大型商业建筑电气设计的探讨
方案设计 l Engineering Design
大型商业建筑电气设计的探讨
结合工程实例 ,介绍了大型商业建筑 电气设计中的负
荷计算 、参数选择、变 电所的设置、配 电系统 的构架、断
路器及导体选择的适应措施、配电SE/箱编号以及 回路编号
的技巧等问题的解决方法。
杜 航/马建国际建筑设计顾问有限公司
杜 航/工程师
关键i~/Keywords
负荷计算 ·
消防负荷的供配电 ·
断路器整定值 ·
导体载流量 ·
配电柜、箱编号·
回路编号·
随着城市的不 断发展 ,...
设计 l Engineering Design
大型商业建筑电气设计的探讨
结合工程实例 ,介绍了大型商业建筑 电气设计中的负
荷计算 、参数选择、变 电所的设置、配 电系统 的构架、断
路器及导体选择的适应措施、配电SE/箱编号以及 回路编号
的技巧等问题的解决方法。
杜 航/马建国际建筑设计顾问有限公司
杜 航/工程师
关键i~/Keywords
负荷计算 ·
消防负荷的供配电 ·
断路器整定值 ·
导体载流量 ·
配电柜、箱编号·
回路编号·
随着城市的不 断发展 ,北京正 向着
国际化大都市迈进 ,特别是又成功举 办
了奥运会 ,许多现代化大型商业地产项
目大量兴建 (如金源购物 中心、西单大
悦城和世 贸天阶等 ),在这 些项 目的设
计过程中 ,遇到了一些 比较典型且具有
普遍意义的问题 ,下 面结合某工程 的实
际做法作简要介绍。
工程概 况
本项 目推广名银 帆西雅 图,位 于北
京市朝阳区东四环 ,东临黄杉木店路 ,总
建筑面积 为 405 570 1I"1 ,地 上建筑 面积
272 330 in ,地下 建 筑 面积 133 240 m ,
主体高度 99 m。项 目组成为:办公楼两
座,建筑面积为70 800 1TI ,28层,标准
层高为 3.2 m;商业综合大楼 ,建筑面积
为 201 530 ITI ,11层,主要为高端商业 、
餐饮与娱乐等设施组成。地下共 3层,其
中地下 1层主要为卸货 区、超市与机动车
停车库和仓储用房 ,高度为 6.3 ITI;地下
2层为机动车停车库 ,高度为 4.3 ITI,地
下 3层为停车库及机电设备用房 ,局部停
车库为平战结合人防,平时为机动车停车
库,战时为六级人防物资库,高度为4.9
ITI。建 筑耐火 等级 :一级 ;抗震 设 防烈
度:八度;框架、剪力墙结构体系。
负荷计算
1)商业负荷特点:①商铺的用电负
40 l 与胡 ·建筑电气·2009年第28卷第1 1期
荷大,远大于 《全国民用建筑工程设计技
术措施》中大型商业 120 W/m 的指标,
尤其是餐饮的用 电负荷更大 ,而且不 同类
型 (快 餐 和正 餐 )、不 同饮 食 文 化 背 景
(中餐和西餐)的餐饮差别也很大。②负荷
的不确定性大,因为商业地产往往根据市
场租户的需求,不断调整商铺 的性质 ,使
得负荷总在动态变化之中。③ 目前的
和技术措施没有对商业项 目中不 同类别商
铺的参数指标进行细化 ,工程设计 中的负
荷计算缺少依据,大多数情况只能靠设计
人员凭借以往的工程经验进行计算。
2)负荷参数的选择:针对以上遇到的
问题,进行负荷计算时,首先与开发商销售
部门进行 良好 的沟通,确定各层的业态形
式、商铺面积和性质,这是电气负荷计算的
基础依据;其次确定商铺内单位面积参数指
标,也很重要且复杂 ,因为规范中没有明确
的指标可以参考 ;而且不同城市问的经济发
展水平不均衡 ,用电指标也不同;便在同一
城市,不同区域的消费群体也有差异。因此
经过与开发商多次协商最终确定了项 目的单
位负荷指标,如下表所示。
表 项 目的单位负荷指标
专卖店
次 主力店
一 般店铺
首层店铺统一按化妆品专柜考虑
酒吧 (首层)
花车 (首层)
餐饮
KTV
健身中心
银行
邮局
电玩店
∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 砌 砌 砌 如 ∞ m m
Administrator
矩形
Administrator
矩形
大型商业建筑电气设计的探讨
3)需要系数的选择 :参数确定后 ,需要进行
