■李金澄

（福建省交通規(guī)劃設(shè)計院有限公司，福州 350004）

以往高速公路服務(wù)區(qū)主要功能是滿足如廁、加油、即時餐飲和簡單消費等基本服務(wù)功能，近年來，我國交通行業(yè)和旅游行業(yè)不斷發(fā)展完善，“交通+旅游”的功能設(shè)計也成為新型高速公路服務(wù)區(qū)的發(fā)展趨勢。 福建省高速公路集團“十四五”發(fā)展規(guī)劃提出未來5～10 年將實施“六五四”戰(zhàn)略，即六大體系——路網(wǎng)、能源、服務(wù)、信息、創(chuàng)新、安全，五大產(chǎn)業(yè)板塊——運營投資、工程建設(shè)、能源服務(wù)、信息科技、物流金融，四新格局——路網(wǎng)建設(shè)實現(xiàn)新作為、科技創(chuàng)新實現(xiàn)新突破、為民服務(wù)實現(xiàn)新提升、企業(yè)治理實現(xiàn)新成效，同時規(guī)劃提出“著力構(gòu)建福建特色、全國領(lǐng)先的高速公路綜合服務(wù)體系”，把服務(wù)區(qū)建成所在市縣對外名片和文明窗口、中高端品牌專賣區(qū)、閩臺商貿(mào)合作平臺、休閑旅游目的地，形成“高速公路帶你玩、帶你吃、帶你購”特色品牌。

福建高速公路服務(wù)區(qū)的提質(zhì)升級，也必然給其中電氣設(shè)計帶來巨大的挑戰(zhàn)。 因此，本研究對福建某新型高速公路服務(wù)區(qū)在提質(zhì)升級改造中的電氣設(shè)計方案進行探討，以期為同類項目提供參考和依據(jù)。

1 福建某新型高速公路服務(wù)區(qū)工程概況

福建某新型高速公路服務(wù)區(qū)中間被高速公路劃分為A 區(qū)（右區(qū)）和B 區(qū)（左區(qū)）。本工程以可持續(xù)發(fā)展的理念合理配置資源，建議擴大建設(shè)范圍，并采取分期建設(shè)形式。 前期以開發(fā)服務(wù)區(qū)為主，主要包括服務(wù)綜合樓、展覽館、管理用房、司機之家、公共衛(wèi)生間、加油站、加氣站、汽修間等，其中左區(qū)總建筑面積10 020 m2，右區(qū)總建筑面積15 770 m2，兩區(qū)總建筑面積為25 790 m2； 建議擴增約3.067 hm2地，擬建酒店及房車營地，總建筑面積為10 475 m2。

2 服務(wù)區(qū)建設(shè)的電氣設(shè)計功能要求

2.1 串聯(lián)區(qū)域交通的電氣設(shè)計

高速公路服務(wù)區(qū)不再是過去僅滿足交通配套功能，“交旅融合”的新型高速公路服務(wù)區(qū)通過串聯(lián)沿線分散的資源和景點，保障原高速公路系統(tǒng)，串聯(lián)區(qū)域交通，打通與地方國道聯(lián)系，建設(shè)與地方城市交通相融合的后通道（圖1）。 新型服務(wù)區(qū)電氣設(shè)計時，應(yīng)考慮新增設(shè)的收費系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。

圖1 新型高速公路服務(wù)區(qū)后通道設(shè)計平面圖

2.2 滿足多功能性的電氣設(shè)計

打通后通道， 串聯(lián)區(qū)域交通， 使得服務(wù)樓由“驛站”變成“城市客廳”“慢享生活”“心靈度假”“文化研學(xué)”“商務(wù)洽談”“團隊拓展”可供群眾選擇的新興旅游目的地。 新型服務(wù)區(qū)內(nèi)各功能節(jié)點效果圖見圖2。電氣設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)新型服務(wù)區(qū)建筑多樣性、規(guī)模等因素，考慮本工程消防水泵、消防控制室、防煙排煙設(shè)施、防火卷簾、應(yīng)急照明等消防設(shè)施；經(jīng)營管理用計算機系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、自動扶梯、貨梯、冷凍機冷藏系統(tǒng)、空調(diào)等。

