剖析会展型酒店电气设计要点

2020-12-04杨小琴

智能建筑电气技术 2020年5期

杨小琴

(华建集团华东建筑设计研究总院，上海 200002)

0 引言

伴随国内经济内循环启动，会展建筑将得到进一步地迅猛发展。本文介绍的会展型酒店是一种集会展、会议、酒店功能于一体的新型会展型建筑，能同时满足参展个人和企业布展、会议、住宿、餐饮和娱乐等全方位需求。紧扣这类新型会展型建筑特点，本文着重从电气设计角度，解读和剖析电气技术在会展型酒店中的应用实例，呈现会展型酒店电气设计当前的先进理念。

1 项目概况

本会展型酒店位于江苏省昆山市，是一座集大型会展、大中型会议、住宿、餐饮、娱乐和休闲于一体的综合性酒店建筑群。会展中心位于酒店裙房，裙房高24m；酒店由29层的主楼和19层的副楼构成，主楼高119.8m，副楼高84.5m，总建筑面积为14.5万m2。其中，主楼避难层位于15层。会展中心和酒店均由国内建筑单位直接投资和经营，设计标准参考国际知名品牌五星级酒店。

本会展中心属于多功能合一，具有宴会、会展、会议及舞台表演等功能。会展中心建筑面积为3 500m2，采用无柱设计，可同时容纳3 000人举行晚宴或4 000人的会议，并可灵活地分隔成三个小型宴会厅，满足客人举行不同规模活动的需求。

2 供配电系统

2.1 负荷等级

本项目属超高层建筑，消防用电设备应按一级负荷要求供电；会展、会议、舞台表演、宴会厅、餐厅、厨房、康乐设施、门厅及高级客房、主要通道等场所的照明用电，厨房、排污泵、生活水泵、主要客梯用电，计算机、电话、电声和录像设备、新闻摄影用电按一级负荷要求供电；除上述所述之外的其他用电按二级负荷要求供电。

2.2 外部电源

在本项目的地下一层(地下二层上空)设10kV用户变电所，供电电源由外部市政供给2路10kV独立双重电源。两路电源，平时同时运行，互为备用。

2.3 负荷容量

本项目空调负荷采用直燃机为主的能源配置，直燃式溴化锂冷热水机组采用天然气作为燃料。负荷计算及变压器装置指标见表1。选用变压器9 700kVA，负荷率为83 %，变压器装置指标为67VA/m2。根据《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-电气》(2007年版)(07JSCS-JD)表2.2.2-1变压器装置指标及其注1的要求，67VA/m2的项目变压器装置指标，完全符合绿色节能之要求。

负荷计算及变压器装置指标表表1

3 是否设置上楼变压器

主塔楼的避难层位于15层，避难层下方是14层，属于客房层；若变压器上楼，则变压器应设置于避难层，其运行震动会产生噪声，影响客房住户，降低酒店品质；并且应采取措施，降低电磁兼容对客房的辐射。

若变压器上楼，常规是二台一组变压器，客房层在整个会展型酒店中的用电量占比较低，而且超高层主塔楼每层面积仅为1 300m2，避难层以上的楼层数仅有14层，用电指标按照40VA/m2计算分析，上楼变压器容量仅为2台500kVA；相比于变压器直接设置在塔楼核心筒的地下室附近，采用低压大电缆、母线槽供电方式，变压器上楼供电方案并不经济。

若变压器上楼，一是楼上避难层多了一个分配电站，分配电站面积约100m2，导致避难区面积不足；二是多一个楼上分配电站，增加了电工后期运维的巡查工作量；三是管井内的高压电缆，对运行管理人员提出更高的安全防护要求；四是建设分配电站的电气设备，势必增加一次建设投资成本。

综合以上因素，从运行、维护、经济角度出发，并取得建设单位的认可，塔楼供电形式是变压器不上楼。

4 是否设置柴油发电机组

本项目不是国家级国际会展中心，也不是特大型会展建筑；建筑高度也没有超过150m；根据GB 5134-2019《民用建筑电气设计标准》的附录A，会展中心照明、电声、录像、消防等用电均不属于一级负荷中特别重要负荷，因此可不设置柴油发电机组。

