民用支線機場航站樓強電設(shè)計

馬　寧（中旭建筑設(shè)計有限責任公司，北京100044）

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民用支線機場航站樓強電設(shè)計

馬寧（中旭建筑設(shè)計有限責任公司，北京100044）

摘要當今，廣大民用設(shè)計院對機場航站樓的設(shè)計接觸相對較少。然而隨著民用設(shè)計院通過各種投標方式逐漸涉足于該類建筑設(shè)計市場，使得他們迫切需要獲取并積累相關(guān)的設(shè)計經(jīng)驗。從實際工程實踐中采取的設(shè)計思路出發(fā)，從負荷等級的確定原則著手，逐級展開，講述支線機場航站樓強電設(shè)計，如負荷等級分類、供電電源、變壓器的設(shè)置原則以及常用民航工藝設(shè)備容量統(tǒng)計等問題。旨在梳理該類建筑強電方面的主要設(shè)計思路，最終為廣大設(shè)計人員提供一套清晰、可借鑒的民用支線機場航站樓強電設(shè)計經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞負荷等級 供電電源 負荷計算 民航工藝設(shè)備

The Strong Electricity Design of Civil Regional Airport Terminal

Ma Ning

Abstract Airport terminal design by the civil design institutes are relatively less at present.However，with the civilian institutes gradually get involved in such tender architectural design market through a variety of ways，they desperately need to acquire and accumulate relevant design experience.Starting from the design idea of practical engineering and the principle of load level determination，the artical tells about the regional airport terminal strong electricity design，such as load classification，power supply，transformer setting principle，and the common civil aviation issues such as process equipment capacity statistics.In order to comb the main ideas of the strong electricity design in this kind of buildings，and ultimately for the majority of designers to provide a set of regional civilian airport terminal strong electricity design experience can be used clearly.

Keywords load level，power supply，load calculation，civil aviation technical equipment

0　引言

民用機場航站樓作為交通運輸?shù)闹匾煌屑~，尤其支線機場建設(shè)在近些年來增速明顯。民航建筑設(shè)計已不再是民航設(shè)計院的專屬，一些民用建筑甲級設(shè)計院通過公開招投標或聯(lián)合投標的方式慢慢涉足航站樓及其配套附屬建筑的設(shè)計市場。民用建筑設(shè)計院創(chuàng)新的方案設(shè)計理念，加上民航專業(yè)設(shè)計院的專業(yè)經(jīng)驗，二者強強聯(lián)合，必將使一座座完美的民航建筑呈現(xiàn)在世人面前。

1　航站樓較一般民用建筑工程設(shè)計的整體區(qū)別

1.1負荷等級高

首先，航站樓作為重要交通樞紐，如果供電中斷，飛行器將不能正常起降，這將給航空公司造成重大經(jīng)濟損失。其次，航站樓存在短時大量旅客集中的時間段，如果供電中斷，旅客極易與航空公司駐場、地勤人員發(fā)生沖突，造成公共秩序的混亂甚至人身傷害。因此支線機場航站樓應確定為一級負荷用戶，并必須對航站樓的供電可靠性提出更高要求。

1.2 專業(yè)詞匯多

設(shè)計航站樓之前，應搞清民航系統(tǒng)常用的專業(yè)名詞含義，或平時設(shè)計中不常接觸到的一些詞匯，以便與其他設(shè)計方有效對接。如航空港、航站樓（候機樓）、飛行區(qū)、服務車道、空側(cè)、陸側(cè)、登機廊橋轉(zhuǎn)動端、固定端、400Hz電源、預制冷電源、泊位引導標識等詞。

1.3涉及的使用部門和平行設(shè)計專業(yè)多

涉及的使用部門主要包括航站樓管理部門、應急指揮部門、網(wǎng)絡(luò)部門、VIP服務部門、可租售的餐飲部門、廣告租賃公司、邊防檢查、安全檢查、檢驗檢疫、公安、海關(guān)、地勤、駐場單位及通訊公司。平行設(shè)計專業(yè)有民航工藝設(shè)計（包括飛行區(qū)設(shè)計、場道設(shè)計、助航燈光設(shè)計、航站樓民航工藝流程設(shè)計、標識設(shè)計、航班顯示設(shè)計）、弱電智能化設(shè)計、行李系統(tǒng)設(shè)計及景觀用電設(shè)計等。

