中山市第二建筑设计院有限公司 广东中山 528400
摘要：近年来，城市商业综合体建筑日益增多，配电系统设计工作难度也越来越大，为提高建筑供配电设计水平，文章通过某工程实例，对高低压配电系统方案、负荷密度、设计注意事项等方面进行详细阐述，希望与同行起到交流与参考的作用。
关键词：商业综合体；供配电设计；供电方案；公变设置；注意事项
随着社会的发展，单纯的建筑功能已渐渐消失，取而代之的是各种建筑类别的综合体。此类建筑面积大，业态多样，用电负荷量大，需要发挥出多方面的功能。现阶段，能够用于商业综合体建筑项目中的配电工具不断增加，技术也不断升级，给予配电系统设计提供了夯实的物质基础。如何在这样的背景下，做好商业办公综合体项目配电系统设计工作，提升设计的高效性，是建筑企业普遍关注的问题。
1 项目概况
某城市综合体建筑地下共2层，负二层为汽车库，负一层为汽车库、精品超市和商业街，裙房地上共5层商业。建设方的商业项目操作经验非常丰富，有自身的设计标准、交付使用标准和管控要点，设计之初需要仔细阅读理解，并依照国家相关规范执行。项目平面功能示意如图1所示。
2 供电方案
2.1 公变与专变要求
根据该地区供电规定，自持部分采用专变供电，可分割销售部分采用公变供电，公变设计需执行省电力公司运检[2013]36号文件《新建居住区供配电设施规划设计导则》。最终确定本项目地下车库及裙房商业采用专变供电，4栋塔楼（含公寓楼和办公楼）采用公变供电。
2.2 变电所和柴油发电机房位置
a.北区首层设开闭所1座（5m×10m），南区首层设开闭所1座（5m×10m）。
b.北区负一层设4×800kVA公变1座（18m×10m），供北区1栋酒店式公寓。
c.南区负一层设4×800kVA公变1座，4×1000kVA公变2座（公变每个18m×10m），供北区1栋酒店式公寓、南区1栋酒店式公寓和1栋办公楼。
d.北区负一层设专变1座（2×1250kVA+2×2000kVA），供北区裙房和地下室。
e.南区负一层设专变1座（4×2000kVA+3×1250kVA+1×800kVA影院专用），供南区裙房和地下室。
f.负一层设置柴油发电机房提供消防负荷和重要负荷的备用电源，北区、南区各1座，北区为常用功率1500kVA/1200kW1台，南区为常用功率1500kVA/1200kW2台。
2.3 高压配电方案
a.每个开闭所设三段母线及联络开关，由每个开闭所的I段、III段母线馈线至1#、2#公变和3#、4#公变的I段、II段母线，公变总供电容量11200kVA。
b.专变总供电容量19050kVA，分别由北区开闭所I段、III段母线和南区开闭所的I段、III段母线引入4500kVA、4500kVA、4800kVA、5250kVA共4路10kV电源至总配电所，总配电所设在南区负一层，高压不联络，再由总配电所引至北区和南区专变供电。
c.低压主接线采用单母线分段的接线方式，每两台变压器为一组，互为备用，分别设有母线联络开关，两个低压进线开关及母联开关采用三锁两钥匙。一级负荷中特别重要的负荷设有专用母线，除采用两路供电外，还设有柴油发电机组作为备用电源。所有消防负荷及重要负荷的配电均由两路变电所低压系统两段母线上引出的配电干线，在配电末端设置双电源自动切换箱进行配电。
2.4 负荷密度
