城市综合体的供电设计案例分析

李 丛(深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司， 广东 深圳 518054)

城市综合体是集酒店、写字楼、购物中心及公寓等多种功能于一体的大型公共商业设施。城市综合体项目的发展建设一方面能刺激地方消费，改进投资环境；另一方面还能成为城市形象的新名片，这是推动城市经济发展的动力和必然趋势。因此，目前各大、中型城市都在加快城市综合体项目的建设。

本文以两个不同建筑风格的综合体项目为例，介绍笔者在这类项目的供电设计中的心得体会。

1 项目概况

项目一位于云南省昆明市的中央商务区，毗邻昆明市行政中心，项目集商业、餐饮、高档写字楼、会议中心及五星级酒店等多种业态于一体。项目建筑地下5层，分别为平战结合的人防汽车库、汽车库和商业；建筑地上部分的1～5层裙房为商业和酒店配套用房，6层及以上为两栋超高层塔楼。其中，A楼共47层，7～32层用于办公，34～46层为酒店客房, 6层、20层和33层为避难层，47层为设备层，建筑总高度为191.45m；B楼共29层，6层和19层为避难层，其余为办公，建筑总高度为124.85m。项目占地面积26 105.97m2，总建筑面积245 250.78 m2。详情见图1。

图1 项目一效果图

图2 项目二效果图

项目二位于湖南省长沙市城南韶山南路与湘府东路的交汇处，业态包括大型购物中心、高档写字楼、主题商业街、电视直播大厅、环球影视城及高档公寓等诸多类型，集高档购物、商务办公、金融、政务、会务、餐饮、娱乐及居住等功能于一体。项目由2栋23层高层办公楼，1栋4层演播中心，3栋29层商务公寓及5层裙房商业组成，地下1层为商业及停车，地下2层及3层为平战结合人防汽车库、汽车库及设备用房。项目占地面积43 574.00m2，总建筑面积416 860.55m2。项目二效果图如图2所示。

项目一的特点是占地面积小、建筑高度高，为超高层建筑；项目二与项目一的情况不同，项目二占地面积大，地上商业裙房屋面最高28.9m，各塔楼均不超过100m。因为这两个项目都具有一定的典型性，所以笔者选择了这两个项目作为案例来进行分析和探讨。

2 项目的具体设计方案

图3 项目一配变电所分布示意图

在每个项目的方案设计阶段，机电专业设计人员能否给建筑师提供比较准确的主要设备用房的数量、位置以及面积要求，对业主和建筑师尽早确定项目的建筑平面布局起到尤为重要的作用。对于电气专业而言，主要设备用房包括高、低压配电房、变压器房和柴油发电机房等。对于城市综合体这种体量大、功能复杂的商业建筑来说，要确定这些用房的数量、位置和面积不是光凭经验就能定下来，首先要制定出合理的供电系统方案。进行供电系统方案设计需要综合考虑很多客观因素，比如项目所在城市的地方规定、供电条件、项目周边环境、业态分布、业主的意见以及物业管理部门的要求等。在初步计算整个项目的用电负荷和变压器台数之后，才能确定需要设置的设备房数量、位置和面积。以下是两个项目的具体设计方案：

2.1 项目一的设计方案

结合项目一占地面积较小、建筑高度较高的特点，为了使各个变电所均深入负荷中心，低压配电最远距离不超过200m，变电所的位置除了设置在地下室外，还设置在超高层塔楼的避难层。这个项目共设置了1处高压配电房、1处柴油发电机房和6处变电所，详情见图3。

各变电所的供电范围和变压器安装容量均在图3中标注，各业态的单位面积计算指标详见表1～表5。根据计算，项目一的总变压器安装容量为22 500kVA。在方案设计阶段，业主对物业管理的想法有很多不确定因素，因此，对3种主要业态分别设置了变电所：商业变电所、办公变电所和酒店变电所。

1)本项目共设置了2个商业变电所，地下2层商业变电和地下3层商业制冷机房变电所，负责所有地下室车库以及裙房商业用电。

2)在A栋塔楼20层和B栋塔楼19层各设置1处办公变电所，分别负责A栋和B栋办公楼层的用电。办公变电所位于负荷中心，从变电所引出的低压配电线路以最短的距离引至塔楼上段办公用房和下段办公用房，有利于节省低压线路上的投资成本。

3)根据经验，通常五星级酒店都由酒店管理公司单独管理。在酒店的设计中采用高供高计，设置了独立的变电所。项目共设置2个酒店变电所，位于地下3层的酒店制冷机房变电所负责酒店制冷机房设备以及裙房酒店附属用房用电；位于A栋33层的酒店变电所负责33层以上的酒店客房用电。

4)这个项目的10KV电源供电方式为：从城市电网引来两路10KV专用电源供电。平时，两路工作电源各负担本工程50%负荷用电，当其中一路电源故障停电时，由另一路电源负担本项目的所有一、二级负荷。10kV电源电缆自室外埋地引入本项目地下2层的高压配电房后，放射式配电至每个变电所。

根据南方电网的要求，为了进一步提高项目的供电可靠性，本项目还设置了柴油发电机组。在地下2层发电机房设置了3台额定容量为1 200kW/1 500kVA的柴油发电机组，其中1台为酒店专用，另外2台柴油发电机组并车运行，为项目其他区域的一级负荷提供备用电源。

2.2 项目二的设计方案

结合项目二的特点，我们把设备用房集中设置在地下2层和地下1层。在项目二中共设置4处10kV高压配电所和8处变电所，保证了每个变电所的低压配电半径均不超过200m。详情见图4。

