大型商业建筑电气设计分析

王邦南

（贵阳建筑勘察设计有限公司，贵州贵阳 550081）

0 引言

大型商业建筑承担着带动当地经济发展的重要作用，具有建筑规模大、功能多样、布局复杂、人员密集、疏散困难等特点，由此，如何合理规划电气系统已是现阶段的设计工作重点，相关人员需要时刻将保障业主生命及财产安全作为核心，以安全可靠、管理灵活、绿色环保、节能降耗、系统清晰作为设计原则，充分参考已有商业发展模式及未来运营趋势及时调整供电方案，提高大型商业建筑的安全系数。

1 大型商业建筑电气设计原则

为保证使用安全，在设计大型商业建筑电气系统时，相关人员应当注意遵循以下3 点原则。①实用原则。我国大部分商业建筑的主要动力来源就是电力，若是电力传输及运行环节出现问题，将直接影响整个建筑的运作，造成严重的经济损失，因此，相关技术人员应当以实用性为主要原则，保证各设备均处于正常运行的状态，且电力充足、照明良好，以保障商业建筑的正常营业。②经济原则。大型商业建筑的最终目的就是增加当地经济收益，电力作为推动建筑运行的核心要素，对其经济发展也具有极大影响，因此，在实际开展电气系统设计期间，需以经济性为关键原则，充分考虑电力系统、设备的预算，精确控制成本，进而实现经济效益的最大化。③节约原则。为积极响应我国对节能减排、资源节约、生态环保、可持续发展的要求，在设计大型商业建筑电气系统期间，相关人员应落实以下两点。a.避免电力资源的不合理浪费，减少不可再生资源的消耗。b.尽量采用绿色环保建材，防止施工废料对周边环境产生影响，造成严重的生态污染问题[1]。

2 大型商业建筑电气设计策略

大型商业建筑的设计为广大群众提供了全新的生活、消费、社交方式，是多种商业模式的结合体，通过打造优质环境、宜人空间满足群众多样化审美、消费需求，进一步带动当地经济发展。本文以思乐为置地广场二期1 号楼电气建设工程为例，项目整体面积约198493.1m2，整体由车库、商业、住宅、办公等使用功能模块构成，其中车库占地面积52255.5m2，可满足1414 辆汽车的停放要求，商业建筑占地面积93954.3m2，住宅占地面积26595.8m2，办公建筑占地面积23752.7m2，公共配套面积621.4m2，整个建筑面积标高100m，住宅塔楼标高80.35m，商业裙楼标高43.9m。为保证建筑使用质量，相关设计人员逐渐提高了电气系统设计标准。整体项目建设施工效果如图1 所示。

2.1 计算供电负荷

设计人员需精确掌握大型商业建筑的具体供电负荷，明确不同功能模块的用电特点。其中，餐饮行业的用电负荷较大，而商铺由于始终处于动态变化的情况，因此建筑内业主的用电负荷存在不确定性，计算难度较大。表1 为部分大型商业建筑各项负荷参数。由表1可知，商业建筑用电负荷标准值。以此为基础，设计人员可综合各建筑区域的开发定位、占地面积及功能业态，计算实际负荷，并依据不同的用电负荷量合理划分等级，其中，一级包含经营管理用计算机系统用电、消防补风机、加压送风机、消防电梯等安防系统及设备用电、应急照明用电、障碍照明用电、智能化系统、值班照明、走道照明、车库照明、排污泵客梯用电，最大负荷容量为4650.9kW，二级包含自动扶梯、客梯、生活水泵、空调通风用电，最大负荷容量为171kW，三级则为小型商店建筑用电及其他电力负荷和一般照明，最大负荷容量为20710.7kW。随后，即可得到精确的变压器及配电干线系数，需注意，配电干线系数应适当增大，以便有效应对后续的商业动态发展需求。

表1 部分大型商业建筑各项负荷参数

2.2 设计消防警报

在本工程电气设计方案中，主要采用了集中报警模式，将消火栓泵、喷淋泵、消防稳压泵、排烟风机、加压风机等模块统一交由消防控制室控制。若是出现一、二级负荷供电火灾问题时，需立即报警，严禁切断建筑电源。在日常管控，应合理加装指示灯，并在消防水泵房等场所设计排水及防水设施，避免自动喷水等装置运行后影响消防电源、灭火装备及相关配电设备的正常使用。设计人员可引进远程监控系统及DDC 控制系统，并接入城市火灾自动报警联网通信系统，起到实时监控消防设备有序运行、传输火警信息等作用。考虑到该建筑人员较为密集，火灾危害性较大，因此可设计电气火灾监控网络，加设远程遥控自动水炮灭火装置，并在餐饮区域额外设置可燃气体预警设备及感温火灾探测设备，在地下车库等场所加装点式感烟火灾探测设备，在变电所安装气体灭火设备，以便及时察觉火灾隐患。相关设计人员应注意各类电气火灾、消防电源、防火监控、智能集成等系统均具有统一的通信接口及协议，可实现信息的顺畅传输，及时反馈各类火灾警报状态及信息[2]。

2.3 升级照明系统

在设计照明系统时，应确保与各功能区间风格一致，并依据不同的使用要求调整照明气氛、质感、光色、色彩、色温、照度。照明设计指标如表2 所示。其中，商业街的营业区备用照明应达到以下标准。①照度应大于正常照明装置的10%，水平照度大于30Lx。②一般营业场所备用照明使用时间应小于5s，重要场所则需单独设计照明系统，启动时间应小于1.5s。③部分商店采用双电源照明交叉供电模式，可将正常照明作为备用照明，并通过区域总电箱进行线路切换。④疏散通道、安全出口、展览厅、餐厅、商超等人员密集区域应加装智能疏散照明装置，并在地面铺设蓄光疏散指示标志或视觉连续灯光。