负荷计算。一般采用需要系数法,计算过程不再
赘述 。需要探讨 的是需要 系数 的选择 ,这在各种
“规范 ”及 “技 术措施 ” 中也 没有 明确 的要 求 ,
根据多年的设计体会认为,在配电最末端商铺内
户箱或层配 电箱计算 时 K 一般取 1,在各 回路干
线计算时 取 0.7~0.8,在变电所各配 电变压器
计算时 K 取 0.4~0.6。
变 电所设置
根据负荷计算结果 ,本 工程 的变压 器总安装
容量 为 43 400 kV ·A,经与供 电公 司反复协 商 ,
分别在本工程的北 、中和南三段设置 3个变 电所
为三段建筑供电,1 变电所设 6台 2 500 kV·A变
压器承担北段供 电;2 变电所设 4台 1 600 kV·A
加 6台 2 000 kV·A变压器 ,承担中段的供电 ,另
外 还 有 5 台 10 kV 高 压 冷 水 机 组 (合 计
4 000 kV·A);3 变 电所设 2台 2 000 kV·A加 2
台1 000 kV·A变压器 ,承担南段 A、B两座办公
楼供电。本工程 配置两处 10 kV电源引入 点,每
处为两路 10 kV线路,根据供电公司对 10 kV电源
容量的规定 :每路最大负荷为 11 000 kV·A左右,
两路即为 22 000 kV·A,设计 l 、3 变 电所 合用
一 处 10 kV电源进线 ,总容量为21 000 kV·A;2
变电所 内变压器和 10 kV冷水机组共用一处 10 kV
电源进线 ,总容量为 22 400 kV·A。在变 电所平
面布置的设计中,除了满足规范要求以外,还需
要考虑高压柜 、变压器和低压柜按供 电顺序布置,
尤其是低压 配电柜馈 出电缆 的走 向顺畅 ,值班人
员巡视方便等问题如不认真考虑,会造成
时
电缆交叉多、绕远路 、浪费建筑 面积以及巡视不
方便等问题。
较小消防负荷的供配电
在大型商业项 目设计中经常会遇到消防用电
设备负荷较小且分布较分散 ,若均 由变 电所馈 出,
会使得变电所低压柜馈出很多小电流回路,对断
路器分断能力和导体的动、热稳定带来一定的影
响。根据 GB 50045--1995《高层民用建筑设计防
火规范》(2005)9.1.3规定 “消防用电设备应采
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用专用 的供电回路,其配电设备应设有明显标
志”。对供电回路 的条文解释系指 “从低压总配电
室 (包括分配电室)至最末 一级配 电箱 ,与一般
配电线路均应严格分开”。在本设计 中,采用 了增
加一级配 电的方法 ,即从 变 电所不 同母线段 上分
别馈出一条 消防专 用 回路 ,在适 当位置设置两 台
配电柜,再 由此配 电柜放射式 配至末端双 电源互
投箱,这样既满足了规范对专用供电回路的要求,
又避免在变电所级馈出许多小电流 回路。
断路器及导体的选择
由于商业地产项 目房间用途 的不 确定性 ,在
选择断路器和导体时必须 考虑 一定的裕量 以满足
调整造成 的负荷变化。根据这一特点 ,在设计 中
较多地使用 了插接母线 供 电,既可以满足大载 流
量的要求 ,又使供配 电灵 活性加大 ,在每层竖井
中均预留备用插接箱,以便在变化时,可根据上
下层负荷的变化,进行调整。例如:某竖井一段
母线负责 1~3层供电,当 1层由于变化容量增
大 ,而 3层容量减小 时 ,就可使用 1层 的备用插
接箱把 3层富裕 的容 量配给 I层使用 。在变 电所
这级配 电中,选择 断路器 时要选 整定值可调整 的
断路器 ,以便 在末端 负荷 变化时调整整定值 ;在
母线和互感器的选择上一般按断路器框架值来选。
例如 :某段 干线设备 容量 为 530 kW,Kx取 0.7,
计算电流为 704 A,选择断路器框架为 1 000 A,
整定值为 800 A;电流互感器为 1 000/5;母线载
流量为 1 000 A,此路最大可满足 1 000 A电流的
负荷使用要求,即便有调整,配电开关及线路也
可不必作大 的变动。
层配电箱的设置
根据各层防火分 区的划分 ,分别在各层编号为
