大型綜合性地下空間供配電設(shè)計(jì)探討

張輝

摘 要：近年來我國(guó)各大城市的開發(fā)進(jìn)程逐漸加快，而與此相伴相生的，是我國(guó)越來越嚴(yán)峻的土地資源開發(fā)和使用的問題。在我國(guó)許多城市土地資源都較為緊張的前提下，地下空間的開發(fā)和使用，就越來越成為我國(guó)城市開拓土地資源的重要渠道。因此，如何對(duì)于大型的、具有高度的綜合性的地下空間進(jìn)行合理的開發(fā)和設(shè)計(jì)，就成為了當(dāng)前許多城市政府都在重點(diǎn)思考和規(guī)劃的問題。而在對(duì)大型綜合性地下空間進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，供配電的設(shè)計(jì)始終是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。這一部分的設(shè)計(jì)不僅要立足于建筑本身的功能，還要在最大程度上滿足其管理需求和維護(hù)需求。其設(shè)計(jì)水平將直接決定地下空間的使用效率。因此，本文以我市某個(gè)大型綜合性地下空間的供配電設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容，對(duì)其供配電的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的探討，以期為我市大型綜合性地下空間的使用效率的提高做出一定的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：大型綜合性地下空間；供配電設(shè)計(jì)；人性化原則

中圖分類號(hào)：TU963 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）15-0147-02

0 引言

在當(dāng)前的許多城市當(dāng)中，地下空間的使用已經(jīng)越來越普遍，不管是城市地鐵，還是地下商業(yè)街，在其設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，都離不開供配電設(shè)計(jì)這一重要環(huán)節(jié)，甚至可以說，這一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和落實(shí)水平，將會(huì)在很大程度上影響最終的地下空間的使用效率[1]。因此，本文嘗試立足于這一方面的探討，深入分析如何建設(shè)一個(gè)具有高度的人性化特點(diǎn)的地下綜合空間。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目為我市某大型綜合性地下空間，總體的占地面積為29.8萬平方米。其中，有12.4萬平方米的面積，主要作為地下車庫和設(shè)備用房被使用，還有17.4萬平方米的面積，主要作為商業(yè)用地。除此之外，地下空間當(dāng)中的負(fù)4層主要具備兩個(gè)功能，其一是停車庫的功能，其二是地鐵隧道的功能。地下空間的負(fù)3層，也具備三個(gè)功能，其一是地鐵站的大廳，其二是道路，最后是停車庫。而在其負(fù)二層當(dāng)中，同樣有一個(gè)地鐵站大廳，除此之外，還有一部分作為過街通道被使用，除此之外，還有一部分作為商業(yè)街而存在。最后是負(fù)一層的地下空間，其中主要是商業(yè)街，除了商業(yè)街之外，其余的部分均為過街通道。從整體上來看，這一建筑主要有兩方面的功能，其一是車庫，其二是商業(yè)用途，且綜合性較強(qiáng)，本質(zhì)上屬于公共性建筑[1]。

除此之外，該建筑還被分為幾個(gè)主要的片區(qū)，以英文字母為代稱，分別是A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)和E區(qū)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，各個(gè)片區(qū)的面積分別為：A區(qū)5萬平方米，B區(qū)8萬平方米，C區(qū)9萬平方米、D區(qū)4萬平方米、E區(qū)3.8萬平方米。

2 變電所設(shè)計(jì)

2.1 負(fù)荷等級(jí)及容量

在此項(xiàng)工程當(dāng)中，一共有三個(gè)電負(fù)荷的等級(jí)。使用一級(jí)負(fù)荷的有以下幾個(gè)部分：電子計(jì)算機(jī)和安保兩大系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)、消防用電系統(tǒng)等等[1]。其次，使用二級(jí)負(fù)荷的有以下幾個(gè)系統(tǒng)，除了地下室的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)之外，還有空調(diào)系統(tǒng)等，都屬于這一二級(jí)負(fù)荷級(jí)別。最后，除了屬于一二級(jí)負(fù)荷級(jí)別的系統(tǒng)之外，其余的都屬于三級(jí)負(fù)荷?？偟膩碚f，其各個(gè)片區(qū)的負(fù)荷分別如下：A區(qū)1020KVA；B區(qū)2920KVA負(fù)荷；C區(qū)4520KVA的負(fù)荷；D區(qū)1620KVA的負(fù)荷；E區(qū)2670KVA的負(fù)荷。

2.2 變電所設(shè)置

為了更好地滿足各個(gè)片區(qū)的用電需求，此項(xiàng)工程立足于建筑設(shè)計(jì)方案，為每一個(gè)片區(qū)都設(shè)置了相對(duì)獨(dú)立的變電所，數(shù)量均為一個(gè)[2]。如此一來，各個(gè)片區(qū)當(dāng)中不同的功能區(qū)域的用電需求都能夠得到高效率的滿足。在選擇不同片區(qū)的變電所的所在位置的時(shí)候，充分考慮了不同片區(qū)的布局特點(diǎn)和人防特點(diǎn)，將A區(qū)的變電所安置在負(fù)一層的設(shè)備房區(qū)，除此之外的均安置在負(fù)三層的非人防區(qū)域當(dāng)中[2]。如此一來，變電所一經(jīng)安裝，就能夠滿足不同片區(qū)的用電需求，除此之外，也不會(huì)影響到建筑的正常運(yùn)作。

