既有建筑改造項目電氣設(shè)計

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市更新板塊業(yè)務(wù)量增加，既有建筑改造作為城市更新板塊的一部分是非常重要的，本人近些年有幸參與多個大宗既改項目設(shè)計研究工作。不同于新建項目，既有建筑改造是基于原有建筑的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，也許是30年前的建筑，也許是幾年前的建筑，因為使用功能或是內(nèi)部業(yè)態(tài)的改變，電氣系統(tǒng)及平面等相關(guān)設(shè)計均有較大的不同，而且要求在原有的建筑上進(jìn)行合理、合法、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的設(shè)計調(diào)整，提升新建筑的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。1

前期梳理要點

1.1政策解讀除了國家標(biāo)準(zhǔn)外，不同地區(qū)政府對既改項目要求也不盡相同，在設(shè)計既改項目之前一定要了解當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)文件的要求，并了解既改項目的報審流程。例如北京，對于300～2000m2的內(nèi)部改造項目設(shè)計（除人防及特定人員密集的場所外），監(jiān)管部門按照一定比例進(jìn)行抽查；對于2000m2以上內(nèi)部改造項目由承擔(dān)施工圖綜合審查監(jiān)管職責(zé)的部門共同委托施工圖審查機(jī)構(gòu)對設(shè)計單位質(zhì)量進(jìn)行檢查。1.2原有設(shè)計文件收集收集原項目的竣工圖等工作，對于設(shè)計師了解該項目整體設(shè)計情況是非常關(guān)鍵的，尤其對于電氣專業(yè)，大多數(shù)施工工藝都是隱蔽工程，比如防雷接地系統(tǒng)，一般是采用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)鋼筋作為引下線，利用結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)鋼筋作為接地極，從圖紙上才能更清楚了解。此外，通過原有的設(shè)計圖紙會更清楚的了解到變電所等設(shè)備用房的位置、供配電系統(tǒng)的設(shè)計原則、普通照明、應(yīng)急照明以及弱電、消防等系統(tǒng)設(shè)置的情況。除此之外，還需要收集原設(shè)計過程中政府或相關(guān)行業(yè)一些重要文件和批復(fù)，如外審意見、消防專家論證會文件、機(jī)場凈空規(guī)定等。例如，在某辦公改造項目中，原設(shè)計設(shè)置了航空障礙燈，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范“機(jī)場跑道中點起、沿跑道延長線雙向各15km、兩側(cè)散開度各15%的區(qū)域內(nèi)，頂部與跑道端點連線與水平面夾角大于0.57°的建筑物或構(gòu)筑物應(yīng)裝設(shè)航空障礙標(biāo)志燈”，這個項目明顯不在這個范圍內(nèi)，那么改造是否可以取消?經(jīng)過收集文件，找到了當(dāng)時某軍隊針對該項目出具的軍用機(jī)場凈空規(guī)定要求“該項目必須設(shè)置航空障礙燈”，故不能因為節(jié)省成本而盲目取消。1.3

現(xiàn)場實際勘察項目竣工后在使用過程中，物業(yè)對電氣設(shè)備及系統(tǒng)會有修改或調(diào)整，這樣作為設(shè)計人員應(yīng)該親自到項目現(xiàn)場去確認(rèn)實際情況和圖紙是否有區(qū)別。例如，變電所低壓柜出線低壓系統(tǒng)圖紙往往和現(xiàn)場實際低壓柜出線有區(qū)別，大多是因為在使用過程中，物業(yè)增加或修改了部分出線，比如零零星星的增加某新增設(shè)備的配電線路或某室外照明線路等，未經(jīng)正規(guī)設(shè)計渠道在圖紙中均無反饋，會造成再改造時圖紙與現(xiàn)場不相符等困難。對此，一般是通過現(xiàn)場拍照然后與竣工圖紙逐一對比，達(dá)到與現(xiàn)場實際情況完全吻合，也是下一步工作的基礎(chǔ)。另外，對舊物業(yè)設(shè)備設(shè)施等評估也是一項針對改造項目非常必要的過程，其形成的物業(yè)評估報告是非常重要的基礎(chǔ)性設(shè)計文件。電氣專業(yè)物業(yè)評估報告需要包含舊設(shè)備的使用年限、壽命、維護(hù)保養(yǎng)情況、目前狀態(tài)以及現(xiàn)場電氣線路敷設(shè)情況、電線電纜的老化情況等;建議從現(xiàn)狀評價、適應(yīng)性評價、改造升級初步建議、圖紙照對照四個方面提出，如圖1、表1所示。圖1圖紙對照2設(shè)計要點分析

