李柱涛
首都医科大学附属北京佑安医院 100069
摘要：
“商业综合体”其详细内容是把城市内部涵盖的从事商业活动的区域、进行办公的场所、供给居民居住的建筑、酒店服务、展览以及城市交通运输等城市当中的生活空间中超过三种的实施组合，同时在所有区域之间树立起一项互相之间进行依存、帮助成长的、可以动态变化的联线，以此形成一个具备多种城市性能、提升生活效率的综合体。
对于综合体类型的建筑物构造而言，对供配电部分实施的设计工作极为重要，此类建筑面积大，业态多样，不确定性高，涉及的系统复杂，电气专业作为末端专业，设计难度非常大。其设计工作是否存在科学性，对综合体类型的建筑物实施的供配电工作的发展水平的大小存在直接的关联以及影响。所以，对于从事供配电设计工作的相关人员而言，必须强化对于这部分工作的高度重视，同时在对线路进行设计期间，其所应该具备的高效性应该进一步提高。
基于此，本文结合商业综合体供配电设计实例，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
前言
随着城市的发展，商业综合体应运而生。它是多个使用功能不同的建筑空间组合而成的建筑群，其合理性在于节约用地、缩短交通距离、提高工作效率、发挥投资效益等。商业综合体将城市中商业、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。商业综合体通常位于城市交通网络发达、城市功能相对集中的区域，拥有与外界联系紧密的城市主要交通网络和信息网络。高楼林立的景象，城市的标志；人口密度大，昼夜人口、工作日与周末人口，功能不同而形成互补。建筑风格统一，各个单体建筑相互配合、影响和联系；与外部空间整体环境统一、协调。实现完整的工作、生活配套运营体系，各功能之间联系紧密，互为补充。
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1000个；至2018年，商业综合体的年供应量将维持在1200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。
随着城市的高速发展，人口的增长，商业综合体的需求越来越大。此类建筑面积大，业态多样，不确定性高，涉及的系统复杂，电气专业作为末端专业，设计难度非常大。因此，有必要针对此类建筑的供配电设计进行研究。
1.项目概况
嘉品mall为我公司开发建设的商业综合体类项目，位于北京市朝阳区。该项目占地面积1.77万平米，总建筑面积约9.7万平方米，建筑高度30米，地上5层，地下4层。项目地上由商铺、餐饮、文化娱乐、电影院组成，地下一层和地下二层主要以超市为主，地下三层四层为车库和机电用房。项目是融汇了购物、餐饮、休闲娱乐、生活服务为一体的城市购物中心。
2.高压供电及机房设置
2.1电源
为确保本项目供电的可靠性、安全性、机动性和适应性，本项目拟由附近的落成不久的区域配套新城10kV开闭所向本项目提供2回路10kV电源，该10kV市政电源沿本项目建筑南侧以电缆形式引入位于本项目建筑地下一层南侧的10kV高压分界室，经该分界室内的环网柜向相邻的本项目10KV配电室内的10KV配电设施供电。
根据可提供的2回路10k∨供电电源，10kV配电系统由单母线分段构成，两段10kV母线之间设置母线联络，从而使本项目在正常运行时其2回路10k∨供电电源可以实现互为后备。
两段母线正常工作时为单母线分段运行；当一路可供相邻两段母线100%负荷的电源线路发生故障断电时，另一路电源负担两段母线的100%负荷量，此时手动授入母线联络，母线联络断路器与两段母线上的两个进线断路器应可靠闭锁。
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图1.10/0.38kv变配电系统示意图
2.2计量
本项目采用在10K电源进线侧设专用计量柜，对10K∨进行总计量。
2.3供电负荷
按照国家相关的现行规程规范条款同时结合业主对本项目未来营运及可持续性发展的要求，本项目在本阶段的负荷估算如下：
总体供电负荷估算：10640kA【商业车库(照明+动力)+(电制冷组辅助动力】
总体变压器安装容量：14400kVA
建筑面积：98968.00m2
总体负荷用电指标：147va/m2
2.4变电所机房位置
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2.5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11200kVA。
b.专变总供电容量19050kVA，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4500kVA、4500kVA、4800kVA、5250kVA共4路10kV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。
2.6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60~120W/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。
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6.35m，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。
表2WL402母线槽电力负荷分配表
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3.公变设置
本项目地下共两层，专变设在地下一层，未设置在最底层，符合电气设计规范规定。但对于公变，该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。之后该省供电部门内部强制规定公变不得设在地下室。
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720m2，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。
电力公司运检文件中有说明：“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3.6m，地下二层的层高不小于2.2m，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300mm，设100mm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、数据传输模式按照要求设计。
4.3矿物绝缘电缆
根据我市公安厅消防局“关于明确大型、特大型商业建筑消防设计和监督管理工作有关问题的通知”中要求，本项目的消防配电线路采用矿物绝缘电缆。
结论：
以上是笔者在商业综合体供配电设计的一些体会。商业综合体项目需要解决的问题复杂多变，处理不好就可能造成工期延误和造价增加，电气设计时需充分了解、领会建设方的意图以及建设方的设计标准、交付使用标准和管控要点，读懂项目的商业模式，设计需要为商业项目的定位和今后运营服务，并结合国家规范和相关规定执行，与建设方的各部门和设计院内各专业进行大量的协调沟通和平衡工作，才能更好地完成商业综合体的电气设计。
参考文献：
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