2.3 供電電源

在設(shè)計(jì)供電電源的時(shí)候，此項(xiàng)工程充分依照我國(guó)相關(guān)文件的要求，采取了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。一共采用了4路十千伏的電源作為供電電源。其中有三路是作為日常的工作電源而使用的，還有一路是作為備用電源而安裝的。將這4路電源分為兩組，分別供應(yīng)給該工程的五個(gè)不同片區(qū)。

2.4 自備電源

此次項(xiàng)目當(dāng)中，采用十千伏的市政電源已經(jīng)能夠使得其不同片區(qū)、不同等級(jí)的供電需求得到全面的滿足。除此之外，在當(dāng)?shù)叵谰值闹笇?dǎo)之下，為了使得消防系統(tǒng)的電源能夠在發(fā)生災(zāi)情時(shí)依然具有不間斷的供電能力，此次項(xiàng)目同時(shí)還增加了一個(gè)柴油發(fā)電機(jī)組。如此一來，哪怕是發(fā)生火情，消防備用電源也能夠在第一時(shí)間為消防系統(tǒng)進(jìn)行供電。除此之外，該項(xiàng)目還依據(jù)每一個(gè)片區(qū)自身的用電負(fù)荷水平，為其配備了相應(yīng)的柴油發(fā)電機(jī)組，以此來使其在出現(xiàn)意外停電情況的時(shí)候，能夠立刻啟動(dòng)備用電源，將相應(yīng)的損失降到最低程度。

3 配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

3.1 低壓配電系統(tǒng)

此次項(xiàng)目工程當(dāng)中的低壓配電系統(tǒng)，所采用的運(yùn)行模式為單母線分段方式。其主要以兩臺(tái)相互獨(dú)立的變壓器為同一組，構(gòu)成一個(gè)配電系統(tǒng)。與此同時(shí)，在其兩段母線之間，設(shè)置了一個(gè)開關(guān)，作為母聯(lián)開關(guān)。與此同時(shí)，這一母聯(lián)斷路器具有以下幾種功能，其一是延時(shí)自投，其二是自投手復(fù)，再者是手動(dòng)投入[2]。在一般的前提下，這一開關(guān)所處的位置均為斷開位置，與此同時(shí)，兩個(gè)變壓器的運(yùn)行方式為分列運(yùn)行。

3.2 低壓配電方式

綜合上述討論，此項(xiàng)工程的低壓配電方式具體如下：

（1）消防系統(tǒng)的一級(jí)負(fù)荷：其主要的部分為兩路十千伏的市政電源，除此之外，還有一路備用電源，當(dāng)出現(xiàn)意外火情的時(shí)候，這兩路電源能夠借助其線路末端，進(jìn)行自如的電源切換[3]。

（2）非消防系統(tǒng)的一級(jí)負(fù)荷：其主要部分同樣為兩路十千伏的市政電源，除此之外，還有一路由發(fā)電機(jī)組成的備用電源。當(dāng)出現(xiàn)意外情況的時(shí)候，其可以通過區(qū)域配電箱的作用，進(jìn)行及時(shí)的切換。

（3）二級(jí)負(fù)荷的低壓配電方式：其主要的組成部分為兩路十千伏的電源，除此之外，還有一回線路，共同構(gòu)成其低壓配電系統(tǒng)[3]。

（4）三級(jí)負(fù)荷的低壓配電方式：借助一回線路，進(jìn)行統(tǒng)一的供電。

（5）對(duì)于能夠準(zhǔn)許供電時(shí)間中斷小于十秒的負(fù)荷，一般來講都會(huì)采取如下的低壓配電方式。其主要的組成部分同樣為兩路十千伏的市電電源，除此之外，其一旦發(fā)生意外中斷供電事故，其兩回線路就會(huì)在其末端位置進(jìn)行自主的切換。除此之外，其末端還會(huì)設(shè)置有一個(gè)用于供電的設(shè)備，要么是UPS，要么是EPS[3]。

（6）此項(xiàng)工程當(dāng)中，對(duì)于重要負(fù)荷的部位，抑或是對(duì)于具有較大的單臺(tái)容量的設(shè)備，一般都采用放射式的配電方式。除此之外，如果是一般設(shè)備，則采用混合式的配電方式。這一配電方式一般由兩種常規(guī)的方式相結(jié)合，其一是放射式的，其二是樹干式的[4]。

