某商业综合体改造项目电气设计要点分析

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摘 要：商业综合体体量大，用电要求较高，经过一定年限使用的商业综合体建筑难以满足当前建筑整体运行的可靠性、安全性及经济性要求，所以必须对旧的商业建筑进行改造设计。

在改造项目中，电气系统的优化设计尤为重要，对改造后商业综合体能否有效运行具有关键性影响。

本文以某地商业综合体改造项目为例，在该商业广场原有电气设计方案的研究基础上，基于商用建筑电气设计规范标准和建筑结构特点，对原有电气供配电系统、电气照明系统和空调系统等方面进行分析，提出合理的设计改造措施，以满足该商业建筑改造项目的整体设计要求。

关键词：商业综合体；改造项目；电气设计；供配电
［中图分类号］TU852 ［文献标识码］ A ［文章编号］1005-1783（2021）01-040-03
某商业综合体改造项目电气设计要点分析
徐俊冬
（上海市建筑装饰工程集团有限公司,上海 200000）
通常商业综合体存量项目经过三五年时间就需进行建筑维护和维修，否则会因其设施陈旧、供电系统老化、装修风格落伍等原因，难以满足人们日益提高的生活、工作、娱乐的要求。

对老旧项目进行升级改造成为老商业建筑再造项目的关键。

商业建筑改造是复杂的工程，尤其是电气施工项目，需要依据现行规范和建筑整体改造现状进行设计，同时也要考虑到建筑长期安全、稳定的使用功能，优化电气改造方案，从而确保改造项目的安全、可靠、经济性要求。

1 项目概况
本工程为某地生活广场改造项目，是多业态商业综合体，总建筑面积约102 200 m 2，建筑耐火等级为二级。

地上1～6层为商业、超市、餐饮和娱乐场所，1层设有消防控制室，7～22层为酒店及办公区域，地下2层为车库及设备用房，地下1层设有变电所和柴油发电机房，地下2层设有冷冻机房、消防泵房、生活泵房等。

此建筑原为家具城，现欲改建为免税店，其商场内部、建筑外立面需重新装修，并对供配电、照明、空调等进行部分功能改造，以达到商业综合体装修升级后体量变大，供电量增加的目的，并采取科学的节能降耗措施降低商业综合体运营成本。

2 改造设计范围
针对原有设备大量老化的问题，为满足商业综合体新
的功能需求，本工程拟对原有电气设备进行大规模改造，并增设新用电设备，保证改造后用电系统的正常和稳定。

电气设计根据相关设计规范标准和业主方要求进行改造和优化，改造设计范围：B1层～5层商铺内装饰改造，其中，公共区域走道已装修完成，但未进行功能调整，原有功能为家具城，现改为免税店（化妆品、奢侈品等），改造后的用电需求量增加；在外立面改造项目中，外立面增设1000kW 的LED 屏，用电负荷也相应增加；为了满足顾客舒适度需求，屋顶增设空调室外机，用电需求量也相应增大。

由此而知，本设计项目主要以供配电系统的改造为主，提升用电负荷设计值，确保改造后用电系统能安全、稳定地运行。

3 电气项目改造设计要点
3.1 供配电改造
（1）根据商场用电负荷分布情况将负荷分类为：普通照明、应急照明和楼梯间照明等照明负荷；消防泵、电梯、扶梯、风机等动力负荷；制冷机组、冷却水泵、冷却水塔、空调机、空调排风机等空调负荷。

针对用电负荷需求量的增加，需对低变电所、供电方式等相关电气系统适当改造和优化设计。

在进行现场调研的基础上，熟悉新旧图纸并了解业主方使用要求，提出合理、科学的改造方案。

原供电电源为两路10 kV 高压电源引至高压配电室，高压配电
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建筑设计理论
采用单母线分段接线方式，两路10 kV电源电缆直埋或沿
电缆沟敷设至室内高压配电室。

原变压器总设计容量为12
台，13 500 kVA，实际运行9台，容量为10500kVA。

按照当地规定，将部分商业供电与居民供电分离设置，商
业综合体物业负责管理工作。

改造后变压器总设计容量
为16300 kVA，其中商业10 700 kVA，共9台变压器
（如表1所示）。

新设计因用电容量增加，原两路10 kV
电源已经无法满足用电需求，依据工程实际情况，将两路
10kV增加为三路10 kV型高压交联电缆直埋或至室外环
网柜，再分别引两路10 kV至商用高压配电进线柜。

本工
程高压配电室位居地下一层，两进十二出，10 kV配电系
统为单母线分段放射式供给至各变配电室，高压柜为真空
断路器直流操作方式。

新设计中保留原有变电室及部分强
弱电机房，配电系统的设计参照现行规范标准要求。

表1 改造前后变压器容量
项目运行时期用电性质变压器容量/
kVA
变压器台数
改造前实际运行
商业97009
住宅8001
改造后实际运行
商业107009
住宅56006（2）LED显示屏供电方式与面积无关，只需低压直流电流，但无论是380 V还是220 V都需要经过降压和整流处理，对380 V和220 V的选择，取决于电网的负荷平衡因素，同时还与显示屏大小和本地电网容量有关。

本工程外墙增设的LED屏面积为20 m2以上，显示屏用电功率为1000kW，为了保证显示屏设备各器件运行稳定，需要AC220 V电流供电，两相以上电源线，并要求电网电压波动小于10%。

根据LED屏幕用电负荷的工作性质和运行工况，供电电缆截面要大于常规电线，并和分时上电系统配合使用，以免形成对电网的冲击，并预防出现显示屏供电源开关跳闸等故障，最大功率可以选择使用80%容量保留20%余量的方案。

