當(dāng)今,廣大民用設(shè)計(jì)院對(duì)機(jī)場(chǎng)航站樓的設(shè)計(jì)接觸相對(duì)較少。然而隨著民用設(shè)計(jì)院通過各種投標(biāo)方式逐漸涉足于該類建筑設(shè)計(jì)市場(chǎng),使得他們迫切需要獲取并積累相關(guān)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。從實(shí)際工程實(shí)踐中采取的設(shè)計(jì)思路出發(fā),從負(fù)荷等級(jí)的確定原則著手,逐級(jí)展開,講述支線機(jī)場(chǎng)航站樓強(qiáng)電設(shè)計(jì),如負(fù)荷等級(jí)分類、供電電源、變壓器的設(shè)置原則以及常用民航工藝設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)等問題。旨在梳理該類建筑強(qiáng)電方面的主要設(shè)計(jì)思路,最終為廣大設(shè)計(jì)人員提供一套清晰的、可借鑒的民用支線機(jī)場(chǎng)航站樓強(qiáng)電設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
民用機(jī)場(chǎng)航站樓作為交通運(yùn)輸?shù)闹匾煌屑~,尤其支線機(jī)場(chǎng)建設(shè)在近些年來增速明顯。民航建筑設(shè)計(jì)已不再是民航設(shè)計(jì)院的專屬,一些民用建筑甲級(jí)設(shè)計(jì)院通過公開招投標(biāo)或聯(lián)合投標(biāo)的方式慢慢涉足航站樓及其配套附屬建筑的設(shè)計(jì)市場(chǎng)。民用建筑設(shè)計(jì)院創(chuàng)新的方案設(shè)計(jì)理念,加上民航專業(yè)設(shè)計(jì)院的專業(yè)經(jīng)驗(yàn),二者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,必將使一座座完美的民航建筑呈現(xiàn)在世人面前。。
1.1 負(fù)荷等級(jí)高
首先,航站樓作為重要交通樞紐,如果供電中斷,飛行器將不能正常起降,這將給航空公司造成重大經(jīng)濟(jì)損失。其次,航站樓存在短時(shí)大量旅客集中的時(shí)間段,如果供電中斷,旅客極易與航空公司駐場(chǎng)、地勤人員發(fā)生沖突,造成公共秩序的混亂甚至人身傷害。因此支線機(jī)場(chǎng)航站樓應(yīng)確定為一級(jí)負(fù)荷用戶,并必須對(duì)航站樓的供電可靠性提出更高要求。
1.2 專業(yè)詞匯多
設(shè)計(jì)航站樓之前,應(yīng)搞清民航系統(tǒng)常用的專業(yè)名詞含義,或平時(shí)設(shè)計(jì)中不常接觸到的一些詞匯,以便與其他設(shè)計(jì)方有效對(duì)接。如航空港、航站樓(候機(jī)樓)、飛行區(qū)、服務(wù)車道、空側(cè)、陸側(cè)、登機(jī)廊橋轉(zhuǎn)動(dòng)端、固定端、400HZ電源、預(yù)制冷電源、泊位引導(dǎo)標(biāo)識(shí)等詞。
1.3 涉及的使用部門和平行設(shè)計(jì)專業(yè)多
涉及的使用部門主要包括航站樓管理部門、應(yīng)急指揮部門、網(wǎng)絡(luò)部門、VIP服務(wù)部門、可租售的餐飲部門、廣告租賃公司、邊防檢查、安全檢查、檢驗(yàn)檢疫、公安、海關(guān)、地勤、駐場(chǎng)單位及通訊公司。平行設(shè)計(jì)專業(yè)有民航工藝設(shè)計(jì)(包括飛行區(qū)設(shè)計(jì)、場(chǎng)道設(shè)計(jì)、助航燈光設(shè)計(jì)、航站樓民航工藝流程設(shè)計(jì)、標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)、航班顯示設(shè)計(jì))、弱電智能化設(shè)計(jì)、行李系統(tǒng)設(shè)計(jì)及景觀用電設(shè)計(jì)等。
上面所述的部門和專業(yè)與強(qiáng)電設(shè)計(jì)密切相關(guān),強(qiáng)電設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解其供電需求和供電容量等要求,以便相互之間有效對(duì)接。
2.1 用電負(fù)荷等級(jí)的確定原則
2008年,在對(duì)某航站樓進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),除了《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》的附錄A以外,沒有過多明確的負(fù)荷等級(jí)確定依據(jù)。因此,負(fù)荷等級(jí)的確定主要依據(jù)負(fù)荷的使用性質(zhì),考慮中斷供電將會(huì)帶來哪些政治、經(jīng)濟(jì)影響,以及是否會(huì)帶來社會(huì)秩序的混亂、人身傷害等。
