剖析會(huì)展型酒店電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

楊小琴

(華建集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究總院，上海 200002)

0 引言

伴隨國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)啟動(dòng)，會(huì)展建筑將得到進(jìn)一步地迅猛發(fā)展。本文介紹的會(huì)展型酒店是一種集會(huì)展、會(huì)議、酒店功能于一體的新型會(huì)展型建筑，能同時(shí)滿足參展個(gè)人和企業(yè)布展、會(huì)議、住宿、餐飲和娛樂等全方位需求。緊扣這類新型會(huì)展型建筑特點(diǎn)，本文著重從電氣設(shè)計(jì)角度，解讀和剖析電氣技術(shù)在會(huì)展型酒店中的應(yīng)用實(shí)例，呈現(xiàn)會(huì)展型酒店電氣設(shè)計(jì)當(dāng)前的先進(jìn)理念。

1 項(xiàng)目概況

本會(huì)展型酒店位于江蘇省昆山市，是一座集大型會(huì)展、大中型會(huì)議、住宿、餐飲、娛樂和休閑于一體的綜合性酒店建筑群。會(huì)展中心位于酒店裙房，裙房高24m；酒店由29層的主樓和19層的副樓構(gòu)成，主樓高119.8m，副樓高84.5m，總建筑面積為14.5萬m2。其中，主樓避難層位于15層。會(huì)展中心和酒店均由國(guó)內(nèi)建筑單位直接投資和經(jīng)營(yíng)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)參考國(guó)際知名品牌五星級(jí)酒店。

本會(huì)展中心屬于多功能合一，具有宴會(huì)、會(huì)展、會(huì)議及舞臺(tái)表演等功能。會(huì)展中心建筑面積為3 500m2，采用無柱設(shè)計(jì)，可同時(shí)容納3 000人舉行晚宴或4 000人的會(huì)議，并可靈活地分隔成三個(gè)小型宴會(huì)廳，滿足客人舉行不同規(guī)?；顒?dòng)的需求。

2 供配電系統(tǒng)

2.1 負(fù)荷等級(jí)

本項(xiàng)目屬超高層建筑，消防用電設(shè)備應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷要求供電；會(huì)展、會(huì)議、舞臺(tái)表演、宴會(huì)廳、餐廳、廚房、康樂設(shè)施、門廳及高級(jí)客房、主要通道等場(chǎng)所的照明用電，廚房、排污泵、生活水泵、主要客梯用電，計(jì)算機(jī)、電話、電聲和錄像設(shè)備、新聞攝影用電按一級(jí)負(fù)荷要求供電；除上述所述之外的其他用電按二級(jí)負(fù)荷要求供電。

2.2 外部電源

在本項(xiàng)目的地下一層(地下二層上空)設(shè)10kV用戶變電所，供電電源由外部市政供給2路10kV獨(dú)立雙重電源。兩路電源，平時(shí)同時(shí)運(yùn)行，互為備用。

2.3 負(fù)荷容量

本項(xiàng)目空調(diào)負(fù)荷采用直燃機(jī)為主的能源配置，直燃式溴化鋰?yán)錈崴畽C(jī)組采用天然氣作為燃料。負(fù)荷計(jì)算及變壓器裝置指標(biāo)見表1。選用變壓器9 700kVA，負(fù)荷率為83 %，變壓器裝置指標(biāo)為67VA/m2。根據(jù)《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施 節(jié)能專篇-電氣》(2007年版)(07JSCS-JD)表2.2.2-1變壓器裝置指標(biāo)及其注1的要求，67VA/m2的項(xiàng)目變壓器裝置指標(biāo)，完全符合綠色節(jié)能之要求。

負(fù)荷計(jì)算及變壓器裝置指標(biāo)表 表1

3 是否設(shè)置上樓變壓器

主塔樓的避難層位于15層，避難層下方是14層，屬于客房層；若變壓器上樓，則變壓器應(yīng)設(shè)置于避難層，其運(yùn)行震動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲，影響客房住戶，降低酒店品質(zhì)；并且應(yīng)采取措施，降低電磁兼容對(duì)客房的輻射。

若變壓器上樓，常規(guī)是二臺(tái)一組變壓器，客房層在整個(gè)會(huì)展型酒店中的用電量占比較低，而且超高層主塔樓每層面積僅為1 300m2，避難層以上的樓層數(shù)僅有14層，用電指標(biāo)按照40VA/m2計(jì)算分析，上樓變壓器容量?jī)H為2臺(tái)500kVA；相比于變壓器直接設(shè)置在塔樓核心筒的地下室附近，采用低壓大電纜、母線槽供電方式，變壓器上樓供電方案并不經(jīng)濟(jì)。

