既有建筑改造项目电气设计探讨

李正

（北京市建筑设计研究院有限公司）

1 引言

近年来，设计工作中既有建筑改造项目日益增多，主要原因有以下几点：①机电设备的使用寿命多为20～30a，多数20世纪八九十年代建造的既有建筑已进入了改造期；②我国经济及现代化进程的飞速发展，部分既有建筑的现状已无法满足业主的使用需要；③大中型城市发展饱和，新建空间有限，部分业主想通过改建、扩建、加建的方式满足自身需求。

既有建筑改造项目通常是指在保留主体结构的前提下，再按新的用途和要求进行内部设施更新及建筑布局调整的工程。因为此种项目的实施方式有别于新建项目建筑的情况，机电专业在既有建筑改造项目设计中起到更为重要的作用。而电气专业因其更接近使用端的特性，在改造项目中作用及地位更为重要，甚至直接关系到改造项目竣工后建筑物的更新程度及整体提升效果。

2 既有建筑改造项目分类及方案设计思路

既有建筑改造项目可按改造范围和使用功能进行分类，电气设计应根据项目类型有针对性地确定设计方案。

2.1 按改造范围分类

根据改造范围的不同项目可分为：整体改造项目、局部改造项目。

1）整体改造项目通常会拆除全部原有设施，仅保留建筑主体结构。对于电气设计来讲更接近新建项目设计，应着重解决现状土建条件对设计的影响。

2）局部改造项目为既有建筑内某一区域的改造，设计除受土建现状限制外，还会受到建筑物原有系统形式、强弱电条件的限制，应着重考虑系统衔接、原系统最小化调整等问题。

2.2 按改造后使用功能分类

根据改造后建筑物使用功能可分为：相同功能改造项目、功能变更改造项目。

1）相同功能改造项目的工程内容主要是对现有设备设施进行更新、提升建筑功能水平以及部分子功能区域布局的调整。此类改造应尽量不改变原有系统，着重建设标准及业主使用体验的提升。

2）功能变更改造项目相对而言较为复杂，不同功能建筑物的电气设计在配电系统、电气消防要求以及智能化系统配备等方面都存在一定差异，因此，改造设计初期应充分考虑哪些功能需求以及规范要求是现有土建条件无法满足的，尽早向建筑、结构专业提出，共同寻求解决办法。此外功能的改变对用电负荷及电源数量都会造成影响，这些源头性问题都应在设计初期提出并落实解决[1]。

3 既有建筑改造工程设计难点应对措施及实例分享

3.1 难点一：既有建筑原始资料缺失且现状复杂

对于设计工作者来讲，了解一座既有建筑最简单有效的方式就是查阅原始设计图纸，但进行改造的既有建筑一般都已经建成多年，因业主保管不当等原因多数原设计图纸都严重缺失。此外，在建筑建成使用过程中，已发生过改造，造成建筑现状与设计图纸不符。对于此难点，最行之有效的应对措施就是现场踏勘。

电气专业应着重对电气用房、变配电设施及电气通路进行现场踏勘；对现用重要电气装置的基本参数及运行状况进行记录；此外，对需要保留的设备、设施也应进行重点踏勘，进行详细定位，避免出现设计位置重叠的情况。

2015年，笔者曾赴斯里兰卡进行某援外改造项目的前期考察工作，该项目建成于20世纪80年代，近30年的使用过程中，业主方进行了多次内容涉及供配电、综合布线等系统的改造，且改造部分无可参考图纸提供。考察期间通过反复现场踏勘，了解记录现状情况后，对各系统进行了从新搭建，依据踏勘资料进行了改造方案的制定，甚至切实可行的实现了分期施工的要求。

3.2 难点二：电气用房、通路等先天条件不足

电气用房及电气通路的合理设置是电气设计整个过程中的基础及关键。从接触的改造项目来看，改造项目的现有电气用房及电气通路往往无法完全满足改造的需要，而造成此现象的原因主要是相比原设计，现阶段的设计标准有了较大提高，尤其是智能化系统在当今得到广泛应用，以及现行规范对防火、消防等方面要求日益严格，需设置的系统数量增加。

对于此难点，在设计初期应提高对于机房布置、干线走向等设计的设计深度，将现有电气基础条件最大化利用于竖向电气通路的建立。因为既有建筑结构修改难度较大，竖向增设通路空间的可能较小。对于缺少的电气用房可通过平层增加强弱电设备间来实现，或在保证电气安全的前提下将一些末端配电箱、弱电箱等放置于公共区域，如考虑美观可通过设置电气壁龛或二次精装配合的方式做隐藏处理。

例如，某改造项目将原有餐饮功能改为办公功能，功能改变后，每层需设置弱电间满足智能化系统需要，但原设计中各层并未设置独立的弱电间，同时，无弱电竖井且受原始建筑结构限制，无法增加竖井。解决方案是将原强电竖井分出部分有竖向通路的空间作为弱电竖井，将弱电线缆由弱电机房引至各层，各层增设弱电设备间放置弱电机柜等设施。而强电竖井空间减小导致部分末端配电箱布置不下，故将末端配电箱移至公共区域放置，并由精装修对配电箱进行了美化隐藏处理。

3.3 难点三：改造项目中新规范、新标准的运用

现阶段的改造项目多设计于20世纪八九十年代，现行规范与建造时的规范相比已经发生很大变化。对于改造项目在设计时执行新规范往往会存在一定难度，比如，GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018版）10.1.10条第3款中要求“消防配电线路宜与其他配电线路分开敷设在不同的电缆井、沟内[2]”。此条规范虽并非为强制性条款，但实际设计中很多地方的消防部门都将此条作为审查要点。对于笔者目前接触到的改造项目，此难点基本都会遇到，对于功能变更的改造项目情况更为突出。

