某办公楼改造工程电气设计及总结

Electrical Design and Summary of an Official Building Ｒeconstruction ProjectZhang Li 某办公楼改造工程电气设计及总结张力( 北京市建筑设计研究院有限公司，北京100045)摘要既有建筑改造是电气设计中的一项重要内容，与新建工程的电气设计相比有其特殊性。

本文以某办公楼改造电气设计为例，通过对该工程设计的总结和分析，提出了既有建筑改造工程的电气设计要点及绿色节能设计方法。

关键词既有建筑改造节能改造节能诊断节能改造综合评估绿色设计BIM 设计A b s t r a c t T he elect r ical desi g n f o r r ec o nst r ucti ng o ld a r chitecture is an i m po r tant pa r t inelect r ical desi g n，it do es no t like the elect r ical desi g n f o r ne w buildi ng s．T his pape r takesthe elect r ical desi g n f o r an o ld buildi ng f o r e x a m ple，it s um m a r i z es and anal yz es the de-si g n，pr o po unds the ke y po ints o f the elect r ical desi g n f o r o ld buildi ng r ec o nst r ucti o n andthe m et ho d o f g r een and ene r gy c o nse r v ati o n desi g n．Keywords the electrical design for old architecture reconstruction，energy conservationreconstruction，energy diagnose，comprehensive evaluation of energy conservation recon-struction，green design，BIM design0 引言既有建筑改造是电气设计中的一项重要内容，不同于新建建筑的电气设计。

新建建筑好比是一张白纸，有较大的发挥余地。

既有建筑改造电气设计要在既有条件下进行，在深入了解原有建筑构造的基础上，尽量克服既有建筑的先天不足，采用新规范进行设计，在设计中选用新产品，在满足业主需求的前提下，落实节能高效、低碳环保的设计理念，使老旧建筑脱胎换骨焕发新的活力。

本文以一个政府办公楼的改造项目为例谈谈既有建筑改造工程的电气设计。

1 工程概况本工程为政府办公楼，省部级办公建筑，甲乙两个副部级政府机关共用。

该建筑已使用二十几年，虽曾经改造过，但已不符合当前的电气设计规范要求，配电系统上存在着安全隐患; 设备老旧，也不符合节能要求。

因此，根据国管局要求对本楼进行改造装修。

本楼地上11 层，地下2 层，其中地下二层为厨房、配电室和设备用房，地下一层为车库，首层至三层为餐厅、多功能厅、综合机房用房，五、六层局部为甲单位计算中心，其余楼层为办公用房。

由于本楼为甲乙两个单位共用，楼内每层都有分隔墙，每层都有两套机电管井，每个单位均有配电室、弱电机房、消防安防控制室，但变电室为合用，设在室外。

消防水池及消防泵房合用设在地下二层，由甲单位管理。

本楼总面积为33 300m2 ，总高度为40m，为一类防火建筑。

2 设计概述本工程强电设计包括: 配电系统，照明、动力系统，防雷接地系统。

智能化设计包括: 综合布线系统( PDS) 、有线电视系统( CATV) 、楼宇自控系统( BAS ) 、安防系统( SAS ) 、火灾自动报警系统( FAS) 。

本楼除暗埋在结构内的管线和接地防雷设施外，其他设备原则上均更换。

2. 1 变配电系统设计在熟悉本工程新旧图纸的基础上，设计人员多次现场调研，了解甲方使用要求，提出改造方案。

新设计保留了原有变电室及部分强弱电机房，增加了层弱电间，保证内外网设备及管线的安装间距，满足政府机关办公要求。

在配电系统设计中，按照现行规范要求，对本楼消防安防用电、重要机房、事故照明负荷、高层客梯、排污泵等一级负荷，其电源由配电室单独供电，采用双电源末端互投; 生活泵等二级负荷采用双电源末端互投; 普通照明、空调等三级负荷采用树干或放射式配电方式。

针对原有低压配电系统存在消防负荷与其他负荷电源混用、系统保护分级过多以及接线不规范的问题，进行了改造。

在进行变电室设计之前，调查了变电室的运行情况。

原有变电所已运行20 年之久，供电兼顾办公楼和附近住宅，因此设2 000kVA 干式变压器两台。

在几年前的改造中，住宅负荷已改为由供电局变压器供电。

经了解日常仅运行1 台变压器，负载率约为50% ，在夏季最大负载率约为90% 。

由于变压器容量偏大，改为两台1 250kVA 变压器。

原有变电所高压柜为GG1A 型，低压柜为PGL 型，电器产品的正常使用寿命通常为15 ～20 年，以上柜型现在基本已淘汰。

高低压柜及变压器设备陈旧，有安全隐患。

另外变电所无消防联动设备和设备监控系统，不满足消防系统和智能化楼宇的管理要求，需要增加消防联动设备和设备监控系统。

因此，更换变电室内全部设备。

变压器更换为SCＲB10 型产品，这种变压器绝缘耐热等级高、散热条件好、空载损耗低，过载能力强; 环保可回收、低噪音、防尘、防潮能力更佳，用电更安全。

高低压柜采用金属铠装抽屉柜，进出线柜均设智能表，对负荷的集中监控和调控，可实现对主要设备进行能耗监测、统计、分析和管理的功能。

请专业厂家对办公楼供配电系统谐波进行测量及谐波治理，在计算中心机房电源柜设置滤波装置，变电室低压柜内设消谐电抗器及分相无功自动补偿装置。

另外，原有变电所通风系统不满足使用要求，夏季室内温度过高，也进行了土建改造。

根据改造需要，要增加出线电缆，改造和增加电缆引出管。

对接地网重新检测并相应整改。

图1 为层电气小间及变电所改造平面图。

2. 2 照明系统设计在照明系统中，根据《建筑照明设计标准》( GB 50034 －2013) 要求，在满足照度标准的前提下降低功率密度值，办公室内光源显色指数不低于80，采用节能光源( T5 荧光灯及LED 灯) 及高效灯具，要求灯具电子镇流器谐波量≤12% ; 电感镇流器加电容补偿，cosφ ＞0. 9。

