某中心血站项目电气改造设计总结

祁德峰

摘要 既有建筑改造与新建项目有着不同的技术特点，本文结合实际工程案例，介绍电气改造工程的一些难点和不同点。文章主要从变配电系统、照明系统、防雷接地系统、火灾自动报警系统以及设备一体化管理系统入手介绍改造项目的一些具体措施。

关键词  变配电设计 照明系统 防雷接地 设备一体化  设计要点

0  引言

既有建筑的改造既要破旧立新，又要考虑节能、成本及施工的可行性等多方因素，所以不能完全按照新建项目的设计思路，改造前要充分了解原建筑物的现有情况，收集原建筑的原始资料，充分了解建设单位的意图。既有建筑通常有两种改造形式: 整体改造和局部改造。整体改造仅保留主体结构，所有的机电系统全部重新设计，但是设备用房和管线的设计会受到现状土建条件的制约，设计既要满足现有相关规程、规范又要结合现状条件做出相应的调整和改变。局部改造只针对某一区域进行改造，设计重点要考虑局部的改变和原有未改造区域系统的衔接，以及新旧设备的兼容等。本文以某中心血站的改造为例浅谈既有建筑的电气改造。

1  工程概况

本工程为某中心血站异地改建工程，改造前为广电中心大楼，单体建筑为一类高层公建，地上16层，地下1层，建筑高度为72.45米，建筑面积为11891.8平方米。本工程地下一层为消防水泵房和消防水池，一层为门厅、血库及消防控制室，二层为采血区及科普，三层、四层、七层、八层、九层、十层为实验室，五层为档案室，六层为全市输血档案控制中心，十一层为弱电机房及设备用房，十二层、十三层、十四层为办公区，十五层为设备用房。

2 改造内容

本次改造为整体改造，改造的主要内容有变配电系统设计、照明系统设计、防雷接地系统、火灾自动报警系统、设备一体化管理系统。原有建筑的所有电气设施均拆除，本次均重新设计。

2.1变配电设计

改造前原变电所位于K号楼，由于规划调整K号楼拆除，变电所调整至C号楼一层，站区所有楼负荷配电均引自该变电所。本工程消防用电设备、智能化机房、电梯、实验室设备等用电负荷为一级，主要通道照明为二级负荷，其余用电负荷为三级负荷。本工程总用电负荷见如下负荷计算表。

XXX血站项目负荷统计
序号	负荷名称		设备功率	需要系数	功率因数	有功功率	无功功率	视在功率	计算电流	备注
1	A#楼	普通照明AP1	225	0.7	0.85	157.5	97.6	185.3	281.5
2	A#楼	动力AP2	377	0.8	0.8	301.6	226.2	377.0	572.8
3	A#楼	动力AP7	550	0.5	0.85	275.0	170.4	323.5	491.6
4	A#楼	动力AP8	550	0.5	0.85	275.0	170.4	323.5	491.6	备用
5	A#楼	动力AP5	217.5	0.7	0.85	152.3	94.4	179.1	272.1
6	A#楼	动力AP6	217.5	0.7	0.85	152.3	94.4	179.1	272.1	备用
7	A#楼	动力AP9	328	0.8	0.8	262.4	196.8	328.0	498.3
8	A#楼	消防负荷AP3	136	0.9	0.85	122.4	75.9	144.0	218.8	消防
9	A#楼	消防负荷AP4	136	0.9	0.85	122.4	75.9	144.0	218.8	消防
10	A#楼	消防负荷AA1	209.2	1.0	0.8	209.2	156.90	261.50	397.30	消防
11	A#楼	消防泵房AA1	209	1.0	0.8	209	156.75	261.25	396.90	消防
12	B#楼	动力AP1	15	0.9	0.85	13.5	8.4	15.9	24.1
13	B#楼	生活泵房SHAT1	37	1.0	0.8	37.0	27.8	46.3	70.3	双电源
14	C#楼	AP1	130	0.7	0.85	91.0	56.4	107.1	162.7
15	C#楼	AP2	20	0.9	0.85	18.0	11.2	21.2	32.2	备用
16	C#楼	厨房CFAP1	100	0.8	0.85	80.0	49.6	94.1	143.0
17	D#楼	预留负荷	300	0.7	0.85	210.0	130.2	247.1	375.4
18	E#楼	预留负荷	60	0.8	0.85	48.0	29.8	56.5	85.8
19	F#楼	预留负荷	10	0.8	0.85	8.0	5.0	9.4	14.3
20	G#楼	预留负荷	15	0.8	0.85	12.0	7.4	14.1	21.5
21		总  计				2756.50	1841.12
		其中消防负荷				663.00	465.37
		其中备用负荷				445.25	275.95
		*同时系数		1		1648.25	1099.80
		-电容补偿					800
		补偿后总负荷计算			0.984	1648.25	299.80	1675.29
		变压器容量（kVA）						2000	2*1000kVA	负荷率83.7%

