張蕾

江蘇省建筑設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，江蘇南京，210019

0 引言

商業(yè)綜合體是將城市中的商業(yè)、辦公、居住、酒店、餐飲娛樂、停車等生活空間進(jìn)行組合，形成的一個多功能、高效率的綜合體。綜合體的供配電系統(tǒng)簡潔合理性、能耗高低以及消防安全性對電氣設(shè)計(jì)提出了較高要求。

1 項(xiàng)目建筑概況

本工程總建筑面積約39萬平方米，其中地上建筑面積約25.35萬平方米，地下建筑面積約13.65萬平方米。商務(wù)辦公樓（寫字樓）面積51813.1平方米，自持商業(yè)面積122106.87平方米，門面房、小商店面積13233.34平方米，酒店式公寓面積63409.63平方米。本地塊場地內(nèi)共設(shè)計(jì)有5棟單體。1號樓為高層辦公樓，建筑高度96.3米（室外地坪至女兒墻），2-4號樓為高層酒店式公寓，建筑高度96.3米（室外地坪至女兒墻），5號樓裙房為大型商業(yè)綜合體，塔樓為高層辦公，總高度149.1米。地塊分為兩期建設(shè)，一期為1-4號樓，二期為5號樓。1-4號樓均為地上20層，1-2層為配套小商業(yè)，3-20層為酒店式公寓；地下2層，地下夾層為非機(jī)動車庫。

2 供配電系統(tǒng)方案

2.1 公變及專變要求

根據(jù)南京供電公司規(guī)定，物業(yè)自有部分采用專變供電，二次銷售給小業(yè)主部分采用公變供電，公變部分設(shè)計(jì)按江蘇省電力公司《新建居住區(qū)供配電設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》實(shí)施。經(jīng)過與業(yè)主溝通，確定本項(xiàng)目二次銷售的5棟塔樓采用公變，裙房商業(yè)及地下汽車庫采用專變供電，本工程總供電容量為29000kVA，考慮整個項(xiàng)目供電半徑及后期運(yùn)行維護(hù)，一期2-4號公寓及地庫從市政引入兩路10kV電源，在2號公寓裙房一層設(shè)置10kV開關(guān)站，2進(jìn)10出，地下一層設(shè)置3個公變（公寓抄表到戶）及2個專變（公共用電及商業(yè)配套車庫）。二期大商業(yè)及地庫從市政引入兩路10kV電源，在地下一層設(shè)置10kV開關(guān)站，2進(jìn)10出，地下一層設(shè)置3個用戶變及超市用戶變和冷凍機(jī)房專用變電所[1]。

2.2 開關(guān)站及變電所位置

如表1所示。

表1 開關(guān)站及變電所供電范圍及位置

2.3 高低壓配電系統(tǒng)

本項(xiàng)目塔樓沒有超過150米，故僅有一級負(fù)荷，無一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷（特級負(fù)荷），無需第三電源，電源采用兩路獨(dú)立電源（雙重電源），每兩路10kV電源采用單母線分段接線，設(shè)母聯(lián)開關(guān)。平時單母線分段運(yùn)行，當(dāng)一路電源故障時，手動投入母聯(lián)開關(guān)，另一路電源負(fù)擔(dān)全部負(fù)荷。10kV配電系統(tǒng)以放射式向各變壓器供電。距離高壓配電房較遠(yuǎn)的變壓器就地設(shè)置環(huán)網(wǎng)柜作檢修隔離用。

高壓配電開關(guān)柜繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、靈敏性、速動性和選擇性的要求，高壓配電系統(tǒng)的短路故障保護(hù)具備可靠、快速且有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路的短路故障的功能。為了便于實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)，避免造成故障影響范圍擴(kuò)大化，配電斷路器具備短路電流速斷保護(hù)功能[2]。

3 用電負(fù)荷取值指標(biāo)

3.1 相關(guān)規(guī)范要求

根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專篇（電氣）》，大中型商業(yè)用電負(fù)荷指標(biāo)60～120W/m2，變壓器裝置指標(biāo)為90～180VA/m2。《商店建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ392-2016規(guī)范用電指標(biāo)取值如表2所示。

