04-5方案设计阶段电气机房的设计要点

方案设计阶段电气机房的设计要点华通设计顾问工程有限公司2010.01.最近几年，公司完成了不少公共建筑和居住小区的电气设计，积累了一些难得的经验，也在实际施工建设过程中经历了许多难忘的教训。无论是经验，还是教训，应该都是我们的宝贵财富。今天，我就北京地区的公共建筑和居住小区电气方案设计中所遇到的一些常见问题谈一点看法，算是对以前设计的总结和反思，也是今后工作的参考，由于水平有限，定有不足和错误之处，请多批评指正。我们首先明确一下电气机房的种类：居住项目：强电用房：10KV开闭站、10/0.4KV变配电室、低压电缆分界小室、低压配电室、弱电用房：消防及安防控制室、有线电视光端机房、弱电机房（电话及网络）公共建筑：强电用房：10/0.4KV变配电室、高压电缆分界小室、（柴油发电机房）弱电用房：消防及安防控制室、有线及卫星电视机房、弱电机房（电话及网络）1.方案设计的内容与深度1.1国家规定根据建设部颁布的《建筑工程设计文件编制深度规定》（2003年版）的规定，电气专业方案设计只要求编写设计说明书，不要求提供图纸，电气方案说明的内容和深度规定如下：（1）设计范围本工程拟设置的电气系统（2）变、配电系统1）确定负荷级别：一、二、三级负荷的主要内容。2）负荷估算。3）电源：根据负荷性质和负荷量，要求市电电源的回路数、容量、电压等级。4）变、配电所：位置、数量、容量。（3）应急电源系统：确定备用电源和应急电源形式。（4）照明、防雷、接地、智能建筑设计的相关系统内容。1.2补充要求1.2.1室外电气管线路由图按以上1.1条规定编写的说明书，一般已能满足方案设计的深度要求；但是通常住宅小区往往没有初步设计阶段，建筑方案设计及相关的手续得以批准后，就近入施工图阶段，项目也往往是分批开发建设，所以要求我们在方案设计阶段，就应该根据市政条件和小区规模及性质确定变、配电室的位置（含其数量及容量）和弱电站房的位置等内容；对整个小区的强、弱电外线路由有一个整体的规划，并由总图专业对所有专业的室外管线进行综合，以确保方案的可实施性；电气专业的室外管线路由图只作为内部作业图，可不正式出图。公共建筑在方案阶段应根据市政（强、弱电）条件，建筑物的规模和性质确定变配电室的位置和数量，确定弱电站房的位置；并根据项目的建筑功能及层高确定强、弱电主干线路的路径是否能可行；管线综合图可作为初步设计的依据。1.2.2年电能消耗量估算根据《北京市固定资产投资项目节能评估和审查管理办法》（试行）的规定，从2007年4月1日起，建筑面积在2万平方米及以上的公共建筑项目、建筑面积在20万平方米及以上的居住建筑项目和其他年耗能在2000吨及以上标准煤的项目，在申报可行性研究报告审批、申请项目核准或项目备案之前需进行节能评估和审查。因此，有关工程项目从立项报告起的各设计阶段要编写节能专篇，方案设计阶段的节能专篇要求列出“项目能源消耗种类，来源及年消耗量”。能源种类包括电力、天然气和热力等。因此电气方案设计的节能专篇除要说明具体节能措施外，还需进行年电能消耗量（即电力年需要实物量kWh）的估算。建筑节能是个很重要的话题，关于节能措施和年电能消耗量的估算我们将做为专题另找时间进行探讨。2.小区变配电室设置要求2.1负荷计算2.1.1负荷计算方法：方案通常采用单位指标法电气设计的负荷计算通常应包括设备容量、计算容量和计算电流等内容，但在方案设计阶段，电气专业为了便于确定供电方案和选择变压器的容量和台数，一般可采用单位指标法进行负荷计算。单位指标法的计算公式如下：Sjs=K·N/1000（2-1）式中：Sjs——计算的视在功率（kVA）；K——单位指标（VA/m2）N——建筑面积（m2）根据目前的用电水平和装备标准，其单位指标见表2-1（引自《北京市建筑设计技术细则—电气专业》2005年版），按照此表计算出的负荷不需要再乘同时系数。