李 蔚， 陈 车

(中信建筑设计研究总院有限公司，武汉 430010)

图1 项目外立面

获奖介绍

获奖等级：一等奖

获奖单位：中信建筑设计研究总院有限公司

获奖人员：李蔚；陈车；喻辉；任丽芹；程昊远；刘子毅

获奖专家评语：经专家组评审，认为该工程所采用的主要技术有突出的创新性和经济性，社会和环境效益非常显著，项目具有如下特点。

(1)设置双重10kV供电电源、配置应急自启动柴油发电机组及UPS，高低压供配电系统安全可靠、技术先进、经济合理。

(2)公共场所、建筑物景观照明等采用智能照明控制系统进行控制，有效实现照明系统的节能降耗。

(3)电气节能及环保技术措施全面，设置建筑设备监控系统及能源监测管理系统，电气系统健康绿色、节能环保。

(4)消防系统设计完备，设置多种火灾自动报警及联动控制子系统，确保大楼防火安全。

该项目获得了省勘察设计协会电气专项一等奖，各项主要指标达到建筑电气设计行业的国际先进水平。

项目指标

项目名称：益民大厦

项目地点：新疆乌鲁木齐市

占地面积：73 885m2

总建筑面积：194 562m2

建筑高度：99.9m

建筑功能：公共服务、办公、会议、展览、餐饮等

建设单位：乌鲁木齐市盛天隆投资有限公司

竣工时间：2016年10月24日

图2 项目室内图

1 项目总体介绍

益民大厦位于乌鲁木齐市水磨沟区国际会展中心区，该区作为中国亚欧博览会的举办地，是新疆乃至整个中国西部面向世界的窗口。

本项目为一类高层公共建筑，总建筑面积为19.4万m2，其中地上主楼23层，建筑面积为6.5万m2；地上辅楼6层，建筑面积为6.2万m2；地下室2层，建筑面积为6.6万m2。

电气设备房情况：10kV中心配电室(变压器安装总容量13 000kVA)、1#变配电所、2#变配电所、柴油发电机房(内设2 000kVA柴油发电机1台)设于主楼地下一层；3#变配电所、4#变配电所设于辅楼地下一层。

消防控制室(兼安防控制室)、建筑设备监控机房均设于地下一层；信息中心机房设于辅楼四层。消防水泵房、生活水泵房、空调换热站等均设于地下二层；蒸发式空调机组设于大楼北侧室外。

23层主楼设有2组强、弱电管井；6层辅楼共设8组强、弱电管井。

图3 整体透视图

图4 审批大厅

2 电气设计系统

系统名称建设内容技术特点及指标供配电系统采用双重10kV电源供电,同时工作,分列运行,互为热备用,每路电源都能负担全楼非空调负荷用电要求两路10kV电源最大容量均为10 500kVA,两路电源互不影响、不致同时断电。高压主进线开关及母联开关之间设可靠电气联锁,确保任何情况下只能闭合其中两个开关 配变电所在地下室设置10kV中心配电室1座、变配电所4座,每座变配电所内各设置干式变压器2台变压器两两成组,低压侧设置联络开关。空调用电负荷及信息中心机房用电单独设置变配电房供电 自备应急电源在主楼地下室设置一台备用功率2 000kVA(1 600kW) 自启动柴油发电机,作为第三电源设置消防应急母线段及非消防保障性负荷母线段 低压配电系统低压配电系统采用放射式、树干式或放射式与树干式相结合的配电方式,对于单台容量较大的负荷或消防等重要负荷放射式供电;对于普通照明及一般电力负荷采用分区树干式与放射式相结合的供电方式一级负荷:采用双电源供电并在末端切换;二级负荷:采用双电源供电,在末端(或其他合适位置)互投;三级负荷:采用单电源供电 配电线路布线系统消防干线电缆采用柔性矿物绝缘电缆,普通干线电缆采用无卤低烟A级阻燃电线电缆。各低压干线电缆沿电缆沟、电气竖井、电缆金属桥架或穿热镀锌钢管敷设,各末端支线沿金属线槽或穿热镀锌钢管明敷,或穿热镀锌钢管在楼板、墙内暗敷消防负荷电缆与非消防负荷电缆、向同一负荷供电的两回路电源电缆在同一层桥架内敷设时应使用防火隔板隔开。电缆桥架穿越防火分区、防烟分区时,应用防火堵料封堵 电气照明系统主要工作场所光源采用LED灯或T5系列高显色性、高效率、三基色直管荧光灯,选用高效、节能及产生眩光较小的灯具,配电子镇流器,以提高功率因数(达0.9以上),减少频闪和噪声各场合照明功率密度值LPD达到GB 50034-2013《建筑照明设计标准》中目标值要求。地下车库、走道、大厅、室外照明等照明控制及管理采用智能照明控制系统 民用建筑物防雷及接地系统本工程为第二类防雷建筑,设置了外部防雷装置(包括防直击雷、防侧击),并设内部防雷装置(包括防反击、防闪电电涌侵入和防生命危险),同时采取防雷击电磁脉冲措施利用屋面金属构架作为接闪器。利用钢筋混凝土结构柱外侧2根直径ϕ16以上主筋及钢柱作为防雷引下线,接地装置利用基础钢筋,接地电阻≤1Ω