表2 規(guī)范用電指標(biāo)取值

根據(jù)GB 51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第24.1.4節(jié)要求，變壓器容量指標(biāo)作為建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的一項(xiàng)指標(biāo)，對于大型商店建筑，限定值為170VA/m2，節(jié)能值為110VA/m2，商業(yè)綜合體變電所裝機(jī)容量不能超過限值。

3.2 業(yè)主要求

由于商業(yè)綜合體建筑業(yè)態(tài)的前期不確定性及后期待調(diào)整性，業(yè)主要求在設(shè)計(jì)階段盡可能提高商鋪用電負(fù)荷及變壓器裝機(jī)容量，實(shí)際用電需求由于在后期招商過程中商鋪業(yè)態(tài)的不穩(wěn)定，各樓層商業(yè)功率負(fù)荷密度的確認(rèn)比較困難，尤其是餐飲業(yè)態(tài)的不確定對負(fù)荷密度影響很大。結(jié)合項(xiàng)目業(yè)主的以往建造標(biāo)準(zhǔn)及國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，本工程設(shè)計(jì)中采用表3負(fù)荷密度取值。

表3 實(shí)際用電指標(biāo)取值

4 低壓配電系統(tǒng)

4.1 變電所與管井規(guī)劃

商業(yè)綜合體項(xiàng)目的首要特點(diǎn)是平層面積很大，電氣專業(yè)做低壓配電設(shè)計(jì)時需要根據(jù)商鋪負(fù)荷容量、業(yè)態(tài)分布、功能分區(qū)和防火分區(qū)劃分，以確定合適的配電分區(qū)。不同等級和不同業(yè)態(tài)的用電負(fù)荷，其配電系統(tǒng)應(yīng)相對獨(dú)立。重要負(fù)荷、用電容量較大負(fù)荷采用從配變電所放射式配電方式。配電干線（管）設(shè)置在建筑的公共空間內(nèi)，不能穿越不同商鋪。依據(jù)GB 51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》13.7.10條規(guī)定：“消防用電設(shè)備配電系統(tǒng)的分支線路不應(yīng)跨越防火分區(qū)，分支干線不宜跨越防火分區(qū)”。在進(jìn)行配電線路設(shè)計(jì)的時候，配電豎井均設(shè)計(jì)在“防火單元”內(nèi)，并且所有配電箱設(shè)置在配電豎井內(nèi)，這樣既保證了末端設(shè)備供電路徑的合理性，又降低了線路損耗，也可以方便施工及維護(hù)并保護(hù)設(shè)備的安全。本項(xiàng)目裙房商業(yè)共7層，每層面積約2萬平方米，分為8個防火分區(qū)，地下一層商業(yè)變電所的位置選擇決定了低壓干線的長度，甲方希望變電所集中，最終結(jié)合供電半徑及甲方需求，東西區(qū)各設(shè)置一個變電所，內(nèi)設(shè)4×2000KVA變壓器，設(shè)置在距離電氣豎井最近的位置。

4.2 配電間箱體布置

商業(yè)綜合體的低壓配電干線系統(tǒng)主要分為兩大塊，一塊是商鋪配電，一塊是公共區(qū)域設(shè)備配電。商鋪配電主要采用母線槽配電，1-3層業(yè)態(tài)分布大多是洋快餐、主力店以及高檔百貨零售，4-7層以餐飲為主，輔以百貨、電玩等。以1號管井為例，1-7層商業(yè)共設(shè)計(jì)三根母線，一根母線百貨零售專用，百貨零售負(fù)荷變化不大，每層不需要預(yù)留插接開關(guān)箱，兩根給餐飲用，餐飲商鋪負(fù)荷變化大且招商變動不確定，母線間隔樓層預(yù)留插接箱，方便后期招商業(yè)態(tài)調(diào)整。公共區(qū)域設(shè)備配電包括消防應(yīng)急照明、防火卷簾、消防風(fēng)機(jī)、電梯扶梯配電、公區(qū)空調(diào)通風(fēng)、公共照明。應(yīng)急照明集中電源與防火卷簾由防火分區(qū)消防電源箱供電；扶梯配電由變電所專用回路引來設(shè)置總箱，樓層設(shè)分箱；消防風(fēng)機(jī)和電梯采用雙回路末端切換供電；為了方便精裝修二次設(shè)計(jì)施工，不與原土建電氣配電箱共用，方便現(xiàn)場施工界面劃分，精裝照明單獨(dú)設(shè)置配電干線和樓層配電箱[3]。

