随着时代的进步和城市化进程的快速推进,部分 城市市区内的老旧建筑也逐步退出历史舞台,这些建 筑一部分被拆除后重建,另有一部分在原有基础上进 行改扩建。笔者将某库房改造工程中出现的几个电气设计问题分享出来,与同行共同探讨。
一、设计案例
(1)项目概况
本工程为原有库房改造项目,该库房为单层建筑,建成于上世纪 80 年代,建筑高度约 12 m,建筑 面积约3000 m2 。本次改造在仓库内部增加1层,作 为文创办公楼使用。
另外在库房南侧空地新建4个单层配套建筑。该库房原有电源为1路380V架空引 入。本次改造业主要求设置 2 台 500 kVA 箱式变电 站为办公楼及新建配套用房供电。
本工程建筑面积较 小,约 8 000 m2 左右,投资较低,因此在设计过程中 要严格控制成本。
(2)电源问题
本项目设计过程中给排水专业设计了消火栓系 统和自动喷水灭火系统。该项目室外消火栓用水量 30 L / s,根据 GB 50016 - 2014《建筑设计防火规范》 (2018 年版)第 10. 1. 2 条规定,消防用电设备(消火 栓泵、喷淋泵、防火卷帘等) 应按二级负荷供电。
但该建筑周边目前仅有一路 10 kV 外电源,无法满足供 电需求。项目南侧有一处正在施工的保障房小区,该 小区具备双路 10 kV 外电源,但由小区接引电源需征 得供电部门同意,该小区电源容量也需要重新核算。
经业主与供电部门沟通后得知,该地块房产证上 的用途为库房,供电部门不同意为其提供双路电源, 建议业主自行设置柴油发电机。而设置柴油发电机成 本过高,机房需占用较大的使用面积,投资高,利用 率低,且存在安全隐患,业主不接受此方案。
电源问题因设置消防泵房而引起,若能取消消防泵房,电源问题则可迎刃而解。设计人员经过讨论提出3套解决方案:一是改变建筑物内部格局,缩小单 个防火分区面积,增加防火分区和楼梯数量;二是利 用南侧保障房小区的消防泵房;三是向供电部门申请 一路 10 kV 专用架空线路。
依据 GB 50052 - 2009《供配电系统设计规范》第3. 0. 7 条规定,二级负荷 可由一回 6 kV 及以上专用架空线路供电。
方案一:严重降低建筑内部空间利用率,予以否决;
方案二:需与 该小区建设单位协商,还需要将消防信号引至小区消 防控制室,即便对方同意共用消防设备,还存在消防 管道穿越中间道路的问题,这又需要与路政等部门协商,实施难度较大,但能大幅减少投资;
方案三:实施 较为简单,需要业主与供电部门协商,但增设专用架 空线路投资较大。
设计人员将3套方案与业主沟通后,最终决定将 方案二与方案三作为可行方案,同时与相关单位进行 协商,并将方案三作为主推方案。
(3)电杆影响视觉效果问题
设计人员与供电部门在现场共同踏勘时发现,该 项目外电源只能由东侧 10 kV 架空线路引来,且供电 部门需要在建筑红线内新设置5根水泥杆作为设备杆 和终端杆,10kV架空线路转为电缆后引至箱变。考虑到本建筑改造后作为文创办公建筑,其东侧为建筑 物主立面和主入口设置的电杆及架空线路将严重影响 建筑视觉效果,如图 1 所示。
图 1 供电部门提出的外电源方案
针对此问题,笔者提出可由业主与供电部门协商 减少新设电杆数量,考虑在地面设置高压电缆分接 箱。若能够提供一路专用 10 kV 电源,可与供电部门 协商在建筑红线外稍远处设立终端杆,架空外线电源 转为电缆后引至 1# 箱式变电站,在 1# 箱变内设置高 压环网开关柜,为 2# 箱变提供电源。
(4)箱式变电站布置问题
箱式变电站需要在其底部设置基础,其基础通常下挖至 1 m 深左右,同时用于进出高低压电缆和控制 电缆。因此箱式变电站在布置选址及设计接地系统时 除应遵守相关规范外,还应注意避开地下建筑的正上 方。此外,由于各个厂商所生产的箱变尺寸各不相 同,因此设计过程中应按较大尺寸进行设计。
本项目中有消防水池、消防泵房以及物业办公用 房等地下建筑,由于是改造项目,地下建筑只能在空 地处新建,占地面积较大。因此箱式变电站在选址 时,除应满足防火间距要求外,还需注意避让地下建 筑或与建筑专业协商预留位置,另外埋地敷设的进出 电缆及接地装置也应尽量躲避,如图 2 所示。箱变尺 寸按 5 m×3 m 考虑,该尺寸已能满足绝大部分厂商 箱变尺寸要求。
图 2 箱变设置位置图
(5)其他设计
根据业主要求,原有库房的供配电系统、照明系 统均废弃重新设计。因原设计年代过于久远,设计中 没有弱电、防雷接地及火灾自动报警系统。因此本工 程供配电系统、照明系统、弱电系统、防雷接地系统 及火灾自动报警系统等均可按照新建建筑进行设计, 设计过程中应遵守相关设计规范。
二、难点分析
结合上述案例,笔者认为,改造工程的设计过程 中应特别注意以下几点。
(1)标准规范更新
建筑设计必须按照国家、地方规范及行业标准进 行设计,众多规范标准几乎每年都有更新。改造建筑 在设计时依据的是当时的旧版规范,尤其对于一些年 代久远的老旧建筑,相关设计规范已多次更新,改扩 建设计过程中要参照最新规范标准。
(2)原设计资料缺失
改造工程要全面了解原工程设计资料及工程现状,对违反现行规范标准规定的地方进行更正。部分 工程原设计资料可能因年代久远而缺失,或因多次改 造而导致图纸与实际不符。这也是改造工程难以进行 的主要原因。
(3)原有设备老化
改扩建工程一般会对原有灯具、电缆等电气设备 进行更新,但对于变压器、开关柜这类大型设备一般 会利用原有的。对于设备的更新或继续利用应综合考 虑设备的能耗、可靠性、维护成本等多方面因素。另 外,改造后建筑的功能可能发生变化,有些设备已经 不能满足实际使用的要求。
(4)业主需求
因原有建筑功能与业主的需求一般都会差别较 大,例如原有厂房、仓库改造为办公、商业等用途。这需要与业主深入沟通改造设计方案,在满足规范标 准的前提下进行改造设计。
三、结语
对于新建工程,设计人员可以在规范允许范围内 发挥想象力和创造力进行设计。但改造工程在设计过 程中往往会遇到多种意想不到的问题。对于改造项 目,设计人员应仔细查看原设计图纸,认真勘察现 场,多与业主及其他专业沟通设计方案和需求,在深 入理解规范的基础上,充分利用设计规范解决问题。以上是笔者对改造项目设计过程中遇到的几点问 题的思考,望能抛砖引玉。文中若有不当之处,敬请 批评指正!
作者:高云飞(北京市建筑设计研究院有限公司)
来源:网络
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