周 凱

(北京首特鋼園區(qū)開發(fā)經(jīng)營有限公司，北京 100043)

某甲級寫字樓電氣設(shè)計管理淺談

周 凱

(北京首特鋼園區(qū)開發(fā)經(jīng)營有限公司，北京 100043)

通過總結(jié)某甲級寫字樓設(shè)計管理過程中的經(jīng)驗，從供電方案要求、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計預(yù)留、合理性、經(jīng)濟(jì)性及安全性等角度出發(fā)，對供電、配電、照明及充電樁等系統(tǒng)在電氣設(shè)計及設(shè)計管理中需要注意的一些問題進(jìn)行了探討。

甲級寫字樓 電氣設(shè)計 設(shè)計管理 設(shè)計預(yù)留

0 引言

甲級寫字樓的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高于一般辦公樓的標(biāo)準(zhǔn)，除了對地理位置、交通等方面提出要求外，更強(qiáng)調(diào)人性化、舒適性、數(shù)字化、節(jié)能化，并對電氣設(shè)計提出了更高要求。設(shè)計及設(shè)計管理過程中，除了要符合相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)外，也要滿足甲方提出的一些設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求。本文以某甲級寫字樓項目設(shè)計階段的管理工作為例，總結(jié)了電氣設(shè)計及管理中的若干問題，希望能對今后的電氣設(shè)計和設(shè)計管理工作有借鑒作用。

1 工程概述及特點分析

1.1 工程概述

該項目建設(shè)用地面積為28 370.8m2，總建筑面積為137 285.47 m2，其中地上建筑面積為85 110 m2，地下建筑面積為52 175.47 m2。本項目地下三層，包括汽車庫、物資庫、自行車庫。地上部分分為A座、B座、C座和D座，均為辦公樓，建筑高度均≤60m，項目整體布局如圖1所示。

圖1 項目整體布局圖

1.2 項目背景

該項目開發(fā)主體為某園區(qū)開發(fā)公司，項目定位為5A甲級寫字樓，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)需滿足DB11/T 50378-2014《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》中綠色三星的相關(guān)細(xì)則，并打造成區(qū)域內(nèi)有影響力的代表項目。項目建成后由公司招商部進(jìn)行招租、管理及運營，因此電氣系統(tǒng)設(shè)計均需在滿足相關(guān)規(guī)范要求的前提下，達(dá)到公司及招商部的具體要求。

2 設(shè)計管理重點

本文從供電方案要求、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、后期實施、設(shè)計預(yù)留、合理性、經(jīng)濟(jì)性及安全性等角度出發(fā)，

總結(jié)了該項目設(shè)計階段中電氣設(shè)計管理工作的重點內(nèi)容。

2.1 滿足供電方案要求

新建項目申請新裝用電時，需向供電部門進(jìn)行用電申報，獲得批復(fù)文件，相應(yīng)的供電方案圖紙設(shè)計需滿足國家及地方的規(guī)范和供電部門批準(zhǔn)的供電方案要求，當(dāng)獲批方案的標(biāo)準(zhǔn)高于相關(guān)規(guī)范描述時，應(yīng)當(dāng)提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.1 功率補(bǔ)償

按照《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》，“10(6)kV及以下無功補(bǔ)償宜在配電變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償，且功率因數(shù)不宜低于0.9”，而供電部門批準(zhǔn)的供電方案要求電網(wǎng)高峰負(fù)荷時用電設(shè)備功率因數(shù)應(yīng)≥0.95%。

該項目采用低壓集中補(bǔ)償方案，在變電所安裝合適容量的電容器，按無功需要自動投切，確保補(bǔ)償后的功率因數(shù)≥0.95%,各變壓器具體補(bǔ)償容量見表1。

表1 各變壓器補(bǔ)償容量計算表

2.1.2 諧波治理

根據(jù)北京市電力公司電能治理管理辦法規(guī)定以及供電部門批準(zhǔn)的該項目供電方案要求，當(dāng)客戶有非線性負(fù)荷設(shè)備接入電網(wǎng)時，電能質(zhì)量需達(dá)到要求。對照典型非線性負(fù)荷列表，該項目包含變頻水泵、變頻風(fēng)機(jī)、電梯、節(jié)能照明設(shè)備、UPS、計算機(jī)設(shè)備、電動汽車充電樁等非線性負(fù)荷,需采用合理的諧波治理方案。

該項目采用變電所集中處理和就地處理相結(jié)合的治理方案。根據(jù)公式(1)，在變配電室低壓總線處設(shè)置合適規(guī)格的有源濾波柜APF，在含諧波源設(shè)備的末端配電箱安裝有源濾波裝置，以消除設(shè)備自身產(chǎn)生的諧波，保證設(shè)備的正常運行，凈化電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