在大型商業(yè)綜合體項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，暖通專業(yè)設(shè)計(jì)的消防風(fēng)機(jī)、電動排煙窗、電動擋煙垂壁等消防用電設(shè)備負(fù)荷容量通常較小而且分設(shè)在各個樓層，若消防電源都由地下室變電所低壓柜引來，會使變電所低壓柜饋出很多小電流回路，浪費(fèi)電纜且不節(jié)能，對低壓斷路器分?jǐn)嗄芰蛯?dǎo)體的動、熱穩(wěn)定要求會比較高?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》（以下簡稱“建規(guī)”）規(guī)定“消防用電設(shè)備應(yīng)采用專用的供電回路，其配電設(shè)備應(yīng)設(shè)有明顯標(biāo)志”，對供電回路的條文說明中指出“從低壓總配電室（包括分配電室）至最末一級配電箱，與一般配電線路均應(yīng)嚴(yán)格分開”。在本項(xiàng)目中，在管井對應(yīng)地下室附近配電間設(shè)置兩臺常用（備用）配電總箱，再由此配電總箱放射式配置末端雙電源切換箱，這樣就滿足了建規(guī)對消防專用供電回路的要求。

5 電氣消防系統(tǒng)

本項(xiàng)目商業(yè)綜合體電氣消防包含火災(zāi)自動報(bào)警和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)、消防電源監(jiān)控系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、配電線路布線系統(tǒng)的防火設(shè)計(jì)。

5.1 火災(zāi)自動報(bào)警和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)

根據(jù)GB 50116-2013《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，本項(xiàng)目設(shè)置控制中心報(bào)警系統(tǒng)，5#裙房商業(yè)一層設(shè)置消防控制室作為主控制室，2#公寓一層設(shè)置消防分控制室，主消防控制室能顯示所有單體火災(zāi)報(bào)警信號和聯(lián)動控制狀態(tài)信號，并應(yīng)能控制本項(xiàng)目重要的消防水泵和消防風(fēng)機(jī)等消防設(shè)備；5#一層主消防控制室的消防設(shè)備能夠?qū)φ麄€系統(tǒng)內(nèi)共用消防設(shè)備進(jìn)行控制，顯示其狀態(tài)信息，并能夠顯示2#分消防控制室內(nèi)消防設(shè)備的狀態(tài)信息，具備對分消防控制室內(nèi)消防設(shè)備及其所控制的消防系統(tǒng)、設(shè)備的控制功能。每防火分區(qū)設(shè)置消防接線端子箱，公區(qū)與商鋪分設(shè)獨(dú)立報(bào)警回路，方便商鋪后期二次精裝點(diǎn)位調(diào)整。通燃?xì)鈴N房設(shè)置可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)，通過可燃?xì)怏w報(bào)警控制器接入消防控制室火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)。商場中庭部分屬于高大空間，按規(guī)范要求設(shè)置線性光束感煙探測器，采用分層組網(wǎng)的探測方式，每兩層在樓板吊頂側(cè)壁設(shè)置水炮滅火裝置，現(xiàn)場設(shè)置區(qū)域控制箱，主控制盤設(shè)置在消控室內(nèi)，與消防報(bào)警主機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信。在10kV開關(guān)站及變電所、通信機(jī)房以及影院放映室設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)，其報(bào)警和動作信號在消控室顯示，現(xiàn)場控制盤設(shè)置在相應(yīng)值班室內(nèi)。變電所電纜溝、主要干線橋架內(nèi)、電氣豎井內(nèi)垂直橋架均設(shè)置纜式線型感溫火災(zāi)探測器，采用接觸式的敷設(shè)方式對所有電力電纜進(jìn)行探測；纜式線型感溫火災(zāi)探測器采用“S”形布置在每層電纜的上表面，確保電纜過熱報(bào)警，降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)[4]。