变压器装置指标建筑类别用电指标（W/m2）变压器装置指标（VA/m2）建筑类别用电指标（W/m2）变压器装置指标（VA/m2）住宅15~4020~50剧场50~8080~120公寓30~5040~70医院40~7060~100旅馆40~7060~100高等院校20~4030~60办公30~7050~100中小学12~2020~30商业一般：40~8060~120展览馆50~8080~120大中型：60~12090~180演播室250~500500~800体育40~7060~100汽车库8~1512~34注：1.当空调采用直燃机制冷时，用电指标比采用电动压缩机制冷时降低25~35VA/m2。表列用电指标上限值，为采用电动压缩机制冷的数值。2.北京地区的住宅，根据不同户型可按4~8kW/户估算。2.1.2合理确定单位用电指标（K）表-1中所列单位面积用电指标（K）均为由低到高的数值范围，同类建筑的最高值与最低值相差甚大，因此在选用时需根据各类建筑的用途和档次，合理而有所区别地选定一个恰当的K值。比如住宅要区别普通住宅与高级住宅或别墅；公寓要区别普通单身公寓，高级公寓和办公式公寓；公建要区别配套公建与非配套公建，汽车库要区别普通单层车库还是机械车库等。应当指出，上述负荷估算的结果不应超过“首规委办、市规委关于《北京市区民用建筑近期市政能源规划指标》的通知（1997）”中规定的有关供电指标（见表2-2）。民用建筑近期规划供电指标建筑类别供电指标（W/m2）普通住宅高级住宅30~4040~50一般办公楼科研楼大型高档办公楼，用电设备较多的科研楼5080一般商店中小百货商场大型百货商场（设有集中空调、自动扶梯）60~12080~150100~200大型综合医院80大专院校中小学、托幼儿园30~5015~30在负荷计算的基础上确定变配电所的位置、数量及容量，是供电方案设计的重要内容。居住小区是以住宅为主又包括了各类民用建筑的群体，小区变配电所的设计除要执行《供配电系统设计规范》（GB50052-95）、《10kV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）等国家规范外，还要执行当地供电部门对居住小区供配电设计的有关规定和具体要求。变配电所设计涉及的内容很多，方案设计阶段需解决以下几个具体问题。2.2电力计量的管理方式与界限2.2.1局管户与自管户在进行变电所方案设计时，应按北京地区电网的有关计量方式设计，并以供电部门批准的供电方案为设计依据。用户电能计量设置应符合下列原则：（1）局管户：我们通常所说的低基，由供电部门直接管理和供电的用户，采取低压计量到户方式。（2）自管户：我们通常所说的高基1）计算容量≤100kW为低压用户，不设变压器，采用低压设总表计量方式。2）变压器容量≤2×400kVA为高压用户，可采用高压供电低压侧设总表计量方式。3）变压器容量800kVA为高压用户，采用高压供电高压侧设总表计量方式。2.2.2高压用户10kV高压用户是指其用电设备容量大于250kW的独立户，自设变电所。高压用户根据用户的用电性质、变压器容量，主接线形式的不同，分为以下四类：1）高压计量，低压设动力子表（非商业用电）；2）高压计量，低压不设动力子表，全部按“峰谷分时计价”，又称商业用电；3）高压用户低压计费，设动力子表（非商业用电）；4）高压用户低压计费，不设动力子表（商业用电）。高压计费与低压计费的分界，是变压器容量不大于400kVA者，为低压计费。2.2.3民用用户电费计取方式：（1）执行政府行政单位、公共事业单位，军事单位计费方式的用户，动力、照明分别计取；按两者间负荷较小的一种设子表计量（居住建筑计量到户）。（2）执行商业计费方式的用户，动力、照明统一计取（居住建筑计量到户）。商业用电的适用范围为：凡从事商品交换或提供商业性、金融性、服务性的有偿服务所需的电力，包括：商场、商店、物资供销、仓储、服装家具店、洗染店、宾馆、饭店、招待所、旅社、酒家、茶座、咖啡厅、饮食、餐馆等；发廊、发屋、浴室、美容厅、录像放映点、电影院、剧院、游戏机室、彩扩摄影店、歌舞厅、卡拉OK厅等；金融、保险、旅游点、房地产经营、咨询服务等；电子计算机事业、其他综合技术服务事等。