ITHD=ST·15%·K1·K2

(1)

式中，ITHD為諧波電流，A；ST為變壓器額定容量，kVA；K1為變壓器負(fù)荷率；K2為補(bǔ)償系數(shù)，通常為0.5～2.0，因本項目為中等偏少干擾的項目，故K2取0.8。

注：1)公式(1)僅為諧波電流計算的經(jīng)驗公式；2)公式(1)僅為數(shù)值計算，不涉及量綱。

2.2 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計單位在圖紙設(shè)計過程中，應(yīng)與甲方積極溝通相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，以滿足建設(shè)過程中及后期運營、招商、維護(hù)等方面的要求。

2.2.1 單位面積用電標(biāo)準(zhǔn)

在初設(shè)階段，設(shè)計院根據(jù)規(guī)范要求，各辦公區(qū)域的用電指標(biāo)取值70W/m2?？紤]到該項目的高檔定位以及后期相關(guān)用電設(shè)備的發(fā)展，相關(guān)區(qū)域用電指標(biāo)經(jīng)商討后調(diào)整為表2所示數(shù)據(jù)。電氣設(shè)計時，需要結(jié)合甲方后期招租的具體需求，選擇合適的用電指標(biāo)。

表2 單位面積用電指標(biāo)/(W/m2)

2.2.2 辦公區(qū)照度

《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定,普通辦公區(qū)照度為300lx，高檔辦公區(qū)照度為500lx，甲方在結(jié)合國內(nèi)外辦公建筑照度值(表3)、北京地區(qū)同類型項目建設(shè)經(jīng)驗及該項目高檔定位的基礎(chǔ)上，提出500lx的照度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

表3 辦公建筑國內(nèi)外照度標(biāo)準(zhǔn)值對比(單位：lx)

2.2.3 充電樁系統(tǒng)

考慮北京地區(qū)電動汽車的發(fā)展趨勢，鑒于該項目的定位為甲級寫字樓，擬定的使用場景為本樓8h工作制的員工利用上班時間為電動車充電，又考慮臨時外出、客戶接待等其他情景，該項目采用以“交流充電樁為主，直流充電樁為輔”的方式進(jìn)行充電樁的配置：交流充電樁用于滿足工作時間的停車充電，直流充電樁用于訪客、外出等情況的補(bǔ)充充電。

該項目的停車位為1 100個，按照車位數(shù)量18%的比例，設(shè)置200個交、直流充電樁，具體配置見表4。結(jié)合目前市場主流充電樁廠家的產(chǎn)品，交流充電樁電量按照7kW考慮，直流充電樁電量按照30kW考慮。

表4 充電樁配置一覽表(單位：個)

2.3 安全性問題

2.3.1 一般照明燈具選擇

由于LED燈具在節(jié)能、光效、發(fā)熱量及使用壽命等方面的優(yōu)勢，在目前室內(nèi)照明中的使用越來越多。而藍(lán)光對人體健康的影響一直是爭論問題之一，如何判斷LED藍(lán)光過量是一個復(fù)雜的問題。按照藍(lán)光強(qiáng)度，國際上將藍(lán)光分為零類(無危險)、一類(低危險)、二類(中危險)等，目前被用作LED照明的基本為零類和一類，但由于國內(nèi)產(chǎn)品都沒有打上藍(lán)光級別標(biāo)簽，因此區(qū)分困難。

鑒于以上原因，該項目在辦公區(qū)及人員長期滯留場所仍然選用高效熒光燈，設(shè)計時以謹(jǐn)慎的態(tài)度規(guī)避可能帶來的隱患。

2.3.2 智能應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

寫字樓地下各層各樓座間相互聯(lián)通，單層面積較大，且有大量停車位、泵房、空調(diào)機(jī)房、豎井及變配電室等，建筑布局復(fù)雜，發(fā)生火災(zāi)時，很難快速分辨出準(zhǔn)確的逃生線路。此外，考慮消防滅火時消火栓及噴淋系統(tǒng)的啟用，消防水濺灑， AC 220V應(yīng)急照明燈具的使用可能對逃生人員及消防員造成電擊危害。

該項目選用智能應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，能實時調(diào)整疏散方向，保證人員安全、準(zhǔn)確、快速地撤離，且采用DC 24V安全電壓供電，降低了現(xiàn)場人員觸電的可能性，并且為了保證系統(tǒng)更高的可靠性，在電源線路故障時，燈具仍能依靠蓄電池供電，系統(tǒng)形式上選用自帶電源集中控制型，見圖2。

