朱 思 進

(深圳中深建筑設(shè)計有限公司, 廣東 深圳 518000)

0 引 言

城市公園是現(xiàn)代化城市景觀建設(shè)的新方向,是城市生態(tài)系統(tǒng)、城市景觀的重要組成部分,滿足城市居民的休閑需要,提供休息、游覽、鍛煉、交往以及舉辦各種集體文化活動的場所。隨著我國城市化率的提升,要合理利用城市公園地下地上空間,形成地下室公園配套兼城市公共通道、地上公園綠化、二層過街廊橋的垂直城市紐帶。

1 項目概況

某項目位于深圳城市副中心核心地段,1F綠化島總用地面積為39 631.84 m2,-1F建筑面積為25 000 m2。2F廊橋建筑面積為13 000 m2,連廊長為2 000 m。A地塊無地下室,B～H各地塊均有地下公園配套兼做城市公共通道和商業(yè)使用。地下室不僅與周邊樓宇地下室連通,而且各地下室之間有過路地下通道相連并至H地塊尾端相鄰公園地下室。在2F廊橋由A地塊體育館蜿蜒曲折的連接至終點H地塊相鄰公園。

2 供電方案

該項目在B地塊、E地塊、H地塊地下一層設(shè)置1#、2#、3#變電所,供電局10 kV中壓電源引至E地塊1F公共開關(guān)房?？傇O(shè)備容量為5 389 kW,總計算容量為3 710.3 kW,總設(shè)備安裝容量為4 730 kVA。各變電所變壓器、發(fā)電機設(shè)置情況如表1所示。

表1 各變電所變壓器、發(fā)電機設(shè)置情況

10 kV中壓路由在E地塊1F公共開關(guān)房引出兩路10 kV高壓電源,一路采用高壓橋架引下至E地塊高壓配電室環(huán)網(wǎng)柜,再由綜合管井經(jīng)2F廊橋高壓橋架引至B地塊-1F綜合配電房。另一路采用高壓橋架引下至F地塊-1F,再由綜合管井經(jīng)2F廊橋高壓橋架引至H地塊-1F綜合配電房。

3 電力配電

3.1 廊橋及景觀照明預留

A地塊最遠端寶安體育館附近景觀用電需從B地塊1#變電所引接電源;從1#變電所經(jīng)綜合管井至二層廊橋,沿廊橋腹下橋架引至末端配電箱需要500 m距離。根據(jù)JGJ/T 163—2008《城市夜景照明設(shè)計規(guī)范》[1]第8.1.2條,夜景照明設(shè)備供電電壓宜為0.23/0.4 kV,供電半徑不宜超過0.5 km。照明燈具端電壓不宜高于其額定電壓值的105%,并不宜低于其額定電壓值的90%。設(shè)計在A地塊遠端預留40 kW電量,功率因數(shù)取0.85,需要系統(tǒng)取1。計算電流為71.5 A,斷路器選擇100 A,干線電纜選擇4×50+1×25。依據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》(4版)第865頁～第866頁[2],采用電流矩計算電壓損失公式:

ΔU%=ΔUa%IL

式中:ΔU%——線路電壓損失百分數(shù);

ΔUa%——三相線路每1 A∶km的電壓損失百分數(shù);

I——負荷計算電流;

L——線路長度。

查表9.4-19，選用規(guī)格的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜用于三相380 V系統(tǒng)的電壓降百分數(shù)為0.184%/(A·km)。經(jīng)計算得ΔU%=0.184×71.5×0.5=6.58%,小于10%滿足規(guī)范要求。

3.2 公園配套用電預留及空調(diào)系統(tǒng)配電

該項目地下公園配套應甲方要求均按餐飲考慮,由于是地下室無法使用燃氣。故對于餐飲主要用電廚房設(shè)備,按戶內(nèi)面積500 W/m2考慮。經(jīng)計算戶內(nèi)配電箱容量規(guī)格有5 kW、10 kW、15 kW、20 kW、25 kW、30 kW、35 kW、40 kW、50 kW、70 kW、85 kW、120 kW?？梢栽O(shè)計這些模數(shù)的標準配電箱,每臺配電箱內(nèi)設(shè)置一個C16 A照明回路,一個D16A風機盤管回路,一個D20A漏電備用回路。并限定各模數(shù)配電箱尺寸,留有足夠擴充空間。配套用房配電總箱最大選用225 kW,每戶均設(shè)遠傳電表。進線設(shè)置電氣火災監(jiān)控探測器,報警值取300～500 mA,滿足規(guī)范JGJ 48—2014《商店建筑設(shè)計規(guī)范》[3]第7.3.16條:對于大型和中型商店建筑的營業(yè)廳,除消防設(shè)備及應急照明外,配電干線回路應設(shè)置防火剩余電流動作報警系統(tǒng)。