3.3 配電小間、低壓配電電纜主干路由設(shè)計(jì)方式

在這項(xiàng)工程當(dāng)中，其負(fù)三層和負(fù)四層兩層樓，本質(zhì)上是作為人防工程平站結(jié)合區(qū)域而存在的。一般來講，平時(shí)的用途都是車庫停車所用。而其負(fù)一層和負(fù)二層，平時(shí)的用途都為商業(yè)所用。在參考了各個(gè)因素的基礎(chǔ)上，將其五個(gè)分區(qū)按照其各自的特點(diǎn)，設(shè)置配電小間。除此之外，在上述的車庫、商業(yè)兩大區(qū)域，也分別設(shè)置相應(yīng)的配電小間。

4 照明系統(tǒng)

4.1 一般照明

照明系統(tǒng)的設(shè)置和安裝，在本質(zhì)上是為了滿足此項(xiàng)大型綜合性地下空間工程內(nèi)部的功能性照明所用[4]。由于建筑的照明本身就是能耗較高的部分，因此，為了響應(yīng)國(guó)家的節(jié)能口號(hào)，此項(xiàng)工程的照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，采取了許多減少光污染的措施，與此同時(shí)，也進(jìn)一步對(duì)降低其電能的消耗起到了不容小覷的作用。具體而言，其在提高照明的質(zhì)量、改善光源以及對(duì)其采取控制等方面，投入了不少的精力，因此，其最終的照明效果也凸顯了“以人為本”這一觀念，既滿足了用戶的日常照明需求，有能夠起到良好的視覺保護(hù)效果，在建筑內(nèi)營(yíng)造出更加舒適的氛圍。具體而言，在照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，采用了如下的方式。

4.2 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）從A到E五個(gè)區(qū)域，其都根據(jù)區(qū)域的不同功能用途，設(shè)計(jì)了具有針對(duì)性的照明方式。從亮度、光源的顏色以及照射的均勻程度等角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了一套更為科學(xué)的照明系統(tǒng)。其間還參照了國(guó)家的《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》當(dāng)中的相關(guān)規(guī)定[4]。

（2）基本上各個(gè)區(qū)域采用的照明方式，都是混合式。顧名思義，也就是將一般照明和局部照明這兩類照明方式混合起來。采用的光源種類也較為豐富，不僅有LED節(jié)能型的光源，還有其它的使用效率較高的燈具。

（3）為了使得照明燈源的使用效率能夠最大化，避免電能的浪費(fèi)，此項(xiàng)工程還采用了自動(dòng)開關(guān)的方式，尤其是在其樓道等人流量不均勻的區(qū)域內(nèi)。除此之外，在其他諸如商業(yè)區(qū)和停車區(qū)等地方，都采用了先進(jìn)的智能控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)能夠根據(jù)場(chǎng)景的變化來對(duì)照明強(qiáng)度進(jìn)行控制[5]。

5 結(jié)語

綜上所言，我們可以得知，在我市這項(xiàng)大型的綜合性地下空間的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，其供配電的設(shè)計(jì)是一個(gè)不容小覷的內(nèi)容。而其中又包含了多個(gè)環(huán)節(jié)，除了對(duì)變電所進(jìn)行設(shè)計(jì)之外，還有對(duì)于配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等等[5]。這些系統(tǒng)共同構(gòu)成了當(dāng)前許多大型的綜合性的地下空間的供配電設(shè)計(jì)過程。只有立足于對(duì)這些設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的不斷優(yōu)化，地下空間的使用率才能夠獲得最大程度的提高。才能夠在使其所使用的電能最為合理的基礎(chǔ)上，為用戶提供最為優(yōu)質(zhì)的用電體驗(yàn)。并且在此基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化整個(gè)供配電系統(tǒng)的性能，使其能夠?yàn)榈叵驴臻g提供更好的服務(wù)，以此來使得我國(guó)的土地資源的用地緊張情況能夠得到緩解，進(jìn)一步提高對(duì)于地下空間的使用率，促進(jìn)我國(guó)的城市化進(jìn)程，豐富我國(guó)的建筑類型，使我國(guó)各個(gè)行業(yè)的用地需求都能夠得到最大程度的滿足[5]。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾秀芬.大型綜合性地下空間供配電設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代建筑電氣，2017（6）：32-36+56.

[2] 刁龍.地下空間消防用電設(shè)備及供配電系統(tǒng)隱患[J].土木建筑與環(huán)境工程，2013（S1）：241-243.

[3] 周春，劉藝萍，潘東嬰.超大型地下空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[C]//2015城市地下空間綜合開發(fā)技術(shù)交流會(huì).

[4] 齊振峰.“新城市主義”理念在大型地下空間控制性規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用——以珠海市唐家灣濱?？萍夹鲁强苿?chuàng)海岸工程為例[J].中外建筑，2015（4）：107-109.

[5] 王曉峰，王佾庭.地下空間消防用電設(shè)備及供配電系統(tǒng)隱患[J].低碳世界，2017（11）：82-83.