上面所述的部門和專業(yè)與強電設(shè)計密切相關(guān)，強電設(shè)計人員應充分了解其供電需求和供電容量等要求，以便相互之間有效對接。

2　電力系統(tǒng)設(shè)計

2.1用電負荷等級的確定原則

2008年，在對某航站樓進行設(shè)計時，除了《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》的附錄A以外，沒有過多明確的負荷等級確定依據(jù)。因此，負荷等級的確定主要依據(jù)負荷的使用性質(zhì)，考慮中斷供電將會帶來哪些政治、經(jīng)濟影響，以及是否會引起社會秩序混亂、人身傷害等。

通過設(shè)計方案討論，最終形成了以下五條確定負荷等級的基本原則：

1）消防負荷、應急照明、疏散照明及與消防負荷相關(guān)的控制系統(tǒng)確定為一級負荷，并按照工程最高負荷等級供電。

2）因中斷供電導致飛行器無法正常起降、航站樓無法正常運營、旅客無法正常出行、影響航站樓及旅客人身安全的用電負荷以及相關(guān)系統(tǒng)，確定為一級負荷中特別重要負荷。

3）辦公用房、銀行郵政網(wǎng)點、機坪用電、行李系統(tǒng)用電等確定為重要負荷，屬一級負荷。

4）中斷供電將影響工作人員和旅客舒適度，或暫時降低服務便利程度，但基本不影響旅客正常出行和航站樓運營的負荷確定為二級負荷。

5）中斷供電不影響旅客正常出行和航站樓運營的負荷確定為三級負荷。

2.2用電負荷等級分類

2.2.1一級負荷

由消防負荷、特別重要負荷及重要負荷組成。1）消防負荷

包括變配電所照明；操作和控制電源；應急照明系統(tǒng)（包括備用照明、疏散照明，標識照明作為疏散照明的一部分）；消防設(shè)備（包括防排煙風機、消防水炮、消防水泵、噴灑泵等）；火災自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)（火災自動報警系統(tǒng)，水炮及水噴霧滅火控制系統(tǒng)，水噴淋滅火控制系統(tǒng)，氣體滅火控制系統(tǒng)，燃氣泄漏報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)，漏電火災報警系統(tǒng)）。

2）特別重要負荷

包括弱電總機房、管理中心、消防控制中心、樓宇自控中心的用電電源及機房專用空調(diào)電源；信息及弱電系統(tǒng)（包括計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，安全防范系統(tǒng)的門禁、視頻監(jiān)控、入侵報警）、公共廣播系統(tǒng)（含火災緊急廣播）、航班顯示系統(tǒng)、離港系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)；屋面航空障礙燈；邊檢、安檢、海關(guān)、檢驗檢疫、公安用于檢查的用電設(shè)備電源以及不允許中斷供電的設(shè)備；機房專用恒溫恒濕機；泊位引導標識牌。

3）重要負荷

駐場及外聯(lián)單位用電（包括飛行及旅客服務用房、三檢一關(guān)、公安辦公用房、機務辦公用房等）；銀行、郵局網(wǎng)點（包括電子計算機系統(tǒng)、自動提款機）；機坪用電（包括400Hz電源、機務用電、機坪高桿燈、登機橋轉(zhuǎn)動部分）；行李系統(tǒng)用電；大件行李電梯、客梯；排水泵、雨水泵、生活水泵；候機區(qū)、值機區(qū)等大面積開敞區(qū)域照明。

2.2.2二級負荷

包括熱泵機房（包括熱泵機組、循環(huán)泵、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔等配套設(shè)備）；空調(diào)機房（空調(diào)機組、新風機組、排風機等）；自動扶梯、人行布道；廚房設(shè)備；食品電梯、垃圾電梯；屋面融雪設(shè)備。

