基于坡地建筑综合体的电气设计探讨
Study on Electrical Design of Slope Building Complex
【摘要】 坡地建筑中的电气系统设计比较复杂，设计过程中要充分熟悉各个专业；本文主要针对坡地建筑综合体的重要电气系统进行讨论，结合分布式设计理念，从电气节能、建设成本、可维护性方面出发，对综合体中的电气系统中的负荷统计、供电方案、开关所容量计算（含高压元件选择）、电气节能，并结合智能化方面进行分析讨论，在设计过程中借鉴了KCL、图树论等电工基础学科知识，有力的解决了工程设计中无法用数学表达的问题，使电气设计更加清晰明了。
[Abstract] The electrical design of slope buildings is quite complex, so it is necessary to be fully familiar with each major in the design process, this paper mainly discusses the important electrical system of complex built on slope,combined with the distributed design concept, the electrical system and intelligent system is expounded.The load statistics, power supply scheme, switch capacity calculation (including high voltage component selection) and electrical energy saving in the electrical system of the complex are analyzed and discussed. The basic knowledge of Electrotechnics such as KCL and Graph-tree theory are used for reference in the design process to effectively solve the problem that it is impossible to use mathematics in engineering design. The problem of expression makes the electrical design more clear. 【关键词】坡地建筑、综合体、电气、图树论、电气节能
[Key Words] slope building,complex, electrical,Graph tree theory，Electric energy saving 。
1.引言
坡地建筑指建于地面起伏较大处的建筑物，而这种建筑物在重庆地区尤为常见，坡地建筑的地形比较复杂，地势高低不平，砂石比较多，坡地上设计的综合体的面积比都比较大（动则上5万平方米），且尽量接近用地红线进行设计，这给机电系统设计与施工带来了麻烦。下面以重庆某商业综合体小区为例，对坡地建筑的电气设计进行讨论，同时结合图树论对其合理性进行分析。
设计过程中以KCL定理等基础原理，以图的形式进行节点分析，以市政10KV电源、开闭所、低压配电所、用电部位（一级配电等）为主线（即为图中的边），根据主线的路径的
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值（如距离、建设成本、可靠性等），判断设计中的主要节点、末端设备的配电的合理性。
影响建筑业态备用电源（柴发） 动力设备末端配电市政10KV电源10KV开闭所低压变电所一级总配电二级分配电决定用电量、安装容量特殊设备照明设备业态供电要求设备房选址用电部位空调系统 图1 电气分析图
2.项目案例
30万方商业综合体，共计12栋建筑物，整个项目的建筑物都建立在坡地之上，3-11号楼全部建立在同一个车库上（建筑面积6万余平米，5层），1#为大型商业（含1万平方米的地下车库），建筑面积5万平方米；2#楼为五星级酒店，面积3.5万平方米；3-11号楼为住宅（7号楼为小型幼儿园），12#面积1.2万平米。
3.设计分析
一、设计阶段面临的问题：
1）综合体的建筑业态后期发展不确定性，如何满足后期功能调整带来的用电量变化； 2）坡地建筑中电气设备房的位置，如何接近负荷中心，且满足建筑防火、疏散要求； 3）坡地建筑中建筑业态复杂，防火分区多、且防火面积大小不一；如何采用最经济节能的供配电方案；
4）如何将众多的电气、智能化系统进行管理； 二、设计分析及建模
因此我们对负荷计算、高低压供电方案、10KV开闭所容量、节能保护及管理等方面进行分析考虑。结合图树论对重要的供配电部位（如开闭所、低压变电所、大功率负荷点、相似的一组用电设备）等建成一个图中的节点(节点满足KCL定理)。 3.1负荷计算
针对商业综合体的业态和用电需求，我们采用负荷归类法，按照大型商业、酒店、住宅、车库、学校（幼儿园）等的业态的用电指标法
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进行负荷计算（电力规范要求及业主要求，
具体计算略），最后按计算的结果选择合理的高低压供电方案。 3.2高低压供电方案
1#大型商业为独立的组合式建筑，富含电影院、超市、大型百货等业态，总安装容量4500kW（不含超市及电影院用电量，超市安装容量1100KW，电影院600KW）；其中一级负荷安装容量约740kW，二级负荷安装容量约1630kW，三级负荷安装容量约2140kW；根据节能、业态等要求（用电部位分析，以下略同），我们按电影院、超市、大型百货业态设置变压器。
3-11号楼为住宅（7号楼幼儿园外）含地下车库的一、二级负荷用量比较大，地下车库及住宅总安装容量17300kW，有功计算负荷约8100kW，重要一级负荷及保安负荷约660kW；业态比较简单（分析方法与1#商业楼类似），住宅、配套公共设施（含局部小商业）宜单独设置变压器（房）。
2#酒店为五星级酒店+办公，总安装容量为4360KW，一级负荷安装容量2100KW（计算功率960KW），根据业态需求酒店区域、办公单独设置变压器（房）。
通过以上配电节点分析：每个部位变电所分散，且用电负荷比较集中，采用环状的供电方案能够提高供电的可靠性；1#商业、2#酒店、1#车库宜分别设置独立的10KV开闭所，采用双电源回路10KV进行供电。 3.3开关站容量考虑
高压开闭所作为高压供电的供应点（即电气节点），为了保证高压开闭所能够提供足够的高压容量，我们对高压开关站的负荷进行了用电量统计与复算（高压短路计算、高压元件的选择具体计算过程详见民用建筑电气设计计算及示例12SDX101-2中1-3,1-4节。），计算公式如下：
S总?(K?pPi)2?(K??Qj)2 （1）
S总为开闭所的总安装容量【6】，
K?p、
K??为开闭所同时系数，i为有功功率，
PQj为
无功功率。在实际过程中要考虑变电所中的变压器、开关站线路的损耗，具体量建议放10%。 3.4设备房选址 3.4.1选址分析
根据《建筑防火设计规范》GB50016-2014、《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008，《20kV及以下变电所设计规范》GB 50053-2013等规范要求，低压变配电所及开闭所的位置、柴油发电机房的位置。如共用的车库相邻的两个室外车道高差相差达到20余米的高度，除1#、12（13）#、配套商业楼外，其余楼栋基本上共用一个地下车库，该车库总共有五层，车库阶梯式变化，从-1F到-2F由车道进行连接，-2F到-3F的出口不同。
基于坡地建筑的电气设计研究