通常外资品牌的酒店管理公司对四星级及以上旅游饭店有一条机电配置强制标准，即要求排污泵、生活泵、主要客梯、主要通道照明等用电应接入柴油发电机组。本项目由国内建设单位自行经营，且不引入外资酒店管理公司，所以无需设置柴油发电机组。

按照GB 51348-2019《民用建筑电气设计标准》第3.2.14条，对于不允许电源瞬时中断的负荷，应设置UPS不间断电源装置供电；根据GB 50016-2014(2018年版)《建筑设计防火规范》第10.1.5条，对于建筑高度大于 100m的民用建筑内消防应急照明和灯光疏散指示标志的备用电源的连续供电时间不应少于1.5h。所以，本项目一级负荷用电设备的供电形式，及其对应的备用电源设置情况，见表2。

一级负荷供电形式及其备用电源配置表表2

5 会展中心供电方式

为确保本项目会展中心供电可靠、安全，设计首先按照用电区域、设备等用途单独供电，避免相关影响和干扰。本会展中心属于多功能合一，作为会展用途的用电点，分为常规、安全保障、临时、灯光音响控制、LED屏幕用电等。作为宴会功能的用电点，涉及宴会常规、安全保障、临时、配套厨房常规和冷链用电；作为会议使用的用电点，主要有会议常规、安全保障以及临时用电；作为舞台表演功能的主要用电点，包括舞台表演机械设备、舞台电声设备和舞台照明。针对不同的用电要求，划归为不同的负荷等级，采用不同的供电形式，各用电点的用电指标和供电形式，见表3。

会展中心用电指标和供电形式表表3

6 会展中心谐波治理保护

6.1 会展中心负载特性

会展中心的主要负载为舞台调光灯光系统、音响控制系统以及大量随机使用的临时负载。这些负载存在如下共性。

(1)会展中心的供电系统采用三相五线制，负载使用又具有随机性，会造成系统的三相不平衡和零线电流的增大。

(2)会展中心的设备多为谐波负载，产生的主要谐波次数为3次，在相线中产生；但是，回流至零线后不会抵消，反而叠加(这是3N次谐波的特性)，更加增大了零线的电流，加剧了零线过流的风险。如果系统长时间处于这种工作状态，极有可能出现零线起火、断零的风险。

(3)为会展中心服务的照明节能灯和变频空调等负载，同样会产生大量高次谐波，影响控制系统的正常工作。

6.2 终端电气综合治理保护系统

终端电气综合治理保护系统与有缘滤波器的功能对比，见表4。

6.3 终端电气综合治理保护系统原理

基于对会展中心各路负载特性的分析，在这些负载回路中配置终端电气综合治理保护系统。该系统装置设备通过电流互感器CT监测低压电源的运行情况，装置的工作电源取自被监测电源线路，装置采用壁挂式安装，体积小、安装方便。该系统装置设备与被监测电源配电箱柜的接入原理见图1。

7 机电设备一体化

7.1 机电设备一体化概念

机电设备一体化形象的表述是“被监控设备的控制器箱与电气控制箱合并设置，形成一体化控制箱”。一体化控制箱优先采用以太网进行设备之间、设备与管理中心平台之间的通信。一体化控制箱与现场的传感器、执行器宜采用复合功能总线方式进行连接，传感器和执行器的电源宜由复合功能总线提供。

终端电气综合治理保护系统与有缘滤波器的功能对比表表4

图1 终端电气综合治理保护系统原理图

机电设备一体化控制系统应具有建筑设备监控、电力监控、照明控制、建筑负荷控制节能监控、剩余电流监控报警安全检测、能源综合管理能耗检测、建筑环境监控等功能。

7.2 机电设备一体化控制柜

每台电梯、扶梯、送排风机、空调机、新风机、直燃机组单元、屋面泛光照明、路灯、排水泵、给水泵、会议室、会展中心分别采用独立的智能一体化控制柜。每台控制柜对其范围内的设备和环境进行信息采集、传输、处理，通过编程进行就地分散独立的控制。控制柜内集成配电、计量、电气安全和控制等功能。