通過設(shè)計(jì)方案討論,最終形成了以下五條負(fù)荷等級(jí)確定的基本原則:
1)消防負(fù)荷、應(yīng)急照明、疏散照明及與消防負(fù)荷相關(guān)的控制系統(tǒng)確定為一級(jí)負(fù)荷,并按照工程最高負(fù)荷等級(jí)供電。
2)因中斷供電導(dǎo)致飛行器無法正常起降、航站樓無法正常運(yùn)營(yíng)、旅客無法正常出行、影響航站樓及旅客人身安全的用電負(fù)荷以及相關(guān)系統(tǒng),確定為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。
3)辦公用房、銀行郵政網(wǎng)點(diǎn)、機(jī)坪用電、行李系統(tǒng)用電等確定為重要負(fù)荷,屬一級(jí)負(fù)荷。
4)中斷供電將影響工作人員和旅客舒適度,或暫時(shí)降低服務(wù)便利程度,但基本不影響旅客正常出行和航站樓運(yùn)營(yíng)的負(fù)荷確定為二級(jí)負(fù)荷。
5)中斷供電不影響旅客正常出行和航站樓運(yùn)營(yíng)的負(fù)荷確定為三級(jí)負(fù)荷。
2.2 用電負(fù)荷等級(jí)分類
2.2.1一級(jí)負(fù)荷
由消防負(fù)荷、特別重要負(fù)荷及重要負(fù)荷組成。
1)消防負(fù)荷
包括變配電所照明;操作和控制電源;應(yīng)急照明系統(tǒng)(包括備用照明、疏散照明,標(biāo)識(shí)照明作為疏散照明的一部分);消防設(shè)備(包括防排煙風(fēng)機(jī)、消防水炮、消防水泵、噴灑泵等);火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)(火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),水炮及水噴霧滅火控制系統(tǒng),水噴淋滅火控制系統(tǒng),氣體滅火控制系統(tǒng),燃?xì)庑孤﹫?bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng),漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng))。
2)特別重要負(fù)荷
包括弱電總機(jī)房、管理中心、消防控制中心、樓宇自控中心的用電電源及機(jī)房專用空調(diào)電源;信息及弱電系統(tǒng)(包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),安全防范系統(tǒng)的門禁、視頻監(jiān)控、入侵報(bào)警)、公共廣播系統(tǒng)(含火災(zāi)緊急廣播)、航班顯示系統(tǒng)、離港系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng);屋面航空障礙燈;邊檢、安檢、海關(guān)、檢驗(yàn)檢疫、公安用于檢查的用電設(shè)備電源以及不允許中斷供電的設(shè)備;機(jī)房專用恒溫恒濕機(jī);泊位引導(dǎo)標(biāo)識(shí)牌。
3)重要負(fù)荷
駐場(chǎng)及外聯(lián)單位用電(包括飛行及旅客服務(wù)用房、三檢一關(guān)、公安辦公用房、機(jī)務(wù)辦公用房等);銀行、郵局網(wǎng)點(diǎn)(包括電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)提款機(jī));機(jī)坪用電(包括400Hz電源、機(jī)務(wù)用電、機(jī)坪高桿燈、登機(jī)橋轉(zhuǎn)動(dòng)部分);行李系統(tǒng)用電;大件行李電梯、客梯;排水泵、雨水泵、生活水泵;候機(jī)區(qū)、值機(jī)區(qū)等大面積開敞區(qū)域照明。
2.2.2二級(jí)負(fù)荷
包括熱泵機(jī)房(包括熱泵機(jī)組,循環(huán)泵,冷凍泵,冷卻泵,冷卻塔等配套設(shè)備);空調(diào)機(jī)房(空調(diào)機(jī)組,新風(fēng)機(jī)組,排風(fēng)機(jī)等);自動(dòng)扶梯、人行布道;廚房設(shè)備;食品電梯、垃圾電梯;屋面融雪設(shè)備。
2.2.3三級(jí)負(fù)荷
除一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷以外的負(fù)荷為非保證負(fù)荷,如餐飲區(qū)域照明、商業(yè)零售區(qū)域照明、廣告照明以及一般區(qū)域照明等。
2.3供電電源
2.3.1外部電源