就电气设计乃至整个建筑设计行业来讲，执行规范及国家标准是设计人员的职责所在，而规范、标准也多数是为了确保人身安全而制定的，因此，改造项目进行设计时应尽最大可能地执行现行规范及国家标准。但诸如设消防强电间这类在改造建筑物中很难实现的新规范要求，可在规范范围内择便利方式加以解决。如可根据前边提到的GB 50016—2014《建筑设计防火规范》(2018版)10.1.10条第3款后半句的表述“确有困难需敷设在同一电缆井、沟内时，应分别布置在电缆井、沟的两侧，且消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆。”来进行设计。此外，因为改造项目的特殊性，当遇到确实无法达到的规范要求时，可与消防审查部门先行进行沟通，寻求合理解决办法。

例如，北京某改造项目，因功能变更需增设消防控制室，但既有建筑确无条件满足 JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》13.11.6条第1款“消防控制室应设置在建筑物的首层或地下一层，当设在首层时，应有直通室外的安全出口[3]”的规定，经与消防部门沟通后同意此项目将消防控制室设于首层最靠近建筑物出入口的房间处并将消防控制室门尽可能靠近出入口。此外，本建筑确实无法增设消防强电竖井，本项目采用了矿物质绝缘电缆为消防负荷进行供电，电缆与非消防电缆共井分线槽设置于同一电气竖井的两侧。

3.4 难点四：精装修配合工作量大、反复修改次数较多

既有建筑改造项目往往一次设计与二次设计并行开展，因此，电气专业经常需进行精装修电气配合工作。而精装修设计主要注重的是美观及效果的体现，缺少对电气设计中规范、标准等问题的注意，因此，无论采用正向还是反向的精装修电气配合方式，工作往往都需要在“提资—校核—调整”中多次反复开展，例如，灯具数量及点位位置；消防探测器点位天花布置；强弱电插座点位布置等。

作为电气设计人员应多与精装修专业进行沟通，甚至设计初期应在规范、标准层面对精装设计人员进行一定的指导，减少后面调整的工作量。同时，因为改造项目设计工作中一些主客观因素（如踏勘测绘存在尺寸偏差、业主调整装修风格方案等），精装修设计常出现边设计边修改的情况，作为配合专业，应有充分的思想准备，避免对修改工作产生负面情绪。

例如，西安某大型商业建筑装修改造项目，因为商场档次规模的要求，精装修照明设计非常复杂，除一般照明、局部照明及重点照明等照明种类外，还设有装饰灯具、造型灯具及标识灯具等各类功能灯具，尤其灯具控制的分组十分细致。仅精装修照明配电工作就工作量极为繁重，此外，还有各类强弱电点位的配合工作。在配合过程中，相关设计师先进行大量的“学习”工作，了解精装修设计师的思路，再以电气设计师的思路校核其控制要求，对需要调整灯具控制分组的部分按其设计思路给出调整意见，减少了一定的工作“回合数”，而对精装修照明设计的熟悉程度提升，也使得照明配电设计工作进行的相对顺畅。

4 既有建筑改造项目各电气系统设计要点

4.1 供配电系统（含变电部分）的设计要点

1）尽早确定设计方案，校核现有外电源条件是否满足改造后使用要求，如需进行增容或增加外电源接入，应尽早提交甲方落实。

2）变压器、高低压柜尽量维持原数量不变，通过调整容量、合理选型、合理配置出线等途径满足改造后的供电需求。

3）消防负荷等级允许的情况下，可通过增设应急电源装置（EPS）等途径来满足消防用电需要。

4.2 照明系统的设计要点

1）照明系统改造应重点考虑绿色节能，满足现行GB 50034—2013《建筑照明设计标准》的要求。

2）走廊、楼梯间、门厅、大堂、车库等公共区域均宜采用LED灯照明，但不应盲目的一律使用LED灯具，如办公、教学等场所仍应考虑采用高效节能荧光灯具。

3）如楼梯间等场所改造中很难重新进行电气管路敷设，建议参考原照明系统进行配电设计，仅对线路及末端灯具进行更新。

4）消防应急照明和疏散指示系统应按现行规范要求设置，如改造项目基础电气条件有限，建议本系统采用集中电源系统，以便节省各楼层、区域电气用房空间。

4.3 电气消防系统的设计要点

1）既有建筑改造项目应先根据该项目是否为某已有区域报警系统或集中报警系统的一个报警区域，或某控制中心报警系统的其中一部分等先确定系统形式。只有正确的确定系统形式才能进行火灾自动报警系统的设计。

2）电气火灾监控、消防电源监控、防火门监控这些系统对基础电气条件的要求不高，施工难度低，可以增加消防安全保障能力，且为消防及审图部门的审查重点，因此，设计中应增加以上系统[3]。

4.4 智能化系统的设计要点

智能化系统是当今建筑不可或缺的内容，而作为改造项目，智能化系统往往更能起到提升改造效果的重要作用。但智能化系统不可以盲目进行设置，既有建筑改造应针对建筑运行与管理需要改造或设置智能化系统，满足现行国家标准GB 50314—2015《智能建筑设计标准》的配置要求[4]。

5 结语

伴随大城市中心城区土地供应消耗殆尽，城市更新和既有建筑改造是最近乃至很长时间城市建设的重要发展方向之一。而电气专业作为既有建筑改造项目中的重要专业，将起到举足轻重的作用。

既有建筑改造项目受场地、建筑现状等条件制约较多，实际设计中难度甚至要高于新建项目，付出的辛苦也多于新建项目。根据实践总结，只有充分做好前期踏勘，了解建筑现状；发现项目设计难点，尽早给予解决；抓住设计要点，合理确定方案，才能更好的完成既有建筑改造项目的设计工作。