某大型商业中心电气工程探讨

何光灿

(身份证号：440981198508168118)

某大型商业中心电气工程探讨

何光灿

(身份证号：440981198508168118)

商业中心建筑具有建筑规模大、用电设备种类多、用电负荷大、供电范围广、控制功能复杂、电能消耗大等特点。针对以上特点，做好大型商业建筑工程的电气设计，在满足商业使用要求的基础上，从安全性能和节能环保的角度出发，完善系统设计及优化运行控制模式，能够达到高效节能和配电可靠的效果。

商业中心；电气工程；电气设计；负荷；节能

1 某大型商业中心工程概况

本文探讨的项目建设地点位于广东粤西某市市区，总建筑面积为159 014.44 m2，地下两层，塔楼高度150 m。项目组成为：办公楼两座，建筑面积为51 822.62 m2，36层。商业综合群楼，建筑面积为107 191.82 m2，6层，主要为商业超市、餐饮、高端酒店与娱乐等功能组成。本工程的建筑耐火等级为一级，抗震烈度设为八度，属框-剪结构体系，建成后将成为该市最高建筑。

2 保障性电气设计

2.1 负荷计算

商业中心的负荷计算具有不确定性，一是商业中心建筑用电设备种类多，加之各种电器大量普及使用，因而造成该类型建筑的用电负荷接近甚至大于70～130 W/m2(《民用建筑电气设计手册》中大中型商业的上限指标)。尤其是在餐饮行业的用电量，相对于以往传统的餐饮业已经发生很大变革，大量使用电炒勺、电烤箱、电热锅、电炉等电器设备。二是商业中心建筑的用户负荷差异较大，由于通常情况下商业中心会根据租户的实际需求调整使用场地面积或将空间重新组合，因而使得负荷常处于动态变化中。而且当下的相关规范以及设计手册尚未对各类商铺的负荷指教参数加以细化，导致实际工程设计中对负荷的计算缺乏相关依照，这种情况下工作人员往往需要根据以往工作经验来估算，因而对设计人员的要求较高。

所以在这次工程的负荷计算时，通过和相关部门的沟通来确定各层建筑的业态形式，各类商铺的面积及性质，以此为基础依据选取合理的用电负荷参数来作为商铺单位面积内的参数指标，这项工作要求要精准细致，选取不当会造成严重后果。最后在经过多次沟通后，最终确定本工程的单位负荷指标为：办公建筑100 W/m2，商业建筑120 W/m2。

2.2 变配电所的设置

根据上述负荷计算指标和建筑面积，本工程的总用电负荷通过计算为18 045 kVA，经甲方与供电部门的协商，决定在本工程地下一层的南北两段分别设置变配电室进行供配电：北边为1号变电所，主要为高压电源进线，放置高压开关柜，为承担北段商业、办公楼供电设置了6台1 600 kVA干式变压器。2号变电所为承担南段商业的供电而设置5台1 600 kVA干式变压器。本工程根据一级负荷的需要，在南端变配电室附近设置发电机房，放置3台常用功率为600 kW的柴油发电机及其配电设施，供电半径满足要求。在变配电室平面布置的设计中，除了满足《民用建筑电气设计规范》中一般的条文规范要求以外，还应重点考虑从高压配电柜到变压器再到低压配电柜的布置顺序，尤其是要确保低压配电柜馈线电缆的走向顺畅，防止后期出现诸如安装电缆绕远路、重叠多、与其他管路冲突、检查不方便等问题。

2.3 地下室消防负荷的配电

在商业中心的电气工程中，相当大一部分的地下室消防用电负荷功率较小且距离较远，若按以往一般建筑物的常规做法均由低压配电柜馈线出，会成倍增加低压配电柜的溃出回路，增加断路器、电缆的数量并相应增加成本，且对电缆的动、热稳定和断路器分断能力带来一定的影响。因而在本工程中，笔者采用增加中间配电箱的办法解决上述问题，即从市电和发电机的不同母线段上分别馈出一条消防专用电缆，在地下室的每个防火分区分别设置两台不同电源的配电柜，再由此配电柜配至末端双电源互投箱，这样既满足了规范对消防一级负荷配电的要求，又避免了因低压配电柜溃电回路过多而产生的一系列问题。

由于商业中心地下室的消防负荷功率较小且分散，因此每个防火分区的配电可适当使用链式接线。例如，防火卷帘、排水泵这些设备，功率普遍较小且相距较远，采用链式接线，严格遵守规范要求的不超过5台设备或总容量不超过10 kW，可起到节约成本、方便控制等效果。

2.4 三相平衡问题

相对于建筑行业的蓬勃发展，行业从业人员的素质则参差不齐。很大一部分比例的电气安装施工人员并没有岗前培训，更不要谈专业对口。某学校的宿舍楼竣工后使用不久就发现，宿舍楼的总断路器经常自动跳闸，后来检查后发现，电工人员将每个宿舍的用电基本都接在L1、L2相线上，使用过程中产生严重的三相不平衡，从而导致断路器的自动断电。在大型商业中心中，小型商铺较多，商铺的用电负荷差别较大，若安装不当就会有上述问题的出现。因此在设计和施工过程中，要重点突出三相平衡的问题，配电箱系统图要将三相分配均匀，或者采用单相分区域使用的办法，避免因三相不平衡从而导致更严重的后果。

