高层民用建筑改造工程电气设计分析

余晓澜

摘 要：城市化进程的不断加快，推动着建筑行业不断发展，但是从目前部分建筑原有功能以及格局看，已经无法满足当下使用需求，所以使得改扩建工程越来越多。其中20世纪90年代的高层民用建筑已经使用了近20年之久，如果全部推倒重建需要耗费大量的资金，因此，可以采用局部改扩建的方式进行整修。本文主要分析了高层民用建筑改造工程需要考虑的因素，并结合具体工程改造案例详细分析了电气设计的应对策略。

关键词：高层民用建筑;改造工程;电气设计

1.高层民用建筑改造工程电气设计中需要考量的内外部因素

1.1建筑相关内部因素分析

高层民用建筑改造工程电气设计需要考量的内部因素，主要指的是建筑现场实际情况，在很大程度上决定了电气设计方案。

1.1.1建筑格局

主要是指疏散通道、设备用房位置，以及管线和设备运输通道设置情况。

1.1.2建筑功能

指的是改造工程区域的大小和功能是否出现根本变化，是否有用电负荷等级、用电负荷容量和变压器容量变化，以及是否需要增设第二电源。

1.1.3供电设备的运行现状主要是改造工程现场的电源供电方式、变压器容量和负荷率，还有设备的使用年限和现状等。

1.1.4设备用房设置

主要包括是否设置变配电房、柴油发电机房，以及设备用房的位置、大小等能否满足改造工程需求，还包含电气管井和线路通道使用情况等。

1.2设计环境及需求等外部因素分析

外部因素主要包含设计环境以及投资建设单位的需求等，这对于高层民用建筑改造工程电气设计也至关重要。

1.2.1建设投资

电气设计中应当合理地分析方案的经济性，在满足当下改造需求的同时，综合考量长期使用情况，为后续的改、扩建留出一定的条件。

1.2.1建设需求高层民用改造工程区域的功能定性和变化，例如供暖调整等均会使供电需求发生变化。

1.2.3建设周期

建筑改造工程在不同的建设周期存在差异性的设计需求，这就需要在电气设计中综合实际情況考量后续的改建需求，防止发生修改及返工等情况。

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。

2.1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：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;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;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：

首先，可以从临近的开闭所另外增加一路10kV的高压电源;其次，采用柴油发电机组，重建柴油发电机房;然后，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。

2.4实施阶段

在工程施工及投入使用期间，制定的方案并没有出现重大修改或者调整那么前三个阶段有效可行。

结语

总之，对于高层民用建筑大楼的改造，需要根据实际情况制定合理的方案，并通过计划、执行、检查沟通协调、实施四个阶段进行有效落实，从而达到改造目的。

参考文献：

[1]吴学娟，刘冰.高层民用建筑改造工程电气设计的应对策略[J].建筑电气，2020，39（3）：119-122.

[2]黄舒予.改造建筑的电气设计要点分析[J].现代建筑电气，2019，10（4）：115-118，119.

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