09 商业综合体供配电设计探讨_李祺

http: / www. jzdq. net. cn Abstract：A detailed discussion is conducted on the HV / LV power distribution scheme，load density anddesignconsiderationsofpowersupply& distribution design of commercial complex based on different commercial modes. Key words：commercial complex；power supply & distribution design；configuration of substation and distributionstation；loaddensity；powersupply scheme；operation management；intelligent emergency lightingandevacuationinstructionsystem；energy consumption monitoring 摘要： 结合商业综合体供配电设计实例， 根据 商业模式， 对高低压配电系统方案、 负荷密度、 设计 注意事项等方面进行详细论述。 关键词： 商业综合体； 供配电设计； 变配电所设 置； 负荷密度； 供电方案； 运营管理； 智能应急照明 及疏散指示系统； 能耗监测 中图分类号：TU852文献标识码：A doi：10. 3969 / j. issn. 1003 - 8493. 2017. 03. 008 0引言 商业综合体是将城市中商业、 办公、 居住、 文 化、 娱乐、 旅店、 展览、 餐饮、 会议、 文娱等组合在 一起， 形成一个多功能、 高效率、 复杂而统一的庞大 综合建筑群。 有资料介绍：2014年上半年全国主要 城市商业综合体存量面积超过3. 0亿m2， 至2015年， 这 一 数 字 将 达 到3. 6亿m2，2016年 以 后 则 突 破 至4. 3亿m2。2014年国内主要城市综合体个数达885 个， 较2013年增长24. 47 %；2015年主要城市的综 合体数量将突破1 000个； 至2018年， 商业综合体 的年供应量将维持在1 200个左右。 商业综合体开 发， 从资金沉淀能力、 选址、 设计规划、 招商营运等 各个环节都对开发商的综合营运能力要求非常高， 必 然也给设计带来了极大的挑战。 1项目概况 该综合体总建筑面积32. 32万m2， 用地面积 3. 86万m2。 地下共2层， 负二层为汽车库， 负一层 为汽车库、 精品超市和商业街， 裙房地上共5层商 业， 一层为黄金珠宝、 鞋类皮货等， 二层为男装、 女 装等， 三层为儿童乐园、 儿童早教、 孕装等， 四层为 餐饮区， 五层为餐饮、KTV和影剧院。 地下车位 958个， 地面单设停车楼车位444个， 室外车位6个， 塔楼为3栋26层酒店式公寓，1栋25层办公。 建设方的商业项目操作经验非常丰富， 有自身的 设计标准、 交付使用标准和管控要点， 设计之初需要 仔细阅读理解， 并依照国家相关规范执行。 项目平面 功能示意如图1所示。 2供电方案 2. 1公变与专变要求 根据苏州地区供电规定， 自持部分采用专变供 电， 可分割销售部分采用公变供电， 公变设计需执行 江苏省电力公司苏电运检 201336号文件 新建 居住区供配电设施规划设计导则。 最终确定本项目 地下车库及裙房商业采用专变供电，4栋塔楼 （含公 Discussion on Power Supply & Distribution Design of Commercial Complexes LI Qi（Suzhou Huazao Architectural Design Co.，Ltd，Suzhou215128，Jiangsu Province，China） 李祺 （苏州华造建筑设计有限公司， 江苏省苏州市215128） 商业综合体供配电设计探讨 作者信息 李祺， 男， 苏州华造建筑设计有限公司， 研究员级高级工程师， 副总工程师。 供电与配电 商业综合体供配电设计探讨 （李祺） 171 39 Ma r .2 0 1 7 V o l. 3 6 N o . 