若變壓器上樓，一是樓上避難層多了一個(gè)分配電站，分配電站面積約100m2，導(dǎo)致避難區(qū)面積不足；二是多一個(gè)樓上分配電站，增加了電工后期運(yùn)維的巡查工作量；三是管井內(nèi)的高壓電纜，對(duì)運(yùn)行管理人員提出更高的安全防護(hù)要求；四是建設(shè)分配電站的電氣設(shè)備，勢(shì)必增加一次建設(shè)投資成本。

綜合以上因素，從運(yùn)行、維護(hù)、經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，并取得建設(shè)單位的認(rèn)可，塔樓供電形式是變壓器不上樓。

4 是否設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組

本項(xiàng)目不是國(guó)家級(jí)國(guó)際會(huì)展中心，也不是特大型會(huì)展建筑；建筑高度也沒有超過150m；根據(jù)GB 5134-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的附錄A，會(huì)展中心照明、電聲、錄像、消防等用電均不屬于一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，因此可不設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組。

通常外資品牌的酒店管理公司對(duì)四星級(jí)及以上旅游飯店有一條機(jī)電配置強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，即要求排污泵、生活泵、主要客梯、主要通道照明等用電應(yīng)接入柴油發(fā)電機(jī)組。本項(xiàng)目由國(guó)內(nèi)建設(shè)單位自行經(jīng)營(yíng)，且不引入外資酒店管理公司，所以無需設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組。

按照GB 51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第3.2.14條，對(duì)于不允許電源瞬時(shí)中斷的負(fù)荷，應(yīng)設(shè)置UPS不間斷電源裝置供電；根據(jù)GB 50016-2014(2018年版)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第10.1.5條，對(duì)于建筑高度大于 100m的民用建筑內(nèi)消防應(yīng)急照明和燈光疏散指示標(biāo)志的備用電源的連續(xù)供電時(shí)間不應(yīng)少于1.5h。所以，本項(xiàng)目一級(jí)負(fù)荷用電設(shè)備的供電形式，及其對(duì)應(yīng)的備用電源設(shè)置情況，見表2。

一級(jí)負(fù)荷供電形式及其備用電源配置表 表2

5 會(huì)展中心供電方式

為確保本項(xiàng)目會(huì)展中心供電可靠、安全，設(shè)計(jì)首先按照用電區(qū)域、設(shè)備等用途單獨(dú)供電，避免相關(guān)影響和干擾。本會(huì)展中心屬于多功能合一，作為會(huì)展用途的用電點(diǎn)，分為常規(guī)、安全保障、臨時(shí)、燈光音響控制、LED屏幕用電等。作為宴會(huì)功能的用電點(diǎn)，涉及宴會(huì)常規(guī)、安全保障、臨時(shí)、配套廚房常規(guī)和冷鏈用電；作為會(huì)議使用的用電點(diǎn)，主要有會(huì)議常規(guī)、安全保障以及臨時(shí)用電；作為舞臺(tái)表演功能的主要用電點(diǎn)，包括舞臺(tái)表演機(jī)械設(shè)備、舞臺(tái)電聲設(shè)備和舞臺(tái)照明。針對(duì)不同的用電要求，劃歸為不同的負(fù)荷等級(jí)，采用不同的供電形式，各用電點(diǎn)的用電指標(biāo)和供電形式，見表3。

會(huì)展中心用電指標(biāo)和供電形式表 表3

6 會(huì)展中心諧波治理保護(hù)

6.1 會(huì)展中心負(fù)載特性

會(huì)展中心的主要負(fù)載為舞臺(tái)調(diào)光燈光系統(tǒng)、音響控制系統(tǒng)以及大量隨機(jī)使用的臨時(shí)負(fù)載。這些負(fù)載存在如下共性。

(1)會(huì)展中心的供電系統(tǒng)采用三相五線制，負(fù)載使用又具有隨機(jī)性，會(huì)造成系統(tǒng)的三相不平衡和零線電流的增大。

(2)會(huì)展中心的設(shè)備多為諧波負(fù)載，產(chǎn)生的主要諧波次數(shù)為3次，在相線中產(chǎn)生；但是，回流至零線后不會(huì)抵消，反而疊加(這是3N次諧波的特性)，更加增大了零線的電流，加劇了零線過流的風(fēng)險(xiǎn)。如果系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于這種工作狀態(tài)，極有可能出現(xiàn)零線起火、斷零的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)為會(huì)展中心服務(wù)的照明節(jié)能燈和變頻空調(diào)等負(fù)載，同樣會(huì)產(chǎn)生大量高次諧波，影響控制系統(tǒng)的正常工作。

6.2 終端電氣綜合治理保護(hù)系統(tǒng)