因航站樓的重要性以及其用電負(fù)荷容量大的特點(diǎn),其外部供電電源(即10kV市電)一般會(huì)按照設(shè)計(jì)院提出的供電要求供給。因此,設(shè)計(jì)必須明確10kV電源的要求,經(jīng)過與供電部門協(xié)商后,準(zhǔn)確落實(shí)電源數(shù)量及容量。
對(duì)于支線機(jī)場(chǎng)航站樓的10kV電源通??梢酝ㄟ^以下方式之一取得、
1)從不同方向的上級(jí)變電站取得兩路(或多路)10kV電源專線。
2)由不同電源進(jìn)線的同一上級(jí)變電站的兩段母線分別取得兩路(或多路)10kV電源專線。
2.3.2內(nèi)部電源
在難以取得獨(dú)立于正常電源的第三電源時(shí),為保證一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的供電,航站樓設(shè)置內(nèi)部自備應(yīng)急電源是保證供電可靠性的重要方式。根據(jù)用電設(shè)備允許的中斷供電時(shí)間,柴油發(fā)電機(jī)組、EPS電源、UPS電源都將作為應(yīng)急電源應(yīng)用于航站樓。
當(dāng)設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源時(shí),EPS電源、UPS電源的供電時(shí)間可取10min~15min,用來保證雙路電源失電,柴油發(fā)電機(jī)組又尚未啟動(dòng)這一時(shí)間間隔內(nèi)特別重要負(fù)荷的持續(xù)供電。
2.4用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與變壓器的選擇
2.4.1某航站樓負(fù)荷計(jì)算表(見表1)
表1 某航站樓負(fù)荷計(jì)算表
2.4.2 變壓器選擇的注意事項(xiàng)
設(shè)計(jì)人員非常了解規(guī)范對(duì)變壓器長(zhǎng)期工作負(fù)荷率不大于85%的要求。由于一般公共建筑以三級(jí)負(fù)荷為主,雙路電源供電時(shí),當(dāng)一路電源故障,可以通過卸載大量三級(jí)負(fù)荷來滿足一臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)全部一、二級(jí)負(fù)荷的要求。因此在兩路電源正常的情況下,變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行負(fù)荷率不應(yīng)設(shè)計(jì)得過低,一般會(huì)設(shè)計(jì)在75%~85%。但航站樓建筑與一般公共建筑的負(fù)荷性質(zhì)大不一樣,其用電設(shè)備主要以一、二級(jí)負(fù)荷為主,當(dāng)雙路電源供電一路電源故障時(shí),可卸載的三級(jí)負(fù)荷非常少。如果將變壓器平時(shí)運(yùn)行負(fù)荷率設(shè)計(jì)得過高,一臺(tái)變壓器將不能負(fù)擔(dān)全部一、二級(jí)負(fù)荷。
現(xiàn)在應(yīng)用的節(jié)能型干式變壓器已經(jīng)可以在負(fù)荷率50%左右時(shí)輸出相當(dāng)高的效率,并且在配置強(qiáng)制風(fēng)冷且變壓器過載1.2倍時(shí),可以長(zhǎng)期運(yùn)行。雖然在設(shè)計(jì)變壓器容量時(shí)不會(huì)使變壓器長(zhǎng)期滿載或過載從而影響變壓器壽命,但在雙路電源供電、一路電源故障的特殊情況下,可以充分利用干式變壓器的過載能力。因此將變壓器負(fù)載率設(shè)計(jì)在正常情況下的60%左右,既能夠在正常情況下保證運(yùn)行的輸出效率,也能夠在一路電源故障時(shí),充分利用干式變壓器的過載能力來負(fù)擔(dān)全部一、二級(jí)負(fù)荷,這是航站樓變壓器選擇時(shí)尤為需要注意的。
2.5電力系統(tǒng)配電
需要指出的是,一級(jí)負(fù)荷中消防負(fù)荷及特別重要負(fù)荷采用雙路市電加柴油發(fā)電機(jī)末端互投方式供電。其中不允許中斷供電的弱電設(shè)備(如火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、航班顯示系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、離港系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、時(shí)鐘系統(tǒng)等)加裝UPS電源;疏散照明、航空障礙燈加裝持續(xù)供電時(shí)間為10min的EPS電源。
其他一級(jí)負(fù)荷采用雙路市電末端互投方式供電。公共區(qū)域大面積照明負(fù)荷(如候機(jī)大廳、值機(jī)大廳等)采用A、B電源供電各帶50%負(fù)荷,A、B電源分別來自同一變電所兩臺(tái)變壓器母線段。
2.6強(qiáng)電豎井或強(qiáng)電小間的設(shè)置
