某甲級寫字樓電氣設計管理淺談

周 凱

(北京首特鋼園區開發經營有限公司，北京 100043)

某甲級寫字樓電氣設計管理淺談

周 凱

(北京首特鋼園區開發經營有限公司，北京 100043)

通過總結某甲級寫字樓設計管理過程中的經驗，從供電方案要求、設計標準、設計預留、合理性、經濟性及安全性等角度出發，對供電、配電、照明及充電樁等系統在電氣設計及設計管理中需要注意的一些問題進行了探討。

甲級寫字樓 電氣設計 設計管理 設計預留

0 引言

甲級寫字樓的建設標準高于一般辦公樓的標準，除了對地理位置、交通等方面提出要求外，更強調人性化、舒適性、數字化、節能化，并對電氣設計提出了更高要求。設計及設計管理過程中，除了要符合相應的設計規范和標準外，也要滿足甲方提出的一些設計標準和要求。本文以某甲級寫字樓項目設計階段的管理工作為例，總結了電氣設計及管理中的若干問題，希望能對今后的電氣設計和設計管理工作有借鑒作用。

1 工程概述及特點分析

1.1 工程概述

該項目建設用地面積為28 370.8m2，總建筑面積為137 285.47 m2，其中地上建筑面積為85 110 m2，地下建筑面積為52 175.47 m2。本項目地下三層，包括汽車庫、物資庫、自行車庫。地上部分分為A座、B座、C座和D座，均為辦公樓，建筑高度均≤60m，項目整體布局如圖1所示。

圖1 項目整體布局圖

1.2 項目背景

該項目開發主體為某園區開發公司，項目定位為5A甲級寫字樓，設計標準需滿足DB11/T 50378-2014《綠色建筑評價標準》中綠色三星的相關細則，并打造成區域內有影響力的代表項目。項目建成后由公司招商部進行招租、管理及運營，因此電氣系統設計均需在滿足相關規范要求的前提下，達到公司及招商部的具體要求。

2 設計管理重點

本文從供電方案要求、設計標準、后期實施、設計預留、合理性、經濟性及安全性等角度出發，

總結了該項目設計階段中電氣設計管理工作的重點內容。

2.1 滿足供電方案要求

新建項目申請新裝用電時，需向供電部門進行用電申報，獲得批復文件，相應的供電方案圖紙設計需滿足國家及地方的規范和供電部門批準的供電方案要求，當獲批方案的標準高于相關規范描述時，應當提高設計標準。

2.1.1 功率補償

按照《民用建筑電氣設計規范》，“10(6)kV及以下無功補償宜在配電變壓器低壓側集中補償，且功率因數不宜低于0.9”，而供電部門批準的供電方案要求電網高峰負荷時用電設備功率因數應≥0.95%。

該項目采用低壓集中補償方案，在變電所安裝合適容量的電容器，按無功需要自動投切，確保補償后的功率因數≥0.95%,各變壓器具體補償容量見表1。

表1 各變壓器補償容量計算表

2.1.2 諧波治理

根據北京市電力公司電能治理管理辦法規定以及供電部門批準的該項目供電方案要求，當客戶有非線性負荷設備接入電網時，電能質量需達到要求。對照典型非線性負荷列表，該項目包含變頻水泵、變頻風機、電梯、節能照明設備、UPS、計算機設備、電動汽車充電樁等非線性負荷,需采用合理的諧波治理方案。

該項目采用變電所集中處理和就地處理相結合的治理方案。根據公式(1)，在變配電室低壓總線處設置合適規格的有源濾波柜APF，在含諧波源設備的末端配電箱安裝有源濾波裝置，以消除設備自身產生的諧波，保證設備的正常運行，凈化電網的電能質量。

ITHD=ST·15%·K1·K2

(1)

式中，ITHD為諧波電流，A；ST為變壓器額定容量，kVA；K1為變壓器負荷率；K2為補償系數，通常為0.5～2.0，因本項目為中等偏少干擾的項目，故K2取0.8。

注：1)公式(1)僅為諧波電流計算的經驗公式；2)公式(1)僅為數值計算，不涉及量綱。

2.2 設計標準

設計單位在圖紙設計過程中，應與甲方積極溝通相應的設計標準，以滿足建設過程中及后期運營、招商、維護等方面的要求。

2.2.1 單位面積用電標準

在初設階段，設計院根據規范要求，各辦公區域的用電指標取值70W/m2。考慮到該項目的高檔定位以及后期相關用電設備的發展，相關區域用電指標經商討后調整為表2所示數據。電氣設計時，需要結合甲方后期招租的具體需求，選擇合適的用電指標。

表2 單位面積用電指標/(W/m2)

2.2.2 辦公區照度

《建筑照明設計標準》中規定,普通辦公區照度為300lx，高檔辦公區照度為500lx，甲方在結合國內外辦公建筑照度值(表3)、北京地區同類型項目建設經驗及該項目高檔定位的基礎上，提出500lx的照度設計標準。

