中國西部國際博覽城電氣設計

何海波，杜毅威

(中國建筑西南設計研究院有限公司，成都 610041)

1 工程概況

中國西部國際博覽城(以下簡稱“西博城”)位于四川省成都市天府新區(qū)直管區(qū)(鳥瞰圖如圖1所示)，建成后已成為中國西部國際博覽會的永久會址、大型會展主辦場地和高端商務活動的平臺。本項目于2016年8月完成竣工驗收，至今已成功舉辦過多場博覽會、各類商務會展活動，各電氣系統(tǒng)運行良好，符合設計目標的要求。

圖1 西博城鳥瞰圖

西博城總建筑面積約56.9萬m2，室內展覽面積為20.1萬m2，室外展場面積約16萬m2，為特大型展覽建筑。項目地下一層、地上局部兩層，地下建筑面積約18萬m2，主要功能為汽車庫、配套設備用房、中央廚房及配套快餐就餐區(qū)(用電快餐)。地上建筑面積約38.9萬m2，由A、B、C、D、E、F六個館及交通大廳組成(詳見圖2)，其中C、E館為雙層館，其他館為單層館；D館為多功能展廳，其余展館為國際標準展廳。整個西博城的室內展廳共約10 000 個國際標準展位。

西博城展廳雙層館底層層高為18m，第二層結構最低點處高度≥11m(僅為局部點，大部分>12m)。單層館結構最低點處高度≥11m(僅為局部點，大部分>12m)。所有展館端頭由一單層公共交通大廳相連，交通大廳凈高結構最低點處為15m，最高點處42m。

2 主要系統(tǒng)配置及技術指標

2.1 負荷分級

西博城為特大型展覽建筑，依據JGJ 218-2010《展覽建筑設計規(guī)范》和JGJ 333-2014《會展建筑電氣設計規(guī)范》，其主要用電負荷分級如下。

圖2 西博城一層組合圖

一級負荷中特別重要負荷：安防系統(tǒng)用電、應急響應系統(tǒng)及對應的通信網絡系統(tǒng)。

一級負荷：消防設備(消防泵、消防風機、消防電梯以及消防控制室等)，應急照明及疏散指示系統(tǒng)、展廳備用照明，客梯用電，生活泵、排污泵及雨水泵。

二級負荷：展覽用電、展廳照明、通風機、閘口機。

其余用電為三級負荷。

2.2 主要系統(tǒng)配置及技術指標

西博城項目中市政電源為10kV電源，引自兩個不同的110kV區(qū)域站，進線回路數為8路，防雷等級二類，采用TN-S接地形式，變壓器裝機容量為70 250kVA，單位面積裝機指標為123.4VA/m2，主要電氣系統(tǒng)配置及技術指標見表1～2。

主要電氣系統(tǒng)配置及技術指標 表1

3 變配電系統(tǒng)

西博城項目變配電系統(tǒng)的設計在滿足相關國家規(guī)范的前提下，充分考慮了變配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、通用性、布展配電的靈活性、電氣節(jié)能與環(huán)保，以及后期維護管理的便利性。

3.1 供電電源

根據前期與當地供電部門的溝通協(xié)調，在經過經濟、技術、管理等多方比較后，最終確定本項目采用多路10kV電源供電的方案。

西博城項目10kV電源分別引自上一級兩個110/10kV區(qū)域變電站，每個區(qū)域變電站各引來4路10kV電源(共計8路)。在B、C、E、F館的地下一層共設4座10kV配電所，每座10kV配電所由兩路雙重10kV電源供電，兩路進線電源同時工作、互為備用。

3.2 自備電源系統(tǒng)

按照JGJ 333-2014《會展建筑電氣設計規(guī)范》相關章節(jié)的要求，西博城項目設置了柴油發(fā)電機系統(tǒng)和UPS/EPS作為本項目的自備電源系統(tǒng)。

3.2.1 自啟動柴油發(fā)電機組

西博城項目作為特大型展覽建筑，采用了相鄰展館分區(qū)合設一套柴油發(fā)電機組的方案。西博城項目共設置了4個柴油發(fā)電機房，分別位于A、C、E、F館的地下一層，每個柴油發(fā)電機房的配置及供電范圍見表1。自啟動柴油發(fā)電機組作為消防負荷、一級負荷中特別重要負荷及其他非消防一級負荷的應急備用電源，柴油發(fā)電機組容量按消防負荷和一級負荷中特別重要負荷與非消防一級負荷不同時使用進行選擇。