2.2.3三級負荷

除一級負荷、二級負荷以外的負荷為非保證負荷，如餐飲區(qū)域照明、商業(yè)零售區(qū)域照明、廣告照明以及一般區(qū)域照明等。

2.3 供電電源

2.3.1外部電源

因航站樓的重要性以及其用電負荷容量大的特點，其外部供電電源（即10kV市電）一般會按照設(shè)計院提出的供電要求供給。因此，設(shè)計必須明確10kV電源的要求，經(jīng)過與供電部門協(xié)商后，準確落實電源數(shù)量及容量。

對于支線機場航站樓的10kV電源通常可以通過以下方式之一取得。

1）從不同方向的上級變電站取得兩路（或多路）10kV電源專線。

2）由不同電源進線的同一上級變電站的兩段母線分別取得兩路（或多路）10kV電源專線。

2.3.2內(nèi)部電源

在難以取得獨立于正常電源的第三電源時，為保證一級負荷中特別重要負荷的供電，航站樓設(shè)置內(nèi)部自備應急電源是保證供電可靠性的重要方式。根據(jù)用電設(shè)備允許的中斷供電時間，柴油發(fā)電機組、EPS電源、UPS電源都將作為應急電源應用于航站樓。

當使用柴油發(fā)電機組作為應急電源時，EPS電源、UPS電源的供電時間可取10min～15min，用來保證雙路電源失電，柴油發(fā)電機組又尚未啟動這一時間間隔內(nèi)特別重要負荷的持續(xù)供電。

2.4用電負荷統(tǒng)計與變壓器的選擇

2.4.1某航站樓負荷計算表（見表1）

表1　某航站樓負荷計算表

2.4.2變壓器選擇的注意事項

設(shè)計人員非常了解規(guī)范對變壓器長期工作負荷率不大于85%的要求。由于一般公共建筑以三級負荷為主，雙路電源供電時，當一路電源故障，可以通過卸載大量三級負荷來滿足一臺變壓器負擔全部一、二級負荷的要求。因此在兩路電源正常的情況下，變壓器長期運行負荷率不應設(shè)計得過低，一般會設(shè)計在75%～85%。但航站樓建筑與一般公共建筑的負荷性質(zhì)大不一樣，其用電設(shè)備主要以一、二級負荷為主，當雙路電源供電一路電源故障時，可卸載的三級負荷非常少。如果將變壓器平時運行負荷率設(shè)計得過高，一臺變壓器將不能負擔全部一、二級負荷。

現(xiàn)在應用的節(jié)能型干式變壓器已經(jīng)可以在負荷率50%左右時輸出相當高的效率，并且在配置強制風冷且變壓器過載1.2倍時，可以長期運行。雖然在設(shè)計變壓器容量時不會使變壓器長期滿載或過載從而影響變壓器壽命，但在雙路電源供電、一路電源故障的特殊情況下，可以充分利用干式變壓器的過載能力。因此將變壓器負載率設(shè)計在正常情況下的60%左右，既能夠在正常情況下保證運行的輸出效率，也能夠在一路電源故障時，充分利用干式變壓器的過載能力來負擔全部一、二級負荷，這是航站樓變壓器選擇時尤為需要注意的。

2.5電力系統(tǒng)配電

需要指出的是，一級負荷中消防負荷及特別重要負荷采用雙路市電加柴油發(fā)電機末端互投方式供電。其中不允許中斷供電的弱電設(shè)備（如火災自動報警系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、航班顯示系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、離港系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、時鐘系統(tǒng)等）加裝UPS電源；疏散照明、航空障礙燈加裝持續(xù)供電時間為10min的EPS電源。

其他一級負荷采用雙路市電末端互投方式供電。公共區(qū)域大面積照明負荷（如候機大廳、值機大廳等）采用A、B電源供電各帶50%負荷，A、B電源分別來自同一變電所兩臺變壓器母線段。