終端電氣綜合治理保護(hù)系統(tǒng)與有緣濾波器的功能對(duì)比，見表4。

6.3 終端電氣綜合治理保護(hù)系統(tǒng)原理

基于對(duì)會(huì)展中心各路負(fù)載特性的分析，在這些負(fù)載回路中配置終端電氣綜合治理保護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)裝置設(shè)備通過電流互感器CT監(jiān)測(cè)低壓電源的運(yùn)行情況，裝置的工作電源取自被監(jiān)測(cè)電源線路，裝置采用壁掛式安裝，體積小、安裝方便。該系統(tǒng)裝置設(shè)備與被監(jiān)測(cè)電源配電箱柜的接入原理見圖1。

7 機(jī)電設(shè)備一體化

7.1 機(jī)電設(shè)備一體化概念

機(jī)電設(shè)備一體化形象的表述是“被監(jiān)控設(shè)備的控制器箱與電氣控制箱合并設(shè)置，形成一體化控制箱”。一體化控制箱優(yōu)先采用以太網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備之間、設(shè)備與管理中心平臺(tái)之間的通信。一體化控制箱與現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、執(zhí)行器宜采用復(fù)合功能總線方式進(jìn)行連接，傳感器和執(zhí)行器的電源宜由復(fù)合功能總線提供。

終端電氣綜合治理保護(hù)系統(tǒng)與有緣濾波器的功能對(duì)比表 表4

圖1 終端電氣綜合治理保護(hù)系統(tǒng)原理圖

機(jī)電設(shè)備一體化控制系統(tǒng)應(yīng)具有建筑設(shè)備監(jiān)控、電力監(jiān)控、照明控制、建筑負(fù)荷控制節(jié)能監(jiān)控、剩余電流監(jiān)控報(bào)警安全檢測(cè)、能源綜合管理能耗檢測(cè)、建筑環(huán)境監(jiān)控等功能。

7.2 機(jī)電設(shè)備一體化控制柜

每臺(tái)電梯、扶梯、送排風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)、新風(fēng)機(jī)、直燃機(jī)組單元、屋面泛光照明、路燈、排水泵、給水泵、會(huì)議室、會(huì)展中心分別采用獨(dú)立的智能一體化控制柜。每臺(tái)控制柜對(duì)其范圍內(nèi)的設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行信息采集、傳輸、處理，通過編程進(jìn)行就地分散獨(dú)立的控制?？刂乒駜?nèi)集成配電、計(jì)量、電氣安全和控制等功能。

變電站內(nèi)每組2臺(tái)變壓器和高低壓配電單元，設(shè)置獨(dú)立的變配電和負(fù)荷發(fā)布控制柜，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器和配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，包括變壓器溫度、冷卻風(fēng)扇的控制和高壓系統(tǒng)的抗凝露控制、避雷器的狀態(tài)、配電柜的溫度、母線溫度、開關(guān)狀態(tài)、以及流經(jīng)每個(gè)開關(guān)的電壓、電流、有功、無功、漏電流等電氣參數(shù)，并向全網(wǎng)實(shí)時(shí)發(fā)布變壓器的負(fù)荷率。控制柜采用主動(dòng)式負(fù)荷控制算法控制設(shè)備的正常運(yùn)行，并有效降低變壓器的峰值負(fù)荷。

會(huì)展中心設(shè)置一套中央監(jiān)控系統(tǒng)控制柜，柜內(nèi)服務(wù)器安裝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和智能一體化系統(tǒng)集成管理平臺(tái)，對(duì)大樓的建筑設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行集中管理。其中各智能一體化設(shè)備自行獨(dú)立控制，形成集散控制系統(tǒng)。

會(huì)展中心的智能一體化節(jié)能控制柜負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)的普通照明、備用照明、插座、空調(diào)，通過復(fù)合節(jié)能傳感器和模式開關(guān)進(jìn)行編程節(jié)能控制。現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、執(zhí)行器、操作面板由智能一體化控制柜配套提供。

7.3 機(jī)電設(shè)備一體化設(shè)計(jì)方案

以會(huì)展中心空調(diào)機(jī)組為例，加以方案說明。

空調(diào)機(jī)組是為會(huì)展中心區(qū)域提供空氣質(zhì)量控制的綜合性空氣處理設(shè)備，其控制目標(biāo)是使用最小的能源，來滿足區(qū)域內(nèi)的溫/濕度和CO2的濃度，以便符合健康舒適的要求。

空調(diào)控制原理見圖2?？照{(diào)機(jī)組的控制點(diǎn)位見表5。

圖2 空調(diào)控制原理圖

每臺(tái)空調(diào)機(jī)組采用智能一體化空調(diào)機(jī)組控制柜來實(shí)現(xiàn)空調(diào)機(jī)組的所有監(jiān)測(cè)和控制功能，包括送/回/排風(fēng)機(jī)的變頻控制、傳感器執(zhí)行器的監(jiān)測(cè)和控制、熱量表的數(shù)據(jù)采集以及消防聯(lián)動(dòng)反饋接口和70°防火閥接口。智能一體化空調(diào)機(jī)組控制系統(tǒng)示意見圖3。