表2 照明设计指标

另外，相关设计人员也应注意做好节能设计。①落实错峰供电系统，依据各区域用电需求调整供电方案，尽量避免系统变压器长期处于过载工作状态，利用调整负荷运行时间差的方式压缩供电系统容量，并按照季节差异设计独立的配电变压器。②选用节能装置，在变压器低压或高压侧集中加装无功补偿装置，确保将两侧功率因数控制在0.95 及0.9 左右，若是设备本身负荷平稳且容量大，可采取就地补偿的方式。③调整用电设计。需充分利用自然光，商超营业厅、门厅等可加装智能指明系统，各类通行、疏散区域则可利用定时开关、光电控制、间歇照明等方式进行控制。④做好漏电保护，所有插座回路、电开水炉回路、干手器回路、采用T 接地型式的室外照明回路均需额外加设设漏电断路器保护。漏电断路器动作电流大于30mA，且动作时间小于0.1s。

2.4 细化电气计量

在电气使用期间，相关设计人员需提前做好电气计量，避免出现电表漏装、区域划分混乱等问题，造成电力计量不准确，导致能源及资金的浪费。在方案设计中，可对液态共用装置及出租广告牌设计单独计量模块，将空调设备、公共照明、制冷机房等纳入商业街内部考核计量范围。大型租户可加装数显表，或定时出票，小型租户则可使用磁卡表。相关设计人员需参考供电设计方案的实际使用效率，设计不同的电力计量模式，提高计量结果的精准性[3]。

2.5 优化防雷系统

（1）在设计防雷系统时，需注意凡突出屋面的所有金属构件，如卫星天线基座、电视天线金属杆、金属通风管、屋项风机、金属屋面、金属物架、擦窗机及其轨道等均应以焊接的方式与接闪带连接，且焊接处应加涂防腐沥青。突出屋面的放散管、风管、烟囱等非金属物体可直接设置接闪带。

（2）若是利用低压配电的供电方式，需引进TN-S系统，使得保护地线、零线可分别接入接地点。

（3）变压器中性点接地、防雷接地、电气设备保护接地等需共用一个地级，且电阻小于0.5Ω，否则需额外加装人工接地装置。

（4）可利用等电位连接的方式，将建筑金属构件、保护干线、设备进线等构建为统一闭环。

2.6 完善交配电系统

在开展电气系统设计期间，需考虑建筑使用期间电路的最大载荷能力，并参考供电安全性及变配电的使用效能，设计科学的交配电系统。设计人员应选择适当的配电线路。本工程从110kV 的市政变电站引来两路10kV 电源，可利用分段配送的方式保证高压电及时运送至指定区域，确保每路高压均处于可承载负荷范围内，避免部分区域出现突发情况影响整个用电系统的运作，提高电力运行稳定性。在配送电压期间，则需要引进单母线，具体设计思路与高压电配送模式类似，但需额外增加变压器，以实现电力的平稳传输，使得电压在进入建筑后，各区间用电量差异不会影响电气的有序运转[4]。

2.7 加装公共配电箱

设计人员需在建设前期做好公共配电箱的设计工作，充分参考二次装修、业主装修要求需要等因素，预留充足的电源，维持建筑的有序运行。相关设计人员应注意做到以下3 点。①保留充足的电量，可依据具体建筑构造及各区域供电装置数量计算保留电量，有效提升其实际运行效率。②重视装修服务，将配电箱按照常用及应急两个层次进行划分，确保在后续的装修施工期间可精确找到电器配电区间，保证用电效率，避免出现不合理的浪费，且设计人员应综合考量储藏室、楼梯间等无须装修的区域，加装独立的配电箱，避免与公共配电箱形成相互干扰的关系。③控制公共照明，需确保各接触器均以岔开的方式完成供电，防止出现回路情况，导致大规模停电，进而造成严重的安全问题。

2.8 选择缆线及断路器

高压进线电缆由供电部门确定，其他高压电缆可选用规格为YJV-8.7/15kV 的交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆。低压出线电缆可选用规格为WDZ-YJFE-1kV 辐照交联乙烯绝缘，确保其可在90℃的条件下工作。应急（母线）出线、柴油发电机出线、变配电室至消防水泵房电缆需选用采用规格为NG-A 的隔离型柔性矿物绝缘防火电缆，确保其承受105℃的高温。电缆应尽可能明敷在桥架上，普通电缆与应急电源电缆应分设桥架或采取隔离措施，使其在竖井内距离大于300mm。若不敷设在桥架上，应穿SC 热镀锌钢管，并暗敷SC32 及以下规格的管线，明敷SC40 以上规格的管线。若是需要垂直敷设管线，应在适当位置增设拉线盒。其中，50mm2及以下，需每隔30m 设一个拉线盒，70～90mm2每隔20m 设一个拉线盒，120～240mm2每隔18m 设一个拉线盒，避免电力的不合理浪费[5]。

3 结语

综上而言，本文以思乐为置地广场二期1 号楼为例，对现有电气系统设计方案进行总结，从计算供电负荷、设计消防警报、升级照明系统、细化电气计量、优化防雷系统、完善交配电系统、加装公共配电箱、选择缆线及断路器等角度入手，提高电气系统的综合性、复杂性，同时积极响应国家对于降耗增效的相关要求，以此为广大群众提供舒适、高效、安全、便捷的商业综合体，满足多元化消费、服务需求。