西安某丝路国际会展中心电气设计要点浅谈

陈水顺

(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海 200092)

0 引言

近年来随着我国经济建设的高速发展，各大城市相继兴建大型会展中心，以此带动城市乃至整个城市圈的经济发展，形成会展经济格局，同时配合着国家“一带一路”的倡议需要，我国展览活动的模式也在发生深刻改变。

西安某丝路国际会展中心以欧亚经济论坛为依托，按照“国际化、国家级”水准，打造“西北会展产业新极核、西安会展经济新引擎”，带动浐灞成为聚集会展、会议、酒店群、金融商务、创客中心、特色小镇、生态旅游等多种产业为支撑的现代会展城。西安某丝路国际会展中心建成后将打破西安市10万m2以上室内展馆零记录，提升西安乃至西北区域会展产业发展水平，成为国家级“丝路国际会展中心”。本文就该会展中心的变配电系统的设计、展览动力用电单位指标、变压器装机容量的单位指标、大空间照明设计、展厅展位用电配电方式、大空间火灾报警系统等电气设计要点进行针对性分析，以供参考。

1 项目概况

西安某丝路国际会展中心总建筑面积约711 633m2； 其中，地上总建筑面积298 448 m2，地下总建筑面积413 185 m2。主体建筑地上一层(局部设置夹层)、地下二层，建筑高度37.65m，包括南登录厅、北登录厅、2个超大展厅(W1馆、E1馆)、8个标准展厅(W2馆～ W6馆、E2馆～E6馆)、2个重展厅以及中央廊道。该中心分两期实施，本次主要介绍其一期部分。会展中心各展厅位置图见图1。

图1 会展中心各展厅位置示意图

2 会展建筑规模及用电负荷确定

根据》JGJ 218-2010《展览建筑设计规范第1.0.3和第1.0.4条款有关规定，展览建筑规模按基地以内的总展览面积划分可分为特大型、大型、中型和小型，展厅的等级按单个展厅的展览面积可分为甲、乙、丙三个等级，具体的划分详见表1～2。

展览建筑规模划分表 表1

展厅等级划分表 表2

按以上规范要求，西安某丝路国际会展中心属特大型甲级展览中心。根据现行规范与会展建筑电气用电负荷等级相关的规范条款，包括JGJ 218-2010《展览建筑设计规范》第7.4.1条、JGJ 333-2014《会展建筑电气设计规范》第3.2.1条款、GB 51348-2019《民用建筑电气设计标准》表A等，其应急响应系统用电、安防系统用电、客梯、排污泵、生活水泵、展厅备用照明、消防疏散指示灯及应急照明、消防风机等消防设备均为一级负荷，其中应急响应系统用电、安保系统用电为一级负荷中特别重要负荷，展厅内主要展览用电、展厅照明、通风机、闸口机等为二级负荷。

需要说明的是，西安某丝路国际会展中心设计期间新规GB 51348-2019《民用建筑电气设计标准》尚未正式发布，其依照的是旧民规JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》，新旧规范对特大型甲级展览中心负荷规定差异是旧规范把安防系统归入一级负荷中特别重要负荷。

3 展览动力用电负荷

展览建筑内展厅是会展中心的核心，因此展览动力用电负荷指标的取值尤其重要。展厅展览动力用电负荷指标预留大了将造成变压器运行负载率偏低，同时增加初期投资费用及后期运维成本；反之将导致大部分类型的展览因用电供应不足而频繁租借临时发电机，增加后期布展运营难度及运维费用。

为了确保展览用电负荷指标取值满足实际使用需求，笔者所在团队随访了全国几家比较典型的会展中心运营单位，并收集统计了目前国内在建及已经建成并投入运营的几个特大型甲级的会展中心建筑的设计参数指标，相关详细参数详见表3。

目前国内在建及已建成的特大型甲级会展中心建筑设计参数 表3

分析表3可知，目前在建及已建成的大型会展中心展览动力用电指标以200W/m2和400W/m2为主，其中200W/m2占比约50%，400W/m2占比约25%，且200W/m2近年来呈现上升趋势。

