某大型商業中心電氣工程探討

何光燦

(身份證號：440981198508168118)

某大型商業中心電氣工程探討

何光燦

(身份證號：440981198508168118)

商業中心建筑具有建筑規模大、用電設備種類多、用電負荷大、供電范圍廣、控制功能復雜、電能消耗大等特點。針對以上特點，做好大型商業建筑工程的電氣設計，在滿足商業使用要求的基礎上，從安全性能和節能環保的角度出發，完善系統設計及優化運行控制模式，能夠達到高效節能和配電可靠的效果。

商業中心；電氣工程；電氣設計；負荷；節能

1 某大型商業中心工程概況

本文探討的項目建設地點位于廣東粵西某市市區，總建筑面積為159 014.44 m2，地下兩層，塔樓高度150 m。項目組成為：辦公樓兩座，建筑面積為51 822.62 m2，36層。商業綜合群樓，建筑面積為107 191.82 m2，6層，主要為商業超市、餐飲、高端酒店與娛樂等功能組成。本工程的建筑耐火等級為一級，抗震烈度設為八度，屬框-剪結構體系，建成后將成為該市最高建筑。

2 保障性電氣設計

2.1 負荷計算

商業中心的負荷計算具有不確定性，一是商業中心建筑用電設備種類多，加之各種電器大量普及使用，因而造成該類型建筑的用電負荷接近甚至大于70～130 W/m2(《民用建筑電氣設計手冊》中大中型商業的上限指標)。尤其是在餐飲行業的用電量，相對于以往傳統的餐飲業已經發生很大變革，大量使用電炒勺、電烤箱、電熱鍋、電爐等電器設備。二是商業中心建筑的用戶負荷差異較大，由于通常情況下商業中心會根據租戶的實際需求調整使用場地面積或將空間重新組合，因而使得負荷常處于動態變化中。而且當下的相關規范以及設計手冊尚未對各類商鋪的負荷指教參數加以細化，導致實際工程設計中對負荷的計算缺乏相關依照，這種情況下工作人員往往需要根據以往工作經驗來估算，因而對設計人員的要求較高。

所以在這次工程的負荷計算時，通過和相關部門的溝通來確定各層建筑的業態形式，各類商鋪的面積及性質，以此為基礎依據選取合理的用電負荷參數來作為商鋪單位面積內的參數指標，這項工作要求要精準細致，選取不當會造成嚴重后果。最后在經過多次溝通后，最終確定本工程的單位負荷指標為：辦公建筑100 W/m2，商業建筑120 W/m2。

2.2 變配電所的設置

根據上述負荷計算指標和建筑面積，本工程的總用電負荷通過計算為18 045 kVA，經甲方與供電部門的協商，決定在本工程地下一層的南北兩段分別設置變配電室進行供配電：北邊為1號變電所，主要為高壓電源進線，放置高壓開關柜，為承擔北段商業、辦公樓供電設置了6臺1 600 kVA干式變壓器。2號變電所為承擔南段商業的供電而設置5臺1 600 kVA干式變壓器。本工程根據一級負荷的需要，在南端變配電室附近設置發電機房，放置3臺常用功率為600 kW的柴油發電機及其配電設施，供電半徑滿足要求。在變配電室平面布置的設計中，除了滿足《民用建筑電氣設計規范》中一般的條文規范要求以外，還應重點考慮從高壓配電柜到變壓器再到低壓配電柜的布置順序，尤其是要確保低壓配電柜饋線電纜的走向順暢，防止后期出現諸如安裝電纜繞遠路、重疊多、與其他管路沖突、檢查不方便等問題。

2.3 地下室消防負荷的配電

在商業中心的電氣工程中，相當大一部分的地下室消防用電負荷功率較小且距離較遠，若按以往一般建筑物的常規做法均由低壓配電柜饋線出，會成倍增加低壓配電柜的潰出回路，增加斷路器、電纜的數量并相應增加成本，且對電纜的動、熱穩定和斷路器分斷能力帶來一定的影響。因而在本工程中，筆者采用增加中間配電箱的辦法解決上述問題，即從市電和發電機的不同母線段上分別饋出一條消防專用電纜，在地下室的每個防火分區分別設置兩臺不同電源的配電柜，再由此配電柜配至末端雙電源互投箱，這樣既滿足了規范對消防一級負荷配電的要求，又避免了因低壓配電柜潰電回路過多而產生的一系列問題。

由于商業中心地下室的消防負荷功率較小且分散，因此每個防火分區的配電可適當使用鏈式接線。例如，防火卷簾、排水泵這些設備，功率普遍較小且相距較遠，采用鏈式接線，嚴格遵守規范要求的不超過5臺設備或總容量不超過10 kW，可起到節約成本、方便控制等效果。

2.4 三相平衡問題

相對于建筑行業的蓬勃發展，行業從業人員的素質則參差不齊。很大一部分比例的電氣安裝施工人員并沒有崗前培訓，更不要談專業對口。某學校的宿舍樓竣工后使用不久就發現，宿舍樓的總斷路器經常自動跳閘，后來檢查后發現，電工人員將每個宿舍的用電基本都接在L1、L2相線上，使用過程中產生嚴重的三相不平衡，從而導致斷路器的自動斷電。在大型商業中心中，小型商鋪較多，商鋪的用電負荷差別較大，若安裝不當就會有上述問題的出現。因此在設計和施工過程中，要重點突出三相平衡的問題，配電箱系統圖要將三相分配均勻，或者采用單相分區域使用的辦法，避免因三相不平衡從而導致更嚴重的后果。