各变电所的变压器安装容量均在图4中标注。其中，B4#～B6#楼公寓按住宅设计，根据地方供电部门的规定，这3栋住宅分别设置了公变分变电所，分别负责3栋公寓的住宅用电，此项目公用变压器安装容量为2 400kVA。在项目其他区域设置专变分变电所，各商业业态的单位面积计算指标详见表1～表5。根据计算，项目二的专变总变压器安装容量为39 560kVA。

根据业主要求，此项目分为2家物业管理公司进行管理，管理区域划分为：一家负责办公楼、公寓楼和停车库；另一家负责商业裙房和演播中心。综合考虑业态分布情况的因素，项目二的变电所设置如下：

1)设置1个公寓专变分变电所，负责3栋公寓楼范围内除住宅外的公共部分用电；

图4 项目二配变电所分布示意图

2)设置1个办公楼专变分变电所，负责2栋办公塔楼用电；

3)此项目共设置3处商业变电所：C1#～C3#商业专变分变电所，负责裙房商业和地下室停车库，各变电所的供电半径均不超过200m；

4)经过与业主及当地电力设计院的设计人员共同讨论，明确了此项目由10kV电源进行供电。对于住宅负荷，从附近住宅项目的10kV开闭所引来3路10kV电源，放射式引至3个公寓公变分变电所。对于商业负荷，从城市电网引来8路10kV专用电源，分别引至4个专变高压配电所，每个高压配电所引入2路10kV专用电源，每个高压配电所放射式给附近专变分变电所的变压器供电。平时，每个高压配电所的两路工作电源各负担其供电区域内的50%负荷用电，当其中一路电源故障停电时，要求另一路电源能负担其供电区域内的所有一、二级负荷用电。

项目二位于长沙市，属于中国电网的覆盖范围，当地的规定是不强制要求用户安装柴油发电机组；另外，由于此项目在当地属于重点项目，自城市电网引来的10kV电源供电可靠性较高，经过与业主和机电顾问共同讨论，从节约成本的角度考虑，确定不另外设置柴油发电机组作为备用电源。

3 计算参数

1)项目中各负荷等级如表1所示。

2)各个业态的单位面积用电指标如表2、表3、表4、表5所示。

4 心得体会

在进行这2个项目的设计过程中，邀请了公司的总工程师和其他资深电气设计师一起召开技术评审会，共同讨论供电方案的优、缺点。对笔者的帮助很大，不仅吸取了其他项目的经验教训，避免了在设计过程中因为走弯路引起的反复修改，更有利于整个项目后段设计有序的向前推进。 此外，在城市综合体的供配电设计中，还需要注意以下几点问题：

表1 负荷等级表

表2 购物中心单位面积用电指标

表3 办公区单位面积用电指标

表4 酒店单位面积用电指标

表5 公寓单位面积用电指标

1)首先需要协助业主与当地供电部门进行沟通，明确设计要求的两路高压电源应满足规范对一级负荷供电的两路电源的规定，一般会要求两路电源分别从项目附近的两个城市变电站引来。

2)对于超高层建筑，当变电所安装在塔楼上时，需要复核设备的运输通道和设备层的层高能否满足需要。通常会利用电梯井道作为变压器的运输通道，大型设备的运输和搬运都比较困难，因此，应选择尺寸较小，重量较轻的小容量变压器。另外，除了电梯井道的尺寸要大于设备外形尺寸外，还需要复核设备搬运和设备安装时所在楼层的电梯开门尺寸、走廊宽度等。

3)在进行大型购物中心的设计过程中，会出现很多矛盾需要与业主和建筑师进行协调，比如上面提到的长沙项目，根据地方规定，变电所可以设在地下1层也可以设在地下2层。地下1层大部分区域是商业，其余是汽车库和卸货区。在这一层设置变电所会占用一部分商业面积，但地下1层的优点是层高比较高，能满足变电所的层高要求。地下2层的一半区域是人防，其余是汽车库和卸货区。此外，地下2层的层高很低，只有3.8m，如果在这里设置变电所会出现两个问题：

(1)需要避开人防范围，这样会使部分区域的供电半径太长。

(2)需要降板来满足变电所的层高要求，这样会影响地下3层的使用空间。

经过与业主和建筑师一起讨论之后，权衡利弊，在地下1层和地下2层均设置了变电所。设置在地下1层的变电所尽量设置在商业四周的车库范围内，减小对商业的影响。只把商业制冷机房变电所设置在地下2层的制冷机房旁边，这样即使降板造成影响也是有限的。

4)规范对在建筑物内敷设的10kV电缆的选型和敷设方式没有明确规定。现有的大型项目很多，一个项目里会设置多个变电所，常有10kV电缆在室内敷设的情况，若10kV电缆得不到有效地保护，因为线路故障原因所造成的停电影响会很大。因此，在设计中要求室内敷设的10kV高压电缆应选用耐火电缆，并且敷设方式要求与消防负荷供电电缆一样，应采用专用的封闭式防火电缆桥架敷设。

5 结束语

城市综合体项目的出现是城市经济发展到一定程度的必然产物，这一类大型公建项目的建设正逐渐成为城市发展的热点。供电方案可以有多种作法和可能性，但归根结底离不开这几点要求：供电安全和可靠；满足国家规范和地方规定；方便物业管理及合理的节省投资成本等。本文是笔者实践经验的总结和体会，供同行分享。