中国西部国际博览城电气设计

何海波，杜毅威

(中国建筑西南设计研究院有限公司，成都 610041)

1 工程概况

中国西部国际博览城(以下简称“西博城”)位于四川省成都市天府新区直管区(鸟瞰图如图1所示)，建成后已成为中国西部国际博览会的永久会址、大型会展主办场地和高端商务活动的平台。本项目于2016年8月完成竣工验收，至今已成功举办过多场博览会、各类商务会展活动，各电气系统运行良好，符合设计目标的要求。

图1 西博城鸟瞰图

西博城总建筑面积约56.9万m2，室内展览面积为20.1万m2，室外展场面积约16万m2，为特大型展览建筑。项目地下一层、地上局部两层，地下建筑面积约18万m2，主要功能为汽车库、配套设备用房、中央厨房及配套快餐就餐区(用电快餐)。地上建筑面积约38.9万m2，由A、B、C、D、E、F六个馆及交通大厅组成(详见图2)，其中C、E馆为双层馆，其他馆为单层馆；D馆为多功能展厅，其余展馆为国际标准展厅。整个西博城的室内展厅共约10 000 个国际标准展位。

西博城展厅双层馆底层层高为18m，第二层结构最低点处高度≥11m(仅为局部点，大部分>12m)。单层馆结构最低点处高度≥11m(仅为局部点，大部分>12m)。所有展馆端头由一单层公共交通大厅相连，交通大厅净高结构最低点处为15m，最高点处42m。

2 主要系统配置及技术指标

2.1 负荷分级

西博城为特大型展览建筑，依据JGJ 218-2010《展览建筑设计规范》和JGJ 333-2014《会展建筑电气设计规范》，其主要用电负荷分级如下。

图2 西博城一层组合图

一级负荷中特别重要负荷：安防系统用电、应急响应系统及对应的通信网络系统。

一级负荷：消防设备(消防泵、消防风机、消防电梯以及消防控制室等)，应急照明及疏散指示系统、展厅备用照明，客梯用电，生活泵、排污泵及雨水泵。

二级负荷：展览用电、展厅照明、通风机、闸口机。

其余用电为三级负荷。

2.2 主要系统配置及技术指标

西博城项目中市政电源为10kV电源，引自两个不同的110kV区域站，进线回路数为8路，防雷等级二类，采用TN-S接地形式，变压器装机容量为70 250kVA，单位面积装机指标为123.4VA/m2，主要电气系统配置及技术指标见表1～2。

主要电气系统配置及技术指标 表1

3 变配电系统

西博城项目变配电系统的设计在满足相关国家规范的前提下，充分考虑了变配电系统的可靠性、安全性、通用性、布展配电的灵活性、电气节能与环保，以及后期维护管理的便利性。

3.1 供电电源

根据前期与当地供电部门的沟通协调，在经过经济、技术、管理等多方比较后，最终确定本项目采用多路10kV电源供电的方案。

西博城项目10kV电源分别引自上一级两个110/10kV区域变电站，每个区域变电站各引来4路10kV电源(共计8路)。在B、C、E、F馆的地下一层共设4座10kV配电所，每座10kV配电所由两路双重10kV电源供电，两路进线电源同时工作、互为备用。

3.2 自备电源系统

按照JGJ 333-2014《会展建筑电气设计规范》相关章节的要求，西博城项目设置了柴油发电机系统和UPS/EPS作为本项目的自备电源系统。

3.2.1 自启动柴油发电机组

西博城项目作为特大型展览建筑，采用了相邻展馆分区合设一套柴油发电机组的方案。西博城项目共设置了4个柴油发电机房，分别位于A、C、E、F馆的地下一层，每个柴油发电机房的配置及供电范围见表1。自启动柴油发电机组作为消防负荷、一级负荷中特别重要负荷及其他非消防一级负荷的应急备用电源，柴油发电机组容量按消防负荷和一级负荷中特别重要负荷与非消防一级负荷不同时使用进行选择。