圖2 新型服務(wù)區(qū)內(nèi)各功能節(jié)點效果圖

2.3 升級網(wǎng)紅打卡點的電氣設(shè)計

新型服務(wù)區(qū)廣場打造一系列的文藝空間和打卡點（圖3），使其有更多的吸引力和體驗感，集合更多的人氣和商業(yè)價值。 園林設(shè)計建筑小品用電、夜景照明用電等電氣設(shè)計時加強專業(yè)間協(xié)作，用電容量和場區(qū)管線的預(yù)留預(yù)埋。

圖3 新型高速公路服務(wù)區(qū)網(wǎng)紅打卡點設(shè)計效果

3 服務(wù)區(qū)供電設(shè)計方案

3.1 用電負荷等級

用電負荷等級其主要依據(jù)《建筑電氣與智能化通用規(guī)范》（GB55024-2022）[1]、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》[GB50016-2014（2018 年版）][2]中相應(yīng)規(guī)定。

新型服務(wù)區(qū)新增的收費系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)符合《高速公路交通工程及沿線設(shè)施設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D80-2006）[3]中第7.6.1 條要求：交通工程及沿線設(shè)施用電設(shè)備的電氣負荷級別應(yīng)符合以下規(guī)定，見表1。

表1 交通工程及沿線設(shè)施用電設(shè)備的電氣負荷級別

另根據(jù)《高速公路交通工程及沿線設(shè)施設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D80-2006）[3]中第7.5.13 條要求：通信系統(tǒng)用電負荷必須為一級負荷，通信設(shè)備電源設(shè)計應(yīng)保證對通信設(shè)備不間斷、無瞬變供電[3]。

3.2 供電電源及電壓

3.2.1 考慮“永臨結(jié)合”

福建高速公路多處于山區(qū)，一些服務(wù)區(qū)地理位置偏僻，外供電線路架設(shè)難度大，考慮將永久用電線路與施工期的臨時用電線路統(tǒng)籌設(shè)計，將“永臨結(jié)合”建設(shè)理念應(yīng)用于高速公路建設(shè)實踐中。 即在高速公路建設(shè)初期，明確永久用電變電所的位置、容量、線路架設(shè)走向以及距離等，申請施工用電時，充分考慮永久用電的容量及接入位置，提前架設(shè)好可用于永久用電的施工外電線路，考慮后期運營期的用電容量，使項目建設(shè)的臨時用電和運營永久用電相結(jié)合，做到充分利用，避免重復(fù)建設(shè)[4]。

3.2.2 配電房的選址

服務(wù)區(qū)中間被高速公路劃分為A 區(qū)（右區(qū)）和B 區(qū)（左區(qū)），主要功能是為服務(wù)區(qū)內(nèi)設(shè)施及沿線交通工程附屬設(shè)施供電，供電范圍較大，在配電房選址中，應(yīng)從經(jīng)濟性、檢修便利、功能要求、容量擴容等方面綜合考慮，建議在A 區(qū)和B 區(qū)各設(shè)置1 座配電房，2 座配電房與服務(wù)區(qū)用1 座配電房的方案相比，主要優(yōu)勢在于：（1）便于后期用電的增容；（2）導(dǎo)線選型以及經(jīng)濟性、合理性。 另服務(wù)區(qū)內(nèi)配電房選址應(yīng)設(shè)置在負荷中心，以減少0.4 kV 電壓電纜的供電長度。

3.2.3 供電系統(tǒng)