3 http: / www. jzdq. net. cn 誖 BUILDING ELECTRICITY2017年 第 期3 图2变电所分配示意图 Fig. 2Schematic diagram of substation distribution 图1项目平面功能示意图 Fig. 1Schematic diagram of plane functions of the project 寓楼和办公楼） 采用公变供电， 如图2所示。 2. 2变电所和柴油发电机房位置 a.图2中左向为北， 北区首层设开闭所1座 （5 m 10 m）， 南区首层设开闭所1座 （5 m 10 m）。 b.北区负一层设4 800 kVA公变1座 （18 m 10 m）， 供北区1栋酒店式公寓。 c.南 区 负 一 层 设4 800 kVA公 变1座 ， 4 1 000 kVA公变2座 （公变每个18 m 10 m）， 供 北区1栋酒店式公寓、 南区1栋酒店式公寓和1栋办 公楼。 d.北区负一层设专变1座 （2 1 250 kVA + 2 2 000 kVA）， 供北区裙房和地下室。 e.南区负一层设专变1座 （4 2 000 kVA + 3 1 250 kVA + 1 800 kVA影院专用）， 供南区裙房和 地下室。 f.负一层设置柴油发电机房提供消防负荷和 重要负荷的备用电源， 北区、 南区各1座， 北区为 常用功率1 500 kVA / 1 200 kW 1台， 南区为常用功 率1 500 kVA / 1 200 kW 2台。 2. 3高压配电方案 a.每个开闭所设三段母线及联络开关， 由每个 开闭所的I段、III段母线馈线至1#、2#公变和3#、4# 公变的I段、II段母线， 公变总供电容量11200 kVA。 b.专变总供电容量19 050 kVA， 分别由北区开 闭所I段、III段母线和南区开闭所的I段、III段母 线引入4 500 kVA、4 500 kVA、4 800 kVA、5 250 kVA 共4路10 kV电源至总配电所， 总配电所设在南区负 一层， 高压不联络， 再由总配电所引至北区和南区专 变供电。 c.低压主接线采用单母线分段的接线方式， 每 两台变压器为一组， 互为备用， 分别设有母线联络开 关， 两个低压进线开关及母联开关采用三锁两钥匙。 一级负荷中特别重要的负荷设有专用母线， 除采用两 路供电外， 还设有柴油发电机组作为备用电源。 所有 消防负荷及重要负荷的配电均由两路变电所低压系统 两段母线上引出的配电干线， 在配电末端设置双电源 自动切换箱进行配电。 2. 4负荷密度 我们知道负荷密度与业态密切相关， 相差很大。 全国民用建筑工程及设计技术措施 （2009）电气 中2. 7. 6条规定大中型商业建筑单位面积的用电指标 为60 120 W / m2。 但实际用电需求由于在招商过程 中商家的不确定性， 楼层功率负荷密度的把握比较困 难， 尤其是餐饮商家的不确定对负荷密度影响更大。 现在城市商业综合体的规模体量越做越大， 商业部分 172 40 http: / www. jzdq. net. cn 代表商户面积/ m2供电标准 UNIQLO1 000 2 000 照明插座及过渡季节另行增加分体空 调110 115 W / m2（不含空调季节用 空调） 新时代 美食广场 1 000315 A断路器 金钱豹2 000 5 000 厨房设备800 kW左右 （含100 kW 油烟设备） 照明及其他设备按200W / m2计算 如采用VRV系统， 需另增加室外 主机负荷及室内机电热负荷 海底捞 1 600230 260 W / m2 王子厨房1 000 3 000300 kW以上 小肥羊300 500200 kW 麦当劳350 500500 A断路器 必胜客 肯德基 350 500 面积大于350 m2，500 A断路器 面积小于350 m2，400 A断路器 棒约翰无特别要求400 A断路器 真功夫350 500YJV - 4 95 + 1 50电缆 味千拉面350 500400 A断路器 意粉屋200 1 000230 260 W / m2 一茶一座200 500230 260 W / m2 星巴克100 200200 A断路器 可颂坊80 kW 汉堡王400 A断路器 好乐迪 钱柜 3 000230 260 W / m2 常规维持在总面积的20 % 30 %， 但从近两年的几 个项目需求来看， 餐饮以及娱乐设施在商业业态中比 重上升， 达到40 %以上。 有烘烤要求的餐饮， 如果 没有燃气供应， 用电量要求更高， 特别是公安部公消 （2016）113号文件发布规定： “设置在地下的餐饮场 所严禁使用燃气”。 