本工程在C#楼一层设置变配电所，原有进线为

10KV高压双电源，两路高压电源两用互备，经与供电部门沟通，满足本次改造负荷等级及容量要求。另外在三层、四层、七层、八层、九层、十层实验室的部分设备及弱电机房采用末端设置UPS来满足应急电源的要求。低压配电系统采用放射式和树干式相结合的配电方式，一级负荷和消防负荷采用双路电源末级自动切换的配电方式。低压配电干线见系统图。

2.2照明系统设计

本工程设计正常照明、应急照明。各场所的正常照明照度值按《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB 55015-2021要求的目标值选定。照明灯具光源采用LED灯。一般室内场所的灯光由数字照明开关控制，走道、门厅及楼梯间照明采用智能灯控，智能灯控采用总线引至一楼控制室，数字照明开关采用无线控制。本工程消防应急照明和疏散指示系统选用集中电源集中控制型系统，系统由应急照明控制器、应急照明集中电源、消防应急照明灯具、消防应急标志灯具等组成。应急照明控制器设置在消防控制室内。

2.3建筑物防雷、接地与安全

本工程原有防雷设施已经损毁，柱内引下线已经无法复核是否可用，设计考虑重新设计防雷接地系统。

2.3.1、本工程均按第二类防雷建筑物要求设计防雷装置。

2.3.2、屋顶设置避雷带(网)作防雷接闪器,并应在整个屋面组成不大于 10mx10m或12mx8m 的网格以保护整个建筑。

2.3.3、采用50X5热镀锌扁钢沿柱子隐蔽敷设，引下线上端与屋顶避雷带连接，下端与室外接地干线可靠连接。引下线采用塑料胀锚螺栓间距2米固定在混凝土柱上。

2.3.4、利用室外人工接地体作接地体。外圈接地干线采用-50x5热镀锌扁钢，埋深-1.0米，接地极采用-50x50x5热镀锌角钢，L=2500，埋深-1.0米。接地极采用三个一组，间距5米，距离外墙大于3米。

2.4、设备一体化管理系统

本项目设计设备一体化管理系统，主要包括

2.4.1.配电一体化：

1）楼宇安全用电管理系统：楼层配电箱内置一体化智能监控终端，实现用电参数、温度、剩余电流等全方位监测功能；

2）能耗采集数据实现数据上传；

2.4.2.控制一体化（人工智能控制系统）

1）智慧末端管理系统：办公室等场景实现人来开灯开空调，人走灯灭关空调，能耗计量分项，并支持平台集中控制；主要是通过房间内设人体感应模块和数字照明开关，在走道等公共部分设无线集中器。

2）公共照明控制管理系统：采用强弱电一体化智能配电箱/柜，内置一体化智能监控终端，对公共照明（室内、室外）各类设备进行智慧管控。

3）预留其它设备系统接入：包括冷媒空调系统、风机、水泵及配电房管理系统等。

4）后勤运维管理系统：集合巡检、维修、报警、保养、生命周期管理等功能模块，提供客户端与移动端运维功能，后勤运行管理全方位支持，保障智慧楼宇运行。

5）一体化管理系统见图示。

3、电气改造项目设计要点

3.1明确既有建筑的电气改造范围，是整体改造还是局部改造，明确哪些设备是需要拆除，哪些可以利旧的。

3.2 收集既有建筑的竣工图纸，电气专业有很多隐蔽工程，只有从图纸才能了解，所以原有竣工图纸对于改造设计非常关键。

3.3对比原设计图纸，明确有哪些规范更新，明确哪些内容需按照新规范设计。本工程更新的新规范主要有：GB 50016-2014《建筑设计防火规范》(2018版) 、GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》、GB 51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》、《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB 55015-2021、GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》、DB32/3962-2020江苏省《绿色建筑设计标准》、GB50189-2015 《公共建筑节能设计标准》、GB55019-2021《建筑与市政工程无障碍通用规范》、GB55022-2021《既有建筑维护与改造通用规范》 等。

3.4 根据原有设计图纸和现场接闪器锈蚀情况，确定防雷接地的设计方案。利用原有屋面接闪器的，网格大小需满足现有设计的规范要求，利用原有接地极和引下线，需要对接地电阻值测试，电阻值需满足联合接地小于等于1欧姆要求。如原有接闪器、引下线及接地极不满足要求，则需要设计人工接地极及接地引下线。

3.5改造项目管线敷设一般不能考虑楼板及结构墙体暗敷，多为吊顶内敷设，后砌墙体可考虑暗敷。

4 结束语

随着既有建筑改造项目越来越多，设计单位承接的改造项目也相应增加，本文作者结合自身设计的改造工程介绍了改造项目电气设计的一些特点以及与新建项目的不同点，由于篇幅所限，还有一些改造过程中遇到的难点与经验不能与同行分享，希望本文对同行在实际工作中有所帮助。

参考文献

（1）陈莹.既有建筑改造工程电气设计探讨[J].智能建筑电气技术,2021,15(06):93-98

（2）汪海.浅析既有建筑改造项目电气设计[J].智能建筑电气技术,2021,15(06):7-11

（3）中国建筑标准设计研究院

.《建筑电气常用数据》19DX101-1

（4）中国建筑标准设计研究院.《建筑电气工程施工安装》18D802