表3 辦公建筑國內外照度標準值對比(單位：lx)

2.2.3 充電樁系統

考慮北京地區電動汽車的發展趨勢，鑒于該項目的定位為甲級寫字樓，擬定的使用場景為本樓8h工作制的員工利用上班時間為電動車充電，又考慮臨時外出、客戶接待等其他情景，該項目采用以“交流充電樁為主，直流充電樁為輔”的方式進行充電樁的配置：交流充電樁用于滿足工作時間的停車充電，直流充電樁用于訪客、外出等情況的補充充電。

該項目的停車位為1 100個，按照車位數量18%的比例，設置200個交、直流充電樁，具體配置見表4。結合目前市場主流充電樁廠家的產品，交流充電樁電量按照7kW考慮，直流充電樁電量按照30kW考慮。

表4 充電樁配置一覽表(單位：個)

2.3 安全性問題

2.3.1 一般照明燈具選擇

由于LED燈具在節能、光效、發熱量及使用壽命等方面的優勢，在目前室內照明中的使用越來越多。而藍光對人體健康的影響一直是爭論問題之一，如何判斷LED藍光過量是一個復雜的問題。按照藍光強度，國際上將藍光分為零類(無危險)、一類(低危險)、二類(中危險)等，目前被用作LED照明的基本為零類和一類，但由于國內產品都沒有打上藍光級別標簽，因此區分困難。

鑒于以上原因，該項目在辦公區及人員長期滯留場所仍然選用高效熒光燈，設計時以謹慎的態度規避可能帶來的隱患。

2.3.2 智能應急照明和疏散指示系統

寫字樓地下各層各樓座間相互聯通，單層面積較大，且有大量停車位、泵房、空調機房、豎井及變配電室等，建筑布局復雜，發生火災時，很難快速分辨出準確的逃生線路。此外，考慮消防滅火時消火栓及噴淋系統的啟用，消防水濺灑， AC 220V應急照明燈具的使用可能對逃生人員及消防員造成電擊危害。

該項目選用智能應急照明和疏散指示系統，能實時調整疏散方向，保證人員安全、準確、快速地撤離，且采用DC 24V安全電壓供電，降低了現場人員觸電的可能性，并且為了保證系統更高的可靠性，在電源線路故障時，燈具仍能依靠蓄電池供電，系統形式上選用自帶電源集中控制型，見圖2。

圖2 智能應急照明和疏散指示系統圖

2.3.3 配電箱位置

盡管各電氣規范一再強調，水管安裝應盡量避開配電箱正上方，但在設計時，特別是在水泵房、制冷機房、空調機房等房間，電氣專業的配電箱(柜)一般就近設備布置，而沒有注意給排水設計圖紙中水管的路由，導致后期設計變更增加，影響工程進度，嚴重時甚至影響設備用電安全。所以在前期施工圖設計階段，需注意核查給排水專業和電氣專業的圖紙，避免相關問題的出現。

2.3.4 供電距離

寫字樓地下區域面積較大，當進行設計時，應合理設置強電間的位置和數量，保證合理的供電半徑。特別當防火分區面積較大時，要重點核查小功率消防用電設備的供電距離，避免因供電距離過遠引起電壓下降，影響設備的正常運轉和安全性。

2.4 經濟性、合理性

2.4.1 供電電源

初期設計時，按照變壓器負荷率70%～85%計算，該項目新裝6臺1 600kVA變壓器，總計9 600kVA。但考慮該項目的3臺制冷機組(2臺620kW、1臺396kW，配套的水泵一共490kW)只在夏季工作，屬于季節性負荷，故將原負擔此冷水機組的2臺1 600kVA變壓器容量調整為2臺1 250kVA，后期運行時，在不需要制冷的季節，通過辦理暫停用電業務和相應操作，停止季節性變壓器的運行。

調整后，該項目變壓器包括2臺2 000kVA、2臺1 600kVA及2臺1 250kVA，總容量為9 700kVA(具體配置和負荷率見表1)，并且采用12系列節能型變壓器。雖然變壓器總容量和造價有所增加，但達到了節能和降低運行成本的目的。設計時，除考慮變壓器的負荷率及容量等問題外，合理的后期運行也是考慮因素之一。

2.4.2 電能計量

寫字樓用電計量是設計時應重點考慮的內容，要根據租戶、房間用途清楚切割計量，并方便后期管理、結算以及用電購電。常見的計量方式分為三級。

1)高壓側的計量。第一級計量，需要符合供電部門批準的供電方案，該項目計費電度表計量方式為高供高量，供電總表裝設于高壓側。

2)低壓側計量。第二級計量，在每臺變壓器低壓側的空調、動力、廚房、電梯、照明及其他場所的出線回路上設置計量表。

3)第三級計量。為各住戶計量及末端公共照明，設計時應結合甲方后期出租模式考慮。該項目A、B、C棟出租辦公樓層按建筑分割進行計費，電表集中設置在電井內，考慮選用精度滿足計費要求的多回路集中電表，以節省配電箱和強電間空間，并減少表計的投資，此表采用自動遠傳抄送功能，D棟考慮后期整棟或者整層出售，按層計量。