查文獻[2]表11.7-15可知,公園配套內(nèi)平均每臺用電設(shè)備正常泄漏電流約為1.00 mA,設(shè)廚房用電設(shè)備平均每臺1 kW,最大225 mA的測量泄漏電流不會引起電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)誤報警。

配套用房配電總箱出線回路套用不同規(guī)格的戶內(nèi)箱出線系統(tǒng),標準化設(shè)計提高效率,并預留20%備用回路方便后期改造增容。

VRV空調(diào)室外機設(shè)置于-1F夾層半地下空間,外墻設(shè)有出風百頁?？照{(diào)配電箱需遠離百頁落地300 mm支架安裝;配電房下出線采用橋架300 mm支架敷設(shè)至每臺空調(diào)外機處,再采用電纜穿管敷設(shè)至空調(diào)外機接線盒。

3.3 電梯、排水泵、污水泵、排油煙風機配電

電梯、排水泵、污水泵、隔油間設(shè)備等二級負荷均在適當位置設(shè)置雙電源總箱,末端設(shè)置設(shè)備電源箱。排油煙風機、噴口風機垃圾房等三級負荷在適當位置設(shè)置總箱,末端設(shè)置設(shè)備電源箱。本項目垂直交通有客梯、自動扶梯、無障礙升降平臺,客梯提升高度13.5 m。設(shè)計建議客梯配置自動平層功能,由于客梯為無機房電梯,電源配電箱就近安裝在非裝修區(qū)域。設(shè)置梯井照明、梯井插座、備用回路和電壓保護水平不低于1.2 kV的SPD。說明電梯控制箱廠家自帶并定位,總包方把配線電纜引至廠家控制箱,以免引起后期糾紛。

同一設(shè)備用房內(nèi)設(shè)備可共用一臺電源配電箱,節(jié)約造價。如排油煙風機、清洗水箱、油煙凈化器、冷霧主機均為三級負荷,風機控制、設(shè)備保護均在同一配電箱內(nèi)。特別注意的是,垃圾房當有濕垃圾冷庫時應預留電源,垃圾房還有滅蠅燈、送排風機以及排風機風管上的UV除臭裝置。隔油間設(shè)備配電箱除了給隔油設(shè)備提供電源,還需要控制隔油間排水泵、排風機,為UV除臭、空調(diào)室內(nèi)機配電。

3.4 災后排氣風機、消控室、弱電間、弱電機房配電

配電房、弱電機房暖通專業(yè)設(shè)有災后排氣風機,發(fā)電機房設(shè)有防爆型事故風機。事故風機配電宜設(shè)置在氣體滅火房間外,房間內(nèi)設(shè)置遠程啟停按鈕。發(fā)生火災時,事故風機應通過火災報警系統(tǒng)聯(lián)動關(guān)停風機,關(guān)閉電動閥。通常情況下,配電房、弱電機房等氣體滅火房間的空調(diào)宜與事故風機分開配電房,發(fā)生火災時,空調(diào)電源通過切非關(guān)閉。若有困難時可以合用配電箱,這時切非不應在低壓配電柜,而應在事故風機配電箱處切非,因為配電箱安放在氣體滅火房間外,此時可通過手動合上脫扣器,啟動事故風機排除災后廢氣。文獻[4]中,事故風機并非消防電源,但其需要在火災發(fā)生后繼續(xù)工作,故其配線采用耐火電線,可靠性更高。

