佛山地鐵湖涌停車場低壓配電系統(tǒng)設(shè)計研究與探討

胡郁捷 羅 驥

（中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司）

0 引言

湖涌停車場設(shè)置在佛山市城市軌道交通二號線中部，位于禪城區(qū)南莊，佛山一環(huán)以西、季華路以北，承擔(dān)二號線部分車輛停放任務(wù)。本項目通過TOD整體開發(fā)，致力于打造一座城市綜合體，為地鐵創(chuàng)造更多客流，減少地方政府對地鐵運(yùn)營補(bǔ)貼壓力。開發(fā)效果圖如圖1所示。

圖1 湖涌停車場與上蓋物業(yè)開發(fā)效果圖

湖涌停車總用地面積89902.08m2，總建筑面積137272.82m2，建筑基底面積67702.12m2，容積率為2.17，建筑密度為75.3%，綠地率為7.5%。地鐵停車場結(jié)合TOD物業(yè)開發(fā)方案采用架空方式處理，地上一層為TOD地面汽車庫層，地上二層為地鐵停車場層，地鐵停車場蓋板上方進(jìn)行TOD物業(yè)開發(fā)。本項目豎向關(guān)系如圖2所示。

圖2 本項目豎向關(guān)系

湖涌停車場包括運(yùn)用庫、運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓、地面汽車庫層、綜合樓、洗車機(jī)棚及污水處理站、牽引降壓混合變電所、派出所等單體。其中，運(yùn)用庫、運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓、綜合樓、洗車機(jī)棚及污水處理站、牽引降壓混合變電所、派出所和門衛(wèi)等為車輛基地功能，除綜合樓、派出所設(shè)置于地面層外，其余單體在二層的地鐵停車場內(nèi)設(shè)置。

湖涌停車場低壓配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，吸取了武漢、青島等地已建成地鐵場段的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合湖涌停車場TOD開發(fā)的特點(diǎn)，盡量優(yōu)化低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中的不足。本文將設(shè)計過程中梳理出來的重難點(diǎn)、解決方案進(jìn)行簡要描述，主要分為以下幾個方面：

1）地鐵停車場低壓配電方案的確定；

2）地鐵停車場及上蓋開發(fā)防雷接地設(shè)計；

3）蓋下運(yùn)用庫及咽喉區(qū)內(nèi)風(fēng)機(jī)配電及控制設(shè)計；

4）蓋下運(yùn)用庫及咽喉區(qū)內(nèi)照明配電、控制設(shè)計；

5）出入場線區(qū)間照明設(shè)計。

1 地鐵停車場低壓配電方案的確定

由于湖涌停車場總長度超過700m，各單體分散布置在停車場的不同區(qū)域，如圖3所示，因此，停車場內(nèi)降壓變電所布置方案對本項目的供電可靠性及造價影響巨大。

圖3 湖涌停車場平面布置圖

在前期配合過程中，主要考慮以下兩種配電方案。

方案一：僅設(shè)置一座牽引降壓混合變電所，如圖4所示。

圖4 單變電所低壓配電簡圖

方案二：設(shè)置一座牽引降壓混合變電所，同時在 運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓設(shè)置一座跟隨所，如圖5所示。

圖5 雙變電所低壓配電簡圖

兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，僅設(shè)置一座變電所配電系統(tǒng)相對簡單，但運(yùn)用庫內(nèi)用電設(shè)備末端電壓降較大，供電可靠性降低，電能損耗增加，低壓電纜截面過大，造價過高；若在運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓增加一座跟隨所，則運(yùn)用庫及運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓配電可就近引自跟隨所，上述缺點(diǎn)得到有效緩解，但增設(shè)跟隨所的同時會導(dǎo)致土建和高壓系統(tǒng)造價增高。

從供電可靠性方面考慮，增設(shè)跟隨所可有效提高運(yùn)用庫及運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓供電可靠性；從經(jīng)濟(jì)成本方面考慮，運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓內(nèi)設(shè)置一個跟隨所成本大概在150萬左右，但由于電纜截面及長度降低，電纜造價可節(jié)省300萬。綜合上述因素，湖涌停車場采用方案二，設(shè)置一座牽引降壓混合變電所，同時在運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓設(shè)置一座跟隨所。