照明控制方面，室外照明、公共照明可根据BAS 系统设定程序自动开关，各办公室和机房照明采用手动控制，楼梯间照明采用自熄开关控制。

2. 3 BAS 设计本工程建筑设备管理系统( BAS) ，采用直接数字控制技术，对全楼的供水、排水、冷水、热水系统及设备、公共区域照明、空调设备及供电系统和设备进行监视及节能控制。

在首层安防控制室设设备监控系统主机，大楼内各监控点设现场DDC 控制模块。

各控制器均能独立工作，具备通讯接口，主机对各DDC 控制器进行监测管理。

系统具有灵活、开放的接口及通讯协议，便于系统集成的实施。

BA 系统具备设备的手/自动状态监视，启停控制，运行状态显示，故障报警，温湿度监测、控制及实现相关的各种逻辑控制关系等功能。

设备管理系统控制、监测范围包括:1) 对空调系统设备、通风设备、公共区照明、立面照明进行监视、控制、测量、记录。

2) 对配电室低压开关柜内开关的运行状态进行监视。

3) 对公共场所的送、排风机、生活水泵、排污泵、各水箱和水池的液位、电梯运行状态等进行监视。

智能表及智能照明控制器在配电盘柜内的安装系统图如图2 所示。

图 1 层电气小间及变电所改造平面图图 2 智能表及智能照明控制器在配电盘柜内的安装系统图3 设计总结既有建筑改造电气设计有以下几个阶段。

3. 1 既有建筑图纸及现状调研改造工程设计的第一步就是熟悉既有建筑，了解既有建筑的新旧图纸和现状。

虽然既有建筑的原有建筑布局大多要改变，但是有些部分可能还是要保留的，如出入口、楼梯、竖井、车库、部分设备用房等。

原有的强弱电进出管、预留孔洞、强弱电干线路由、防雷接地设施等有可能还能利用，或不得不继续使用。

由于既有建筑在使用中可能被改造过多次，现有图纸和现状可能大相径庭，这就需要设计人员多次进行现场勘查，特别是要熟悉建筑结构情况及建筑标高及做法，在此基础上确定机电用房和干线路由。

3. 2 确定改造目标和改造方案确定改造目标需要满足业主使用需要，满足各类常规建筑及电气规范，满足节能和绿建规范。

3. 2. 1 既有建筑改造电气设计内容既有建筑的原有电气设计大多已不满足现行规范的要求，需要对照现行规范逐条整改。

通常需要解决的问题有:1) 安全问题: 如照明电源线无PE 线，接地型式未采用TN-S 系统，配电系统的保护级数过多等;2) 消防问题: 如消防负荷与普通负荷电源混用，消防负荷电源线未采用耐火线，应急照明未按防火分区分路，火灾自动报警系统不符合新《建筑设计防火规范》要求等;3) 照明问题: 照明功率密度值不满足《建筑照明设计标准》要求;4) 节能问题: 原设计选用的电气设备不符合现行规范的节能要求和产品安全要求等。

3. 2. 2 既有建筑改造电气设计应执行的节能和绿建规范近年来，国家颁布了多部规范极大推动了全社会的节能减排，相关规范主要有《建筑照明设计标准》( GB 50034-2013) 、《公共建筑节能改造技术规范》( JGJ 176-2009) 、《公共建筑节能检测标准》( JGJ 177-2009) 、《民用建筑绿色设计规范》( JGJ /T 229-2010) 、《绿色办公建筑评价标准》( GB / T 50908-2013) 、《绿色建筑评价标准》( GB / T 50378-2014 ) 、《城市照明节能评价标准》( JGJ / T 307-2013) 、《建筑节能工程施工质量验收规范》( GB 50411-2007 ) 、《全国民用建筑工程设计技术设施节能专篇》等。

3. 2. 3 既有建筑改造节能诊断及综合评估节能环保是既有建筑改造的重要目标。

根据《公共建筑节能改造技术规范》( JGJ 176-2009 ) 3.1. 1 条规定，公共建筑节能改造前应对建筑物外围护结构热工性能、采暖通风空调及生活热水供应系统、供配电与照明系统、监测与控制系统进行节能诊断。

针对电气系统的节能诊断，应包括对配电系统容量及结构，用电分项纪录，电气设备状况，电能质量测量等情况的调研，在此基础上确定节能改造方案。

全面的节能诊断需要有大量的数据支持，需要收集既有建筑的能源消费账单，变压器的运行纪录，相关设备的使用年限、技术参数，这些资料都需要物业部门提供。