何海波，杜毅威

(中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都 610041)

1 工程概況

中國西部國際博覽城(以下簡稱“西博城”)位于四川省成都市天府新區(qū)直管區(qū)(鳥瞰圖如圖1所示)，建成后已成為中國西部國際博覽會(huì)的永久會(huì)址、大型會(huì)展主辦場地和高端商務(wù)活動(dòng)的平臺(tái)。本項(xiàng)目于2016年8月完成竣工驗(yàn)收，至今已成功舉辦過多場博覽會(huì)、各類商務(wù)會(huì)展活動(dòng)，各電氣系統(tǒng)運(yùn)行良好，符合設(shè)計(jì)目標(biāo)的要求。

圖1 西博城鳥瞰圖

西博城總建筑面積約56.9萬m2，室內(nèi)展覽面積為20.1萬m2，室外展場面積約16萬m2，為特大型展覽建筑。項(xiàng)目地下一層、地上局部兩層，地下建筑面積約18萬m2，主要功能為汽車庫、配套設(shè)備用房、中央廚房及配套快餐就餐區(qū)(用電快餐)。地上建筑面積約38.9萬m2，由A、B、C、D、E、F六個(gè)館及交通大廳組成(詳見圖2)，其中C、E館為雙層館，其他館為單層館；D館為多功能展廳，其余展館為國際標(biāo)準(zhǔn)展廳。整個(gè)西博城的室內(nèi)展廳共約10 000 個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)展位。

西博城展廳雙層館底層層高為18m，第二層結(jié)構(gòu)最低點(diǎn)處高度≥11m(僅為局部點(diǎn)，大部分>12m)。單層館結(jié)構(gòu)最低點(diǎn)處高度≥11m(僅為局部點(diǎn)，大部分>12m)。所有展館端頭由一單層公共交通大廳相連，交通大廳凈高結(jié)構(gòu)最低點(diǎn)處為15m，最高點(diǎn)處42m。

2 主要系統(tǒng)配置及技術(shù)指標(biāo)

2.1 負(fù)荷分級

西博城為特大型展覽建筑，依據(jù)JGJ 218-2010《展覽建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》和JGJ 333-2014《會(huì)展建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，其主要用電負(fù)荷分級如下。

圖2 西博城一層組合圖

一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷：安防系統(tǒng)用電、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)及對應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

一級負(fù)荷：消防設(shè)備(消防泵、消防風(fēng)機(jī)、消防電梯以及消防控制室等)，應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)、展廳備用照明，客梯用電，生活泵、排污泵及雨水泵。

二級負(fù)荷：展覽用電、展廳照明、通風(fēng)機(jī)、閘口機(jī)。

其余用電為三級負(fù)荷。

2.2 主要系統(tǒng)配置及技術(shù)指標(biāo)

西博城項(xiàng)目中市政電源為10kV電源，引自兩個(gè)不同的110kV區(qū)域站，進(jìn)線回路數(shù)為8路，防雷等級二類，采用TN-S接地形式，變壓器裝機(jī)容量為70 250kVA，單位面積裝機(jī)指標(biāo)為123.4VA/m2，主要電氣系統(tǒng)配置及技術(shù)指標(biāo)見表1～2。

主要電氣系統(tǒng)配置及技術(shù)指標(biāo) 表1

3 變配電系統(tǒng)

西博城項(xiàng)目變配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在滿足相關(guān)國家規(guī)范的前提下，充分考慮了變配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、通用性、布展配電的靈活性、電氣節(jié)能與環(huán)保，以及后期維護(hù)管理的便利性。

3.1 供電電源

根據(jù)前期與當(dāng)?shù)毓╇姴块T的溝通協(xié)調(diào)，在經(jīng)過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、管理等多方比較后，最終確定本項(xiàng)目采用多路10kV電源供電的方案。

西博城項(xiàng)目10kV電源分別引自上一級兩個(gè)110/10kV區(qū)域變電站，每個(gè)區(qū)域變電站各引來4路10kV電源(共計(jì)8路)。在B、C、E、F館的地下一層共設(shè)4座10kV配電所，每座10kV配電所由兩路雙重10kV電源供電，兩路進(jìn)線電源同時(shí)工作、互為備用。