變壓器配置及裝機指標 表2

3.2.2 UPS/EPS

對于消防控制室(兼安防監(jiān)控中心)、信息網絡機房、應急指揮中心及對應的通信網絡系統(tǒng)等重要用電負荷，另設UPS不間斷電源裝置作為其應急電源。對于應急照明，另設EPS應急電源裝置作為其應急電源。

3.3 高低壓配電系統(tǒng)

西博城項目高壓系統(tǒng)采用單母線分段接線。一臺變壓器組成的系統(tǒng)低壓側采用單母線接線；兩臺變壓器組成的系統(tǒng)低壓側采用單母線分段接線，變壓器低壓母線之間設聯(lián)絡開關；變壓器低壓側設應急母線段和保障母線段。當柴油發(fā)電機組供電發(fā)生火災時，切除保障性負荷(特別重要負荷除外)，保證消防負荷用電。

3.4 高低壓變電所及柴油發(fā)電機房設置

西博城項目由A、B、C、D、E、F六個展館及公共大廳組成，各展館均為大跨度的有柱(雙層館)或無柱(單層館)高大空間，各展館的展覽負荷、電力照明負荷以及冷凍站負荷均較大，為使變配電所盡量靠近負荷中心，避開人流密集區(qū)域和展廳一層的展溝區(qū)域(展溝內設有給排水管)，且便于后期運維管理，各展館均在地下一層各展館的中心(地上為室外)且與冷凍站相鄰(D館無單獨冷凍站)的位置集中設置變電所，承擔本展館內的展覽、電力照明、空調等負荷供電。

柴油發(fā)電機房的設置主要考慮了避開人員密集區(qū)域、進排風井以及排煙對建筑物影響較小、供電半徑合理等因素，機房設置在地下一層靠近地下室外墻、地上為室外的位置，排煙管沿展館外墻的內側、避開金屬網架出金屬屋面。以E館為例，變電所及柴油發(fā)電機房的設置位置示意圖見圖3。

圖3 E展館變配電所及柴油發(fā)電機房位置示意圖

4 展覽用電配電系統(tǒng)

4.1 展位箱容量及配置

參照JGJ 333-2014《會展建筑電氣設計規(guī)范》展覽用電負荷取值標準，通過對已有會展建筑展覽用電取值進行對比分析，西博城項目最終確定輕型、中型、重型標準展位(3m×3m)的負荷取值分別為3kW、4.5kW、6kW。按每4個標準展位設置一個展位箱，對于靠邊的展位每 6個標準展位設置一個展位箱。輕型、中型、重型展位箱的容量和配置系統(tǒng)圖見圖4。

圖4 輕型、中型、重型展位箱配置系統(tǒng)圖

4.2 展廳的綜合展溝設置

西博城項目所有展館均設有主、次展溝，展廳四周設置主展溝，內側每隔9m設置次展溝。各次展溝通過主展溝相連，主展溝為強電間與各次展溝的通路。標準展廳的主、次展溝與展位箱的布置示意見圖5。

圖5 主、次展溝與展位箱布置局部示意圖

4.3 展覽用電配電

西博城項目展覽用電采用放射式配電方式，變電所至展場配電柜采用電纜橋架經垂直管井或主展溝引至，配電柜至展位箱采用電纜橋架經主、次展溝引至；展場配電柜內預留200A或者400A大電流開關，方便用電需求較大的參展客戶。西博城項目展覽配電豎向示意圖見圖6。

圖6 展覽配電豎向示意圖

5 照明系統(tǒng)

西博城項目的照明設計包括正常照明、應急照明、值班照明。

5.1 照明光源選擇

綜合顯色指數、壽命、光效、啟動性能、運行的可靠性、穩(wěn)定性等多方面考慮， 展廳、 交通大廳等高大空間的正常照明采用金屬鹵化物燈，會議、辦公、走道等空間較低的裝飾性場所、應急照明及疏散指示燈具選用 LED燈。

5.2 照明燈具布置及配電

展廳布燈方案應與建筑及結構形式有機結合，考慮建筑的室內效果、頂棚結構及柱網形式等因素，通常有均勻布燈和組合布燈兩種方案。西博城項目展廳燈具采用均勻布置方案，以A展館為例，選用型號為HPK518 CDM-TMW250W高天棚金鹵燈，共282盞，燈具行間距為9m，列間距為6.75m；另選用型號為BYP689P LED140 WB高天棚LED燈，共52盞作應急照明兼平時使用。采用DIALux照明設計軟件模擬計算，普通照明地面平面照度184lx,應急照明平均照度為18lx。普通照明照度曲線見圖7，應急照明照度曲線間圖8。