A~K竖井内设置层照明配电箱为各商铺供电,各
商铺的供电采用一对一放射式供电。需要指出的是
由于各层的业态比较复杂各层的防火分区上、下层
不对应,使得有的竖井在负责本防火分区供电的同
时,还要负责相邻的防火分区的供电。在设计时,
采用了就近原则 ,同时也考虑到整条干线负担的负
荷情况,尽量使各个竖井内负荷比较平衡。
2009年6月上·建筑电气· 量调l 41
方案设计 l Engineering Design
公共区域配电箱的设置
考虑到商业的公共区域将来需要二次装修,
必须预 留电源。此 处 的设 计需要 考虑 以下几 点 :
①电量预留多少的问题,其中照明用电可根据 GB
50034--2004 《建筑照明设计标准》 表 6.1.3及其
6.1.8条,商业建筑照明功率密度值计算,高档超
市营业厅为 20 W/m ,根据 “装饰性灯具 总功率
的50%计人照明密度计算值”的规定,采用的预
留标准为40 W/m 。②为方便装修设计,在每个防
火分区内设置了公共区域照明配电箱和应急照明
配电箱 ,以便 明确装 修设计 的 电气配 电分界点 。
③将楼梯 间、储 藏问等不需要做装修 的部 位,单
独设置配 电回路或配 电箱 ,尽 量不 从公共 区域预
留精装用电的配电箱内馈出。④公共区域照明的
控制 ,大部分采 用两种方 式 ,即 C—Bus系统或
BA系统控制,利用 c—Bus的优点是控制比较灵
活,可按每一路馈出控制,也可调光控制;缺点
是造价较高。利用 BA系统控制优点是造价低 ,控
制简单 ;缺点是 由于交 流接触器为三相 ,控 制时
可能会三路同时开或者 同时关 ,在装 修设计 时需
将各接触器馈 出回路岔开供 电,避免造成故障时
大面积停电。
户配电箱的设计
在商业地产设计 中,往往 只为商 铺设计一个
电表箱,而出线回路由用户根据 自己的需要进行
二次设计 ,但是商铺 内风机盘管的供 电很难解决 ,
无法进行空调系统的整体调试。本工程 的做法是
在电表箱内增加一个断路器为风机盘管供电,另
一 路为用户二次设计时使用 ,如下图所示。
配电柜/箱与配电回路的编号
大型项 目往往低压配电柜/箱很多,低压馈出
回路就更多,往往会出现柜/箱编号及线路编号重
图 用 户 配电 箱 设 计
复的问题 ,造成 在设计 图中查找及将来维护检修
的困难。本工程有 3个 10 kV变 电所,20台变压
器,上百台低压馈出柜,馈出回路更多。按照国
际电工委员会 (IEC)及中国国标的要求 :①所有
的配电箱和线路编号不重复。②编号要简单明了,
不能太长。③区分负荷性质和类型。④规律明显
便于查找 ,能使 看 图者一 目了然。根据 以上要求
及地上、地下建筑 防火分 区和业 态形式 的不 同情
况,采用 了两种略有差别 的方式 。地下部分 基本
为车库,用途 比较单一,防火分区也比较整齐,
按防火分区编号 ,如 AL—B1—1/1、AP与 APE等
各字母及数字含义 :AL代表照 明配电箱 (AP代
表动力配电箱 ,APE代 表应急 动力配 电箱 );B1
代表地下一层 ;1/1代表 1防火分区 1号箱。地上
部分比较复杂,防火分区比较多,且上、下层防
火分区不对应 ,按竖井编号较好 ,如 AL一1一A1、
AP和 APE等字母 及数 字含义 :1代 表一层 ;A1
代表 A号竖井馈 出的 1号配 电箱。低压馈 出回路
的编 号 采 用 了 如 :w3—6一AL—l—A1,W3—6
表示此回路由 3号变压器所供电的 6号配电柜馈
出,AL一1一A1表示本 回路所接的第一个配电箱
为 AL一1一A1等 ,以此类推 。
结束语
随着商业设计项 目越来 越复杂 ,需要设计人
员不断地 提 高设计 水平 ,精 心设计 ,作 出精 品。
以上仅是在商业设计中的点滴经验
,希望能
和广大设计人员交流。
(收稿 日期 :2009—04—07) EA
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42 J嘭 与喇 ·建筑电气·2009年第28卷第11期
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