3.2 自備電源系統(tǒng)

按照J(rèn)GJ 333-2014《會(huì)展建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)章節(jié)的要求，西博城項(xiàng)目設(shè)置了柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和UPS/EPS作為本項(xiàng)目的自備電源系統(tǒng)。

3.2.1 自啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組

西博城項(xiàng)目作為特大型展覽建筑，采用了相鄰展館分區(qū)合設(shè)一套柴油發(fā)電機(jī)組的方案。西博城項(xiàng)目共設(shè)置了4個(gè)柴油發(fā)電機(jī)房，分別位于A、C、E、F館的地下一層，每個(gè)柴油發(fā)電機(jī)房的配置及供電范圍見表1。自啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組作為消防負(fù)荷、一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷及其他非消防一級負(fù)荷的應(yīng)急備用電源，柴油發(fā)電機(jī)組容量按消防負(fù)荷和一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷與非消防一級負(fù)荷不同時(shí)使用進(jìn)行選擇。

變壓器配置及裝機(jī)指標(biāo) 表2

3.2.2 UPS/EPS

對于消防控制室(兼安防監(jiān)控中心)、信息網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、應(yīng)急指揮中心及對應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等重要用電負(fù)荷，另設(shè)UPS不間斷電源裝置作為其應(yīng)急電源。對于應(yīng)急照明，另設(shè)EPS應(yīng)急電源裝置作為其應(yīng)急電源。

3.3 高低壓配電系統(tǒng)

西博城項(xiàng)目高壓系統(tǒng)采用單母線分段接線。一臺(tái)變壓器組成的系統(tǒng)低壓側(cè)采用單母線接線；兩臺(tái)變壓器組成的系統(tǒng)低壓側(cè)采用單母線分段接線，變壓器低壓母線之間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)；變壓器低壓側(cè)設(shè)應(yīng)急母線段和保障母線段。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組供電發(fā)生火災(zāi)時(shí)，切除保障性負(fù)荷(特別重要負(fù)荷除外)，保證消防負(fù)荷用電。

3.4 高低壓變電所及柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置

西博城項(xiàng)目由A、B、C、D、E、F六個(gè)展館及公共大廳組成，各展館均為大跨度的有柱(雙層館)或無柱(單層館)高大空間，各展館的展覽負(fù)荷、電力照明負(fù)荷以及冷凍站負(fù)荷均較大，為使變配電所盡量靠近負(fù)荷中心，避開人流密集區(qū)域和展廳一層的展溝區(qū)域(展溝內(nèi)設(shè)有給排水管)，且便于后期運(yùn)維管理，各展館均在地下一層各展館的中心(地上為室外)且與冷凍站相鄰(D館無單獨(dú)冷凍站)的位置集中設(shè)置變電所，承擔(dān)本展館內(nèi)的展覽、電力照明、空調(diào)等負(fù)荷供電。

柴油發(fā)電機(jī)房的設(shè)置主要考慮了避開人員密集區(qū)域、進(jìn)排風(fēng)井以及排煙對建筑物影響較小、供電半徑合理等因素，機(jī)房設(shè)置在地下一層靠近地下室外墻、地上為室外的位置，排煙管沿展館外墻的內(nèi)側(cè)、避開金屬網(wǎng)架出金屬屋面。以E館為例，變電所及柴油發(fā)電機(jī)房的設(shè)置位置示意圖見圖3。

圖3 E展館變配電所及柴油發(fā)電機(jī)房位置示意圖

4 展覽用電配電系統(tǒng)

4.1 展位箱容量及配置

參照J(rèn)GJ 333-2014《會(huì)展建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》展覽用電負(fù)荷取值標(biāo)準(zhǔn)，通過對已有會(huì)展建筑展覽用電取值進(jìn)行對比分析，西博城項(xiàng)目最終確定輕型、中型、重型標(biāo)準(zhǔn)展位(3m×3m)的負(fù)荷取值分別為3kW、4.5kW、6kW。按每4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)展位設(shè)置一個(gè)展位箱，對于靠邊的展位每 6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)展位設(shè)置一個(gè)展位箱。輕型、中型、重型展位箱的容量和配置系統(tǒng)圖見圖4。

