錢梓楠

(同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計研究院(集團(tuán))有限公司，上海 200092)

0 引言

近年來，隨著國內(nèi)外貿(mào)易的持續(xù)穩(wěn)定增長，作為促進(jìn)合作交流的會展業(yè)，已經(jīng)成為構(gòu)建現(xiàn)代市場體系和開放型經(jīng)濟(jì)的重要平臺。國內(nèi)會展行業(yè)呈現(xiàn)數(shù)量穩(wěn)步提高、規(guī)?？焖僭鲩L的良好態(tài)勢，據(jù)不完全統(tǒng)計，2017年，國內(nèi)供舉辦4 022個展會，直接經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值達(dá)到6 297億元，其中，采集到面積的經(jīng)貿(mào)類展覽會 3 663 個，展會總面積達(dá)到12 379萬m2。隨著會展業(yè)的持續(xù)升溫，國內(nèi)展覽館的數(shù)量和面積均保持不斷增加的態(tài)勢，據(jù)統(tǒng)計，2017年國內(nèi)展覽館數(shù)量達(dá)到153個，室內(nèi)可租用總面積約為935萬m2。

作為電氣專業(yè)負(fù)責(zé)人，筆者參與了鄭州新國際會展中心的全程設(shè)計工作，在前期項目的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及正在使用的展覽項目用電數(shù)據(jù)收集中，也在思考會展類建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化，并比較不同展位供電方案，以下闡述一些個人的思考和心得，以供參考。

1 工程概況

鄭州新國際會展中心項目，一期用地面積64萬m2，總建筑面積為29.5萬m2，其中地上建筑面積為27.1萬m2，凈展覽面積為17.6萬m2，包括一個登錄廳和16個標(biāo)準(zhǔn)展廳，交通和配套用房面積9.6萬m2，地下建筑面積2.3萬m2。

每個標(biāo)準(zhǔn)展廳建筑面積約為1萬m2，長141m、寬82m，實(shí)際布展凈面積約8 000m2，展區(qū)凈長120m、凈寬70m，屬于比較典型的特級會展建筑及標(biāo)準(zhǔn)甲等展廳。

依據(jù)JGJ 333-2014《會展建筑電氣設(shè)計規(guī)范》，本會展中心負(fù)荷等級為一級，一級負(fù)荷包括展覽客梯、排污泵、生活水泵、通信機(jī)房電源、變配電所電源等，其中應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)屬于一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷。在能源中心樓設(shè)置本地塊10kV中心開閉所，由市政引來六路10kV電源(1#～6#)至10kV配電中心，10kV進(jìn)戶經(jīng)過計量分配后送至各個10kV/0.4kV變電所。六路10kV電源，兩兩一組，同時供電互為備用。要求滿足一級負(fù)荷的要求。當(dāng)一路電源損壞時，另一路電源不致同時損壞。本項目變壓器及10kV冷凍機(jī)安裝容量為65 674kVA。各變電所容量詳見表1。

為確保其中應(yīng)急響應(yīng)負(fù)荷，包括應(yīng)急指揮中心、安全防范系統(tǒng)、重要的計算機(jī)系統(tǒng)電源、消防設(shè)備(含消防控制室用電、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、消防泵、噴淋泵、消防電梯、防火卷簾、防排煙風(fēng)機(jī)、防火閥門等)、應(yīng)急及疏散照明等的供電可靠性，除10kV雙重電源外，同時考慮分區(qū)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為第三路電源，另外應(yīng)急照明和消控中心用電還設(shè)置EPS和UPS作為后備電源。之所以分區(qū)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組，也是基于400V柴油發(fā)電機(jī)供電半徑的考慮。分區(qū)設(shè)置400V低壓發(fā)電機(jī)組，機(jī)組設(shè)于每四個展廳中間的聯(lián)絡(luò)輔助用房，每臺機(jī)組為就近4個展廳應(yīng)急響應(yīng)負(fù)荷供電，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，比集中設(shè)置10kV發(fā)電機(jī)，展廳變電所內(nèi)再設(shè)中壓ATS或?qū)Ｓ脩?yīng)急變壓器的方案更合理，故而采用此400V發(fā)電機(jī)分區(qū)設(shè)置的方案。

各變電所容量 表1

每個展廳設(shè)置一個10kV變電所(因建筑平面布局需要，分為兩個變配電室)，由園區(qū)10kV中心開閉所引來兩路10kV雙重電源，內(nèi)設(shè)2×1 600kVA變壓器，低壓配電系統(tǒng)接地制式采用TN-S系統(tǒng)。市電管線路由和柴油發(fā)電機(jī)管線路由平面圖詳見圖1～2。