2.1新舊規(guī)范對照近幾年電氣規(guī)范更新頻繁對電氣設(shè)計影響較大，如應(yīng)急照明系統(tǒng)等;另外隨著民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，對整個電氣行業(yè)發(fā)展起到很大促進(jìn)作用，所以在改造項目設(shè)計時一定要分析新規(guī)范對施工造成哪些影響，對成本有何影響。尤其以下幾本規(guī)范特別需注意，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》原來多規(guī)和高規(guī)是分開的，現(xiàn)行規(guī)范合并為2018年版;《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》由1998年版升級到2013年版，增加較多聯(lián)動要求等;《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》2018年版其整個系統(tǒng)及燈具選擇均發(fā)生較大變化;《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》由原來推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)升級為國家標(biāo)準(zhǔn)。2.2

用電負(fù)荷核算近些年遇到改造項目較多的案例有酒店改辦公、商業(yè)改辦公、廠房改辦公及辦公改酒店公寓等，其共同點是使用功能發(fā)生變化，故內(nèi)部用電負(fù)荷也發(fā)生了變化;另外還有一些如辦公內(nèi)部改造升級、商業(yè)內(nèi)部改造升級、公寓內(nèi)部改造升級、超市改造升級等，其共同點是設(shè)備升級、科技升級同時內(nèi)部用電負(fù)荷也會造成相應(yīng)的變化。所以方案設(shè)計階段首先要根據(jù)各業(yè)態(tài)用電負(fù)荷指標(biāo)對項目原來裝機(jī)容量進(jìn)行核算，一般情況可根據(jù)建筑電氣常用數(shù)據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行負(fù)荷指標(biāo)核算如表2。從表2可以看出，商業(yè)負(fù)荷指標(biāo)最高，可以涵蓋其他建筑;

根據(jù)近幾年經(jīng)驗來看，如果商業(yè)改造成其他功能的建筑，變壓器基本不用增容。但應(yīng)特別注意以下幾種情況需要進(jìn)一步核算:(1)增加數(shù)據(jù)中心，在信息大數(shù)據(jù)時代，很多項目都有設(shè)置應(yīng)急指揮中心和數(shù)據(jù)中心;(2)制冷方式由直燃機(jī)組變更為電制冷，那么用電負(fù)荷會有較大增加;(3)商業(yè)升級改造增加很多電餐飲，尤其像電火鍋類的業(yè)態(tài)，會造成用電量有較大提高。如果需要增容，應(yīng)采取的主要措施有:

(1)原變壓器增容，即利用大容量變壓器替換原設(shè)計小容量變壓器;(2)不改變原變壓器及配電系統(tǒng)，新增變壓器或室外箱變;(3)利用清潔能源(如光伏發(fā)電并網(wǎng)供電)，或利用儲能設(shè)施進(jìn)行消峰增益。每個改造項目情況不一樣，要根據(jù)實際情況考慮負(fù)荷性質(zhì)、建筑空間、經(jīng)濟(jì)性、安全性以及工期等因素做出判斷，如果有可能盡量采用第三種方式，利用儲能設(shè)施或是清潔能源來補(bǔ)充不夠的容量，也符合國家“十四五”規(guī)劃對清潔能源的利用以及減少碳排放的發(fā)展預(yù)期。以近兩年的某既改項目為例進(jìn)行分析。北京某商業(yè)改造升級項目中將大部分零售服裝業(yè)態(tài)改成餐飲業(yè)態(tài)，尤其是電餐飲，如電火鍋、電燒烤等增加很多，原變壓器安裝容量9600kVA，按新增業(yè)態(tài)經(jīng)過計算需要13600kVA;新增容量為4000kVA。經(jīng)分析:(1)本項目負(fù)荷性質(zhì)屬于周期性負(fù)荷，中午和晚上就餐時段為用電高峰，用電量較大，晚上閉店時段為用電量低谷;(2)原建筑變電所內(nèi)空間有限新增變壓器及低壓柜可能性不大;(3)該甲方投資成本有限，并且希望通過設(shè)計可以節(jié)約成本;(4)該項目改造時間緊張，盡量減少土建修改，減少改造工期;(5)上級電站無太多富裕容量。對此，設(shè)計出具的方案是增加兩臺室外箱變(每臺1000kVA)，并且增加2000kVA儲能電站，總共4000kVA可以滿足該商業(yè)用電高峰期電量需求，而且在夜間閉店后將儲能電站充滿，當(dāng)高峰期變壓器負(fù)載率超過90%時自動投入儲能電站，達(dá)到“消峰增益”的目的。經(jīng)過成本核算，比傳統(tǒng)供電擴(kuò)容方案節(jié)約投資1000多萬元，另外儲能電站通過峰谷電價差為日后運(yùn)營提供更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。2.3電氣機(jī)房及管井電氣機(jī)房及管井建議采用利舊第一的原則，因為電氣機(jī)房對層高、荷載、運(yùn)輸通道、進(jìn)出線、通風(fēng)、排水等有不同于其他房間的要求，如果大范圍調(diào)整會增加土建成本、不便于施工且不環(huán)保。另外電井設(shè)置一般都是在核心筒或是靠著樓梯間且上下貫通，所以改造時一般不要輕易移動位置;當(dāng)基于建筑防火分區(qū)等原因修改時，可適當(dāng)增加些小的電氣管井，但主干豎向通道仍利舊原則，圖2為電井利舊示例。圖2電井利舊示例2.4配電設(shè)計新增設(shè)備的配電電纜如果可以利用原來線槽進(jìn)行敷設(shè)，盡量采用利舊原則，并且需要核算原線槽的填充率滿足規(guī)范要求。主干的配電電纜建議采用母線，因為經(jīng)過這些年改造項目總結(jié)，母線基本可以利舊，無論從用電安全性、耐火阻燃能力、占用豎井空間等安全因素，還是從使用壽命、可維護(hù)性、負(fù)載擴(kuò)展性、綠色節(jié)能等長期的經(jīng)濟(jì)性方面考慮母線都是更好的選擇。如果考慮到成本因素也可以選用合金母線。因為配電系統(tǒng)的改動涉及面比較廣且成本比較高，故盡量充分考慮原有配電系統(tǒng)與現(xiàn)行規(guī)范是否有沖突。原有配電箱是否可以利用，比如辦公改造原來一層有5戶單獨計量設(shè)置了電表箱，改造后變成9戶，可以新增設(shè)一個4表箱，而不是將原來5表箱改造成9表箱，要采取利舊第一的原則。2.5