2.5 强弱电管井的设置

对于强弱电电管井的设置选择，既涉及使用效果的问题，又涉及节能环保的问题，需要进行全方面因素的考虑，例如建筑物的面积、用户数量、线路的分布和数量、各个功能分区等。一般而言，强电井的工作半径以50 m为适宜，弱电井的工作半径则以60 m为适宜，因商业中心的监控、广播等弱电线缆较多，尽量将强弱电井分开布置，以防干扰。强弱电井在方案阶段要与建筑专业协商布置，一般选择在商业价值比较小的区域如公共偏角区域。

3 电气节能设计

3.1 实行能耗计量

能耗计量是节能优化的重要环节，也是建筑节能的成败关键。能耗计量是一项比较传统的方法，在商业中心运营过程中，严格划分能耗的种类，对不同的能耗进行计量，并建立能耗模型。通过模型分析，制定出可实时监控和预测的合理方案匹配建筑物和整个系统。要掌握能耗组成，了解其规律及特点，对违规操作实行控制，不当之处及时修正，杜绝不良习惯、浪费行为，进而将设计的要求与节能效果提升到最佳。

3.2 选用节能设备

根据电能损耗的变化可分为两种情况：一种是可变损耗，另一种是固定损耗。其中固定损耗主要取决于用电设备的选择，因此我们以此为压缩点，去寻找和选择节能高效的节能设备。在该商业中心的设备选择上，除了要符合规范所提出的采用电子镇流器、节能型电感镇流器等低能耗的光源用电器附件等要求外，在照明灯具的选择上更要考虑节能灯具。针对不同区域分别选用合适的灯，比如商铺内选用T5型直管荧光灯，地下室以及车库选择T8型三基色直管荧光灯等。

3.3 改善控制方式

本工程的电气设计针对不同的照明使用场所，改善了灯具控制方式，如楼梯间采用节能自熄开关。同时，在该工程的地下车库采用了时控器开关控制，根据车库车流量的规律，选择在不同时段开启1/3、2/3或全开灯具照明，最大限度达到节能的目的。在北上广等较为发达的城市中，为了提高电能利用率，节约能耗，在很多基础设施中都采用了智能控制系统，比如配电箱集中控制和BA系统控制，地下车库，广告照明，等等。

3.4 关于新风量控制

新风的主要作用是补充室内排风和稀释有害气体。相关规范已对建筑各功能房间的新风量下限作出要求。而在实际工程中，对新风量的确定影响较大的就是人口密度。在计算商业部分时，常会参考节能设计标准中规定的指标，一般商业3～4 m2/人，通常会根据不同的楼层适当调整。如果按照3.5 m2/人计算，本工程的商业部分面积为107 191.82 m2，按计算工况，将有约3万人同一时刻在商业中心内。显然，这对新风量的要求极高。在粗放式设计环境下，新风量常出现不可调节的问题，一旦新风系统开启，新风能耗居高不下，因此多数物业管理者选择关闭新风系统，严重影响室内环境品质。在本文的工程项目中，利用末端监测装置，随时监测室内有害气体的浓度值，以此联动控制新风量的增减，既确保室内气体符合卫生要求，又可以起到降低不必要能耗的目的。

4 结语

商业中心类型的建筑建设规模庞大，设备种类多，电能消耗大，控制功能复杂。在设计阶段，工程师应充分考虑成本、功能、可靠性、安全疏散等因素，充分利用不同功能分区进行优势互补，商业中心并不是简单将几栋不同功能的建筑相加。商业中心的电气，在充分满足用户使用要求的前提下，秉承节能环保和高效安全的宗旨，优化运行控制模式，完善系统设计，能够达到高效节能和配电可靠的效果。

[1] 李炜.浅谈大型商贸城的电气节能设计[J].现代建筑电气，2013，(11)：50-52.

[2] 陈伟.优化大型商业建筑节能设计的探讨[J].设计，2015，(24)：45-46.

[3] 顾群.商业综合体建筑空调系统节能设计的几点思考[J].应用能源技术，2014，(9)：39-41.

Discussion on electrical engineering of a large commercial center

HE Guang-can

(ID：440981198508168118)

Commercial center building has many characteristics, such as large-scale construction, many types of electrical equipment, large electricity load, wide range of power supply, complex control function and large power consumption. In view of the above characteristics, to improve system design and optimize operation control mode based on the point of safety performance and energy saving can achieve the effect of efficient energy saving and reliable distribution.

Commercial center; Electrical engineering; Electrical design; Load; Energy saving

2016-09-23

何光灿(1985-)，男，学士。

TU85

B

1674-8646(2016)23-0046-03