2 地鐵停車場及上蓋開發(fā)防雷接地設(shè)計

湖涌停車場及上蓋TOD開發(fā)采用共用接地裝置，要求接地電阻不大于1Ω。本工程利用建筑物基礎(chǔ)作共用接地裝置，所有樁基、承臺、基礎(chǔ)梁（板）內(nèi)鋼筋相互可靠連接。所有結(jié)構(gòu)柱（含上部建筑結(jié)構(gòu)柱）均作為防雷引下線，柱內(nèi)鋼筋相互可靠連接（要求結(jié)構(gòu)柱內(nèi)2根φ16或4根φ12主筋通長焊接）。利用結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)做接地體時，縱橫鋼筋交叉點(diǎn)宜采用焊接，所有接地裝置必須連接成電氣通路，所有接地裝置的焊接必須牢固可靠。

綜合樓和派出所為兩棟獨(dú)立建筑，本項目考慮這兩個小單體不能滿足綜合接地電阻不大于1Ω要求，故在湖涌停車場綜合接地網(wǎng)預(yù)留接口，通過接地扁鋼將綜合樓、派出所接地網(wǎng)與大庫下綜合接地網(wǎng)可靠連接，通過各單體接地網(wǎng)并聯(lián)方式使綜合樓、派出所接地網(wǎng)滿足各系統(tǒng)專業(yè)接地需求。

同時，考慮到本項目的建設(shè)周期較長，地鐵停車場及上蓋TOD開發(fā)未能同期實(shí)施，前期上部住宅未施工前，湖涌停車場按第二類防雷建筑物設(shè)置防雷措施，在停車場蓋板上屋面做好接閃措施。并在上部住宅投影范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)上外露部分主鋼筋，為上蓋TOD開發(fā)預(yù)留防雷引下條件，盡量避免后期返工。

3 蓋下運(yùn)用庫及咽喉區(qū)內(nèi)風(fēng)機(jī)配電及控制設(shè)計

湖涌停車場內(nèi)風(fēng)機(jī)采用環(huán)控柜集中配電控制和現(xiàn)場設(shè)置風(fēng)機(jī)配電箱配電控制兩種方式。運(yùn)用庫內(nèi)風(fēng)機(jī)采用環(huán)控柜集中配電，減少與BAS專業(yè)接口數(shù)量；各分散單體內(nèi)采用配電箱配電，降低工程實(shí)施難度。

為減少運(yùn)用庫對周邊TOD開發(fā)的噪聲影響，地鐵停車庫北、西、南側(cè)采用墻體封堵，局部開窗采光，東側(cè)敞開，與軌道咽喉區(qū)連通，上覆屋頂平臺。由于運(yùn)用庫北、西側(cè)設(shè)置有高層住宅，不能利用開窗自然排煙。因此，運(yùn)用庫四周環(huán)道上方夾層內(nèi)設(shè)置有17臺排煙兼排風(fēng)雙速風(fēng)機(jī)。平時低速運(yùn)行，供大庫通風(fēng)使用；火災(zāi)時高速運(yùn)行，迅速降庫區(qū)內(nèi)煙氣排出，以保證人員安全疏散。鑒于停車場庫區(qū)內(nèi)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備較多，且根據(jù)消防疏散需求，不會同時多臺風(fēng)機(jī)高速檔位運(yùn)行，故考慮對非消防專用風(fēng)機(jī)采用智能低壓配電系統(tǒng)，以便于集中監(jiān)控和工程實(shí)施，降低工程造價。

綜合樓、派出所等單體內(nèi)風(fēng)機(jī)以及咽喉區(qū)專用排煙風(fēng)機(jī)根據(jù)風(fēng)機(jī)設(shè)置情況，現(xiàn)場設(shè)置配電箱就地配電控制，其中專用消防風(fēng)機(jī)配電回路采用末端切換，滿足規(guī)范要求及風(fēng)機(jī)控制需求。

4 蓋下運(yùn)用庫及咽喉區(qū)內(nèi)照明配電、控制設(shè)計

湖涌停車場與國內(nèi)現(xiàn)有的大部分停車場段存在很明顯的差異，運(yùn)用庫、咽喉區(qū)均位于蓋下，難以像其他停車場段一樣充分利用自然采光，因此，湖涌停車場按不同區(qū)域照度要求在整個蓋下均勻設(shè)置照明設(shè)施。