圖7 普通照明照度曲線

圖8 應急照明照度曲線

采用來自雙重高壓電源進線的不同變壓器的兩個專用回路各帶50%照明燈具的配電方式，能滿足當時相關規(guī)范對展廳照明負荷級別的要求，而且一路電源故障時，展廳仍能保持正常照度的一半，減少故障對展覽造成的影響。

5.3 應急照明及疏散指示

西博城項目的應急照明及疏散指示系統(tǒng)為一級負荷。展廳疏散指示標志采用集中電源集中控制型應急及疏散指示系統(tǒng)，其余場所的應急照明及疏散指示采用集中EPS供電；蓄電池連續(xù)供電時間≥60min，并同時滿足相關規(guī)范對蓄電池初裝容量的要求。

展廳及交通大廳主要疏散通道的地面上設置間距≤5m的地面燈光疏散指示標志燈以保持視覺連續(xù)。

6 防雷系統(tǒng)、接地及電氣安全系統(tǒng)

6.1 防雷系統(tǒng)

西博城項目預計雷擊次數為1.36次/a，按照二類防雷設防，采用防直擊雷、防閃電電涌涌入、防雷擊電磁脈沖等保護措施。

利用厚度≥0.65mm的鋁鎂錳直立鎖邊屋面板和鋁單板屋面作接閃器。要求金屬屋面、屋面檁條與矩形管、槽鋼、厚鍍鋅鋼管、鋼結構主檁條、桁架可靠連接，詳見圖9。

圖9 屋面防雷安裝連接大樣

為防閃電電涌涌入，進出建筑物的埋地金屬管道及電纜的金屬外皮等應與接地體相連。

為防雷擊電磁脈沖，在變電所低壓進線柜、樓層或者區(qū)域配電柜、室外用電設備配電柜、弱電機房配電柜以及供給有電子設備的末端配電箱等處裝設電涌保護器。

6.2 接地及電氣安全系統(tǒng)

利用建筑物防水板鋼筋、大直徑機械成孔灌注樁基礎(ZJ)鋼筋、先張法預應力高強混凝土管樁基礎(PHC)鋼筋以及柱下獨立基礎(DJ)鋼筋形成的基礎接地網做共用接地裝置，接地電阻≤1Ω。低壓配電系統(tǒng)接地型式采用TN-S系統(tǒng)。

在變配電所、冷熱水機房、水泵房等處設總等電位聯(lián)結端子箱。在弱電機房、強弱電豎井、配電間、電梯機房、通風機房、淋浴間、有洗浴設施的衛(wèi)生間等處設局部等電位聯(lián)結。

展廳綜合管溝內敷設一根40×4鍍鋅扁鋼作為接地干線、通行地溝內兩側各敷設一根40×4鍍鋅扁鋼作為接地干線；展位箱內預留等電位接地端子，通行地溝、展廳綜合管溝內的金屬支架、金屬管道、金屬箱體等均應與接地干線連接，其中金屬管道及其支架應不少于兩處與接地干線連接。

7 結束語

西博城項目竣工驗收及消防驗收通過后四年以來的實際運行情況表明：中國西部國際博覽城項目各系統(tǒng)構建合理、技術安全可靠、管理維護方便、節(jié)能效果良好，取得了較好的投資效益，為各類展會的成功舉辦提供了安全可靠的電氣保障。從西博城項目的實際運行情況來看，有以下幾點值得前期的設計時注意。

(1)設計前期需要與業(yè)主方或展覽顧問進行充分溝通，對公共大廳、登陸大廳等區(qū)域的展覽配套用電需求進行充分預留；同時，對室外演藝活動或其他重大活動的用電需求也進行充分考慮。

(2)對于設置主次展溝的項目，主次展溝內要敷設哪些管線較為合理，需要與水暖專業(yè)協(xié)調；同時，在穿越結構梁的部位應與土建專業(yè)進行充分配合，確定在梁上預埋導管還是開洞。

(3)對于公共大廳等凈高高且有裝修要求的場所，燈具的布置方案和布線方案顯得尤為重要。特別是對于類似西博城項目，公共交通大廳內的結構柱為鋼管混凝土梅花柱且沿外墻分布的情況，燈具布線需要提前做好管線的預留預埋。

(4)從西博城項目的實際運營來看，在區(qū)域展位配電柜內應預留多種大電流規(guī)格(200A、400A)的斷路器，方便不同需求參展商的配電接駁。強電井內若設有2個以上的區(qū)域展位配電柜，區(qū)域展位配電柜的進線電源建議引自不同的變壓器，便于運營時負荷調配。