圖1 市電管線路由平面圖

圖2 柴油發(fā)電機(jī)管線路由平面圖

2 展覽建筑的負(fù)荷統(tǒng)計及供配電系統(tǒng)容量確定

會展建筑規(guī)模與定級，根據(jù)JGJ 333-2014《會展建筑電氣設(shè)計規(guī)范》3.2.1條，本項目為特大型會展建筑，下一步就是確定布展用電負(fù)荷密度取值；根據(jù)該規(guī)范第3.2.4條，按照輕型展、中型站和重型展給出了三個布展負(fù)荷密度的取值范圍。第3.2.4規(guī)定，一般會展中心每年都有不同產(chǎn)品多種展會，負(fù)荷變化較大，應(yīng)以當(dāng)?shù)厮k不同產(chǎn)品多種展會中最大所需用電負(fù)荷確定實(shí)際所需用電負(fù)荷，工程中當(dāng)無法取得調(diào)研數(shù)據(jù)時，可參考下列數(shù)據(jù)確定輕型展、中型展、重型展負(fù)荷密度取值。

1.輕型展按(50～100)W/m2計算。

2.中型展按(100～200)W/m2計算。

3.重型展按(200～300)W/m2計算。

另外，一般情況下，會展建筑每年都有不同展會，用電負(fù)荷變化較大。僅以輕型展、中型展、重型展確定用電負(fù)荷是否合適，是否需以當(dāng)?shù)厮e辦的不同展會中最大用電負(fù)荷來確定實(shí)際所需用電負(fù)荷，需要由實(shí)際調(diào)研后確定。

實(shí)際上，對于展廳布展用電的需求，在設(shè)計初期一般為不確定因素，每個主題的布展用電需求可以說千差萬別，也和會展項目所在的城市能級、會展中心的定位密切相關(guān)。如一些國家級的會展中心，對應(yīng)承接的展覽項目更多元，且級別會更高。相對來說，一些省會級城市或區(qū)域中心城市，承接的可能是一些區(qū)域市場或省內(nèi)展覽項目，級別不算很高，對應(yīng)的用電指標(biāo)需求相對會低一些。

筆者針對近年新建的一些特大型會展項目做了一些梳理，對會展體量、布展面積以及單位面積布展用電需求進(jìn)行了對比，可以供未來設(shè)計類似能級的會展項目做一些參考，詳見表2。

從表2收集的數(shù)據(jù)和對比可以看出，初期確定的展廳布展用電負(fù)荷密度對后期的展廳變壓器裝機(jī)密度指標(biāo)影響巨大。如果前期業(yè)主方有專門的布展顧問，可以將這部分需求大致明確。本項目業(yè)主方聘請的顧問是運(yùn)營上海新國際博覽中心的漢諾威公司，其提供了大量已經(jīng)組織過的展覽會議用電需求，對未來的需求也做了大致明確。

根據(jù)其對2016～2018年布展需求梳理，大致做了總結(jié)，詳見表3。

可以看到，對于上海龍陽路新國際博覽中心這個會展項目，大部分展覽主題是在100W/m2以下的，涉及到150W/m2以上的只占到11%?？梢韵胍?，展覽建筑尤其是大型展館按重型展預(yù)留的變壓器可能對應(yīng)絕大部分展會，其負(fù)載率較低，當(dāng)然這也與會展面對的客戶群和展覽業(yè)態(tài)有關(guān)。據(jù)了解，重型展中一般類似汽車展這種展覽類型，負(fù)荷密度相對較高，在上海虹橋國際會展中心建成之前，兩年一度的上海國際汽車工業(yè)展覽會都是在龍陽路的新國際博覽中心舉辦，部分展廳變壓器裝機(jī)容量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，還需要臨時租賃發(fā)電車來保障額外負(fù)荷?？梢韵胍?，有些省會城市或區(qū)域中心城市的會展項目，可能一年也少有用電需求較高的重型展，其變壓器裝機(jī)容量的指標(biāo)不宜定的過高，采用租賃發(fā)電機(jī)組滿足個別展會的高用電需求也不失為一個可以考慮的方案。畢竟大容量的變壓器安裝后，長期的空載損耗和會展期間偏低的負(fù)載率，無論對于電網(wǎng)還是對于運(yùn)營方都是一種浪費(fèi)。而本項目作為河南鄭州這一中部省會城市新建會展中心，采用200W/m2的布展用電負(fù)荷密度基本可以涵蓋絕大多數(shù)展會業(yè)態(tài)的需求。

3 展廳機(jī)電管線敷設(shè)方式

大型會展每個標(biāo)準(zhǔn)展廳一般都是上萬平米大體量單體，大跨度的無柱空間，且布展和展廳本身機(jī)電末端需要大量機(jī)電管線敷設(shè)空間，需要提前規(guī)劃走向，對于大型展覽建筑，一般機(jī)電管線敷設(shè)方式有以下三種。

對比圖 表2

2016～2018年布展需求梳理 表3

(1)高位機(jī)電管線走廊+地面布展主溝形式

一般典型的大型會展展廳，在展廳首端尾端會有配套用房，沿著展廳長邊兩側(cè)會設(shè)置輔助用房，如衛(wèi)生間、強(qiáng)弱電間，長邊配套用房高位一般是空調(diào)機(jī)房?？照{(diào)機(jī)房沿長邊布置，對于氣流組織比較有利，可以節(jié)約大量風(fēng)管，有利于控制造價。