我们知道负荷密度与业态密切相关，相差很大。《全国民用建筑工程及设计技术措施（2009）电气》中2.7.6条规定大中型商业建筑单位面积的用电指标为60～120W/m2。但实际用电需求由于在招商过程中商家的不确定性，楼层功率负荷密度的把握比较困难，尤其是餐饮商家的不确定对负荷密度影响更大。现在城市商业综合体的规模体量越做越大，商业部分常规维持在总面积的20%～30%，但从近两年的几个项目需求来看，餐饮以及娱乐设施在商业业态中比重上升，达到40%以上。有烘烤要求的餐饮，如果没有燃气供应，用电量要求更高，特别是公安部公消（2016）113号文件发布规定：“设置在地下的餐饮场所严禁使用燃气”。以上各种变化，意味着用电指标把控难度更大。
该建设方对于旗下综合体的规划与要求已有成熟的运营模式，并有大量稳定的长期战略合作伙伴的知名商家，有着较为详细的设计标准。部分确定餐饮商家用电资料如表1所示。
2.5 裙房低压配电系统
由表1可见，单个餐饮用户的负荷密度非常高，但个人认为用户的负荷特性分析并不是单纯地压缩或抬高单位功率密度值，提高变压器装机容量。而在于综合制定单位负荷密度，也要兼顾不同负荷峰谷时段变压器的运行效率等因素，使之趋向合理。裙房商业虽然楼层不高，地上只有5层，之前建设方的干线方案采用放射式电缆沿每个竖井至楼层配电，但施工图设计介入后，发现楼层虽然不高，功能分区比例也大致确定，但大的功能分区可能会根据招商调整，故建议干线供电采用密集母线，每层在母线上多预留1个插接口，楼层总配电柜的出线断路器采用电子脱扣器，楼层总配电柜至每个商家的馈线电缆暂不设计施工。虽然一次施工时造价会有所增加，但二次装修配合阶段，母线容量基本没有调整，只要根据具体商家需求在现场调整楼层总配电柜内各出线断路器整定值，再确定各商家用户进线电缆即可。重复设计工作量大大减少，设计修改周期也缩短。同时避免了原放射式电缆供电方案有可能调整或更换楼层主干进线电缆引起造价增加的不可控和电缆更换采购需要的订货周期。一个商业项目，一般一次土建设计施工周期相对会比较充裕可控，但商家最终确定节点会滞后很多，等商家确定到商业开张运营留给二次装修的设计施工周期相当紧张。商业项目限定了严格的开业时间，如不能如期开业，建设商将面对众多商家的索赔，受到的经济上、信誉上直接和间接损失是惨重的。设计院提出的干线方案从具体实施来看，造价是可控的，在整个建安成本中比例增加极其有限，二次设计时间短，又能满足后期施工抢工的进度需求，建设方非常满意。设计方在设计提资时要求建筑平面布置时每个防火分区至少设置1个强电竖井，且尽可能设在防火分区负荷中心，并对公共区域开门检修，尽量避免因商业布局影响电缆竖井进出线电缆走向和减少与各主力店、小业主商家协调配合交接冲突工作。变电所低压母线出线数量确实很多，从2个专变共计引出16根密集母线，但地下室层高6.35m，母线经过合理布置和路径优化，满足了建设方公共走廊净高需求。现选择一路由变电所引出母线计算如表2所示。
注：WL402#选择1250A密集母线，对于事故时需切入柴油发电机用电负荷的备用回路由变电所另行引入，负一层设总配电柜放射式每层供电。
3 公变设置
本项目地下共两层，专变设在地下一层，未设置在最底层，符合JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》4.2.2条规定：“配变电所可设置在建筑物的地下层，但不宜设置在最底层”。但对于公变，该地区曾经发生过住宅小区集中地下汽车库设小区变电所，因连续特大暴雨排水不畅导致变电所被淹停电，车库排水泵停止工作，车库内大量汽车被淹损失惨重的经历。之后市供电部门内部强制规定公变不得设在地下室。
