某大型商业购物中心电气设计

张文武

广东省建筑设计研究院，广东广州 510010

近年来随着城市化进程不断加快，大型购物中心在各地开始大量建设，购物中心集购物、娱乐、餐饮为一体，具有建筑体量大、人员密集、功能种类多等特点[1]。大型购物中心的这些特点使得其电气设计的复杂程度较大，本文以笔者负责设计、已投入运营的某大型商业购物中心为例，对购物中心的变配电设计及节能方面的设计进行一些探讨。

该工程主要包含超市、商业娱乐、影院、餐饮等业态，总建筑面积约13万m2，其中地上9万m2，地下4万m2。地下二层主要为车库、人防区及设备用房，地下一层主要为车库及设备用房，地上主要为超市、商铺、餐饮、影城、各种集合店等。本文主要从变配电系统及节能设计过程中的一些解决方案和经验进行总结。

1 变配电系统设计

1.1 负荷等级分类

根据《民用建筑电气设计规范》、《商店建筑设计规范》、《建筑设计防火规范》、《商店建筑电气设计规范》等国家及行业规范，本工程主要用电负荷分类如下：（1）一级负荷中特别重要负荷：商场、超市的经营管理用计算机系统；（2）一级负荷：消防相关用电、应急照明、信息弱电系统、营业厅备用照明、客梯、排水泵、生活给水泵、事故通风机等；（3）二级负荷：扶梯、放映设备、超市经营用冷冻冷藏设备、空调用电；（4）三级负荷：其他照明及电力负荷。

1.2 负荷计算

1.2.1 负荷指标的确定

商业建筑由于受商业定位、招商等因素的影响，在负荷计算时由于业态的不同使得单位负荷指标差别较大。在商业用电负荷计算时，最重要的是与业主及运营部门沟通确定商业各区域的业态，在确定商业的业态后根据各业态单位面积负荷指标即可进行负荷计算，同时需预留合理的余量以适应后期的招商调整。本工程各种业态单位面积负荷指标（本工程为空调专业集中冷源设计，冷源负荷按空调专业提资确定）如表1所示。

表1 各业态单位面积负荷指标（不含冷源）

1.2.2 需要系数的确定

在笔者参与的商业类建筑设计过程中，经常遇到在商业招商时各个商铺提供的用电需求均偏大的情况，因此在设计过程中针对末端、层箱、干线及变压器等处选择合适的需要系数使得计算符合实用性、经济性的要求。本项目对末端配电箱进行计算时按需要系数为1进行计算，以满足招商的商务需求，在楼层箱处需要系数按0.8计算，在干线处需要系数按0.6～0.7计算，在变压器处需要系数按0.5计算。

1.2.3 负荷计算结果

按照以上的负荷指标和需要系数，综合空调、给排水的提资，本项目计算负荷结果如下表2所示。

表2 负荷计算结果

1.3 供电电源及变配电所设置

本工程供电电压等级为10kV，由于项目在当地属于标志性建筑，供电部门给予了很大支持，最终确定由周边市政电网的不同变电站引来三路10kV电源（可满足双重电源要求），采用电缆由室外穿管埋地方式引入设在地下一层的开闭所。三路电源采用“两主一备”的运行方式。按照项目的建筑形式，从节能和管理两方面考虑，设置了两个大商业变电所和一个超市变电所（超市设置专门的变电所便于超市的招商和运营管理）。其中大商业1#变电所靠近制冷主机房，负责制冷机房的负荷和部分商业、地下室负荷，大商业2#变电所负责部分商业、地下室负荷，各变电所变压器安装容量及负载率如表3所示。

表3 变压器安装容量及平均负载率

1.4 备用电源

本工程市电电源虽已满足一级负荷的要求，但考虑到本工程为人员密集场所，经与业主、供电部门、当地消防局沟通后，确定设置一台常用功率1000kW的柴油发电机组，为消防负荷提供第三个电源。同时本工程有一级负荷中特别重要负荷，按照其应急电源切换的时间要求，设置对应的UPS（不间断电源）供电。

