū)等大面積開敞區(qū)域照明。

2.2.2二級負荷

包括熱泵機房（包括熱泵機組、循環(huán)泵、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔等配套設備）；空調機房（空調機組、新風機組、排風機等）；自動扶梯、人行布道；廚房設備；食品電梯、垃圾電梯；屋面融雪設備。

2.2.3三級負荷

除一級負荷、二級負荷以外的負荷為非保證負荷，如餐飲區(qū)域照明、商業(yè)零售區(qū)域照明、廣告照明以及一般區(qū)域照明等。

2.3 供電電源

2.3.1外部電源

因航站樓的重要性以及其用電負荷容量大的特點，其外部供電電源（即10kV市電）一般會按照設計院提出的供電要求供給。因此，設計必須明確10kV電源的要求，經過與供電部門協商后，準確落實電源數量及容量。

對于支線機場航站樓的10kV電源通?？梢酝ㄟ^以下方式之一取得。

1）從不同方向的上級變電站取得兩路（或多路）10kV電源專線。

2）由不同電源進線的同一上級變電站的兩段母線分別取得兩路（或多路）10kV電源專線。

2.3.2內部電源

在難以取得獨立于正常電源的第三電源時，為保證一級負荷中特別重要負荷的供電，航站樓設置內部自備應急電源是保證供電可靠性的重要方式。根據用電設備允許的中斷供電時間，柴油發(fā)電機組、EPS電源、UPS電源都將作為應急電源應用于航站樓。

當使用柴油發(fā)電機組作為應急電源時，EPS電源、UPS電源的供電時間可取10min～15min，用來保證雙路電源失電，柴油發(fā)電機組又尚未啟動這一時間間隔內特別重要負荷的持續(xù)供電。

2.4用電負荷統計與變壓器的選擇

2.4.1某航站樓負荷計算表（見表1）

表1　某航站樓負荷計算表

2.4.2變壓器選擇的注意事項

設計人員非常了解規(guī)范對變壓器長期工作負荷率不大于85%的要求。由于一般公共建筑以三級負荷為主，雙路電源供電時，當一路電源故障，可以通過卸載大量三級負荷來滿足一臺變壓器負擔全部一、二級負荷的要求。因此在兩路電源正常的情況下，變壓器長期運行負荷率不應設計得過低，一般會設計在75%～85%。但航站樓建筑與一般公共建筑的負荷性質大不一樣，其用電設備主要以一、二級負荷為主，當雙路電源供電一路電源故障時，可卸載的三級負荷非常少。如果將變壓器平時運行負荷率設計得過高，一臺變壓器將不能負擔全部一、二級負荷。

現在應用的節(jié)能型干式變壓器已經可以在負荷率50%左右時輸出相當高的效率，并且在配置強制風冷且變壓器過載1.2倍時，可以長期運行。雖然在設計變壓器容量時不會使變壓器長期滿載或過載從而影響變壓器壽命，但在雙路電源供電、一路電源故障的特殊情況下，可以充分利用干式變壓器的過載能力。因此將變壓器負載率設計在正常情況下的60%左右，既能夠在正常情況下保證運行的輸出效率，也能夠在一路電源故障時，充分利用干式變壓器的過載能力來負擔全部一、二級負荷，這是航站樓變壓器選擇時尤為需要注意的。

2.5電力系統配電

需要指出的是，一級負荷中消防負荷及特別重要負荷采用雙路市電加柴油發(fā)電機末端互投方式供電。其中不允許中斷供電的弱電設備（如火災自動報警系統、保安監(jiān)控系統、通信系統網絡設備、計算機系統網絡設備、航班顯示系統網絡設備、離港系統網絡設備、時鐘系統等）加裝UPS電源；疏散照明、航空障礙燈加裝持續(xù)供電時間為10min的EPS電源。

其他一級負荷采用雙路市電末端互投方式供電。公共區(qū)域大面積照明負荷（如候機大廳、值機大廳等）采用A、B電源供電各帶50%負荷，A、B電源分別來自同一變電所兩臺變壓器母線段。

2.6強電豎井或強電小間的設置

現代化機場航站樓不僅需要滿足運送旅客的使用功能，而且是一個地區(qū)或城市對外宣傳的重要窗口和地域特色的初次體現，因此建筑師對建筑設計品質的要求變得極為苛刻。配電箱、配電柜暴露在人的視線范圍內，對有些建筑來說是不能接受的，因此電氣設計需要將配電裝置隱藏在強電豎井或強電小間內。

出發(fā)層某個強電間負擔的供電區(qū)域存在這樣一些場所或設備，它們的負荷等級和所需配電箱的種類見表2。

表2　一個強電間內用電設備所需配電箱種類

由表2可以看出，一個強電小間供電的設備種類還是比較多的，主要是由于同一區(qū)域負荷性質及負荷等級多樣造成的。并且為了使配電系統清晰明了且便于日后管理，通常會將動力、照明，不同負荷等級的用電設備，消防與非消防負荷及不同使用性質的負荷分回路設計等，這些都無疑增多了配電箱的數量。有時由于配電箱的出線回路較多或進線電纜截面較大，還需要設計成落地柜。因此，如果航站樓配電小間的面積過小，不但配電裝置可能裝不下，也極易影響散熱，建議使用面積為6m2～10m2為宜。

2.7民航主要工藝用電設備及預留容量

表3列出的一些主要民航工藝設備用電容量較為通用，設計人員可以在初步設計階段將其作為估算數據進行負荷計算使用，施工圖階段則應以民航工藝專業(yè)提供的資料數據為準。

表3　民航通用工藝設備預留容量統計表

行李傳動系統是航站樓中用電負荷較大的一項，由于各航站樓的工藝設計不同，行李運輸通道長短不一，容量差異較大。但集中供電點無外乎有兩處，一處是行李機房（或稱行李分揀廳），一處是值機區(qū)或值機島。

除表3中列出的設備以外，PCA空調預制冷電源、航站樓內旅客引導標識牌等都屬民航工藝設備，但工藝設計差異較大，還需具體工程具體對待。

2.8電纜的選擇

航站樓人員密度大，一旦發(fā)生火災，如果電纜燃燒釋放大量有毒、有害氣體，將使人員疏散更加困難，甚至造成更大的人身傷害。因此，航站樓非消防負荷電纜應選擇阻燃型低煙無鹵或無煙無鹵電纜。對于消防負荷和消防狀態(tài)下仍需工作的非消防負荷應盡量選擇礦物絕緣電纜，對于支線可以選用耐火型低煙無鹵或無煙無鹵電纜。

國內航站樓多遠離城區(qū)，因此電纜的選用還應考慮防止老鼠、螞蟻等蟲咬的措施。

2.9其他

1）旅客引導標識照明可以作為應急照明的一部分，在緊急情況下，幫助旅客成功疏散。另外，在消防狀態(tài)時，登機口也可以作為安全出口使用。

2）航站樓商業(yè)性質變化的情況時有發(fā)生，臨時廣告電源（廣告燈箱、廣告刷屏機等）、流動展位也經常出現。因此需要在設計時充分預見上述變化，預留充足的備用容量，并考慮上述電源的電力接駁口，使設計有較強的可應變性。

3結束語

受篇幅所限，本文僅談及了航站樓強電設計較一般民用建筑工程的區(qū)別之處，并從實際案例詳細總結了航站樓主要強電方面的設計經驗和民航工藝參數，希望與設計人員一同分享。

參考文獻

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