同时，由于增设的LED屏为户外安装方式，需要对其配置专用配电柜，使用兼具显示屏、空调、风机等设备开关智能控制和环境温度监测功能的智能控制配电柜。

为了对漏电火灾形成有效防护，在电源进线总开关处安装防火漏电开关，当屏体内温度大于65 ℃时，控制器发出报警，系统自动断电，可防止火灾发生。

（3）针对外墙LED屏的避雷要求进行防雷接地设计。

如果根据LED屏幕的实际尺寸面积安装避雷针，避雷针的设计长度将高达7 m以上，给安装和维护工作造成困难，所以本项目设计采用安装两根3 m高的避雷针，按照建筑物防雷设计要求，将两根避雷针安装在距离显示屏两边5m处钢结构，显示屏配电箱安装一套电源防雷器，可承受40kA雷电流。

此外，因钢结构接地电阻大于10 Ω，可在钢结构旁设置一圈地网，用2.5 m长、4×40的镀锌角钢打入地下，做好显示屏金属外壳、避雷器和避雷针的接地安装。

（4）本工程建筑面积大，负荷需求分布分散，为了满足用电负荷要求，提高供电效率，新设计对水平及垂直供电路径进行了优化处理。

采用放射式或树干式实现电力配电，各层用电由各变配电室低压配电柜经过原电气竖井直接输送，水平敷设从电缆桥架引至各配电箱。

由于高低压柜及变压器设备陈旧，存在安全隐患，变电所消防联动设备和监控系统设备部分需要更新，设计将高低压柜更新为金属铠装抽屉柜，在进出线柜设置智能表，以实现负荷集中监控和调控管理功能。

此外，将照明、办公插座及其他动力线路区分设置，并安装分项计量装置。

3.2 照明改造
照明用电量占商场总用电量较大比重。

本工程由家具城改为免税店，因此对公共区域的照明要求有所提高。

原家具城使用的150 W金卤灯运行时温度较高，尤其在夏季产生较多热量，必须更换新型节能灯具解决光源低效和灯具照度不足的问题。

因此，本项目对传统照明方式进行优化设计，在设计、施工中均选用节能产品，使用LED灯对建筑物现有传统照明系统进行改造可以节省15%～20%的能源（如表2所示）。

营业厅公共走道使用三基色荧光灯，其他辅助区域使用节能日光灯具，建筑立面夜景照明的照明功率密度不超过规范标准，地下车库使用节能日光灯具，其他区域仍使用原照明系统，不再进行调整。

办公、营业、设备房等照度均应达到照度标准的要求，所有荧光灯均配备节能型电感镇流器，带电容补偿功能，单支荧光灯功率因数大于0.9。

变配电室、消防控制室、空调机房等照明由双电源末端切换供电，全部设为应急照明。

同时，在预留二次装修区域保留10%～20%的灯具作为应急照明，灯具安装高度在2.4 m以下应加PE线。

表2 照明改造项目节电率
改造项目金卤灯替换灯带替换合计
节电率/%14.29 3.0817.37
3.3 空调系统改造
由于商场原有空调系统负荷无法满足改造后的采暖和
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制冷需求，为了达到改造后提升商场档次、吸引更多顾客流量的目的，并考虑室内人员、灯光散热对空调负荷产生较大影响的因素，对改造后的负荷进行估算设计，在屋顶增设空调设备，提高改造后商场室内舒适度，实现改造项目的设计要求。

因为空调系统用电量占商场总量的50%左右，所以新设计中将节能改造作为工作的重点内容。

从项目的投资和节能两方面进行综合研究，选用高能效空调设备，空调系统拟采用水冷式冷水机组+风机盘管+独立新风系统或水冷式冷水机组+低速送风的全空气空调系统方案。

机组设置在电量负荷集中位置，以降低管网造价。

将冷却塔置于屋面，根据商场使用功能的要求和具体应用情况，将冷冻水系统分三路设计，即1～6层为第一路，与消防立管合并使用同一管井引出地下室；7～22层分别为第二路和第三路，与两根冷却水管一起由地下二层送风竖井引出地下室。

由于1～6层营业区域面积较大，功能复杂，进行空调安装方案的选择时要综合考虑建筑平面布局、层高和梁高等影响因素，以及业主方对吊顶高度和使用面积的要求，因此本设计采用风机盘管+独立新风系统方案。

营业区域设置的新风机根据具体情况采用吊挂式安装方式置于吊顶内，不占用营业使用面积。

为了解决风机盘管台数多且布置分散的问题，本设计采用分组单元控制方法，将风机盘管进行分组后，在每组的总回水管上按比例设置电动二通阀，再增设温度控制器。

在原有建筑中增设空调系统，会受到建筑平面布局、层高、梁高等诸多因素的影响，增大设计和施工的难度。

改造设计应充分结合原建筑的结构特点，合理利用建筑空间，并注意增设的冷水机组、冷却塔等设备重量能否满足原有建筑结构楼板的承重荷载设计，避免因荷载过大发生施工安全事故。

4 结语
综上所述，商业综合体电气改造项目可解决电气设备陈旧、技术落后、管线老化和线路复杂等安全隐患问题，改造后提高建筑物的整体质量和使用功能，达到商业服务水平提升的目的，发挥商业建筑更大的使用价值。

本项目主要针对商业综合体整体改造项目中电气系统的优化设计方案进行研究，新设计能够较好地符合规范标准和业主要求。

根据项目实际情况，通过调整供电方式满足改造后商业综合体电气设备用电负荷量增加的要求，从而解决了改造前的用电安全隐患问题，整体提高了商业综合体的运营可靠性和经济性。

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