变电站内每组2台变压器和高低压配电单元，设置独立的变配电和负荷发布控制柜，用于实时监测变压器和配电系统的运行状态，包括变压器温度、冷却风扇的控制和高压系统的抗凝露控制、避雷器的状态、配电柜的温度、母线温度、开关状态、以及流经每个开关的电压、电流、有功、无功、漏电流等电气参数，并向全网实时发布变压器的负荷率。控制柜采用主动式负荷控制算法控制设备的正常运行，并有效降低变压器的峰值负荷。

会展中心设置一套中央监控系统控制柜，柜内服务器安装实时数据库和智能一体化系统集成管理平台，对大楼的建筑设备和环境进行集中管理。其中各智能一体化设备自行独立控制，形成集散控制系统。

会展中心的智能一体化节能控制柜负责区域内的普通照明、备用照明、插座、空调，通过复合节能传感器和模式开关进行编程节能控制。现场的传感器、执行器、操作面板由智能一体化控制柜配套提供。

7.3 机电设备一体化设计方案

以会展中心空调机组为例，加以方案说明。

空调机组是为会展中心区域提供空气质量控制的综合性空气处理设备，其控制目标是使用最小的能源，来满足区域内的温/湿度和CO2的浓度，以便符合健康舒适的要求。

空调控制原理见图2。空调机组的控制点位见表5。

图2 空调控制原理图

每台空调机组采用智能一体化空调机组控制柜来实现空调机组的所有监测和控制功能，包括送/回/排风机的变频控制、传感器执行器的监测和控制、热量表的数据采集以及消防联动反馈接口和70°防火阀接口。智能一体化空调机组控制系统示意见图3。

空调机组的控制点位图表5

图3 智能一体化空调机组控制示意图

8 电动机两地控制

8.1 普通风机两地控制

普通排风机位于会展中心吊顶内，其控制箱不能就近安装在风机旁的吊顶内；为便于操作，只能安装于同一防火分区的配电间内；同时，为确保检修人员的安全，需吊顶内就地设置按钮箱。按钮箱的设置应满足GB 50055-2011《通用用电设备设计规范》第2.5.3条“当需在不能观察电动机的地点进行控制时，应在控制点装设指示电动机工作状态的灯光信号”；也应满足《通用用电设备设计规范》GB 50055-2011第2.5.4条“远方控制的电动机应有就地控制和解除远方控制的措施”。按钮箱二次控制示意见图4。

图4 按钮箱控制示意图

8.2 事故风机两地控制

溴化锂机组的气源是天然气，设计应考虑天然气泄露情况，故为避免天然气集聚，必须设置事故排风机，以控制浓度达到爆炸限定值。溴化锂机房位于裙房4层，其事故风机设置在屋面。事故风机控制箱就地设置在屋面事故风机旁，为确保紧急情况下，手动应急控制事故风机，应在溴化锂机房门内、门外各设置一个按钮箱。按钮箱二次控制示意也参见图4。

9 会展中心火灾自动报警

9.1 消防报警探测形式

会展中心吊顶后的净空高度为13.4m，经与给排水专业协商，采用自动消防炮灭火系统，其探测报警设备采用双波段、光截面两种探测器，这大大增强了消防保护的力度。

当设置了自动喷水灭火系统(上喷头)时，闷顶内可不设置烟感探测器。但是，考虑到会展中心面积和人员大量集中的特点，并结合消防安全、保护人身、减少火灾危害的设计理念，吊顶内仍要设置烟感探测器。这样，可大大降低火灾发生的概率，同时降低投资成本，达到既安全又经济的显著效果。

9.2 自动消防炮灭火系统特点

系统的主要特点是保护面积大、响应速度快、准确度高、现场画面可视、报警图像多重备份、报警同时进行语音通讯、可与常规系统兼容等，一旦火灾发生，信息处理主机发出报警信号，显示报警区域的图像，并自动开启录像机进行记录，同时通过联动控制台采用人机协同的方式启动自动消防炮进行定点灭火。消防水炮启动方式有自动灭火、远程手动灭火、现场手动灭火三种。