湖涌停車場庫區(qū)內(nèi)照明可以大致分為以下四塊：運(yùn)用庫照明、檢修坑照明、咽喉區(qū)照明及場區(qū)環(huán)道照明。蓋下燈具數(shù)量大，按以往單回路供電的普通配電方式，難以滿足庫區(qū)內(nèi)檢修作業(yè)對照明配電可靠性要求；若蓋下燈具同時開啟，不進(jìn)行有效的控制，這將造成極大的能源浪費(fèi)。針對上述配電可靠性及日常節(jié)能問題，本項目決定借鑒其他線路車站公共區(qū)配電的優(yōu)質(zhì)方案來解決。具體措施如下：

1）在運(yùn)用庫等照明可靠性要求較高地方，劃分區(qū)域配電，每個區(qū)域設(shè)置兩個照明配電箱，電源分別引自跟隨所內(nèi)兩段不同母線，燈具配電由兩個配電箱分別饋出回路交叉配電，單回路故障斷電也不影響另一回路燈具正常工作，僅增加少量配電箱造價，提高運(yùn)用庫照明可靠性，為庫區(qū)內(nèi)檢修作業(yè)提供保障。

2）對蓋下運(yùn)用庫照明、檢修坑照明、咽喉區(qū)照明及環(huán)道照明采用智能照明控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制。根據(jù)運(yùn)營需求，可預(yù)先設(shè)置多個不同場景，以滿足不同時間段、不同場合對庫區(qū)內(nèi)照明需求，對整個停車場庫區(qū)內(nèi)照明進(jìn)行集中控制，降低能源損耗。

3）擴(kuò)大LED光源使用范圍，環(huán)道、咽喉區(qū)、運(yùn)用庫等場合采用大功率LED光源以進(jìn)一步節(jié)約能源。

4）針對停車場內(nèi)16條車輛檢修坑，采用24V安全電壓等級LED燈具。在土建配合階段預(yù)留好燈具安裝凹槽，避免后期燈具側(cè)墻明裝，影響人員檢修操作，最大限度保證運(yùn)營人員的人身安全。

5 出入場線區(qū)間照明設(shè)計

湖涌停車場地鐵層位于地上二層，出入場線從地下過渡到地面上，U型槽至停車場蓋下之間爬坡段上部未設(shè)置上蓋。

常規(guī)停車場位于地面一層，咽喉區(qū)均會設(shè)置有高桿投光燈，其照明可覆蓋出入場線露天段。但此照明方案不適用于此項目，湖涌停車場出入場線露天段照明燈具布置方案需另行設(shè)計。由于沒有上蓋，且兩側(cè)側(cè)墻較矮，結(jié)合高架區(qū)間設(shè)計方案，考慮在接觸網(wǎng)立柱上固定安裝，大樣圖詳見圖6。此方案避免了動照專業(yè)單獨(dú)設(shè)置燈桿，利用現(xiàn)有接觸網(wǎng)立柱進(jìn)行安裝，不會侵入車輛限界，保證行車安全。

圖6 出入場線露天段燈具安裝大樣圖

同時，為了避免地下區(qū)間與高架區(qū)間亮度差異較大，在地下區(qū)間出地面段設(shè)置過渡照明，過渡段照明就近引自出入場線雨水泵房配電箱，設(shè)置時間繼電器，白天外界亮度較強(qiáng)時開啟過度照明，保證行車安全；夜間關(guān)閉過渡段照明，節(jié)約能源。

6 結(jié)束語

本文針對佛山地鐵2號線湖涌停車場低壓配電系統(tǒng)設(shè)計過程，對TOD綜合開發(fā)地鐵停車場設(shè)計中可能遇到的問題進(jìn)行簡單描述，并給出了相應(yīng)的解決方案。大型TOD綜合開發(fā)停車場項目應(yīng)結(jié)合項目具體情況，制定合理的低壓配電方案，在滿足運(yùn)營使用需求的前提下，力爭找到一個能耗與造價的平衡點(diǎn)。同時，除做好地鐵停車場設(shè)計工作外，需從整個項目的角度來看待問題，明確停車場與上蓋TOD開發(fā)部分的接口，比如預(yù)留好上蓋TOD開發(fā)建筑的10kV電纜接入條件，為上蓋TOD開發(fā)建筑提供防雷引下接引條件。在市區(qū)土地資源日益稀少的情況下，地鐵停車場設(shè)計中會越來越多地采取這種上蓋開發(fā)的形式，對設(shè)計人員要求也越來越高，本文結(jié)合湖涌停車場設(shè)計實(shí)例，對此類項目提出一些探討性意見，以供今后其他類似項目設(shè)計參考。