對于這類場館，一般跨越長邊的機(jī)電管線就有兩條通路，為高位機(jī)電設(shè)備服務(wù)的可以走在長邊空調(diào)機(jī)房上方的管線走廊，為地面布展末端服務(wù)的機(jī)電管線敷設(shè)在展廳主溝內(nèi)，形成高位機(jī)電管線走廊+展廳主溝及布展支溝模式。布展支溝設(shè)置水氣箱、展位配電箱等布展末端。展廳高位機(jī)電管廊示意圖、布展支溝剖面示意圖、布展主溝剖面示意圖詳見圖3～5。

圖3 高位機(jī)電管廊示意圖

圖4 布展支溝剖面示意圖

圖5 布展主溝剖面示意圖

(2)僅有地面布展主溝形式

由于建筑設(shè)計原因，有些會展展廳長邊側(cè)無法設(shè)置空調(diào)機(jī)房，空調(diào)機(jī)房設(shè)于首尾端短邊，通過大風(fēng)管沿長邊敷設(shè)，向中間側(cè)吹。如果采用此種形式，沿長邊高位設(shè)置機(jī)電管線走廊就未必是比較好的方案，挑出在側(cè)面的管線走廊構(gòu)筑物對于美觀度、造價控制都是不利的，這種情況下可能需要考慮機(jī)電管線全部敷設(shè)于地下主溝內(nèi)。主溝內(nèi)的管線在首端尾端配套用房需要另外設(shè)置機(jī)電管線上升管井。

(3)主管線敷設(shè)于樓板下

還有一種展廳，有滿鋪地下室或位于二層，其樓板荷載可能不會達(dá)到一般重型展廳的5噸/平方米，適用于一些輕型或者中型展覽，一般會采用機(jī)電管線沿樓板下方敷設(shè)，沒有主溝，僅設(shè)置布展支溝或展位井的方式，水氣箱、展位配電箱設(shè)于展位井內(nèi)，展位井采用能達(dá)到耐火時間的混凝土或鋼結(jié)構(gòu)包封，掛于樓板下，預(yù)留套管供管線引入。

4 展位供電方式及土建預(yù)留的探討

上文提到，重型展需要設(shè)置200～300W/m2的負(fù)荷密度預(yù)留布展電源，以典型的大型會展建筑為例，一般標(biāo)準(zhǔn)展廳的建筑面積約1萬m2左右，去掉配套用房實(shí)際可用布展面積大約是75%～80%，以 8 000 m2計算，200～300W/m2的負(fù)荷密度，需要預(yù)留的布展用電1 600～2 400kW。以本項目為例,考慮沿長邊布展主溝設(shè)置布展專用母線，東側(cè)主溝和西側(cè)主溝各兩根，分別負(fù)責(zé)近端5條布展支溝和遠(yuǎn)端6條布展支溝的展位箱。主母線在每個支溝處設(shè)置母線插接箱，引出預(yù)分支電纜為支溝內(nèi)的若干展位箱供電，每個展位箱為4～6個展位服務(wù)，設(shè)置工業(yè)連接器接駁端子供引接。每個母線插接箱內(nèi)設(shè)MCCB 250A/3P開關(guān)，可供接駁100kW布展用電，單邊側(cè)11條支溝極限可滿足1 100kW布展用電接駁，整個展館總的布展接駁用電可達(dá)到2 200kW，滿足使用需求。

因布展需求多種多樣，一些輕型展可能是以若干個展位出租形式，上述設(shè)計完全可以滿足需要，可以提供1～6個不同展位的組合，提供不同容量不同電流等級的接口。但對于一些重型展，比如重型機(jī)械展、汽車展，參展租戶就不是以展位為單位租賃，而是一家租戶就報下1/8、1/4甚至半個場館或整個場館，其用電需求不能完全覆蓋，因此筆者所在單位在布展主母線上預(yù)留了大電流等級的插接口，提供630A或400A的大容量插接箱，引出電纜設(shè)于周邊強(qiáng)電間設(shè)置配電總箱，并預(yù)留400A以上出線開關(guān)，供有大容量需求的租戶引接。

布展主溝和支溝除了需要考慮電氣專業(yè)的管線外，還有大量的水暖專業(yè)的管線，經(jīng)過多輪綜合后，布展主溝的尺寸在前序章節(jié)中已有描述，確定了1 900W×2 200D的尺寸，支溝的剖面尺寸綜合下來是600W×1 300D，同時預(yù)留一根40×4熱鍍鋅扁鋼，將配電箱外殼、金屬蓋板及機(jī)電金屬管線做好等電位接地。設(shè)備次溝剖面示意圖和展位箱示意圖詳見圖6～7。

圖6 設(shè)備次溝剖面示意圖

圖7 展位箱示意圖

對于展位供電、供水、供氣及信息點(diǎn)，一般采用布展溝結(jié)合展位箱的形式，結(jié)合可以配合預(yù)留出線口的蓋板，布展時僅需揭開展位箱局部蓋板，接駁后蓋上又是完整的平面，不影響布展設(shè)施及觀眾參展人流的安全。對于有地下室或者位于二層的展廳，一般采用展位井+展位配電箱形式。

5 結(jié)束語