由图1商业价值的垂直递减原则：商业空间一层的人气最旺，商铺价值最高，按照竖向交通的层数依次递减。本项目4座公变建筑面积共720m2，如设在一层，商业价值的损失可想而知。更为致命的是，如设在一层，为保证一层商业内街的主空间商业价值，只能设在四周次空间。一层平面四周沿街面需要设置52部楼梯，3部室外梯，8个汽车出入口，4个非机动车库出入口，4栋塔楼的入口门厅大堂，排风机房和空调机房若干，消防监控中心，2座地面开关站。如再加上4座公变，基本很少有布置沿街面商铺的可能性，建设方无法接受如此平面布置。笔者虽不是建筑师，但也充分理解商业地产合理的功能流程和空间布局是商业项目成功运营的基本保障。
图1 商业价值的垂直递减原则
运检[2013]36号文件中有说明：“开关站、配电室原则上应在地面一层单独设置，没有条件时可与建筑相结合，如受条件所限且建筑物有负二层的，可设置在地下，但必须做到：开关站、配电室设置在负一层，配电室的净高度不小于3.6m，地下二层的层高不小于2.2m，且其建筑面积不小于地下一层。开关站、配电室应有相应的通风和排水设施，同时如采用该方案必须经各单位内部相关部门会审，公司领导审批方可实施。”根据该说明的理解，设计方配合建设方多次与供电部门沟通协商，并采取以下多种技术措施作保证：
a.变电所和柴油发电机房的土建采取防渗措施，以及电缆入户管的防水处理方案。
b.变电所地坪抬高大于300mm，设100mm高门槛。
c.变电所电缆沟微小坡度，最低处设置集水池，内设排水泵。
d.负一层的排水泵除了两路可靠市电外，提供柴油发电机作为备用电源。
e.确保负二层建筑面积不小于负一层。最后说服供电部门同意公变设在负一层，确保一层商业价值能得到最大程度的体现。
4 其他注意事项
4.1 智能应急照明及疏散指示系统
本项目为大型商业建筑，根据JGJ48-2014《商店建筑设计规范》7.3.10条：“大型商店建筑的疏散通道、安全出口和营业厅应设置智能疏散照明系统。”本项目在负一层商业及1～5层裙房设置智能应急照明及疏散指示系统，疏散通道地面设置保持视觉连续的灯光疏散指示标志，控制器与集中电源、集中电源至分配电装置、集中电源式集中控制型标志灯及照明灯均具唯一的地址编码。
4.2 能耗监测管理
本项目为绿色一星建筑，设置了能耗监测管理系统，配电柜出线回路采用多功能仪表，表计具备监测电流和有功电度计量的功能，非出租区域根据照明插座、电热等按楼层和区域并结合功能进行计量，出租区域按出租单元计量，空调系统按照物业管理归属单独计量。能耗监测点位设置、数据传输模式按照DGJ32/TJ111-2010《公共建筑能耗监测系统技术规程》要求设计。
4.3 矿物绝缘电缆
根据该省公安厅消防局“关于明确大型、特大型商业建筑消防设计和监督管理工作有关问题的通知”中要求，本项目的消防配电线路采用矿物绝缘电缆。
5 结语
综上所述，城市商业综合体是一个庞大复杂的工程，电气设计对于其而言，是一项极其重要的工作。设计工作者需要从全局角度出发，对整个项目的电气系统要有明确的思路，只有这样才能在合理性及经济性中寻求最佳平衡点，做好城市综合体的电气设计。囿于篇幅和笔者水平的有限，本文对主要问题的分析大多只能浅尝辄止。在此方面，我们还应该积极去学习先进的配电系统设计经验，将其纳入到自身配电系统中去，以提升我们的设计水平，实现配电系统的完善发展。
参考文献：
[1]李晓飞.城市综合体建筑的供配电系统和电气防火设计[J].现代建筑电气，2014，5（7）：55-59.
[2]张二飞，李冲.某城市综合体的供配电系统设计[J].城市建设理论研究：电子版，2015，5（26）.
论文作者:罗健
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/10
标签：母线论文; 北区论文; 综合体论文; 南区论文; 商业论文; 变电所论文; 负荷论文; 《基层建设》2017年第14期论文;