（1）高壓系統(tǒng)采用兩路電源供電，各自獨立運行互為備用，單母線分段，設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)，備用自投、手動復(fù)位的方式，且每路電源均能承擔(dān)所有一、二級負荷。 服務(wù)區(qū)變配電系統(tǒng)電氣主結(jié)線示意圖見圖4。（2）低壓系統(tǒng)采用單母線分段運行加母聯(lián)開關(guān)，變壓器為分列運行。（3）在A 區(qū)和B 區(qū)各設(shè)置1個柴油發(fā)電機房，配置柴油發(fā)電機組作備用電源，當(dāng)市電斷電時自動啟動柴油發(fā)電機組供電。 當(dāng)市電停電時，發(fā)電機應(yīng)在30 s 內(nèi)投入正常帶負荷運行。 備用電源與市電電源連鎖，不得并列運行。 （4）對斷電時間要求為毫秒級的消防控制室、安防機房及其他重要設(shè)備供電等設(shè)置UPS 應(yīng)急電源。UPS 不間斷電源的供電容量為設(shè)備額定容量的1.3 倍， 供電時間按設(shè)備允許斷電時間確定。

圖4 服務(wù)區(qū)變配電系統(tǒng)電氣主結(jié)線示意圖

4 服務(wù)區(qū)電氣設(shè)計方案

4.1 配電系統(tǒng)

（1）電源引自A 區(qū)/B 區(qū)配電房低壓配電室的低壓配電柜，電源電壓為380/220 V，頻率為50 Hz。 （2）設(shè)計采用樹干式和放射式相結(jié)合的配電方式。 （3）對重要的消防負荷，如消控中心、電梯（消防）、防排煙風(fēng)機等設(shè)備，分別由配電房低壓普通母線和應(yīng)急母線各引一路電源，采用雙電源供電，自動切換設(shè)置在最末一級配電箱處。 （4）按功能分區(qū)設(shè)置智能電表，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳集中抄表。

4.2 導(dǎo)線、電纜選擇及敷設(shè)方式

（1）變壓器至低壓開關(guān)柜采用銅質(zhì)封閉式母線槽，母線槽為采用支架敷設(shè)。 （2）樓內(nèi)普通用電設(shè)備的配電干線及分支干線采用WDZ-YJY 低煙無鹵阻燃型交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護套銅芯電纜，普通用電設(shè)備的配電支線采用WDZ-BYJ（F）低煙無鹵阻燃型聚烯烴絕緣銅芯電線。 （3）應(yīng)急照明配電干線、應(yīng)急照明配電支線采用WDZBN-BYJ（F）低煙無鹵阻燃耐火型聚烯烴絕緣銅芯電線。 （4）消防設(shè)備的配電干線或分支干線采用礦物絕緣防火型銅芯電纜。 消防用電設(shè)備的配電支線采用BTTZ 礦物絕緣防火型銅芯電纜及WDZBN-YJY 低煙無鹵阻燃耐火型交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護套銅芯電纜或WDZBN-BYJ（F）低煙無鹵阻燃耐火型聚烯烴絕緣銅芯電線。

4.3 服務(wù)樓電氣設(shè)計

新型服務(wù)區(qū)的服務(wù)樓單層面積較大，除了特殊機房功能明確，其他均為后期商業(yè)使用。 考慮招商的不確定性和滯后性。 在電氣設(shè)計中建議：（1）向建筑專業(yè)提資階段，建筑的平面設(shè)計中每個防火分區(qū)至少設(shè)置1 個強電豎[5]，且靠近電氣負荷中心點，配電間檢修口設(shè)置在公共區(qū)域，可以避免商業(yè)的布局影響電纜豎井電纜的進出線。 （2）豎井內(nèi)干線采用密集母線，每層母線可多備用1 個插接口，樓層設(shè)置層箱，箱內(nèi)僅預(yù)留回路，各回路斷路器采用電子脫扣器，層箱至各商戶饋線暫不設(shè)計，由后期的二次裝修，再行深化設(shè)計及施工。