3.5 消防設(shè)備配電

依據(jù)GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(2018年版)[5]第10.1.8條,消防控制室、消防水泵房、防煙和排煙風機房的消防用電設(shè)備及消防電梯等的供電,應在其配電線路的最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置。該項目消防控制室、消防水泵、排煙風機和補風風機的配電,由配電房主配電柜和應急配電柜分別引出干線電源至相應區(qū)域配電間內(nèi)的主用消防電源總箱和備用消防電源總箱。再由2臺總箱放射式引出分支干線至消防控制室、消防水泵房控制室、排煙風機房的雙電源切換配電箱。

對于消防應急照明,如電井、風機房、消防水泵房備用照明等,由配電房引出主/備用兩路消防電源至相應區(qū)域配電間內(nèi)的雙電源照明總箱,再由總箱放射式單回路引出至相應防火分區(qū)的應急照明集中電源、備用照明箱。

4 照明配電

4.1 應急照明及疏散指示系統(tǒng)

該項目地下室建筑面積為24 000 m2,其中公園配套用房、城市公共通道共約15 000 m2。依據(jù)JGJ 48—2014《商店建筑設(shè)計規(guī)范》第1.0.4條,5 000～20 000 m2屬于中型商店。依據(jù)規(guī)范第7.3.10條,中型商店的疏散通道和安全出口應設(shè)置智能疏散照明系統(tǒng)。依據(jù)規(guī)范第7.3.11條,大型和中型商店建筑的營業(yè)廳疏散通道的地面應設(shè)置保持視覺連續(xù)的燈光或蓄光疏散指示標志。GB 51309—2018《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》[6]第3.2.92條規(guī)定“展覽廳、商店、候車(船)室、民航候機廳、營業(yè)廳等開敞空間場所的疏散通道應符合下列規(guī)定:1) 當疏散通道兩側(cè)設(shè)置了墻、柱等結(jié)構(gòu)時,方向標志燈應設(shè)置在距地面高度1 m以下的墻面、柱面上;當疏散通道兩側(cè)無墻、柱等結(jié)構(gòu)時,方向標志燈應設(shè)置在疏散通道的上方?！?/p>

該項目設(shè)計集中控制集中電源型消防應急照明及疏散指示系統(tǒng)。城市公共通道吊頂最高處3.75 m,采用中型標志燈,并設(shè)置地面疏散指示燈。在通道無墻、柱間距遠的情況下,設(shè)計選擇中型標志燈吊頂下500 mm鏈吊安裝。

依據(jù)GB 51309—2018《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》第3.2.42條,醫(yī)療建筑、老年人建筑、總建筑面積大于100 000 m2的公共建筑和總建筑面積大于20 000 m2的地下、半地下建筑,不應少于1.0 h。表3.2.5建筑面積大于100 m2的地下或半地下公共活動場所,應急照明照度不低于3.0 lx。該項目是城市公共通道兼中型商業(yè),屬于人員密集場所的地下公共建筑。為此將應急照明集中電源蓄電池供電的持續(xù)工作時間設(shè)為90 min,城市公共通道應急照明照度不低于10.0 lx。

4.2 二次裝修電氣設(shè)計

二次裝修電氣設(shè)計包含裝修區(qū)域照明、插座、風機盤管、標識、LED屏配電。其中LED屏功率比較大,由智能化專業(yè)提資電量;從低壓配電房放射式配電。標識用電一般數(shù)百瓦,由裝修照明配電箱放射式配電。風機盤管、插座由照明配電箱配電,每回路配電設(shè)備不大于10臺。文獻[7]中,照明回路斷路器選擇C16A,配線長度最大80 m;滿足GB 50054—2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》[8]第6.2.4條規(guī)定的短路保護靈敏度大于1.3倍的要求,滿足規(guī)范第5.2.9條固定式電氣設(shè)備用電短路保護脫扣時間小于5 s的地求。對于插座回路選擇C16A斷路器,4 mm2導線,查19DX101-1《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》[9]表3.24得知,4 mm2電線電阻值為5.172 Ω/km,經(jīng)計算Id=165 A。

根據(jù)規(guī)范第5.2.9條規(guī)定,供給手持式電氣設(shè)備和移動式電氣設(shè)備用電的末端線路或插座回路,TN系統(tǒng)的最長切斷時間不應大于0.4 s(220 V)。參考C型脫扣器要做到小于0.4 s的脫扣時間,其短路電流與脫扣器整定值之比需大于10。經(jīng)計算,短路電流與脫扣器整定值之比為10.3,滿足斷路器性能要求。對于部分配電線路大于80 m且小于100 m的插座線路,采用6 mm2導線也滿足要求。

