洛陽奧林匹克中心主要功能區(qū)域負荷指標的確定

曹方瑩, 曹承屬, 宋大偉

(中建八局設計管理總院, 上海 200135)

0 引 言

當前體育發(fā)展趨于國際化和大眾化,各個國家、地方舉辦體育賽事的數(shù)量日益增多,規(guī)模日益增大。隨之而來的是大量體育建筑的建設,大型比賽場館在賽后的運營管理上顯現(xiàn)出諸多問題,因此需綜合考慮體育場館賽時賽后的各類情況,進行可持續(xù)發(fā)展的意義重大。

1 項目概況

洛陽奧林匹克中心項目一期,位于洛陽市伊濱經(jīng)濟開發(fā)區(qū),司馬光路與龍顧路,玉溪西街與光武大道之間,總建筑面積約17.5萬m2,含體育場、游泳館、室內(nèi)田徑訓練館。其中體育場、游泳館為甲級體育場館。體育場建筑面積約11.9萬m2,建筑高度52.4 m,地上6層,固定坐席5萬座。游泳館建筑面積4.96萬m2,建筑高度36.6m,主體1層,局部3層,地下1層,坐席2 000座。室內(nèi)田徑訓練館建筑面積6 506.32 m2,建筑高度19.15 m,主體1層,局部2層,為訓練用場館。

項目可承辦地區(qū)性及全國性單項比賽;可舉辦音樂會、演唱會等各種類型的演藝活動;滿足會展以及全民健身使用需求。

2 體育建筑供電特征

體育建筑功能除供體育競技、體育鍛煉等活動使用,還包括演藝娛樂、集會、展覽、商業(yè)餐飲等方面。因此體育建筑供電方案設計在滿足體育比賽要求的同時,還應綜合考慮體育場館的多功能利用,主要有以下幾個特征。

(1) 系統(tǒng)性:系統(tǒng)規(guī)劃應基于業(yè)態(tài)和運營考慮;根據(jù)場館、商業(yè)等不同業(yè)態(tài)和運營設置相對獨立的系統(tǒng)。

(2) 可靠性:特、甲級體育建筑應確保重大體育賽事及活動的供電可靠性(如比賽場地照明、擴聲系統(tǒng)、計時計分裝置、燈光控制室、場地大屏、新聞攝影、電視轉(zhuǎn)播及裁判員和運動員生活區(qū)熱水用電等);消防、應急照明、安防系統(tǒng)的供電可靠性。

(3) 前瞻性:除服務于體育競技專用設施用電容量外,基于運維角度下,用于廣告、項目展示等LED屏容量;多功能活動、演藝、展覽等用途的用電容量;用于全民健身、餐飲、購物等商業(yè)類用電容量,在用電容量上均應有所預判,預留發(fā)展前景。

(4) 靈活性:通過合理的機房布置、布線系統(tǒng)和配電系統(tǒng),能保證舉辦不同活動都能有效地組織和調(diào)度供電能力,實現(xiàn)一館多用的建筑特點。

(5) 經(jīng)濟性:特、甲級體育建筑大量負荷只在比賽、演出時使用;大型演出、運動會開/閉幕式有大量的臨時性用電需求;大型賽事及大型活動頻率不高等特點。這些特點對建設初投資、運行能耗、運行維護等費用有巨大影響,需相對平衡。

(6) 綠色節(jié)能:采用高效率、低能耗的節(jié)能產(chǎn)品,如綠色節(jié)能變壓器、大功率LED燈、導光管技術的應用、諧波治理等,以及新能源的利用,以此降低體育建筑綜合能耗,節(jié)約能源。

(7) 智慧化:智慧化是當前變配電系統(tǒng)的發(fā)展方向,將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能深度融合,實現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的集中監(jiān)控、故障預警,達到安全、高效、智慧、協(xié)同的效果。

3 主要功能區(qū)負荷指標、負荷容量

3.1 主要功能區(qū)負荷指標

洛陽奧體匹克中心主要建筑功能及商業(yè)業(yè)態(tài)用電指標如表1所示。

表1 洛陽奧體匹克中心主要建筑功能及商業(yè)業(yè)態(tài)用電指標

3.2 負荷分級及容量統(tǒng)計

該項目體育場、游泳館為甲級體育場館,根據(jù)JGJ 354—2014《體育建筑電氣設計規(guī)范》[1]和GB 51348—2019《民用建筑電氣設計標準》[2]中相關規(guī)定確定各用電設備負荷等級。體育場主要負荷分級及容量如表2所示。游泳館主要負荷分級及容量如表3所示。