变压器配置及装机指标 表2

3.2.2 UPS/EPS

对于消防控制室(兼安防监控中心)、信息网络机房、应急指挥中心及对应的通信网络系统等重要用电负荷，另设UPS不间断电源装置作为其应急电源。对于应急照明，另设EPS应急电源装置作为其应急电源。

3.3 高低压配电系统

西博城项目高压系统采用单母线分段接线。一台变压器组成的系统低压侧采用单母线接线；两台变压器组成的系统低压侧采用单母线分段接线，变压器低压母线之间设联络开关；变压器低压侧设应急母线段和保障母线段。当柴油发电机组供电发生火灾时，切除保障性负荷(特别重要负荷除外)，保证消防负荷用电。

3.4 高低压变电所及柴油发电机房设置

西博城项目由A、B、C、D、E、F六个展馆及公共大厅组成，各展馆均为大跨度的有柱(双层馆)或无柱(单层馆)高大空间，各展馆的展览负荷、电力照明负荷以及冷冻站负荷均较大，为使变配电所尽量靠近负荷中心，避开人流密集区域和展厅一层的展沟区域(展沟内设有给排水管)，且便于后期运维管理，各展馆均在地下一层各展馆的中心(地上为室外)且与冷冻站相邻(D馆无单独冷冻站)的位置集中设置变电所，承担本展馆内的展览、电力照明、空调等负荷供电。

柴油发电机房的设置主要考虑了避开人员密集区域、进排风井以及排烟对建筑物影响较小、供电半径合理等因素，机房设置在地下一层靠近地下室外墙、地上为室外的位置，排烟管沿展馆外墙的内侧、避开金属网架出金属屋面。以E馆为例，变电所及柴油发电机房的设置位置示意图见图3。

图3 E展馆变配电所及柴油发电机房位置示意图

4 展览用电配电系统

4.1 展位箱容量及配置

参照JGJ 333-2014《会展建筑电气设计规范》展览用电负荷取值标准，通过对已有会展建筑展览用电取值进行对比分析，西博城项目最终确定轻型、中型、重型标准展位(3m×3m)的负荷取值分别为3kW、4.5kW、6kW。按每4个标准展位设置一个展位箱，对于靠边的展位每 6个标准展位设置一个展位箱。轻型、中型、重型展位箱的容量和配置系统图见图4。

图4 轻型、中型、重型展位箱配置系统图

4.2 展厅的综合展沟设置

西博城项目所有展馆均设有主、次展沟，展厅四周设置主展沟，内侧每隔9m设置次展沟。各次展沟通过主展沟相连，主展沟为强电间与各次展沟的通路。标准展厅的主、次展沟与展位箱的布置示意见图5。

图5 主、次展沟与展位箱布置局部示意图

4.3 展览用电配电

西博城项目展览用电采用放射式配电方式，变电所至展场配电柜采用电缆桥架经垂直管井或主展沟引至，配电柜至展位箱采用电缆桥架经主、次展沟引至；展场配电柜内预留200A或者400A大电流开关，方便用电需求较大的参展客户。西博城项目展览配电竖向示意图见图6。

图6 展览配电竖向示意图

5 照明系统

西博城项目的照明设计包括正常照明、应急照明、值班照明。

5.1 照明光源选择

综合显色指数、寿命、光效、启动性能、运行的可靠性、稳定性等多方面考虑， 展厅、 交通大厅等高大空间的正常照明采用金属卤化物灯，会议、办公、走道等空间较低的装饰性场所、应急照明及疏散指示灯具选用 LED灯。

5.2 照明灯具布置及配电

展厅布灯方案应与建筑及结构形式有机结合，考虑建筑的室内效果、顶棚结构及柱网形式等因素，通常有均匀布灯和组合布灯两种方案。西博城项目展厅灯具采用均匀布置方案，以A展馆为例，选用型号为HPK518 CDM-TMW250W高天棚金卤灯，共282盏，灯具行间距为9m，列间距为6.75m；另选用型号为BYP689P LED140 WB高天棚LED灯，共52盏作应急照明兼平时使用。采用DIALux照明设计软件模拟计算，普通照明地面平面照度184lx,应急照明平均照度为18lx。普通照明照度曲线见图7，应急照明照度曲线间图8。