2.3居住小区10/0.4kV变电所2.3.1小区变电所的位置选择居住小区变电所的位置选择应执行规范GB50053-94第2.0.1条的各项规定。由于居住小区总图布置通常密度大，地下建筑上面的覆土层厚度有限，各种地下管道与管井密布，业主对各种动力站房的建筑面积控制较严等各种原因，因此方案设计阶段，在选择变电所位置时应根据供电部门的规定，注意下列要点：（1）接近负荷中心或大容量用电设备点，尽量缩小供电半径，低压供电线路的长度不宜超过200m。（2）变电所可附设于建筑物首层、设在地下一层、与汽车库等同层建设以及采用室外箱式变电站等方式。（3）进出线方便。室外需有设置电缆井、电缆沟或电缆排管的空间。（4）居住区变电所宜采用下进下出的配线方式。设于地下一层时，应满足供电部门规定的层高、面积、地下夹层、运输通道、通风散热、电缆进出、工作和维护人员通道、基础留洞或埋管、接地条件、防水要求、降低噪声、减震措施等要求。（5）变电所的上方不应为居民住宅。有条件时应适当拉开变电所与居民住宅的距离。（6）不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。2.3.2变配电室的一些具体要求小区内的住宅建筑应由低基（局管）变配电室供电。商业、办公、小学、托幼等公共建筑一般由高基（自管）变配电室供电。两种变电所的管理方式不同，土建做法也有所不同，方案设计阶段应区别对待。（1）高基（自管）变配电室1）高基（自管）变配电室是由业主自己建设、自行管理的变配电室，属高压自管户。变配电室由10kV高压电缆分界室（含电缆进线室）、变配电室（含高压开关柜、变压器、低压开关柜及直流电源屏等）和值班室等组成。2）高压电缆分界室应靠近外墙，并接近电源进线方向。分界室应按规定设在建筑物的地下一层，其建筑面不小于25m2，净高不小于3m。分界室的下面应设层高不小于2.1m的电缆夹层。10kV电缆由室外埋管先进入靠外墙的电缆进线小室（高压电缆井），沿支架向下敷设到夹层后，再从下部引至分界室的环网柜。通常电缆进线小室的外墙上预埋8～10根DN150加2根DN50套管，分上下两层排布。分界室的门应向外开向公共走道。其内部安装由供电部门提供的两组10kV环网柜等设备。分界室的房屋由业主建设，但分界室及其内部设备属供电部门所有。3）高基变配电室根据建筑物的性质和特点，可设置在建筑的地下一层或地下二层（设置于地下二层时经供电部门批准），其面积须根据变压器的台数及配电柜的数量来确定；面积一般不小于150m2，梁下净高不宜小于3.5m，变配电室下面应设层高不小于2.1m的电缆夹层，进出线宜采用下进下出方式；受条件限制和层高允许时，也可采用下进上出或上进上出方式；除分界室外，变电所内部的所有高低压变配电设备均由用户负责。4）运输通道：a.变电所位于地下一层时，可以利用地下公用通道（如地下车库通道）作为设备运输通道，但必须综合考虑设备的重量与体积。b.运输通道经过地下车库时，其净高不得小于2.5米，宽度不得小于2米。c.设备运输一般不采用吊装口方式，必须采用时应综合考虑垂直运输与水平运输，且吊装口须与变电所贴邻，吊装口地面上的建筑与变配电所统一管理，吊装口不得封堵。d.吊装口尺寸不得小于1.8m×2.5m。深度超过7m时吊装口应加大，并增设爬梯，便于人员上下，吊装口上方安装吊装用（吊勾）钢梁，并满足变压器荷载要求。（吊勾）钢梁与吊装口高度应满足吊装要求，吊装口如在室外地面上，应高出地面0.5m或建防雨小屋。（2）低基（局管）变配电室低基（局管）变配电室的设计应严执行北京供电局文件——京供业扩（2003）4号《居民住宅区入楼配电室设计细则》的规定，其设计与管理均由供电部门负责。建筑设计院仅负责土建设计和变电所的照明与接地设计，但在配合供