以上各种变化， 意味着用电指标 把控难度更大。 该建设方对于旗下综合体的规划与要求已有成熟 的运营模式， 并有大量稳定的长期战略合作伙伴的知 名商家， 有着较为详细的设计标准。 部分确定餐饮商 家用电资料如表1所示。 2. 5裙房低压配电系统 由表1可见， 单个餐饮用户的负荷密度非常高， 但个人认为用户的负荷特性分析并不是单纯地压缩或 抬高单位功率密度值， 提高变压器装机容量。 而在于 综合制定单位负荷密度， 也要兼顾不同负荷峰谷时段 变压器的运行效率等因素， 使之趋向合理。 裙房商业 虽然楼层不高， 地上只有5层， 之前建设方的干线方 案采用放射式电缆沿每个竖井至楼层配电， 但施工图 设计介入后， 发现楼层虽然不高， 功能分区比例也大 致确定， 但大的功能分区可能会根据招商调整， 故建 议干线供电采用密集母线， 每层在母线上多预留1个 插接口， 楼层总配电柜的出线断路器采用电子脱扣 器， 楼层总配电柜至每个商家的馈线电缆暂不设计施 工。 虽然一次施工时造价会有所增加， 但二次装修配 合阶段， 母线容量基本没有调整， 只要根据具体商家 需求在现场调整楼层总配电柜内各出线断路器整定 值， 再确定各商家用户进线电缆即可。 重复设计工作 量大大减少， 设计修改周期也缩短。 同时避免了原放 射式电缆供电方案有可能调整或更换楼层主干进线电 缆引起造价增加的不可控和电缆更换采购需要的订货 周期。 一个商业项目， 一般一次土建设计施工周期相 对会比较充裕可控， 但商家最终确定节点会滞后很 多， 等商家确定到商业开张运营留给二次装修的设计 施工周期相当紧张。 商业项目限定了严格的开业时 间， 如不能如期开业， 建设商将面对众多商家的索 赔， 受到的经济上、 信誉上直接和间接损失是惨重 的。 设计院提出的干线方案从具体实施来看， 造价是 可控的， 在整个建安成本中比例增加极其有限， 二次 设计时间短， 又能满足后期施工抢工的进度需求， 建 设方非常满意。 设计方在设计提资时要求建筑平面布 置时每个防火分区至少设置1个强电竖井， 且尽可能 设在防火分区负荷中心， 并对公共区域开门检修， 尽 量避免因商业布局影响电缆竖井进出线电缆走向和减 少与各主力店、 小业主商家协调配合交接冲突工作。 变电所低压母线出线数量确实很多， 从2个专变共计 引出16根密集母线， 但地下室层高6. 35 m， 母线经 过合理布置和路径优化， 满足了建设方公共走廊净 高需求。 现选择一路由变电所引出母线计算如表2 所示。 3公变设置 本项目地下共两层， 专变设在地下一层， 未设置 表1部分餐饮品牌提供的供电标准 Tab. 1Power supply standards of certain catering brands 供电与配电 商业综合体供配电设计探讨 （李祺） 173 41 Ma r .2 0 1 7 V o l. 3 6 N o . 3 http: / www. jzdq. net. cn 誖 BUILDING ELECTRICITY2017年 第 期3 图3商业价值的垂直递减原则 Fig. 3Vertical lapse principle for commercial value 注：WL402#选择1 250 A密集母线， 对于事故时需切入柴油发电机用电负荷的备用回路由变电所另行引入， 负一层设总配电柜放射 式每层供电。 在最底层， 符合JGJ 16 - 2008民用建筑电气设计 规范4. 2. 2条规定： “配变电所可设置在建筑物的 地下层， 但不宜设置在最底层”。 但对于公变， 苏州 地区曾经发生过住宅小区集中地下汽车库设小区变电 所， 因连续特大暴雨排水不畅导致变电所被淹停电， 车库排水泵停止工作， 车库内大量汽车被淹损失惨重 的经历。 之后苏州供电部门内部强制规定公变不得设 在地下室。 由图3商业价值的垂直递减原则： 商业空间一层 的人气最旺， 商铺价值最高， 按照竖向交通的层数依 次递减。 本项目4座公变建筑面积共720 m2， 如设在 一层， 商业价值的损失可想而知。 更为致命的是， 如 设在一层， 为保证一层商业内街的主空间商业价值， 只能设在四周次空间。 一层平面四周沿街面需要设置 52部楼梯，3部室外梯，8个汽车出入口，4个非机 动车库出入口，4栋塔楼的入口门厅大堂， 排风机房 和空调机房若干， 消防监控中心，2座地面开关站。 如再加上4座公变， 基本很少有布置沿街面商铺的可 能性， 建设方无法接受如此平面布置。 