高层民用建筑改造工程电气设计的应对策略研究

2020-02-17彭亮

建材与装饰 2020年20期

彭亮

（苏宁智能科技服务有限公司，江苏南京 210000）

改扩建工程与新建工程有着很大区别，主要是对现有已存并已使用多年的建筑（以下简称“既有建筑”）进行改造，由于受到内部以及外部多种因素的影响，所以需要进行重新改造。但是改造工程实施的前提是必需达到相关规定的要求，但是这些既有建筑虽然在建设之初是符合国家相关规范标准的，如果按照现有的规范标准去衡量，则需要综合考虑多种因素。为此，本文对高层民用建筑改造工程电气设计的应对策略进行研究，希望可以为相关技术人员提供帮助。

1 高层民用建筑改造工程考虑的因素

改造既有建筑，由于施工现场条件非常复杂，并且使用年限非常长，所以应当综合考虑多种因素，下面分别从内部因素、外部因素两部分进行综合分析。

其中内部因素主要指的是建筑实际存在的现场情况，这可直接影响到建筑电气的设计方案。主要包括：①建筑格局，比如疏散通道的位置、设备运输通道等；②建筑功能，用电负荷容量的变化、增设第二电源等问题；③设备运行及使用情况，现场供电电源的供电方式、设备的使用年限、使用情况等；④设备用房的设置情况，是否设置柴油发电机房，设备用房位置、大小能否达到扩容需求，线路通道能否符合此次改建需求等；⑤其他方面则涉及了一些相关专业，比如暖通、排水等设备用电需求变化等[1]。

而外部因素，主要指的就是外部设计环境以及建设投资方的需求，这对既有建筑改造工程建筑电气的设计具有重要作用。其中主要包括：①规范标准的变化，由于社会以及科技的进步，相应的国家规范标准也会不断更新，这便使得现行规范与原有建筑设计期的要求存在差异；②建设需求，可以理解为改造区域功能的定性的改变是否会对设计产生影响，比如供暖方案的调整导致供暖设备供电需求的变化等；③建设投资，需要利用有限的投资资金设计出在符合改造工程需求的较为经济性的方案，此外，还需要为以后改扩建预留条件；④建设周期，改造工程特别是高层民用建筑，会分为多个建设周期，不同的建设周期对设计需求也不同，因此，需要结合实际情况为后期改扩建预留合适的条件，以免出现重复修改和返工的情况。

通过以上内部因素和外部因素的影响，不难发现，对于高层民用建筑改造工程电气设计，可以说是一项极其复杂需综合性考虑的工程，因此，在实际设计方案时会受到多方面影响，需要统筹全局，做好整体规划。

2 高层民用建筑改造工程电气设计的具体优化措施

下文主要结合实际工程案例，详解分析高层民用建筑变配电系统的改造对策：

某高层民用建设大楼共16 层（地下1 层，地上15 层），建筑高58.5m，具体改造范围为大楼2 层和3 层，总面积约为2438m2，原有用途是办公室，现在需要改为教育基地，其中涉及的相关配套设备用房也需要结合实际需求进行合理改造。在此建筑中，消防负荷用电、客梯、生活水泵用电等属于二级负荷，剩余其他用电为三级负荷。在原有设计中主供电源主要使用的是10kV 高压线路，备供电源则是柴油发电机组[2]。

2.1 计划阶段

在计划阶段，主要需要制定项目的总体目标、收支预算、项目立项等工作。对于此次建筑的改造，最终定为改造教育基地，主要是从该建筑的面积、用途给排水、暖通、电气专业、规范标准以及设计标准等方面进行总和分析考虑，将此改造工程定性为“教育基地”，具体一定的可行性。

2.2 执行阶段

在设计变配电系统过程中，相关设计人员需要结合现场调研以及搜集到的相关资料进行分析和设计。经过分析后可以得出：①变压器容量可以满足本次扩容需求，变配电设备运行正常，但其使用年限过久，尤其是电力变压器，已超过了设备安全使用年限；②该大楼原设计二级负荷设备容量约为108kW，但实际使用为100kW，在此次改造中需新增消防风机约20kW；③除去改造区域外，大楼其他区域需要正常工作，所以不停电施工。综合这些情况制定了三种方案：

①可以从临近的开闭所另外增加一路10kV 的高压电源；②采用柴油发电机组，重建柴油发电机房；③对于重要的负荷可以采用EPS 作为备用电源。

2.3 检查沟通协调阶段

在此阶段中，需要与建设投资方进行充分沟通，实行多期改造，本次为一期改造阶段。从上文提高的三种方案进行分析：

方案一，建设投资方认为此方案实行后在后期操作维护较为简单，并且较为经济可靠。但如果从技术角度看，大楼重要的负荷总计108kW，如果从市电引一路10kV 电源，则不够经济也不合理。主要是因为10kV供电方案将发生变化，所以需要拆除原有高压柜，增加新的高压进线柜、计量柜、联络柜，此种改造对建筑结构等其他专业影响较大；此外，开闭所与大楼距离较远，并且大楼处于的位置市政管网复杂，存在很多不可控制因素；最后，此方案经过供电局部门核实和造价核算，并没有节省投资。所以此方案不可行。

方案二：此方案中需要将全楼的空调系统进行改造，拆除锅炉设备，重建柴油发电机房，这样不仅可以达到此次改造需求，也可以满足全大楼的重要负荷供电可靠性。但是经过造价预算后，本期改造只考虑教育基地的空调系统，将全大楼的空调系统改造放到工程二期改造，所以，暂时不拆除锅炉设备。经过现场多次勘测、核对、沟通协调等，发现现有地下室范围无法满足进排风和排烟的位置安装空间，并且地上的红线范围内，达不到建造柴油发电机房的条件，因此，本期只考虑重要负荷的供电连续性、可靠性。

方案三：经过上述两种方案的分析、核对和确定，并且要满足非改造区域按不停电施工的要求，所以将更新变配电房内设备、改造大楼空调系统、重建柴油发电机房纳入到二期改造范围，在一期改造中只考虑教育基地的供配电系统的供电安全可靠性，其中备用电源为动力型EPS，将其安装到改造区域消防风机房内，不仅符合规范要求，也满足了使用要求。