某大型商業購物中心電氣設計

張文武

廣東省建筑設計研究院，廣東廣州 510010

近年來隨著城市化進程不斷加快，大型購物中心在各地開始大量建設，購物中心集購物、娛樂、餐飲為一體，具有建筑體量大、人員密集、功能種類多等特點[1]。大型購物中心的這些特點使得其電氣設計的復雜程度較大，本文以筆者負責設計、已投入運營的某大型商業購物中心為例，對購物中心的變配電設計及節能方面的設計進行一些探討。

該工程主要包含超市、商業娛樂、影院、餐飲等業態，總建筑面積約13萬m2，其中地上9萬m2，地下4萬m2。地下二層主要為車庫、人防區及設備用房，地下一層主要為車庫及設備用房，地上主要為超市、商鋪、餐飲、影城、各種集合店等。本文主要從變配電系統及節能設計過程中的一些解決方案和經驗進行總結。

1 變配電系統設計

1.1 負荷等級分類

根據《民用建筑電氣設計規范》、《商店建筑設計規范》、《建筑設計防火規范》、《商店建筑電氣設計規范》等國家及行業規范，本工程主要用電負荷分類如下：（1）一級負荷中特別重要負荷：商場、超市的經營管理用計算機系統；（2）一級負荷：消防相關用電、應急照明、信息弱電系統、營業廳備用照明、客梯、排水泵、生活給水泵、事故通風機等；（3）二級負荷：扶梯、放映設備、超市經營用冷凍冷藏設備、空調用電；（4）三級負荷：其他照明及電力負荷。

1.2 負荷計算

1.2.1 負荷指標的確定

商業建筑由于受商業定位、招商等因素的影響，在負荷計算時由于業態的不同使得單位負荷指標差別較大。在商業用電負荷計算時，最重要的是與業主及運營部門溝通確定商業各區域的業態，在確定商業的業態后根據各業態單位面積負荷指標即可進行負荷計算，同時需預留合理的余量以適應后期的招商調整。本工程各種業態單位面積負荷指標（本工程為空調專業集中冷源設計，冷源負荷按空調專業提資確定）如表1所示。

表1 各業態單位面積負荷指標（不含冷源）

1.2.2 需要系數的確定

在筆者參與的商業類建筑設計過程中，經常遇到在商業招商時各個商鋪提供的用電需求均偏大的情況，因此在設計過程中針對末端、層箱、干線及變壓器等處選擇合適的需要系數使得計算符合實用性、經濟性的要求。本項目對末端配電箱進行計算時按需要系數為1進行計算，以滿足招商的商務需求，在樓層箱處需要系數按0.8計算，在干線處需要系數按0.6～0.7計算，在變壓器處需要系數按0.5計算。

1.2.3 負荷計算結果

按照以上的負荷指標和需要系數，綜合空調、給排水的提資，本項目計算負荷結果如下表2所示。

表2 負荷計算結果

1.3 供電電源及變配電所設置

本工程供電電壓等級為10kV，由于項目在當地屬于標志性建筑，供電部門給予了很大支持，最終確定由周邊市政電網的不同變電站引來三路10kV電源（可滿足雙重電源要求），采用電纜由室外穿管埋地方式引入設在地下一層的開閉所。三路電源采用“兩主一備”的運行方式。按照項目的建筑形式，從節能和管理兩方面考慮，設置了兩個大商業變電所和一個超市變電所（超市設置專門的變電所便于超市的招商和運營管理）。其中大商業1#變電所靠近制冷主機房，負責制冷機房的負荷和部分商業、地下室負荷，大商業2#變電所負責部分商業、地下室負荷，各變電所變壓器安裝容量及負載率如表3所示。

表3 變壓器安裝容量及平均負載率

1.4 備用電源

本工程市電電源雖已滿足一級負荷的要求，但考慮到本工程為人員密集場所，經與業主、供電部門、當地消防局溝通后，確定設置一臺常用功率1000kW的柴油發電機組，為消防負荷提供第三個電源。同時本工程有一級負荷中特別重要負荷，按照其應急電源切換的時間要求，設置對應的UPS（不間斷電源）供電。