圖4 輕型、中型、重型展位箱配置系統(tǒng)圖

4.2 展廳的綜合展溝設(shè)置

西博城項(xiàng)目所有展館均設(shè)有主、次展溝，展廳四周設(shè)置主展溝，內(nèi)側(cè)每隔9m設(shè)置次展溝。各次展溝通過主展溝相連，主展溝為強(qiáng)電間與各次展溝的通路。標(biāo)準(zhǔn)展廳的主、次展溝與展位箱的布置示意見圖5。

圖5 主、次展溝與展位箱布置局部示意圖

4.3 展覽用電配電

西博城項(xiàng)目展覽用電采用放射式配電方式，變電所至展場配電柜采用電纜橋架經(jīng)垂直管井或主展溝引至，配電柜至展位箱采用電纜橋架經(jīng)主、次展溝引至；展場配電柜內(nèi)預(yù)留200A或者400A大電流開關(guān)，方便用電需求較大的參展客戶。西博城項(xiàng)目展覽配電豎向示意圖見圖6。

圖6 展覽配電豎向示意圖

5 照明系統(tǒng)

西博城項(xiàng)目的照明設(shè)計(jì)包括正常照明、應(yīng)急照明、值班照明。

5.1 照明光源選擇

綜合顯色指數(shù)、壽命、光效、啟動(dòng)性能、運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性等多方面考慮， 展廳、 交通大廳等高大空間的正常照明采用金屬鹵化物燈，會(huì)議、辦公、走道等空間較低的裝飾性場所、應(yīng)急照明及疏散指示燈具選用 LED燈。

5.2 照明燈具布置及配電

展廳布燈方案應(yīng)與建筑及結(jié)構(gòu)形式有機(jī)結(jié)合，考慮建筑的室內(nèi)效果、頂棚結(jié)構(gòu)及柱網(wǎng)形式等因素，通常有均勻布燈和組合布燈兩種方案。西博城項(xiàng)目展廳燈具采用均勻布置方案，以A展館為例，選用型號為HPK518 CDM-TMW250W高天棚金鹵燈，共282盞，燈具行間距為9m，列間距為6.75m；另選用型號為BYP689P LED140 WB高天棚L(fēng)ED燈，共52盞作應(yīng)急照明兼平時(shí)使用。采用DIALux照明設(shè)計(jì)軟件模擬計(jì)算，普通照明地面平面照度184lx,應(yīng)急照明平均照度為18lx。普通照明照度曲線見圖7，應(yīng)急照明照度曲線間圖8。

圖7 普通照明照度曲線

圖8 應(yīng)急照明照度曲線

采用來自雙重高壓電源進(jìn)線的不同變壓器的兩個(gè)專用回路各帶50%照明燈具的配電方式，能滿足當(dāng)時(shí)相關(guān)規(guī)范對展廳照明負(fù)荷級別的要求，而且一路電源故障時(shí)，展廳仍能保持正常照度的一半，減少故障對展覽造成的影響。

5.3 應(yīng)急照明及疏散指示

西博城項(xiàng)目的應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)為一級負(fù)荷。展廳疏散指示標(biāo)志采用集中電源集中控制型應(yīng)急及疏散指示系統(tǒng)，其余場所的應(yīng)急照明及疏散指示采用集中EPS供電；蓄電池連續(xù)供電時(shí)間≥60min，并同時(shí)滿足相關(guān)規(guī)范對蓄電池初裝容量的要求。

展廳及交通大廳主要疏散通道的地面上設(shè)置間距≤5m的地面燈光疏散指示標(biāo)志燈以保持視覺連續(xù)。

6 防雷系統(tǒng)、接地及電氣安全系統(tǒng)

6.1 防雷系統(tǒng)

西博城項(xiàng)目預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為1.36次/a，按照二類防雷設(shè)防，采用防直擊雷、防閃電電涌涌入、防雷擊電磁脈沖等保護(hù)措施。

利用厚度≥0.65mm的鋁鎂錳直立鎖邊屋面板和鋁單板屋面作接閃器。要求金屬屋面、屋面檁條與矩形管、槽鋼、厚鍍鋅鋼管、鋼結(jié)構(gòu)主檁條、桁架可靠連接，詳見圖9。