消防聯(lián)動控制主要包含自動噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)聯(lián)動控制、電梯聯(lián)動控制、防火門及防火卷簾聯(lián)動控制、火災(zāi)警報(bào)及消防廣播系統(tǒng)聯(lián)動控制以及非消防電源切除。

5.2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

本項(xiàng)目為一類高層公共建筑、人員密集場所，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版）10.2.7條第二款，一類高層民用建筑宜設(shè)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。電氣設(shè)備負(fù)荷過載、電纜電線短路等一直是建筑火災(zāi)的主要原因。電氣火災(zāi)隱患形成和存留時間長，且都在管井配電間，隱蔽性強(qiáng)，一旦引發(fā)火災(zāi)損失不可估量。根據(jù)《商店建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ 48-2014第7.3.16條，對于大型和中型商店建筑的營業(yè)廳，除消防設(shè)備及應(yīng)急照明外，配電干線回路應(yīng)設(shè)置防火剩余電流動作報(bào)警系統(tǒng)。配電干線回路布線繁雜、不便于維護(hù)，設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是防止其發(fā)生電氣火災(zāi)的必要措施，本工程在非消防負(fù)荷的樓層總箱進(jìn)線處設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，探測器報(bào)警值設(shè)定為300mA。

5.3 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

根據(jù)GB 51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，本項(xiàng)目設(shè)置集中電源集中控制型系統(tǒng)，消控室設(shè)置應(yīng)急照明集中控制器，應(yīng)急照明控制器直接控制燈具的總數(shù)量不應(yīng)大于3200個，本項(xiàng)目裙房商業(yè)設(shè)置了8臺應(yīng)急照明控制器，控制器的自帶蓄電池電源應(yīng)至少使控制器在主電源中斷后工作3h。按防火分區(qū)設(shè)置應(yīng)急照明集中電源，容量選擇0.6kW～1kW，由樓層消防電源箱的專用應(yīng)急回路供電，封閉樓梯間、防煙樓梯間、室外疏散樓梯單獨(dú)設(shè)置配電回路，避難層和避難層連接的下行樓梯間單獨(dú)設(shè)置配電回路[5]。

5.4 消防電源及電纜選擇

根據(jù)建規(guī)及民標(biāo)要求，消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間，消防電梯、消防泵房、火報(bào)系統(tǒng)最少持續(xù)供電時間滿足3小時，因此需采用柔性礦物絕緣耐火電纜，應(yīng)滿足耐火溫度950攝氏度、持續(xù)供電時間不小于3小時的消防用電纜，分支線路應(yīng)采用滿足耐火溫度830攝氏度、持續(xù)供電時間不小于1小時的消防用電纜。根據(jù)中國建筑學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑電氣線路防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第4章要求，電氣線路根據(jù)建筑物高度、使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散和撲救難度進(jìn)行分級。建筑高度大于100米的建筑、大于10萬平方米的高層公共建筑、大于2萬平方米的地下商場等為特級，本項(xiàng)目特征均屬于特級場所，明敷線路需選用低煙無鹵阻燃耐火型。

6 結(jié)論

商業(yè)綜合體作為民用建筑中的一個重要組成部分，是一個龐大復(fù)雜的工程，涉及多種建筑功能，有辦公、公寓、小商業(yè)、大商業(yè)、地庫等，商業(yè)綜合體包含的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)有供配電、照明和應(yīng)急照明、消防報(bào)警系統(tǒng)、暖通空調(diào)配電、給排水設(shè)備配電，牽涉建筑暖通、給排水等專業(yè)。電氣專業(yè)作為配套服務(wù)的專業(yè)，設(shè)計(jì)之初需要盡量多了解業(yè)主單位對電氣系統(tǒng)的定位及業(yè)態(tài)使用管理。設(shè)計(jì)過程中，二次公共區(qū)域及商鋪精裝修、業(yè)主招商滯后和調(diào)整可能會帶來修改，設(shè)計(jì)要留有一定的余量。