4.4 服務(wù)區(qū)廣場電氣設(shè)計

根據(jù)新型服務(wù)區(qū)廣場的特點，廣場電氣設(shè)計應(yīng)加強各專業(yè)間的提資配合，主要考慮有：交通工程專業(yè)的標(biāo)志標(biāo)牌供電、監(jiān)控專業(yè)的供電及通信管道路由、廣場照明、景觀小品建筑用電、園林水系統(tǒng)用電、夜景照明用電、服務(wù)區(qū)電氣供配電路由、充電樁用電等。 服務(wù)區(qū)強弱電管道路由設(shè)計時，應(yīng)預(yù)留部分數(shù)量（圖5），避免后期的二次開挖破壞。

圖5 服務(wù)樓通信機房至收費棚電力排管敷設(shè)斷面圖

5 服務(wù)區(qū)“智能化”電氣設(shè)計方案

新型服務(wù)區(qū)廣場車位數(shù)量大，車輛種類也多，總車位可達800 個。設(shè)置智能車位導(dǎo)視系統(tǒng)（圖6），對停車場不同車型的停車區(qū)域進行劃分，停車場地面和標(biāo)牌色彩化，駕駛員入?yún)^(qū)停車一目了然，為其帶來更好的泊車感受。

圖6 新型高速公收服務(wù)區(qū)“智慧停車”

在服務(wù)區(qū)主通道兩側(cè)設(shè)置智能指路機，可以實時采集入?yún)^(qū)人數(shù)，通過LED 屏發(fā)布動態(tài)信息，推薦最合理的行走導(dǎo)向路線，做到信息采集數(shù)字化、日常監(jiān)管平臺化。 同時基于智能停車管理、智能衛(wèi)生間、智能商超、出行信息發(fā)布系統(tǒng)，為公眾提供更加舒適快捷的服務(wù)，不斷提升出行體驗。

6 服務(wù)區(qū)光伏發(fā)電及充電樁電氣設(shè)計方案

根據(jù)《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》（GB55015-2021）的相關(guān)要求，“新建建筑應(yīng)安裝太陽能系統(tǒng)和在既有建筑上增設(shè)或改造太陽能系統(tǒng)”[6]。新型服務(wù)區(qū)用電量大，特別是電動汽車的普及，高速公路服務(wù)區(qū)充電樁也成為必要的用電設(shè)施（圖7），充電基礎(chǔ)設(shè)施支持光儲接入，光伏發(fā)電在新型服務(wù)區(qū)得到迅速的推廣。 光伏發(fā)電設(shè)計的主要內(nèi)容為：（1）確定光伏發(fā)電的系統(tǒng)方案，根據(jù)建筑物的特征確定建筑太陽能光伏發(fā)電裝機容量、設(shè)備配備、安裝位置。 光伏并網(wǎng)運行，其容量應(yīng)向當(dāng)?shù)仉娏Σ块T核準。 （2）線路的選擇及路由應(yīng)一次設(shè)計。 （3）光伏發(fā)電的太陽能電池陣列面積大，安裝高度高，受雷電的影響較大，解決方案為太陽能發(fā)電板與屋面接閃器或避雷針可靠焊接，作防雷保護。 同時在主回路上安裝浪涌避雷器，由光伏發(fā)電的低壓配電線路設(shè)置侵入的雷電浪涌。 （4）光伏發(fā)電設(shè)備應(yīng)有效連接并做好可靠接地，連接點不少2 處。

充電樁的光儲接入能夠很好地利用可再生能源，服務(wù)區(qū)充電樁還應(yīng)考慮永久用電的接入。 根據(jù)規(guī)模采用專用變壓器供電，可在充電樁附近就近設(shè)置箱式變電站，電源由站區(qū)內(nèi)高壓配電柜饋線引入。

7 結(jié)語

因福建省高速公路的快速發(fā)展，人們對服務(wù)區(qū)的功能要求也日益增加，需要解決的問題也將越來越多。 電氣設(shè)計過程既要充分考慮高速公路管理的交付要求，也要滿足商業(yè)項目的定位和今后的運營服務(wù)，同時結(jié)合國家現(xiàn)行的規(guī)范以及相關(guān)部門的規(guī)定，才能更好地完成服務(wù)區(qū)的電氣設(shè)計。