圖9 屋面防雷安裝連接大樣

為防閃電電涌涌入，進(jìn)出建筑物的埋地金屬管道及電纜的金屬外皮等應(yīng)與接地體相連。

為防雷擊電磁脈沖，在變電所低壓進(jìn)線柜、樓層或者區(qū)域配電柜、室外用電設(shè)備配電柜、弱電機(jī)房配電柜以及供給有電子設(shè)備的末端配電箱等處裝設(shè)電涌保護(hù)器。

6.2 接地及電氣安全系統(tǒng)

利用建筑物防水板鋼筋、大直徑機(jī)械成孔灌注樁基礎(chǔ)(ZJ)鋼筋、先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁基礎(chǔ)(PHC)鋼筋以及柱下獨(dú)立基礎(chǔ)(DJ)鋼筋形成的基礎(chǔ)接地網(wǎng)做共用接地裝置，接地電阻≤1Ω。低壓配電系統(tǒng)接地型式采用TN-S系統(tǒng)。

在變配電所、冷熱水機(jī)房、水泵房等處設(shè)總等電位聯(lián)結(jié)端子箱。在弱電機(jī)房、強(qiáng)弱電豎井、配電間、電梯機(jī)房、通風(fēng)機(jī)房、淋浴間、有洗浴設(shè)施的衛(wèi)生間等處設(shè)局部等電位聯(lián)結(jié)。

展廳綜合管溝內(nèi)敷設(shè)一根40×4鍍鋅扁鋼作為接地干線、通行地溝內(nèi)兩側(cè)各敷設(shè)一根40×4鍍鋅扁鋼作為接地干線；展位箱內(nèi)預(yù)留等電位接地端子，通行地溝、展廳綜合管溝內(nèi)的金屬支架、金屬管道、金屬箱體等均應(yīng)與接地干線連接，其中金屬管道及其支架應(yīng)不少于兩處與接地干線連接。

7 結(jié)束語

西博城項(xiàng)目竣工驗(yàn)收及消防驗(yàn)收通過后四年以來的實(shí)際運(yùn)行情況表明：中國西部國際博覽城項(xiàng)目各系統(tǒng)構(gòu)建合理、技術(shù)安全可靠、管理維護(hù)方便、節(jié)能效果良好，取得了較好的投資效益，為各類展會(huì)的成功舉辦提供了安全可靠的電氣保障。從西博城項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行情況來看，有以下幾點(diǎn)值得前期的設(shè)計(jì)時(shí)注意。

(1)設(shè)計(jì)前期需要與業(yè)主方或展覽顧問進(jìn)行充分溝通，對公共大廳、登陸大廳等區(qū)域的展覽配套用電需求進(jìn)行充分預(yù)留；同時(shí)，對室外演藝活動(dòng)或其他重大活動(dòng)的用電需求也進(jìn)行充分考慮。

(2)對于設(shè)置主次展溝的項(xiàng)目，主次展溝內(nèi)要敷設(shè)哪些管線較為合理，需要與水暖專業(yè)協(xié)調(diào)；同時(shí)，在穿越結(jié)構(gòu)梁的部位應(yīng)與土建專業(yè)進(jìn)行充分配合，確定在梁上預(yù)埋導(dǎo)管還是開洞。

(3)對于公共大廳等凈高高且有裝修要求的場所，燈具的布置方案和布線方案顯得尤為重要。特別是對于類似西博城項(xiàng)目，公共交通大廳內(nèi)的結(jié)構(gòu)柱為鋼管混凝土梅花柱且沿外墻分布的情況，燈具布線需要提前做好管線的預(yù)留預(yù)埋。

(4)從西博城項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)營來看，在區(qū)域展位配電柜內(nèi)應(yīng)預(yù)留多種大電流規(guī)格(200A、400A)的斷路器，方便不同需求參展商的配電接駁。強(qiáng)電井內(nèi)若設(shè)有2個(gè)以上的區(qū)域展位配電柜，區(qū)域展位配電柜的進(jìn)線電源建議引自不同的變壓器，便于運(yùn)營時(shí)負(fù)荷調(diào)配。