商业建筑电气设计的要点

商业建筑电气设计的要点 摘要：目前各种商业建筑如雨后春笋一般，成为了近期开发量较大的建筑种类之一。其建筑规模较大，业态众多，管理复杂，对于电气专业设计来讲，难点还是很多的。本文主要从供电负荷计算、电梯设计、断路器及导体的选择、配电箱设置、变电系统防雷接地和应急照明系统及消防联动系统设计几大方面详细探讨了商业建筑电气设计的要点。  关键词：商业建筑；电气设计；负荷；电梯；应急照明  　　各种商业业态供电负荷的计算  　　 （一）商业建筑负荷的特点  　　1、用电量大  　　商铺的用电负荷大，远大于《全国民用建筑工程设计技术措施》一般商业120w/m2的指标。不同类型的商铺，不同饮食文化背景（中餐和西餐）的餐饮差别也很大。  　　负荷的不确定性大  　　负荷的不确定性大，建筑单位往往会根据市场租户的需求，不断调整商铺的性质，使得负荷总在动态变化之中。  　　负荷计算缺少依据  　　目前未有明确措施对大型商业建筑下的商铺设定参数指标，工程设计中的负荷计算缺少依据，只能依据设计人员凭借以往的工程经验进行计算。  　　 （二）各种商业业态的供电负荷参数选择  　　普通的住宅及办公目前皆有比较公认的计算方式及参数取值，唯独商业业态难以估算，根据经验，商业综合体建筑，其规模一般在25万平米～50万平米，以某35KV供电地区为例，根据实际使用情况的统计分析，可总结如下：  　　高档百货及超市部分，整体供电指标应在130～160W/㎡，家电卖场应在110～120W/㎡，服装、银行类应该在80～100 W/㎡，酒店应在110～140 W/㎡。  　　对外出租的商业街（包含餐饮业态），其总供电指标应在80～100 W/㎡。根据以上负荷估算的结果可以作为选择变压器的参考，但是平面内各个商业由于签约的商务条件要求一般较高，其配电开关及供电电缆需要再放大，在干线处或变压器侧再通过选择适当的需要系数来使其符合运行的要求和实际，并且降低初投资。此处的系数取值比较关键，需要丰富的经验去核准。根据实际测量，一般来讲商户要求提供的电量的实际最大使用率为40%～70%左右，一般在50%以下。  　　 （三）需要系数的选择  　　参数确定后，需要进行负荷计算。一般采用需要系数法，计算过程不再赘述。需要探讨的是需要系数的选择，这在各种“规范”及“技术措施”中也没有明确的要求，根据多年的设计体会认为，在配电最末端商铺内户箱或层配电箱计算时，K一般取1，在各回路干线计算时，K取0.7～0.8，在变电所各配电变压器计算时K取0.4～0.6。  　　商业建筑中电梯的设计要点  　　 （一）电梯的配电设计  　　电梯的工作机制是重复短时，其计算功率及计算电流与其负载率有关。通常多台电梯，在计算容量和电流时按长时工作制考虑，但如果两台及以上电梯处于频繁的短时工作制，计算容量和电流时应按短时工作制考虑。交流客梯额定值的负载率取60％；直流客梯额定值的负载率取40％。使用需要系数法计算时，应将额定负载率一律换算到25％的等效值。  　　 （二）电梯的供电  　　电梯的供电应该从变压器低压出口处分开自成供电系统。一般采用两种负荷电梯的供电电源，一级和二级负荷供电电源，在设计的时候也不同：一级负荷供电电源应该采用两个电源送至最末一级配电装置处，并自动切换；而二级的负荷供电电源应该采用两个回路送至最末一级配电装置处，并自动切换。  　　 （三）主开关选择  　　电梯电源设备的馈电开关宜采用低压断路器。电梯的控制及过载保护应属2类配合20级，由供应商负责选择和整定。  　　 （四）电梯的主开关和保护装置  　　每台电梯应装设单独的主开关和保护装置，并设置在机房内便于操作和维修的地点，应能从机房人口处方便、迅速地接近。主开关应具有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力但不应切断照明、通风和报警、轿顶和井底插座。  　　断路器及导体的选择  　　由于商业建筑项目房间用途的不确定性，在选择断路器和导体时必须考虑一定的裕量以满足调整造成的负荷变化。根据这一特点，可在设计中较多使用插接母线供电，既可以满足大载流量的要求，又使供配电灵活性加大，在每层竖井中均预留备用插接箱，以便在变化时，可根据上下层负荷的变化进行调整。  　　例如，某竖井一段母线负责1～3层供电，当1层由于变化容量增大，而3层容量减少时，就可使用1层的备用插接箱把3层富余的容量配给1层使用。在变电所这级配电中，选择断路器时要选整定值可调整的断路器，以便在末端负荷变化时调整整定值，在母线和互感器的选择上一般按断路器框架值来选。  　　配电箱的设置要求  　　 （一）层配电箱的设置  　　根据商业建筑内各层防火分区的划分，分别在各层编号为A～K竖井内设置层照明配电箱为各商铺供电，各商铺的供电采用一对一放射式供电。需要指出的是由于各层的业态比较复杂各层的防火分区上、下层不对应，使得有的竖井在负责本防火分区供电的同时，还要负责相邻的防火分区的供电。