此外，電能計量時，需符合三星綠建相關標準，達到分區、分項計量要求。

該項目在進行計量表計選擇時，選擇了具有通信功能的儀表，可將數據上傳能源管理系統，分析建筑物各項能耗水平和能耗結構合理性，為日后節能管理和決策提供依據，使后期售電管理模式更多樣化、便捷化。

2.4.3 線路供電

樓層的豎向供電可采用母線或者電纜進行供電。在進行設計時，應從供電可靠性、防火性、耐火時間、電流、安裝維護、敷設性能、使用壽命、價格等方面綜合對比。該項目中租戶、電力及公共區域照明等采用母線進行供電，主要基于以下幾點考慮：1)為提高寫字樓使用面積，電氣豎井面積應緊湊，而選擇電纜敷設時，每一樓層都需一根電纜，整體下來，以A棟為例，需要敷設12根150mm2電纜，電氣豎井面積緊張。2)對比前期投資，雖然母線供電成本比“電纜+橋架”供電要高出15%～20%，但母線安裝方便、使用壽命長，減少了后期施工和維護成本。3)采用電纜供電時，變電所內低壓柜也需要增加，會增加設備投資和變電所面積。4)母線供電可靠，并且設計余量較大，可根據后期不同租戶的需求進行樓層間電量的調整。

2.5 設計預留

2.5.1 廚房電量預留

寫字樓中有大量員工用餐，涉及到廚房的相關專業設計，前期根據菜式(中、西)、廚房形式(冷、熱或加熱)、可提供廚房能源(天然氣、煤氣罐、電源)及廚房面積等條件在變電所或配電間預留適當容量的電源，并考慮相應橋架路由，具體預留電量可參考表5。廚房內環境相對潮濕，所有插座回路應設計接地及過電流保護，并預留等電位接地箱，供用電設備的接地可降低人體預期接觸電壓，保證用電安全。

表5 餐廳區域用電指標

2.5.2 插座預留

需要注意的是，在公共走道、大堂及茶水間等公共區域內，公共走道需預留合適插座，供走道清掃使用，結合辦公室常用工業大功率吸塵器的電源線長度為4～6m，考慮插座的布置間距約10m，并在衛生間靠公共走道外墻預留清潔插座：一層大堂區域考慮預留ATM機插座，10A單相，采用應急電源供電；茶水間內飲水機、咖啡機、微波爐、冰箱及自動售貨機等用電設備較多，應考慮足夠數量的插座預留，結合茶水間內操作臺的常見高度為800～1 000mm，該區域內插座的安裝高度可調整為1 200mm，避免后期被操作臺遮擋而影響使用。

另外，插座預留需要注意與弱電專業的配合問題，避免只有網口沒有電源。

2.5.3 出戶管線預留

設計時，可在建筑物地下合適樓層的強電間預留適當數量的低壓出戶管線，并做好防水堵塞，以備后期園區內景觀、路燈、電動門及園林灌溉泵等可能出現的用電設備有合適的管線路由。

2.6 其他問題

設計管理時，圖紙中還存在一些問題：如人防套管預留位置和橋架路由對應不上；橋架經過防火卷簾門區域，沒有考慮卷筒防護罩尺寸的影響；有限空間內橋架多次上下翻彎，沒有考慮電纜的轉彎半徑給后期施工帶來的影響及公共區域照明標注預付費電表型號等。事實上，上述問題通過細心設計都是可以避免的。

3 結束語

細節決定品質，寫字樓的安全性、舒適性、人性化的硬件條件，以及后期施工的便利性、運營管理的合理性、科學性都是前期用心設計的體現。只有設計人員與設計管理人員相互協調、配合，才能減少項目后期的變更并使項目順利實施。希望以上的一些經驗分享，能對之后的設計和設計管理工作有所幫助。

[1] 肖堅亮. 超五星級酒店電氣設計管理[J]．建筑電氣，2015，34(2)：62-64.

[2] 黃伯平，王煒. 超高層商業綜合體建筑電氣要點淺析[J]．建筑電氣，2015，9(6)：22-25.

[3] 標準編制組．建筑照明設計標準實施指南[M]．北京：中國建筑工業出版社，2014.

周 凱

中級工程師，現就職于北京首特鋼園區開發經營有限公司。

Analysis of the Electrical Design Management for a Grade A Office Building

Zhou Kai

According to experience summary of designing and managing a Grade A office building, this thesis puts forward some problems about the electrical design and design management, based on power supply plan, design criteria, design reservation, rationality, economy and security. Meanwhile, these recommendations provide obvious reference for power supply system, power distribution system, lighting system, charging pile system and so on.Keywords Grade A office building, electrical design, design management, design reservation