续表

图5 电气设备房一

图6 电气设备图二

3 电气技术主要创新点

3.1 电气指标经济高效

根据对本大楼各类负荷分析与计算，其基本负荷状况如下，设备安装总容量为：Pe=16 553kW(含消防设备容量3 086kW)，经功率因数补偿后，计算负荷分别为Pj=9 050kW,Qj=2 379kVar,Sj=9 358kVA。 补偿总容量为4 050kVar，补偿后高压侧平均功率因数为95%，变压器平均负载率为72%。

一级负荷：本工程消防用电，各弱电控制室、客梯电力、生活水泵及排污泵等重要设备用电，走道照明等照明用电，主要业务和计算机系统用电，负荷总容量3 008kW,其中消防负荷1 506kW，非消防负荷1 502kW。

二级负荷：主要办公室、会议室、总值班室、档案室照明用电，负荷总容量3 564kW。

三级负荷：其他用电为三级负荷，负荷总容量 6 409kW， 其中非空调负荷2 911kW，空调负荷4 418kW。

变电所变压器容量及供电范围详见表1。

变电所变压器容量及供电范围表 表1

本项目同时在主楼地下一层设置1台备用功率2 000kVA(1 600kW)自启动柴油发电机作为自备应急电源，供电范围为消防负荷及计算机系统、公共照明、客梯、生活泵等一级负荷。

本项目单位面积变压器安装容量指标为66.8VA/m2，大大低于同类型建筑80～100VA/m2的用电指标，且已安全稳定运行超过三年。

3.2 供配电系统安全可靠

拟由城市电网电缆埋地引入双重10kV电源，要求两路电源分别取自城市电网两个区域变电站，彼此独立、互不影响，不能同时断电，最大负荷容量均为10 500kVA。10kV高压系统为单母线分段运行方式，中间设联络开关，平时两路10kV电源各负担全楼一半负荷(6 500kVA)，同时工作，分列运行，互为热备用。当任一路10kV电源故障时，由另一路电源负担全部非空调负荷(10 500kVA)。高压主进开关与联络开关之间设电气联锁，确保任何情况下只能闭合其中的两个开关。

本项目0.4kV低压系统为单母线分段运行方式，单母线分段运行方式中每2台变压器成组，中间设联络开关。平时2台变压器各自独立运行，母联开关断开，当其中1台变压器故障或检修时，断开该台变压器，合上母联开关，由另1台变压器对剩下的全部一、二级负荷供电。

为保证消防负荷及非消防一级负荷供电可靠性,另在主楼地下室(1#变配电所旁)设置一台备用功率2 000kVA(1 600kW)自启动柴油发电机，作为自备应急电源。

3.3 照明系统智能控制

本项目合理选择了高效、节能的光源及灯具，门厅、服务大厅、交易大厅、电梯厅、公共走廊、地下车库、多功能厅等公共场所照明由智能照明控制系统控制，建筑物景观照明亦由智能照明控制系统控制。

3.4 多种火灾报警及联动系统齐备

本工程设置了火灾自动报警、消防联动控制、火灾应急广播、消防直通对讲电话、电梯监视控制、消防炮控制、气体灭火控制、电气火灾监控、消防设备电源监控、防火门监控等消防系统，确保大楼防火安全。

3.5 电气系统绿色节能

本工程变配电所、配电间、电气管井靠近用电负荷中心，使各个电压等级的供电距离均最短，减少供电线路损耗，以达到节能目的。

合理选用高效率电动机、交流变频调速装置、软起动器装置、节电型低压电器等节能电气设备，以达到有效节能的目的。

主要工作场所光源采用LED灯或T5系列高显色性、高效率、三基色直管荧光灯。各场合照明功率密度值LPD达到GB 50034-2013《建筑照明设计标准》中目标值要求。公共场所照明、景观照明采用智能照明控制系统，通过对照明系统的智能控制达到节能目的。

采用建筑设备管理系统，对大楼内的建筑设备如空调、采暖、通风、给排水、电梯及扶梯、变配电系统进行实时的监测及控制，对各设备的运行工况及状态进行监测，对设备进行运算后的调节，以降低能耗，达到节能目的。

4 电气节能效果

本项目单位面积变压器安装容量指标为66.8VA/m2(采用蒸发式空调)，大大低于同类型建筑80～100VA/m2的指标。截至目前，已安全稳定运行超过三年。

本项目办公场所采用T5系列高显色性、高效率、三基色荧光灯，公共走道、梯间、设备用房、车库等场所采用高效LED灯具，公共走道、大厅、大会议室、地下车库等场所智能照明控制系统，对比传统灯具及照明控制方式，照明系统用电节能率超过50%。

本项目采用蒸发式空调，并设置建筑设备管理系统，对大楼中央空调、采暖设备、通风设备、生活水泵、电梯及扶梯、变配电系统进行实时的监测及控制，对比常规空调建筑，节省电能超过30%。

5 项目自我评价

本项目的建成极大增强了乌鲁木齐市公共服务能力，提高了公共服务水平，实现了“一站式”办理、“一条龙”服务；整合了建设工程招投标、土地交易、政府采购、产权交易、知识产权交易等各类公共资源交易平台；加大了从源头上监管、预防和治理腐败的力度；深化了乌鲁木齐市行政审批制度改革；改善了经济发展软环境；推动了服务型政府的建设。