圖2 智能應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)圖

2.3.3 配電箱位置

盡管各電氣規(guī)范一再強(qiáng)調(diào)，水管安裝應(yīng)盡量避開配電箱正上方，但在設(shè)計時，特別是在水泵房、制冷機(jī)房、空調(diào)機(jī)房等房間，電氣專業(yè)的配電箱(柜)一般就近設(shè)備布置，而沒有注意給排水設(shè)計圖紙中水管的路由，導(dǎo)致后期設(shè)計變更增加，影響工程進(jìn)度，嚴(yán)重時甚至影響設(shè)備用電安全。所以在前期施工圖設(shè)計階段，需注意核查給排水專業(yè)和電氣專業(yè)的圖紙，避免相關(guān)問題的出現(xiàn)。

2.3.4 供電距離

寫字樓地下區(qū)域面積較大，當(dāng)進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)合理設(shè)置強(qiáng)電間的位置和數(shù)量，保證合理的供電半徑。特別當(dāng)防火分區(qū)面積較大時，要重點核查小功率消防用電設(shè)備的供電距離，避免因供電距離過遠(yuǎn)引起電壓下降，影響設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)和安全性。

2.4 經(jīng)濟(jì)性、合理性

2.4.1 供電電源

初期設(shè)計時，按照變壓器負(fù)荷率70%～85%計算，該項目新裝6臺1 600kVA變壓器，總計9 600kVA。但考慮該項目的3臺制冷機(jī)組(2臺620kW、1臺396kW，配套的水泵一共490kW)只在夏季工作，屬于季節(jié)性負(fù)荷，故將原負(fù)擔(dān)此冷水機(jī)組的2臺1 600kVA變壓器容量調(diào)整為2臺1 250kVA，后期運行時，在不需要制冷的季節(jié)，通過辦理暫停用電業(yè)務(wù)和相應(yīng)操作，停止季節(jié)性變壓器的運行。

調(diào)整后，該項目變壓器包括2臺2 000kVA、2臺1 600kVA及2臺1 250kVA，總?cè)萘繛? 700kVA(具體配置和負(fù)荷率見表1)，并且采用12系列節(jié)能型變壓器。雖然變壓器總?cè)萘亢驮靸r有所增加，但達(dá)到了節(jié)能和降低運行成本的目的。設(shè)計時，除考慮變壓器的負(fù)荷率及容量等問題外，合理的后期運行也是考慮因素之一。

2.4.2 電能計量

寫字樓用電計量是設(shè)計時應(yīng)重點考慮的內(nèi)容，要根據(jù)租戶、房間用途清楚切割計量，并方便后期管理、結(jié)算以及用電購電。常見的計量方式分為三級。

1)高壓側(cè)的計量。第一級計量，需要符合供電部門批準(zhǔn)的供電方案，該項目計費電度表計量方式為高供高量，供電總表裝設(shè)于高壓側(cè)。

2)低壓側(cè)計量。第二級計量，在每臺變壓器低壓側(cè)的空調(diào)、動力、廚房、電梯、照明及其他場所的出線回路上設(shè)置計量表。

3)第三級計量。為各住戶計量及末端公共照明，設(shè)計時應(yīng)結(jié)合甲方后期出租模式考慮。該項目A、B、C棟出租辦公樓層按建筑分割進(jìn)行計費，電表集中設(shè)置在電井內(nèi)，考慮選用精度滿足計費要求的多回路集中電表，以節(jié)省配電箱和強(qiáng)電間空間，并減少表計的投資，此表采用自動遠(yuǎn)傳抄送功能，D棟考慮后期整棟或者整層出售，按層計量。

此外，電能計量時，需符合三星綠建相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到分區(qū)、分項計量要求。

該項目在進(jìn)行計量表計選擇時，選擇了具有通信功能的儀表，可將數(shù)據(jù)上傳能源管理系統(tǒng)，分析建筑物各項能耗水平和能耗結(jié)構(gòu)合理性，為日后節(jié)能管理和決策提供依據(jù)，使后期售電管理模式更多樣化、便捷化。

2.4.3 線路供電

樓層的豎向供電可采用母線或者電纜進(jìn)行供電。在進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)從供電可靠性、防火性、耐火時間、電流、安裝維護(hù)、敷設(shè)性能、使用壽命、價格等方面綜合對比。該項目中租戶、電力及公共區(qū)域照明等采用母線進(jìn)行供電，主要基于以下幾點考慮：1)為提高寫字樓使用面積，電氣豎井面積應(yīng)緊湊，而選擇電纜敷設(shè)時，每一樓層都需一根電纜，整體下來，以A棟為例，需要敷設(shè)12根150mm2電纜，電氣豎井面積緊張。2)對比前期投資，雖然母線供電成本比“電纜+橋架”供電要高出15%～20%，但母線安裝方便、使用壽命長，減少了后期施工和維護(hù)成本。3)采用電纜供電時，變電所內(nèi)低壓柜也需要增加，會增加設(shè)備投資和變電所面積。4)母線供電可靠，并且設(shè)計余量較大，可根據(jù)后期不同租戶的需求進(jìn)行樓層間電量的調(diào)整。