在设计时，采用了就近原则，同时也考虑到整条干线负担的负荷情况，尽量使各个竖井内负荷比较平衡。  　　 （二）户配电箱的设置  　　在商业地产设计中，往往只为商铺设计一个电表箱，而出线回路由用户根据自己的需要进行二次设计，但是商铺内风机盘管的供电很难解决，无法进行空调系统的整体调试。因此通用的做法是在电表箱内增加一个断路器为风机盘管供电，另一路为用户二次设计时使用。  　　 （三）公共区域配电箱的设置  　　考虑到商业建筑的公共区域将来需要二次装修，必须预留电源。此处的设计需要考虑以下几点：  　　电量预留多少的问题  　　其中照明用电可根据GB50034-2004 《建筑照明设计标准》，商业建筑照明功率密度值计算，高档超市营业厅为20 W／m ，根据“装饰性灯具总功率的50％ 计人照明密度计算值” 的规定，采用的预留标准为40 W／m。  　　为方便装修设计，在每个防火分区内设置了公共区域照明配电箱和应急照明配电箱， 以便明确装修设计的电气配电分界点。  　　将楼梯间、储藏间等不需要做装修的部位，单独设置配电回路或配电箱，尽量不从公共区域预留精装用电的配电箱内馈出。  　　公共区域照明的控制，大部分采用两种方式，即C—Bus系统或BA系统控制，利用c—Bus的优点是控制比较灵活，可按每一路馈出控制，也可调光控制；缺点是造价较高。利用BA系统控制优点是造价低，控制简单；缺点是由于交流接触器为三相，控制时可能会三路同时开或者同时关，在装修设计时需将各接触器馈出回路岔开供电，避免造成故障时大面积停电。  　　五、变电系统的防雷接地设计  　　一个大型商业建筑的变电系统是否完整，直接关系到整个建筑的供电功能，如果频繁发生供电功能异常的情况，那么将影响到该商业内部的运营情况。建筑物的防雷装置应满足防直击雷、防雷电感应及雷电波的侵入，并设置总等电位联结。   　　变电系统是电气防雷系统最重要的组成部分，如果变电系统发生了雷击事故，将会造成整体停电，因此要求变电所具有良好的防雷设施。安装避雷针是变电所防雷的主要措施，需要对避雷针的保护范围进行计算，从而制定相对应的措施，以保护变电所免遭雷击。在设计该项目变电所需的避雷针时，需要引用保护系数并与避雷针的有效高度之间进行取值，通过计算而得到防护范围，以真正达到避雷针防雷击的效果。  　　六、商业建筑应急照明系统及消防联动系统设计  　　 （一）应急照明系统的设计要点  　　商业建筑可在商场部分设置应急照明系统，主要包括备用照明和疏散照明。正常照明因故障熄灭后，备用照明能够确保商场正常工作，以及商场的经营安全。疏散照明用来确保人员的安全疏散。  　　应急照明的控制采用两种方式，对于疏散楼梯间的应急照明平时由现场双控开关控制，一旦发生火灾，由消防控制中心发出控制信号，使应急电源箱输出回路控制线的接触器投入运行，这样不论现场双控开关处于何种状态，应急灯都会被强行接通。  　　对于商场经营环境的应急照明，作为普通照明的一部分，平时由楼宇自控系统控制，一旦发生火灾，由消防控制中心发出控制信号，在应急电源箱内通过控制模块强行转入消防运行状态，这样就能确保商场内应急灯具投入运行。对于疏散指示标志灯，考虑到其能耗较小，该设计不作控制，使其一直处于工作状态，以应付突发事故，并有利于及时发现指示灯的故障。  　　 （二）消防联动系统电气设计  　　在1层设有两个消防控制室，一个为商场用，为主消防控制室，另一个为住宅及地下室用，为辅助消防控制室。商场用报警控制器为主机，商场办公用报警控制器为辅机，主机与辅机之间联网，并且主机能够监控辅机及其系统。如果发生火灾，消防指挥人员在主消防控制室就能够监控整个大楼的消防报警系统。  　　商场用消防控制室的报警控制设备由火灾报警控制器(联动型)、多线控制盘、CRT显示器、打印机、应急广播设备、消防直通对讲电话主机、电梯监控盘和电源设备等组成。多线控制盘能够远程手动控制商场、办公及地下室的排烟风机、正压送风机、喷淋泵、消火栓泵等。消防直通对讲电话系统主机将商场、办公、地下室等的消防电话插孔、固定电话等连成一套系统。  　　办公及地下室用辅助消防控制室的报警控制设备，由火灾报警控制器(联动型)、CRT显示器、打印机、应急广播设备、电梯监控盘和电源设备等组成，不再设计多线控制盘及消防直通对讲电话系统主机。 　  　　结语  　　综上，商业建筑是一个不断变化及进步的建筑形态，电气设计也应随其特点进化方可适应各方的要求。随着商业设计项目越来越复杂，需要设计人员不断地提高设计水平，精心设计，从而做出精品工程。  　　参考文献  　　[1]杨恺.某综合型商业建筑的电气设计问题分析[J].机电信息，2011.21.  　　[2]崔长生.建筑电气设计安装存在的问题与解决措施探讨[J].科技创新导报，2010.3.  　　[3]JGJ16—2008民用建筑电气设计规范[S].机械工业出版社，2008.   5