張文武

廣東省建筑設(shè)計研究院，廣東廣州 510010

近年來隨著城市化進程不斷加快，大型購物中心在各地開始大量建設(shè)，購物中心集購物、娛樂、餐飲為一體，具有建筑體量大、人員密集、功能種類多等特點[1]。大型購物中心的這些特點使得其電氣設(shè)計的復(fù)雜程度較大，本文以筆者負(fù)責(zé)設(shè)計、已投入運營的某大型商業(yè)購物中心為例，對購物中心的變配電設(shè)計及節(jié)能方面的設(shè)計進行一些探討。

該工程主要包含超市、商業(yè)娛樂、影院、餐飲等業(yè)態(tài)，總建筑面積約13萬m2，其中地上9萬m2，地下4萬m2。地下二層主要為車庫、人防區(qū)及設(shè)備用房，地下一層主要為車庫及設(shè)備用房，地上主要為超市、商鋪、餐飲、影城、各種集合店等。本文主要從變配電系統(tǒng)及節(jié)能設(shè)計過程中的一些解決方案和經(jīng)驗進行總結(jié)。

1 變配電系統(tǒng)設(shè)計

1.1 負(fù)荷等級分類

根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》、《商店建筑設(shè)計規(guī)范》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《商店建筑電氣設(shè)計規(guī)范》等國家及行業(yè)規(guī)范，本工程主要用電負(fù)荷分類如下：（1）一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷：商場、超市的經(jīng)營管理用計算機系統(tǒng)；（2）一級負(fù)荷：消防相關(guān)用電、應(yīng)急照明、信息弱電系統(tǒng)、營業(yè)廳備用照明、客梯、排水泵、生活給水泵、事故通風(fēng)機等；（3）二級負(fù)荷：扶梯、放映設(shè)備、超市經(jīng)營用冷凍冷藏設(shè)備、空調(diào)用電；（4）三級負(fù)荷：其他照明及電力負(fù)荷。

1.2 負(fù)荷計算

1.2.1 負(fù)荷指標(biāo)的確定

商業(yè)建筑由于受商業(yè)定位、招商等因素的影響，在負(fù)荷計算時由于業(yè)態(tài)的不同使得單位負(fù)荷指標(biāo)差別較大。在商業(yè)用電負(fù)荷計算時，最重要的是與業(yè)主及運營部門溝通確定商業(yè)各區(qū)域的業(yè)態(tài)，在確定商業(yè)的業(yè)態(tài)后根據(jù)各業(yè)態(tài)單位面積負(fù)荷指標(biāo)即可進行負(fù)荷計算，同時需預(yù)留合理的余量以適應(yīng)后期的招商調(diào)整。本工程各種業(yè)態(tài)單位面積負(fù)荷指標(biāo)（本工程為空調(diào)專業(yè)集中冷源設(shè)計，冷源負(fù)荷按空調(diào)專業(yè)提資確定）如表1所示。

表1 各業(yè)態(tài)單位面積負(fù)荷指標(biāo)（不含冷源）

1.2.2 需要系數(shù)的確定

在筆者參與的商業(yè)類建筑設(shè)計過程中，經(jīng)常遇到在商業(yè)招商時各個商鋪提供的用電需求均偏大的情況，因此在設(shè)計過程中針對末端、層箱、干線及變壓器等處選擇合適的需要系數(shù)使得計算符合實用性、經(jīng)濟性的要求。本項目對末端配電箱進行計算時按需要系數(shù)為1進行計算，以滿足招商的商務(wù)需求，在樓層箱處需要系數(shù)按0.8計算，在干線處需要系數(shù)按0.6～0.7計算，在變壓器處需要系數(shù)按0.5計算。

1.2.3 負(fù)荷計算結(jié)果

按照以上的負(fù)荷指標(biāo)和需要系數(shù)，綜合空調(diào)、給排水的提資，本項目計算負(fù)荷結(jié)果如下表2所示。

表2 負(fù)荷計算結(jié)果

1.3 供電電源及變配電所設(shè)置

本工程供電電壓等級為10kV，由于項目在當(dāng)?shù)貙儆跇?biāo)志性建筑，供電部門給予了很大支持，最終確定由周邊市政電網(wǎng)的不同變電站引來三路10kV電源（可滿足雙重電源要求），采用電纜由室外穿管埋地方式引入設(shè)在地下一層的開閉所。三路電源采用“兩主一備”的運行方式。按照項目的建筑形式，從節(jié)能和管理兩方面考慮，設(shè)置了兩個大商業(yè)變電所和一個超市變電所（超市設(shè)置專門的變電所便于超市的招商和運營管理）。其中大商業(yè)1#變電所靠近制冷主機房，負(fù)責(zé)制冷機房的負(fù)荷和部分商業(yè)、地下室負(fù)荷，大商業(yè)2#變電所負(fù)責(zé)部分商業(yè)、地下室負(fù)荷，各變電所變壓器安裝容量及負(fù)載率如表3所示。

表3 變壓器安裝容量及平均負(fù)載率

1.4 備用電源

本工程市電電源雖已滿足一級負(fù)荷的要求，但考慮到本工程為人員密集場所，經(jīng)與業(yè)主、供電部門、當(dāng)?shù)叵谰譁贤ê?，確定設(shè)置一臺常用功率1000kW的柴油發(fā)電機組，為消防負(fù)荷提供第三個電源。同時本工程有一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，按照其應(yīng)急電源切換的時間要求，設(shè)置對應(yīng)的UPS（不間斷電源）供電。