1.5 低壓配電系統

變壓器低壓側采用單母線分段運行方式，每兩臺為一組設置聯絡開關，平時聯絡開關斷開，當一路電源或一臺變壓器故障時，切除三級負荷，合上聯絡開關，保證兩臺變壓器所帶的一、二級負荷供電。

2 節能設計

本工程設計過程中采用了各類節能措施，主要包括幾種。

2.1 照明節能

（1）采用高效節能光源（包括T5燈管、LED燈），利用電子鎮流器或節能電感鎮流器就地補償。（2）樓梯間、車庫、公共區域采用智能照明等控制方式。（3）利用自然光，室外景觀、夜景照明采用智能照明、定時及遙控等組合方式。

2.2 供配電系統的節能措施

（1）選用節能型變壓器，降低能耗、提高效率。（2）變電所設置在各業態負荷中心位置，供電半徑嚴格控制，降低線路損耗。（3）變電所采用調諧濾波型無功補償設備以降低系統諧波含量提高功率因數,減少線路損耗。（4）單相用電設備應均勻分配在三相線路上，盡量保證三相負荷平衡。（5）嚴格控制電壓降，以減少線路損耗。（6）設置電力監控系統以提高系統經濟運行的能力。（7）按照業態、負荷性質以及產權歸屬分類計量，并納入電力運行監控系統。（8）按照業態、負荷性質以及產權歸屬分類，對制冷站、給排水設備、空調、電梯、其他動力設備、經營用電和照明等分別設置獨立的電能計量，并將數據上傳至能耗監測系統，進行能耗監測、統計、分析和管理。

2.3 建筑設備管理系統應用

（1）建筑設備管理系統的應用，全方位的對樓內的各類機電設備進行監視和最佳控制，達到在滿足需求的前提下最大限度的節能。（2）配合設備工藝要求，采用變頻技術對電動機運行進行變速控制，以達到節能效果。應用有變風量空調、變頻水泵、變頻風機、電梯及自動扶梯。（3）充分利用自然通風，控制最小新風比，控制空氣品質。

3 設計過程中幾個關鍵點總結

3.1 配電間的設置

在大型購物中心設計過程中需要根據建筑的防火分區及商業業態在不同區域設置配電間，配電間間距建議控制在60～80m，同時盡量上下對齊，且由于配電箱數量較多，不能將配電間面積設置的過小，本項目大多數的配電間的面積設置為8～10m2，在設備安裝完成后，有合理的操作空間，同時也利于設備散熱。

3.2 豎向配電導體的選擇

從變電所供電至樓層配電間的供電導體可以選擇電纜或者母線槽，在項目招商的過程中，往往會出現業態的較多次調整，因此在豎向配電導體的選擇上建議選擇豎向母線槽，在每層設置2～3個插接口，使得系統能夠靈活應對業態的調整。

3.3 商鋪內配電箱位置選擇

多數購物中心在機電安裝階段往往還沒有完成招商工作，但由于工期的原因需提前完成樓層配電箱至商鋪配電箱的電纜敷設及商鋪配電箱的安裝，在商鋪業主或租戶未能指定商鋪配電箱安裝位置的情況下最好選擇電纜路由較遠的位置安裝配電箱，如此在業主或租戶進駐后可以避免因移動配電箱位置導致電纜長度不夠的情況發生。

4 結語

大型商業購物中心的電氣設計工作是一個較為復雜的過程，需要從項目定位、運營管理、招商等各方面進行綜合考慮確定項目的設計方案，同時在設計全過程中需要不斷與業主及使用方進行深入溝通，使得設計方案能夠具有可靠性、經濟性、靈活性等特點。本文通過對作者負責設計的大型購物中心電氣設計進行總結，以期與設計人員共同分享。

[1] 黃光輝.某大型商業建筑的電氣設計[J].現代建筑電氣，2013（9）：57-61.

[2] 王志翔.大型商業購物中心電氣設計重點、難點探析[J].智能建筑電氣技術，2017（10）：74-78.

[3] 杜航.大型商業建筑電氣設計的探討[J].電氣應用，2009（6）：40-42.