1.5 低压配电系统

变压器低压侧采用单母线分段运行方式，每两台为一组设置联络开关，平时联络开关断开，当一路电源或一台变压器故障时，切除三级负荷，合上联络开关，保证两台变压器所带的一、二级负荷供电。

2 节能设计

本工程设计过程中采用了各类节能措施，主要包括几种。

2.1 照明节能

（1）采用高效节能光源（包括T5灯管、LED灯），利用电子镇流器或节能电感镇流器就地补偿。（2）楼梯间、车库、公共区域采用智能照明等控制方式。（3）利用自然光，室外景观、夜景照明采用智能照明、定时及遥控等组合方式。

2.2 供配电系统的节能措施

（1）选用节能型变压器，降低能耗、提高效率。（2）变电所设置在各业态负荷中心位置，供电半径严格控制，降低线路损耗。（3）变电所采用调谐滤波型无功补偿设备以降低系统谐波含量提高功率因数,减少线路损耗。（4）单相用电设备应均匀分配在三相线路上，尽量保证三相负荷平衡。（5）严格控制电压降，以减少线路损耗。（6）设置电力监控系统以提高系统经济运行的能力。（7）按照业态、负荷性质以及产权归属分类计量，并纳入电力运行监控系统。（8）按照业态、负荷性质以及产权归属分类，对制冷站、给排水设备、空调、电梯、其他动力设备、经营用电和照明等分别设置独立的电能计量，并将数据上传至能耗监测系统，进行能耗监测、统计、分析和管理。

2.3 建筑设备管理系统应用

（1）建筑设备管理系统的应用，全方位的对楼内的各类机电设备进行监视和最佳控制，达到在满足需求的前提下最大限度的节能。（2）配合设备工艺要求，采用变频技术对电动机运行进行变速控制，以达到节能效果。应用有变风量空调、变频水泵、变频风机、电梯及自动扶梯。（3）充分利用自然通风，控制最小新风比，控制空气品质。

3 设计过程中几个关键点总结

3.1 配电间的设置

在大型购物中心设计过程中需要根据建筑的防火分区及商业业态在不同区域设置配电间，配电间间距建议控制在60～80m，同时尽量上下对齐，且由于配电箱数量较多，不能将配电间面积设置的过小，本项目大多数的配电间的面积设置为8～10m2，在设备安装完成后，有合理的操作空间，同时也利于设备散热。

3.2 竖向配电导体的选择

从变电所供电至楼层配电间的供电导体可以选择电缆或者母线槽，在项目招商的过程中，往往会出现业态的较多次调整，因此在竖向配电导体的选择上建议选择竖向母线槽，在每层设置2～3个插接口，使得系统能够灵活应对业态的调整。

3.3 商铺内配电箱位置选择

多数购物中心在机电安装阶段往往还没有完成招商工作，但由于工期的原因需提前完成楼层配电箱至商铺配电箱的电缆敷设及商铺配电箱的安装，在商铺业主或租户未能指定商铺配电箱安装位置的情况下最好选择电缆路由较远的位置安装配电箱，如此在业主或租户进驻后可以避免因移动配电箱位置导致电缆长度不够的情况发生。

4 结语

大型商业购物中心的电气设计工作是一个较为复杂的过程，需要从项目定位、运营管理、招商等各方面进行综合考虑确定项目的设计方案，同时在设计全过程中需要不断与业主及使用方进行深入沟通，使得设计方案能够具有可靠性、经济性、灵活性等特点。本文通过对作者负责设计的大型购物中心电气设计进行总结，以期与设计人员共同分享。

[1] 黄光辉.某大型商业建筑的电气设计[J].现代建筑电气，2013（9）：57-61.

[2] 王志翔.大型商业购物中心电气设计重点、难点探析[J].智能建筑电气技术，2017（10）：74-78.

[3] 杜航.大型商业建筑电气设计的探讨[J].电气应用，2009（6）：40-42.