综上所述，同时结合JGJ 333-2014《会展建筑电气设计规范》等现行规范中有关展览类型及其展览动力用电要求和技术措施的规定及资料参数的分析，笔者建议，会展建筑的展览动力用电指标按150～200W/m2比较经济合理，既能满足大部分会展工艺需求又可以减少后期运营运维成本。当然，部分会展经济比较发达城市(比如北京、上海、广州、深圳等一线城市)可适当的提高用电负荷指标，同时在建设方有相关用电指标需求时也需按建设方的需求进行相应设计。

根据以上分析，结合本项目建设方运营部门的要求，西安某丝路国际会展中心的展览用电指标最终按200W/m2设计。另外本项目空调冷热源系统采用电动压缩式水冷冷水机组，根据空调专业及给排水专业相关设备用量需求经负荷计算，10kV变压器的装机容量为55 100kVA，变压器单位指标装机容量约为113.8 VA/m2(因本项目地下室面积较大，故变压器单位指标较低)。

4 供配电系统及自备发电机电源系统

根据GB 50052-2009《供配电系统设计规范》第3.0.2条款要求，一级负荷应由双重电源供电，结合当地市政供电条件及项目10kV变压器装机容量，西安某丝路国际会展中心一期由市政引入6路10kV市政高压电源，每2路一组。10kV供配电系统采用单母线分段分列运行方式，正常时各带50%负荷；10kV侧单路故障时投入10kV侧母联开关，供全部一、二级负荷用电。低压配电系统分别采用单母线分段+母联开关方式(主开关及母联开关电气+机械联锁)，母联开关手动联络，平时分列运行，当一路10kV高压或一台主变检修或故障时，手动投入低压母联开关，由另一台变压器带全部一、二级负荷。图2所示为多功能展厅配电系统示意图。

根据GB 50052-2009《供配电系统设计规范》第3.0.3条款和JGJ 333-2014《会展建筑电气设计规范》第5.1.1条和5.2.1条规范要求，考虑到大型和特大型展览建筑存在经常性举办重大活动的可能，为确保供电的连续性要求，设置柴油发电机组，同时结合当地供电部门及建设方的要求，该项目同时设置了固定柴油发电机及临时柴油发电机接口。其中固定柴油发电机主要供一级负荷用电，临时柴油发电机接口则在市政高压进线配电母线侧及E1馆和W1馆等多功能展厅变压器低压母线侧均分别设置临时发电机接口，以确保有重大政治活动或重大国际会议举办用电可靠性要求，从而确保保电措施方便实施。

图2 多功能展厅配电系统示意图

5 变配电所设置

通常情况下，大型或特大型展览建筑每个展馆的建筑面积和供电负荷量都比较大，为满足展览灵活性、供电深入负荷中心，以及减少供电半径的需要，一般均会在单个展览馆设备带内或其对应区域的地下室范围内独立设置10/0.4kV配变电所，保证低压供电配电半径在250m范围内。

根据负荷分布以及结合建筑布局，西安某丝路国际会展中心一期、二期交界处地下一层设置一间10kV用户配电室，在W1馆和E1馆地下室均分别设置1间10kV变配电所W1#展厅变电所和E1#展厅变电所，在W2馆、W3馆和E2馆、E3馆的地下室均分别设置1间10kV变配电所W2#展厅变电所、W3#展厅变电所和E2#展厅变电所、E3#展厅变电所，各分变配电所的变压器装机容量及其供电对象具体如表4所示。

6 展览用电配电方式

展览动力用电的配电方式一般与展览建筑展厅结构形式有关系，展厅根据结构形式一般可分为有柱空间和无柱空间,结构形式不同，配电方式不同。

各分变配电所的变压器装机容量及其供电对象 表4

有柱空间展厅展览动力电源按展位箱安装位置通常有以下三种方式：1)设置结构管沟，将展位配电箱及管线敷设在结构管沟内；2)当建筑面层较厚，将展位配电箱及管线敷设在建筑面层内；3)将展位配电箱安装在结构柱上，布展时电力线缆、电视电缆、通信线缆由柱上各电气箱、盒引线，电缆引出后再引入展厅预留的浅管沟内或在展厅地面上设置电缆防压槽板。