1.5 低壓配電系統(tǒng)

變壓器低壓側(cè)采用單母線分段運行方式，每兩臺為一組設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)，平時聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開，當(dāng)一路電源或一臺變壓器故障時，切除三級負(fù)荷，合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，保證兩臺變壓器所帶的一、二級負(fù)荷供電。

2 節(jié)能設(shè)計

本工程設(shè)計過程中采用了各類節(jié)能措施，主要包括幾種。

2.1 照明節(jié)能

（1）采用高效節(jié)能光源（包括T5燈管、LED燈），利用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能電感鎮(zhèn)流器就地補償。（2）樓梯間、車庫、公共區(qū)域采用智能照明等控制方式。（3）利用自然光，室外景觀、夜景照明采用智能照明、定時及遙控等組合方式。

2.2 供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施

（1）選用節(jié)能型變壓器，降低能耗、提高效率。（2）變電所設(shè)置在各業(yè)態(tài)負(fù)荷中心位置，供電半徑嚴(yán)格控制，降低線路損耗。（3）變電所采用調(diào)諧濾波型無功補償設(shè)備以降低系統(tǒng)諧波含量提高功率因數(shù),減少線路損耗。（4）單相用電設(shè)備應(yīng)均勻分配在三相線路上，盡量保證三相負(fù)荷平衡。（5）嚴(yán)格控制電壓降，以減少線路損耗。（6）設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)以提高系統(tǒng)經(jīng)濟運行的能力。（7）按照業(yè)態(tài)、負(fù)荷性質(zhì)以及產(chǎn)權(quán)歸屬分類計量，并納入電力運行監(jiān)控系統(tǒng)。（8）按照業(yè)態(tài)、負(fù)荷性質(zhì)以及產(chǎn)權(quán)歸屬分類，對制冷站、給排水設(shè)備、空調(diào)、電梯、其他動力設(shè)備、經(jīng)營用電和照明等分別設(shè)置獨立的電能計量，并將數(shù)據(jù)上傳至能耗監(jiān)測系統(tǒng)，進行能耗監(jiān)測、統(tǒng)計、分析和管理。

2.3 建筑設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)用

（1）建筑設(shè)備管理系統(tǒng)的應(yīng)用，全方位的對樓內(nèi)的各類機電設(shè)備進行監(jiān)視和最佳控制，達到在滿足需求的前提下最大限度的節(jié)能。（2）配合設(shè)備工藝要求，采用變頻技術(shù)對電動機運行進行變速控制，以達到節(jié)能效果。應(yīng)用有變風(fēng)量空調(diào)、變頻水泵、變頻風(fēng)機、電梯及自動扶梯。（3）充分利用自然通風(fēng)，控制最小新風(fēng)比，控制空氣品質(zhì)。

3 設(shè)計過程中幾個關(guān)鍵點總結(jié)

3.1 配電間的設(shè)置

在大型購物中心設(shè)計過程中需要根據(jù)建筑的防火分區(qū)及商業(yè)業(yè)態(tài)在不同區(qū)域設(shè)置配電間，配電間間距建議控制在60～80m，同時盡量上下對齊，且由于配電箱數(shù)量較多，不能將配電間面積設(shè)置的過小，本項目大多數(shù)的配電間的面積設(shè)置為8～10m2，在設(shè)備安裝完成后，有合理的操作空間，同時也利于設(shè)備散熱。

3.2 豎向配電導(dǎo)體的選擇

從變電所供電至樓層配電間的供電導(dǎo)體可以選擇電纜或者母線槽，在項目招商的過程中，往往會出現(xiàn)業(yè)態(tài)的較多次調(diào)整，因此在豎向配電導(dǎo)體的選擇上建議選擇豎向母線槽，在每層設(shè)置2～3個插接口，使得系統(tǒng)能夠靈活應(yīng)對業(yè)態(tài)的調(diào)整。

3.3 商鋪內(nèi)配電箱位置選擇

多數(shù)購物中心在機電安裝階段往往還沒有完成招商工作，但由于工期的原因需提前完成樓層配電箱至商鋪配電箱的電纜敷設(shè)及商鋪配電箱的安裝，在商鋪業(yè)主或租戶未能指定商鋪配電箱安裝位置的情況下最好選擇電纜路由較遠(yuǎn)的位置安裝配電箱，如此在業(yè)主或租戶進駐后可以避免因移動配電箱位置導(dǎo)致電纜長度不夠的情況發(fā)生。

4 結(jié)語

大型商業(yè)購物中心的電氣設(shè)計工作是一個較為復(fù)雜的過程，需要從項目定位、運營管理、招商等各方面進行綜合考慮確定項目的設(shè)計方案，同時在設(shè)計全過程中需要不斷與業(yè)主及使用方進行深入溝通，使得設(shè)計方案能夠具有可靠性、經(jīng)濟性、靈活性等特點。本文通過對作者負(fù)責(zé)設(shè)計的大型購物中心電氣設(shè)計進行總結(jié)，以期與設(shè)計人員共同分享。

[1] 黃光輝.某大型商業(yè)建筑的電氣設(shè)計[J].現(xiàn)代建筑電氣，2013（9）：57-61.

[2] 王志翔.大型商業(yè)購物中心電氣設(shè)計重點、難點探析[J].智能建筑電氣技術(shù)，2017（10）：74-78.

[3] 杜航.大型商業(yè)建筑電氣設(shè)計的探討[J].電氣應(yīng)用，2009（6）：40-42.