图7 普通照明照度曲线

图8 应急照明照度曲线

采用来自双重高压电源进线的不同变压器的两个专用回路各带50%照明灯具的配电方式，能满足当时相关规范对展厅照明负荷级别的要求，而且一路电源故障时，展厅仍能保持正常照度的一半，减少故障对展览造成的影响。

5.3 应急照明及疏散指示

西博城项目的应急照明及疏散指示系统为一级负荷。展厅疏散指示标志采用集中电源集中控制型应急及疏散指示系统，其余场所的应急照明及疏散指示采用集中EPS供电；蓄电池连续供电时间≥60min，并同时满足相关规范对蓄电池初装容量的要求。

展厅及交通大厅主要疏散通道的地面上设置间距≤5m的地面灯光疏散指示标志灯以保持视觉连续。

6 防雷系统、接地及电气安全系统

6.1 防雷系统

西博城项目预计雷击次数为1.36次/a，按照二类防雷设防，采用防直击雷、防闪电电涌涌入、防雷击电磁脉冲等保护措施。

利用厚度≥0.65mm的铝镁锰直立锁边屋面板和铝单板屋面作接闪器。要求金属屋面、屋面檩条与矩形管、槽钢、厚镀锌钢管、钢结构主檩条、桁架可靠连接，详见图9。

图9 屋面防雷安装连接大样

为防闪电电涌涌入，进出建筑物的埋地金属管道及电缆的金属外皮等应与接地体相连。

为防雷击电磁脉冲，在变电所低压进线柜、楼层或者区域配电柜、室外用电设备配电柜、弱电机房配电柜以及供给有电子设备的末端配电箱等处装设电涌保护器。

6.2 接地及电气安全系统

利用建筑物防水板钢筋、大直径机械成孔灌注桩基础(ZJ)钢筋、先张法预应力高强混凝土管桩基础(PHC)钢筋以及柱下独立基础(DJ)钢筋形成的基础接地网做共用接地装置，接地电阻≤1Ω。低压配电系统接地型式采用TN-S系统。

在变配电所、冷热水机房、水泵房等处设总等电位联结端子箱。在弱电机房、强弱电竖井、配电间、电梯机房、通风机房、淋浴间、有洗浴设施的卫生间等处设局部等电位联结。

展厅综合管沟内敷设一根40×4镀锌扁钢作为接地干线、通行地沟内两侧各敷设一根40×4镀锌扁钢作为接地干线；展位箱内预留等电位接地端子，通行地沟、展厅综合管沟内的金属支架、金属管道、金属箱体等均应与接地干线连接，其中金属管道及其支架应不少于两处与接地干线连接。

7 结束语

西博城项目竣工验收及消防验收通过后四年以来的实际运行情况表明：中国西部国际博览城项目各系统构建合理、技术安全可靠、管理维护方便、节能效果良好，取得了较好的投资效益，为各类展会的成功举办提供了安全可靠的电气保障。从西博城项目的实际运行情况来看，有以下几点值得前期的设计时注意。

(1)设计前期需要与业主方或展览顾问进行充分沟通，对公共大厅、登陆大厅等区域的展览配套用电需求进行充分预留；同时，对室外演艺活动或其他重大活动的用电需求也进行充分考虑。

(2)对于设置主次展沟的项目，主次展沟内要敷设哪些管线较为合理，需要与水暖专业协调；同时，在穿越结构梁的部位应与土建专业进行充分配合，确定在梁上预埋导管还是开洞。

(3)对于公共大厅等净高高且有装修要求的场所，灯具的布置方案和布线方案显得尤为重要。特别是对于类似西博城项目，公共交通大厅内的结构柱为钢管混凝土梅花柱且沿外墙分布的情况，灯具布线需要提前做好管线的预留预埋。

(4)从西博城项目的实际运营来看，在区域展位配电柜内应预留多种大电流规格(200A、400A)的断路器，方便不同需求参展商的配电接驳。强电井内若设有2个以上的区域展位配电柜，区域展位配电柜的进线电源建议引自不同的变压器，便于运营时负荷调配。