无柱大空间展厅一般在展厅四周设置主管沟，在展厅内侧地面上间隔9m或12m设置次管沟，在次管沟内设置展位配电箱或工业连接器。两种展位配电方式案例对比分析如表5所示。

除展厅展位设置展位配电箱或工业连接器外，通常在展厅两侧墙面上安装一定数量的区域展位电源箱，区域展位电源箱通常按每600m2左右配置一个。区域展位箱进线通常采用400A主开关，出线开关通常配置2个250A开关和2个160A开关，以满足大型展览用电需求。

因此，综合以上各类展馆的特点，同时经与建设方、顾问及运营部门等各方讨论，该项目有关展厅展览动力配电方式：(1)采用在次管沟内设置IP54工业连接器配电方式。(2)展厅内展览动力用电工业连接器均采用预分支电缆树干式配电，工业连接器前均设置带30mA漏电保护开关箱(管沟侧壁明装)，漏电保护开关箱至工业连接器间电缆采用软电缆，以方便后期工业连接器插拔。(3)展厅用电主干线密集型绝缘铜母线在变电所及垂直管井内均采用防护等级为IP54密集型绝缘铜母线，在主管沟内采用防护等级为IP65树脂浇筑型绝缘铜母线，主管沟内母线插接箱的防护等级应为IP65。(4)展厅按每600m2设置一个区域展位箱，区域展位箱安装在展厅两侧且靠墙落地安装，区域展位箱进线开关400A，出线开关为2个250A、2个160A。

无柱空间展厅展览动力用电的两类配电方式案例对比 表5

7 大空间照明及其控制系统

根据《建筑照明设计标准》，普通展厅地面照度标准值为200lx，高档展厅地面照度标准值为300lx，展厅显色指数要求≥80，照明建议选用色温4 000K 左右暖白色。一般来说，展厅多数为综合性展厅，需适应日后多种类别的展示需要，因此展厅的照明只考虑一般照明，局部照明及混合照明需在具体布展时根据展品特点及艺术要求进行灯光设计。表6为各种电光源的技术指标对比。

由表6可知，荧光高压汞灯及高压钠灯的显色指数指数无法满足要求；无极灯光效较低，一次性投资较大，性价比不高；只有LED灯具和金卤灯能够完全满足展厅照明的各项要求。其中LED灯具具有能耗小、适应性强、寿命长、响应时间短(可瞬间点亮)、对环境无污染和多色发光等优点，且LED灯具逐渐成为大空间照明主流选择，缺点是价格较金卤灯高，初期投资较大。金卤灯的优点是在各类展馆建筑中广泛使用，价格较LED灯便宜，缺点是金卤灯热开启时间较长(5～15min)，且初期照度仅为正常值的6%～10%。在初期投资允许的条件下，优先考虑采用LED灯具。

各种电光源的技术指标对比 表6

再结合展厅照明灯具不同安装方式的特点，根据建设方的初期投资要求，该项目展厅采用160W LED光源高天棚照明灯具，展厅未吊顶，均采用双灯组团均布式方式安装。

展厅照明为二级负荷，通常采用各50%交叉供电方式，确保当一路电源发生故障时，展厅仍能达到平时照度的二分之一，以减少故障对展览的影响。此外，考虑到展厅布展时人员密集，必需设置应急照明作为事故照明兼消防应急照明，以满足人员疏散的照度要求。

一般应急照明光源采用卤钨灯或LED，考虑到卤钨灯经常烧坏不便于维护检修及供电可靠性问题，采用可快速点亮的LED(160W)高天棚灯作为应急照明，除由两路市电供电外，另外设置蓄电池电源作为应急电源。应急照明平时由集中电源集中控制应急照明控制系统控制，在消防应急时由消防FAS系统联动集中电源集中控制型急照明控制系统强制点亮，以满足消防要求。