2.5 強弱電管井的設置

對于強弱電電管井的設置選擇，既涉及使用效果的問題，又涉及節能環保的問題，需要進行全方面因素的考慮，例如建筑物的面積、用戶數量、線路的分布和數量、各個功能分區等。一般而言，強電井的工作半徑以50 m為適宜，弱電井的工作半徑則以60 m為適宜，因商業中心的監控、廣播等弱電線纜較多，盡量將強弱電井分開布置，以防干擾。強弱電井在方案階段要與建筑專業協商布置，一般選擇在商業價值比較小的區域如公共偏角區域。

3 電氣節能設計

3.1 實行能耗計量

能耗計量是節能優化的重要環節，也是建筑節能的成敗關鍵。能耗計量是一項比較傳統的方法，在商業中心運營過程中，嚴格劃分能耗的種類，對不同的能耗進行計量，并建立能耗模型。通過模型分析，制定出可實時監控和預測的合理方案匹配建筑物和整個系統。要掌握能耗組成，了解其規律及特點，對違規操作實行控制，不當之處及時修正，杜絕不良習慣、浪費行為，進而將設計的要求與節能效果提升到最佳。

3.2 選用節能設備

根據電能損耗的變化可分為兩種情況：一種是可變損耗，另一種是固定損耗。其中固定損耗主要取決于用電設備的選擇，因此我們以此為壓縮點，去尋找和選擇節能高效的節能設備。在該商業中心的設備選擇上，除了要符合規范所提出的采用電子鎮流器、節能型電感鎮流器等低能耗的光源用電器附件等要求外，在照明燈具的選擇上更要考慮節能燈具。針對不同區域分別選用合適的燈，比如商鋪內選用T5型直管熒光燈，地下室以及車庫選擇T8型三基色直管熒光燈等。

3.3 改善控制方式

本工程的電氣設計針對不同的照明使用場所，改善了燈具控制方式，如樓梯間采用節能自熄開關。同時，在該工程的地下車庫采用了時控器開關控制，根據車庫車流量的規律，選擇在不同時段開啟1/3、2/3或全開燈具照明，最大限度達到節能的目的。在北上廣等較為發達的城市中，為了提高電能利用率，節約能耗，在很多基礎設施中都采用了智能控制系統，比如配電箱集中控制和BA系統控制，地下車庫，廣告照明，等等。

3.4 關于新風量控制

新風的主要作用是補充室內排風和稀釋有害氣體。相關規范已對建筑各功能房間的新風量下限作出要求。而在實際工程中，對新風量的確定影響較大的就是人口密度。在計算商業部分時，常會參考節能設計標準中規定的指標，一般商業3～4 m2/人，通常會根據不同的樓層適當調整。如果按照3.5 m2/人計算，本工程的商業部分面積為107 191.82 m2，按計算工況，將有約3萬人同一時刻在商業中心內。顯然，這對新風量的要求極高。在粗放式設計環境下，新風量常出現不可調節的問題，一旦新風系統開啟，新風能耗居高不下，因此多數物業管理者選擇關閉新風系統，嚴重影響室內環境品質。在本文的工程項目中，利用末端監測裝置，隨時監測室內有害氣體的濃度值，以此聯動控制新風量的增減，既確保室內氣體符合衛生要求，又可以起到降低不必要能耗的目的。

4 結語

商業中心類型的建筑建設規模龐大，設備種類多，電能消耗大，控制功能復雜。在設計階段，工程師應充分考慮成本、功能、可靠性、安全疏散等因素，充分利用不同功能分區進行優勢互補，商業中心并不是簡單將幾棟不同功能的建筑相加。商業中心的電氣，在充分滿足用戶使用要求的前提下，秉承節能環保和高效安全的宗旨，優化運行控制模式，完善系統設計，能夠達到高效節能和配電可靠的效果。

[1] 李煒.淺談大型商貿城的電氣節能設計[J].現代建筑電氣，2013，(11)：50-52.

[2] 陳偉.優化大型商業建筑節能設計的探討[J].設計，2015，(24)：45-46.

[3] 顧群.商業綜合體建筑空調系統節能設計的幾點思考[J].應用能源技術，2014，(9)：39-41.

Discussion on electrical engineering of a large commercial center

HE Guang-can

(ID：440981198508168118)

Commercial center building has many characteristics, such as large-scale construction, many types of electrical equipment, large electricity load, wide range of power supply, complex control function and large power consumption. In view of the above characteristics, to improve system design and optimize operation control mode based on the point of safety performance and energy saving can achieve the effect of efficient energy saving and reliable distribution.

Commercial center; Electrical engineering; Electrical design; Load; Energy saving

2016-09-23

何光燦(1985-)，男，學士。

TU85

B

1674-8646(2016)23-0046-03