表2 體育場主要負荷分級及容量

表3 游泳館主要負荷分級及容量

主要功能區(qū)域負荷指標的確定均通過多方了解溝通,科學商定。例如:原體育場、游泳館場地照明初步設計階段預留電量分別為1 600 kW、300 kW,采用傳統(tǒng)大功率金鹵燈。后通過對LED專業(yè)體育場燈具進行深入研究,了解到體育照明大功率LED燈可以瞬時開關和調(diào)光,結合智能控制系統(tǒng),可以實現(xiàn)各種照明場景及瞬時切換,滿足不同賽事及文藝演出的需求,并無需增加和調(diào)整燈具位置。同時燈具的性能、光源壽命、功率效率均優(yōu)于傳統(tǒng)金鹵燈。因此最終施工圖階段,將場地照明電量調(diào)整為1 200 kW和200 kW,大幅減少了場地照明設備容量預留。

原體育場場地及看臺廣告容量分別于兩處集中預留,每處預留電量為250 kW;后經(jīng)過多次與業(yè)主進行溝通商量,對商業(yè)發(fā)展進行預判,最終將場地及看臺廣告用電容量均勻分布于體育場四處,每處電量為125 kW。

3.3 供配電系統(tǒng)

體育建筑的參數(shù)指標綜合、供配電系統(tǒng)、能源管控以及機房設置之間是相互聯(lián)系、相互影響。各項用電指標也非簡單的各功能用電指標的累加。本項目主要遵循以下幾個原則:

(1) 將比賽用電、空調(diào)負荷用電、商業(yè)用電和其他負荷用電分成幾大組別,根據(jù)各組別的負荷容量確定[3],將大容量冷凍站負荷采用獨立的變壓器組,以便適用季節(jié)性負荷的使用需求,節(jié)約能源。負荷計算時充分考慮同時使用可能性,控制變壓器安裝容量,充分利用變壓器帶載能力。

(2) 體育場館具有文藝演出的功能,因演出類負荷與體育工藝負荷不會同時使用,采用共用一組變壓器,按容量大者計算變壓器容量。另高壓供電系統(tǒng)中預留了2個高壓供電回路,為大型活動臨時租用箱變提供電源。

(3) 項目中體育場和游泳館為甲級體育建筑,根據(jù)JGJ 354—2014《體育建筑電氣設計規(guī)范》中的相關規(guī)定,重大賽事的電源保障系統(tǒng)采用臨時發(fā)電車、UPS等,在系統(tǒng)、土建條件中預留相應的接口條件,采用租賃方式。

(4) 對于開/閉幕式場地及開/閉幕式用電不納入永久供電的系統(tǒng)中。

(5) 因設置多個變電所,采用智能電力監(jiān)控系統(tǒng),便于統(tǒng)一管理,保障供電用電系統(tǒng)的安全性。

該項目變配電系統(tǒng)設計方案為:采用兩路獨立的市政10 kV電源供電,平時常用,互為備用。10 kV高壓配電所設于體育場1F。受供電半徑限制及遠距離末端負荷低壓出線開關靈敏度和線路電壓降的影響,共設置6個10/0.4 kV變電所及一個室外箱式變電站。另在體育場主體的4個變電所及游泳館變電所預留臨時柴油發(fā)電機接口,既可保證賽時用電的可靠,而在無比賽時不用,以節(jié)約能源。變電所設置位置、服務區(qū)域、裝機容量、單位負荷指標及預留臨時柴油發(fā)電機容量如表4所示。

表4 變電所設置位置、服務區(qū)域、裝機容量、單位負荷指標及預留臨時柴油發(fā)電機容量

變壓器總裝機容量為12 700 kVA。預留臨時柴油發(fā)電機組機位,重大賽事時租用,分別帶50%場地照明及其他臨時性重要負荷,預留柴油發(fā)電機總裝機容量為1 890 kW。

項目為響應河南省公用和專用充電設施使用效率,實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保,提高新能源車充電保障能力,加入大型客車充電設施的設置。從充電設施使用的便利性及高效性出發(fā),將快慢充充電設施分開設置。于室外總體設置室外箱式變電站,專為大、小型客車快充設施提供電源;慢充充電設施均位于游泳館地下一層汽車庫內(nèi)。

4 結 語

體育建筑配電系統(tǒng)設計的安全性、可靠性、靈活性、前瞻性、綠色節(jié)能性以及智慧性應受到社會各界的重視,在保障供電的安全可靠的同時,能提升能源利用效率,實現(xiàn)碳中和目標。