笔者虽不是建 筑师， 但也充分理解商业地产合理的功能流程和空间 布局是商业项目成功运营的基本保障。 江苏省电力公司苏电运检 201336号文件中 表2WL402#母线槽电力负荷分配表 Tab. 2Power load distribution of busbar WL402# 用电范围用电名称 用电密度 /（W / m2） 面积 / m2 额定功率 / kW 功率因数 cos 需要系数 Kx 计算功率 / kW 一层餐饮、 商铺 大型餐饮正常电源3203891240. 80. 787 餐饮事故照明及冷柜 （事故时切换至发电机供电）30389120. 80. 89 一层商业 普通电源 （含专柜）69836580. 80. 846 事故照明 （事故时切换至发电机供电）1183690. 80. 87 三层餐饮、 商铺 大型餐饮正常电源32050160. 80. 711 餐饮事故照明及冷柜 （事故时切换至发电机供电）305020. 80. 81 三层商业 普通电源 （含专柜）69653450. 80. 836 事故照明 （事故时切换至发电机供电）1165370. 80. 86 三层小商铺 普通电源 （含专柜）69250170. 80. 814 事故照明 （事故时切换至发电机供电）1125030. 80. 82 大型餐饮正常电源32030100. 80. 77 四层餐饮、 商铺 餐饮事故照明及冷柜 （事故时切换至发电机供电）303010. 80. 81 普通电源 （含专柜） 事故照明 （事故时切换至发电机供电） 大型餐饮正常电源 餐饮事故照明及冷柜 （事故时切换至发电机供电） 普通电源 （含专柜） 事故照明 （事故时切换至发电机供电） 一层空调风柜 三层空调风柜 四层空调风柜 五层空调风柜 69 11 320 30 69 11 855 855 526 526 188 188 59 9 168 16 13 2 50 25 27 16 689 0. 8 0. 8 0. 8 0. 8 0. 8 0. 8 0. 8 0. 8 0. 8 0. 8 合计计算功率/ kW 0. 8 0. 8 0. 7 0. 8 0. 8 0. 8 0. 8 0. 8 0. 8 0. 8 47 8 118 13 10 2 40 20 22 13 520 四层商业 五层餐饮、 商铺 五层商业 空调 合计额定功率/ kW 174 42 http: / www. jzdq. net. cn 有说明：“开关站、 配电室原则上应在地面一层单独 设置， 没有条件时可与建筑相结合， 如受条件所限且 建筑物有负二层的， 可设置在地下， 但必须做到： 开 关站、 配电室设置在负一层， 配电室的净高度不小于 3. 6 m， 地下二层的层高不小于2. 2 m， 且其建筑面 积不小于地下一层。 开关站、 配电室应有相应的通风 和排水设施， 同时如采用该方案必须经各单位内部相 关部门会审， 公司领导审批方可实施。” 根据该说明 的理解， 设计方配合建设方多次与供电部门沟通协 商， 并采取以下多种技术措施作保证： a.变电所和柴油发电机房的土建采取防渗措 施， 以及电缆入户管的防水处理方案。 b.变电所地坪抬高大于300 mm， 设100 mm高 门槛。 c.变电所电缆沟微小坡度， 最低处设置集水 池， 内设排水泵。 d.负一层的排水泵除了两路可靠市电外， 提供 柴油发电机作为备用电源。 e.确保负二层建筑面积不小于负一层。 最后说服供电部门同意公变设在负一层， 确保一 层商业价值能得到最大程度的体现。 4其他注意事项 4. 1智能应急照明及疏散指示系统 本项目为大型商业建筑， 根据JGJ 48 - 2014 商店建筑设计规范7. 3. 10条： “大型商店建筑的 疏散通道、 安全出口和营业厅应设置智能疏散照明系 统。” 本项目在负一层商业及1 5层裙房设置智能应 急照明及疏散指示系统， 疏散通道地面设置保持视觉 连续的灯光疏散指示标志， 控制器与集中电源、 集中 电源至分配电装置、 集中电源式集中控制型标志灯及 照明灯均具唯一的地址编码。 4. 2能耗监测管理 本项目为绿色一星建筑， 设置了能耗监测管理 系统， 配电柜出线回路采用多功能仪表， 表计具备 监测电流和有功电度计量的功能， 非出租区域根据 照明插座、 电热等按楼层和区域并结合功能进行计 量， 出租区域按出租单元计量， 空调系统按照物业 管理归属单独计量。 能耗监测点位设置、 数据传输 模式按照DGJ32 / TJ 111 - 2010公共建筑能耗监测 系统技术规程 要求设计。 4. 3矿物绝缘电缆 根据江苏省公