照明設(shè)計樓梯間照明盡量采用利舊原則，可以利用原來管線以及燈具，光源要不是節(jié)能光源則應(yīng)替換成LED等節(jié)能燈。改造區(qū)域照明管線不建議剔鑿原有結(jié)構(gòu)墻體，對結(jié)構(gòu)專業(yè)是很大的負(fù)擔(dān)，如果有吊頂，可在吊頂內(nèi)眀敷，反之可貼頂板敷設(shè)，如圖3所示。圖3管線沿頂板敷設(shè)2018年以前設(shè)計的項目，應(yīng)急照明采用220V燈具，有雙路電源供電專線即可，但是根據(jù)GB51039-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，低于8m的空間燈具應(yīng)采用消防專用低壓24V或36V燈具，且必須設(shè)置UPS電源。故應(yīng)急照明系統(tǒng)在改造項目中基本需要重新設(shè)計。2.6防雷接地（1）防雷要明確屋頂?shù)母脑旆秶M量保留原有接閃帶及引下線，如果要重新敷設(shè)引下線，成本會增加很多。屋頂新增的凡突出屋面的所有金屬構(gòu)件，如衛(wèi)星天線基座(電視天線金屬桿)、金屬通風(fēng)管、屋頂風(fēng)機(jī)、金屬屋面、金屬屋架等均應(yīng)與原有避雷帶可靠連接。新增的突出原屋面接閃器保護(hù)范圍的非金屬物體應(yīng)裝接閃器，并和原屋面接閃器帶可靠連接。對于生銹的接閃器要進(jìn)行除銹及防腐處理或更換，滿足規(guī)范對接閃器截面的要求。（2）接地系統(tǒng)要利用原有基礎(chǔ)接地極并且對原預(yù)留的接地電阻測試點進(jìn)行現(xiàn)場實測，如不滿足接地電阻要求（一般聯(lián)合接地≤1Ω），需補(bǔ)打人工垂直接地極。改造項目新增凡正常不帶電的設(shè)備金屬外殼均應(yīng)可靠接地，盡量利用原管井中預(yù)留的LEB等電位端子。除此之外，新增的機(jī)電用房、電氣管井、電梯機(jī)房、數(shù)據(jù)中心、弱電機(jī)房等應(yīng)分別增加LEB等電位端子箱。新增加的帶洗浴的衛(wèi)生間、游泳池、室內(nèi)溫泉管等應(yīng)設(shè)置局部等電位聯(lián)結(jié)，具體做法參考國標(biāo)圖集15D502《等電位聯(lián)結(jié)安裝》。3改造項目制圖方式建議在設(shè)計說明中應(yīng)對設(shè)計范圍及改造內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述，并且明確列出設(shè)計依據(jù)的規(guī)范，提供利舊改造范圍表如表3。改造項目是在新建項目原電氣系統(tǒng)及平面的設(shè)計上進(jìn)行優(yōu)化或調(diào)整，故在制圖時，圖中應(yīng)標(biāo)注出哪些部分是原設(shè)計未做修改或者利舊設(shè)備設(shè)施，比如電纜線槽以及原預(yù)留管線等，以及哪些部分需要拆改，這樣更方便識圖且有利于施工單位進(jìn)行施工。圖4所