2.6強電豎井或強電小間的設(shè)置

現(xiàn)代化機場航站樓不僅需要滿足運送旅客的使用功能，而且是一個地區(qū)或城市對外宣傳的重要窗口和地域特色的初次體現(xiàn)，因此建筑師對建筑設(shè)計品質(zhì)的要求變得極為苛刻。配電箱、配電柜暴露在人的視線范圍內(nèi)，對有些建筑來說是不能接受的，因此電氣設(shè)計需要將配電裝置隱藏在強電豎井或強電小間內(nèi)。

出發(fā)層某個強電間負擔的供電區(qū)域存在這樣一些場所或設(shè)備，它們的負荷等級和所需配電箱的種類見表2。

表2　一個強電間內(nèi)用電設(shè)備所需配電箱種類

由表2可以看出，一個強電小間供電的設(shè)備種類還是比較多的，主要是由于同一區(qū)域負荷性質(zhì)及負荷等級多樣造成的。并且為了使配電系統(tǒng)清晰明了且便于日后管理，通常會將動力、照明，不同負荷等級的用電設(shè)備，消防與非消防負荷及不同使用性質(zhì)的負荷分回路設(shè)計等，這些都無疑增多了配電箱的數(shù)量。有時由于配電箱的出線回路較多或進線電纜截面較大，還需要設(shè)計成落地柜。因此，如果航站樓配電小間的面積過小，不但配電裝置可能裝不下，也極易影響散熱，建議使用面積為6m2～10m2為宜。

2.7民航主要工藝用電設(shè)備及預留容量

表3列出的一些主要民航工藝設(shè)備用電容量較為通用，設(shè)計人員可以在初步設(shè)計階段將其作為估算數(shù)據(jù)進行負荷計算使用，施工圖階段則應以民航工藝專業(yè)提供的資料數(shù)據(jù)為準。

表3　民航通用工藝設(shè)備預留容量統(tǒng)計表

行李傳動系統(tǒng)是航站樓中用電負荷較大的一項，由于各航站樓的工藝設(shè)計不同，行李運輸通道長短不一，容量差異較大。但集中供電點無外乎有兩處，一處是行李機房（或稱行李分揀廳），一處是值機區(qū)或值機島。

除表3中列出的設(shè)備以外，PCA空調(diào)預制冷電源、航站樓內(nèi)旅客引導標識牌等都屬民航工藝設(shè)備，但工藝設(shè)計差異較大，還需具體工程具體對待。

2.8電纜的選擇

航站樓人員密度大，一旦發(fā)生火災，如果電纜燃燒釋放大量有毒、有害氣體，將使人員疏散更加困難，甚至造成更大的人身傷害。因此，航站樓非消防負荷電纜應選擇阻燃型低煙無鹵或無煙無鹵電纜。對于消防負荷和消防狀態(tài)下仍需工作的非消防負荷應盡量選擇礦物絕緣電纜，對于支線可以選用耐火型低煙無鹵或無煙無鹵電纜。

國內(nèi)航站樓多遠離城區(qū)，因此電纜的選用還應考慮防止老鼠、螞蟻等蟲咬的措施。

2.9其他

1）旅客引導標識照明可以作為應急照明的一部分，在緊急情況下，幫助旅客成功疏散。另外，在消防狀態(tài)時，登機口也可以作為安全出口使用。

2）航站樓商業(yè)性質(zhì)變化的情況時有發(fā)生，臨時廣告電源（廣告燈箱、廣告刷屏機等）、流動展位也經(jīng)常出現(xiàn)。因此需要在設(shè)計時充分預見上述變化，預留充足的備用容量，并考慮上述電源的電力接駁口，使設(shè)計有較強的可應變性。

3結(jié)束語

受篇幅所限，本文僅談及了航站樓強電設(shè)計較一般民用建筑工程的區(qū)別之處，并從實際案例詳細總結(jié)了航站樓主要強電方面的設(shè)計經(jīng)驗和民航工藝參數(shù)，希望與設(shè)計人員一同分享。

參考文獻

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