5 廊橋防雷

該項目二層廊橋年預計雷擊次數(shù)N=0.088 7,防雷等級均為三類,二層廊橋最高處13.6 m,項目周邊均為高樓大廈。按GB 50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》[10]附錄A第5條:當建筑物的高度等于或大于100 m,同時其周邊在2H范圍內(nèi)有等高或比其低的其他建筑物,且不在所確定建筑物以滾球半徑等于建筑物高度的保護范圍內(nèi)時,按式(A.0.3-5)算出的等效面積可減去(H/2)×(這些建筑物與所確定建筑物邊長平行以米計的長度總和)×10-6(km2)。

當四周在2H范圍內(nèi)都有等高或比其低的其他建筑物時,其等效面積可按下式計算:

已知條件:建筑物的長度L=2 000m,建筑物的寬度W=6m,建筑物的高度H=13.6m,當?shù)氐哪昶骄妆┤仗鞌?shù)Td=73.9d/a,校正系數(shù)k=1.0,周邊建筑高于當前建筑。

計算公式:年預計雷擊次數(shù)N=kNgAe=0.088 7,其中Td為建筑物的雷擊大地的年平均密度,Ng=0.1Td,等效面積Ae=LW×10-6=0.012 0km2。

計算結(jié)果表明,三類防雷,0.05≤N≤0.25,屬于一般性民用建筑物。

利用廊橋金屬鋼板、鋼欄桿(鋼板厚度不小于4mm)作為防雷接閃網(wǎng)、接閃帶,接閃帶、接閃網(wǎng)應與引下線可靠焊接。屋頂所有金屬不帶電物體(包括金屬欄桿、支架等)及鋼砼架的鋼筋均與接閃帶連接。利用廊橋鋼柱及它所插入地下室混凝土柱主筋作為防雷引下線,鋼柱引下線應與地下室混凝土柱引下線可靠焊接,焊接點不少于4處,焊接點應以不破壞結(jié)構(gòu)完整性為原則,每處焊接面不小于120mm2。

引下線利用地下室混凝土柱子或剪力墻內(nèi)2根φ16mm以上主筋與相應鋼柱連接作為引下線,引下線間距不大于25m,引下線上端與接閃器連接,下端與接地裝置連接。引下線在距室外地面下1m處設(shè)外甩鋼筋φ12mm,長2m。并在首層鋼柱引下線距地0.5m處設(shè)測試卡子。接地裝置為利用基礎(chǔ)底梁及基礎(chǔ)底板軸線上的上下兩層主筋中的兩根通長連接做接地網(wǎng),并將接地網(wǎng)上每個樁基的兩根主筋同承臺內(nèi)鋼筋可靠連接。利用柱內(nèi)主筋熱焊接做引下線,不應影響結(jié)構(gòu)安全。

根據(jù)GB51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》[11]第11.4.2條6款,當利用建筑物鋼筋混凝土中的鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)柱作為防雷裝置的引下線時,引下線根數(shù)可不限,其中專用引下線的間距不應大于25m,但建筑外廓易受雷擊的各個角上的柱子的鋼筋或鋼柱應被利用做專用引下線。當其垂直支柱均起到引下線的作用時,引下線的根數(shù)、間距及沖擊接地電阻均可不做要求。該項目跨市政主干廊橋柱跨已大于25m,故設(shè)計把非地下室范圍之廊橋所有鋼柱作為自然引下線;保證滿足防雷設(shè)計要求[12]。

6 結(jié) 語

城市公園地下地上空間電氣設(shè)計除了要配合建筑、景觀兩大主導專業(yè)完成契合業(yè)主需求的設(shè)計任務,還需結(jié)合項目不同區(qū)域的功能、設(shè)備配電與控制需求合理的負荷分級、采取最為可靠的配電系統(tǒng);不僅在一次設(shè)計時考慮好為各專項設(shè)計預留接口,還需要審核專項設(shè)計的提資和與一次設(shè)計的一致性。