2.5 設(shè)計預(yù)留

2.5.1 廚房電量預(yù)留

寫字樓中有大量員工用餐，涉及到廚房的相關(guān)專業(yè)設(shè)計，前期根據(jù)菜式(中、西)、廚房形式(冷、熱或加熱)、可提供廚房能源(天然氣、煤氣罐、電源)及廚房面積等條件在變電所或配電間預(yù)留適當(dāng)容量的電源，并考慮相應(yīng)橋架路由，具體預(yù)留電量可參考表5。廚房內(nèi)環(huán)境相對潮濕，所有插座回路應(yīng)設(shè)計接地及過電流保護(hù)，并預(yù)留等電位接地箱，供用電設(shè)備的接地可降低人體預(yù)期接觸電壓，保證用電安全。

表5 餐廳區(qū)域用電指標(biāo)

2.5.2 插座預(yù)留

需要注意的是，在公共走道、大堂及茶水間等公共區(qū)域內(nèi)，公共走道需預(yù)留合適插座，供走道清掃使用，結(jié)合辦公室常用工業(yè)大功率吸塵器的電源線長度為4～6m，考慮插座的布置間距約10m，并在衛(wèi)生間靠公共走道外墻預(yù)留清潔插座：一層大堂區(qū)域考慮預(yù)留ATM機(jī)插座，10A單相，采用應(yīng)急電源供電；茶水間內(nèi)飲水機(jī)、咖啡機(jī)、微波爐、冰箱及自動售貨機(jī)等用電設(shè)備較多，應(yīng)考慮足夠數(shù)量的插座預(yù)留，結(jié)合茶水間內(nèi)操作臺的常見高度為800～1 000mm，該區(qū)域內(nèi)插座的安裝高度可調(diào)整為1 200mm，避免后期被操作臺遮擋而影響使用。

另外，插座預(yù)留需要注意與弱電專業(yè)的配合問題，避免只有網(wǎng)口沒有電源。

2.5.3 出戶管線預(yù)留

設(shè)計時，可在建筑物地下合適樓層的強(qiáng)電間預(yù)留適當(dāng)數(shù)量的低壓出戶管線，并做好防水堵塞，以備后期園區(qū)內(nèi)景觀、路燈、電動門及園林灌溉泵等可能出現(xiàn)的用電設(shè)備有合適的管線路由。

2.6 其他問題

設(shè)計管理時，圖紙中還存在一些問題：如人防套管預(yù)留位置和橋架路由對應(yīng)不上；橋架經(jīng)過防火卷簾門區(qū)域，沒有考慮卷筒防護(hù)罩尺寸的影響；有限空間內(nèi)橋架多次上下翻彎，沒有考慮電纜的轉(zhuǎn)彎半徑給后期施工帶來的影響及公共區(qū)域照明標(biāo)注預(yù)付費電表型號等。事實上，上述問題通過細(xì)心設(shè)計都是可以避免的。

3 結(jié)束語

細(xì)節(jié)決定品質(zhì)，寫字樓的安全性、舒適性、人性化的硬件條件，以及后期施工的便利性、運營管理的合理性、科學(xué)性都是前期用心設(shè)計的體現(xiàn)。只有設(shè)計人員與設(shè)計管理人員相互協(xié)調(diào)、配合，才能減少項目后期的變更并使項目順利實施。希望以上的一些經(jīng)驗分享，能對之后的設(shè)計和設(shè)計管理工作有所幫助。

[1] 肖堅亮. 超五星級酒店電氣設(shè)計管理[J]．建筑電氣，2015，34(2)：62-64.

[2] 黃伯平，王煒. 超高層商業(yè)綜合體建筑電氣要點淺析[J]．建筑電氣，2015，9(6)：22-25.

[3] 標(biāo)準(zhǔn)編制組．建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)實施指南[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

周 凱

中級工程師，現(xiàn)就職于北京首特鋼園區(qū)開發(fā)經(jīng)營有限公司。

Analysis of the Electrical Design Management for a Grade A Office Building

Zhou Kai

According to experience summary of designing and managing a Grade A office building, this thesis puts forward some problems about the electrical design and design management, based on power supply plan, design criteria, design reservation, rationality, economy and security. Meanwhile, these recommendations provide obvious reference for power supply system, power distribution system, lighting system, charging pile system and so on.Keywords Grade A office building, electrical design, design management, design reservation