展厅内疏散指示灯不仅在展厅疏散门上方及展厅四面墙体上离地0.3m处安装疏散指示灯，同时考虑到火灾时能更快高效的疏散人员，在展厅内地面主要通道上设置保持视觉连续的智能型灯光型疏散指示灯系统，智能型灯光型疏散指示灯系统的地面疏散指示标志安装间距≤3.0m。

为满足展厅各种展览模式灯光控制以及节能管理的需要，在地下停车库、公共走道、展厅、登陆厅、大开间会议室、大开间办公室等公共活动空间均设置智能照明控制系统，主机安装在会展中心一期地上一层消防安保监控中心内，通过调光或开关量控制满足不同功能的灯光场景控制需求，并通过通讯接口与楼宇自动化管理系统联网。

8 大空间火灾报警系统

高大空间展厅火灾探测器的设置必须考虑火灾类型及其特点。

首先，大型会展项目展厅空间高大，顶棚距地往往超过16m，有些甚至超过20m。对于初起的阴燃火，当建筑高度≤16m时，烟气在6～7m处开始出现分层现象;当16m <建筑高度≤26m时，烟气在6～7m处开始出现第一次分层现象，上升至11～12m处开始出现第二次分层现象。在开窗或通风空调形成对流层时，烟气会在该对流层下1m左右产生横向扩散，因此在设计中应综合考虑烟气分层高度和对流层高度。又由于分层容易发生烟气沉降、弥散现象，夏季时还易出现热障效应。因而传统的顶棚安装的点式感温或感烟探测器都难以正常启动。

其次，根据GB 50116火灾报警规范要求：高度大于12m的空间场所宜同时选择两种及以上火灾参数的火灾探测器。

综合分析后，该项目消防火灾自动报警系统采用控制中心方式，主机设在AB区的E1展厅首层的消防安保中心内，同时在各个展厅、地下室区域设置有区域机，主机与区域机采用环网方式联通，并留有与未来二期分控的通讯接口；消控中心内设置消防主机、消防广播、消防水炮控制主机等消防设备，以及其他弱电设备。展厅采用分若干层布置的线型光束感烟火灾探测器和多波段火焰探测器组合探测器作为火灾自动报警设备，图像型感烟探测器布置在12m高度；火焰探测器布置在顶层桁架及展厅两侧。

9 结束语

通过对西安某丝路国际会展中心的电气设计要点的分析，总结如下。

(1)会展建筑的展览动力用电指标按150～200W/m2比较经济合理，其既能满足大部分会展工艺需求又可以减少后期运营运维的成本投资。当然，部分会展经济比较发展的城市比如上海、深圳等一线城市可适当提高用电负荷指标，同时在建设方有相关用电指标需求时，也需按建设方的需求进行相应设计。

(2)特大型和大型展览建筑由于人员密集，存在经常性举办重大活动的可能，一般在市电满足一级负荷供电要求的前提下，为确保供电连续性要求，建议设置柴油发电机组。自备柴油发电机容量一般建议同时包含应急指挥中心、安全防范系统、重要的计算机系统电源、消防设备(含消防控制室、火灾自动报警系统、消防泵、喷淋泵、消防电梯、防火卷帘、防排烟风机等)、应急及疏散照明等。另外为确保特大型和大型展览建筑举办重大政治活动或重大国际会议时对用电可靠性要求，建议在市政高压进线配电母线侧或展厅变压器低压母线侧增设临时发电机接口。

(3)无柱大空间展厅展区布线宜采用主沟加辅沟方式，展厅展位展览动力取电方式可在次管沟内设置展位配电箱或工业连接器，具体采用何种方式可与建设方、运营部门或顾问等相关方商定明确。

(4)大跨度空间的展区光源可采用冷光源金属卤化物灯或LED高天棚灯等；当初次经济投资允许的情况下，可以优先考虑采用高显色指数(Ra>80)LED高天棚灯，提高电源效率和使用寿命的同时提高节能效果。

(5)展厅照明灯具的布置方式可采用单灯均布、双灯组团和四灯组团方式，具体的布灯方案应与建筑及结构形式有机结合，充分考虑建筑室内效果及顶棚结构的空间秩序。