現(xiàn)代化機(jī)場(chǎng)航站樓不僅僅需要滿足運(yùn)送旅客的使用功能,而且是一個(gè)地區(qū)或城市對(duì)外宣傳的重要窗口和地域特色的初次體現(xiàn),因此建筑師對(duì)建筑設(shè)計(jì)品質(zhì)的要求變得極為苛刻。配電箱、配電柜暴露在人的視線范圍內(nèi),對(duì)有些建筑來說是不能接受的,因此電氣設(shè)計(jì)需要將配電裝置隱藏在強(qiáng)電豎井或強(qiáng)電小間內(nèi)。
出發(fā)層某個(gè)強(qiáng)電間負(fù)擔(dān)的供電區(qū)域存在這樣一些場(chǎng)所或設(shè)備,它們的負(fù)荷等級(jí)和所需配電箱的種類見表2。
表2 一個(gè)強(qiáng)電間內(nèi)用電設(shè)備所需配電箱種類
由表2可以看出,一個(gè)強(qiáng)電小間供電的設(shè)備種類還是比較多的,主要是因?yàn)橥粎^(qū)域負(fù)荷性質(zhì)及負(fù)荷等級(jí)多樣造成的。并且為了使配電系統(tǒng)清晰明了且便于日后管理,通常會(huì)將動(dòng)力、照明,不同負(fù)荷等級(jí)的用電設(shè)備,消防與非消防負(fù)荷及不同使用性質(zhì)的負(fù)荷分回路設(shè)計(jì)等,這些都無疑增多了配電箱的數(shù)量。有時(shí)由于配電箱的出線回路較多或進(jìn)線電纜截面較大,還需要設(shè)計(jì)成落地柜。因此,如果航站樓配電小間的面積過小,不但配電裝置可能裝不下,也極易影響散熱,建議使用面積6~10m2為宜。
2.7 民航主要工藝用電設(shè)備及預(yù)留容量
表3列出的一些主要民航工藝設(shè)備用電容量較為通用,設(shè)計(jì)人員可以在初步設(shè)計(jì)階段將其作為估算數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算使用,施工圖階段則應(yīng)以民航工藝專業(yè)提供的資料數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。
表3 民航通用工藝設(shè)備預(yù)留容量統(tǒng)計(jì)表
行李傳動(dòng)系統(tǒng)是航站樓中用電負(fù)荷較大的一項(xiàng),由于各航站樓的工藝設(shè)計(jì)不同,行李運(yùn)輸通道長(zhǎng)短不一,容量差異較大。但集中供電點(diǎn)無外乎有兩處,一處是行李機(jī)房(或稱行李分揀廳),一處是值機(jī)區(qū)或值機(jī)島。
除表3中列出的設(shè)備以外,PCA空調(diào)預(yù)制冷電源、航站樓內(nèi)旅客引導(dǎo)標(biāo)識(shí)牌等都屬民航工藝設(shè)備,但工藝設(shè)計(jì)差異較大,還需具體工程具體對(duì)待。
2.8電纜的選擇
航站樓人員密度大,一旦發(fā)生火災(zāi),如果電纜燃燒釋放大量有毒、有害氣體,將使人員疏散更加困難,甚至造成更大的人身傷害。因此,航站樓非消防負(fù)荷電纜應(yīng)選擇阻燃型低煙無鹵或無煙無鹵電纜。對(duì)于消防負(fù)荷和消防狀態(tài)下仍需工作的非消防負(fù)荷應(yīng)盡量選擇礦物絕緣電纜,對(duì)于支線可以選用耐火型低煙無鹵或無煙無鹵電纜。
國(guó)內(nèi)航站樓多遠(yuǎn)離城區(qū),因此電纜的選用還應(yīng)考慮防止老鼠、螞蟻等蟲咬的措施。
2.9其他
1)旅客引導(dǎo)標(biāo)識(shí)照明可以作為應(yīng)急照明的一部分,在緊急情況下,幫助旅客成功疏散。另外,在消防狀態(tài)時(shí),登機(jī)口也可以作為安全出口使用。
2)航站樓商業(yè)性質(zhì)變化的情況時(shí)有發(fā)生,臨時(shí)廣告電源(廣告燈箱、廣告刷屏機(jī)等)、流動(dòng)展位也經(jīng)常出現(xiàn)。因此需要在設(shè)計(jì)時(shí)充分預(yù)見上述變化,預(yù)留充足的備用容量,并考慮上述電源的電力接駁口,使設(shè)計(jì)有較強(qiáng)的可應(yīng)變性。
受篇幅所限,本文僅談及了航站樓強(qiáng)電設(shè)計(jì)較一般民用建筑工程的區(qū)別之處,并從實(shí)際案例詳細(xì)總結(jié)了航站樓主要強(qiáng)電方面的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和民航工藝參數(shù),希望與設(shè)計(jì)人員一同分享。
文章載于《智能建筑電氣技術(shù)》雜志2016年第1期,《民用支線機(jī)場(chǎng)航站樓強(qiáng)電設(shè)計(jì)》,文章版權(quán)歸《智能建筑電氣技術(shù)》雜志所有,轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
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