空調(diào)機(jī)組的控制點(diǎn)位圖 表5

圖3 智能一體化空調(diào)機(jī)組控制示意圖

8 電動(dòng)機(jī)兩地控制

8.1 普通風(fēng)機(jī)兩地控制

普通排風(fēng)機(jī)位于會(huì)展中心吊頂內(nèi)，其控制箱不能就近安裝在風(fēng)機(jī)旁的吊頂內(nèi)；為便于操作，只能安裝于同一防火分區(qū)的配電間內(nèi)；同時(shí)，為確保檢修人員的安全，需吊頂內(nèi)就地設(shè)置按鈕箱。按鈕箱的設(shè)置應(yīng)滿足GB 50055-2011《通用用電設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.5.3條“當(dāng)需在不能觀察電動(dòng)機(jī)的地點(diǎn)進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)在控制點(diǎn)裝設(shè)指示電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的燈光信號(hào)”；也應(yīng)滿足《通用用電設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50055-2011第2.5.4條“遠(yuǎn)方控制的電動(dòng)機(jī)應(yīng)有就地控制和解除遠(yuǎn)方控制的措施”。按鈕箱二次控制示意見圖4。

圖4 按鈕箱控制示意圖

8.2 事故風(fēng)機(jī)兩地控制

溴化鋰機(jī)組的氣源是天然氣，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮天然氣泄露情況，故為避免天然氣集聚，必須設(shè)置事故排風(fēng)機(jī)，以控制濃度達(dá)到爆炸限定值。溴化鋰機(jī)房位于裙房4層，其事故風(fēng)機(jī)設(shè)置在屋面。事故風(fēng)機(jī)控制箱就地設(shè)置在屋面事故風(fēng)機(jī)旁，為確保緊急情況下，手動(dòng)應(yīng)急控制事故風(fēng)機(jī)，應(yīng)在溴化鋰機(jī)房門內(nèi)、門外各設(shè)置一個(gè)按鈕箱。按鈕箱二次控制示意也參見圖4。

9 會(huì)展中心火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警

9.1 消防報(bào)警探測(cè)形式

會(huì)展中心吊頂后的凈空高度為13.4m，經(jīng)與給排水專業(yè)協(xié)商，采用自動(dòng)消防炮滅火系統(tǒng)，其探測(cè)報(bào)警設(shè)備采用雙波段、光截面兩種探測(cè)器，這大大增強(qiáng)了消防保護(hù)的力度。

當(dāng)設(shè)置了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)(上噴頭)時(shí)，悶頂內(nèi)可不設(shè)置煙感探測(cè)器。但是，考慮到會(huì)展中心面積和人員大量集中的特點(diǎn)，并結(jié)合消防安全、保護(hù)人身、減少火災(zāi)危害的設(shè)計(jì)理念，吊頂內(nèi)仍要設(shè)置煙感探測(cè)器。這樣，可大大降低火災(zāi)發(fā)生的概率，同時(shí)降低投資成本，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的顯著效果。

9.2 自動(dòng)消防炮滅火系統(tǒng)特點(diǎn)

系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是保護(hù)面積大、響應(yīng)速度快、準(zhǔn)確度高、現(xiàn)場(chǎng)畫面可視、報(bào)警圖像多重備份、報(bào)警同時(shí)進(jìn)行語音通訊、可與常規(guī)系統(tǒng)兼容等，一旦火災(zāi)發(fā)生，信息處理主機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，顯示報(bào)警區(qū)域的圖像，并自動(dòng)開啟錄像機(jī)進(jìn)行記錄，同時(shí)通過聯(lián)動(dòng)控制臺(tái)采用人機(jī)協(xié)同的方式啟動(dòng)自動(dòng)消防炮進(jìn)行定點(diǎn)滅火。消防水炮啟動(dòng)方式有自動(dòng)滅火、遠(yuǎn)程手動(dòng)滅火、現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)滅火三種。

9.3 三種高大空間感煙火災(zāi)探測(cè)器比選

光截面、雙波段和空氣采樣火災(zāi)探測(cè)器三者在類型、靈敏度和報(bào)警時(shí)間等各類參數(shù)比較，見表6。

光截面、雙波段和空氣采樣火災(zāi)探測(cè)器比選表 表6

通過表6比選，根據(jù)GB 50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的第12.4.1條，并結(jié)合會(huì)展中心室內(nèi)高大空間裝修、設(shè)備布局等特點(diǎn)，選擇光截面火災(zāi)探測(cè)器和雙波段火災(zāi)探測(cè)器兩種形式。

10 結(jié)束語