某改造项目的启示:超高层改造项目建筑电气设计重难点_建筑电气设计展gebt

通过超高层建筑续建建筑电气设计改造实例，系统性梳理和解析由建筑续建功能需求变化触发的设计重点和难点，从机房布局优化、电气竖井配置、设备区净高控制以及变电所搬用通道路径规划等多个维度出发，深入探讨超高层建筑改造的相关核心要素，并从 “再利用”和“重新架构”两个方向提出具有参考价值的技术措施，以期为类似工程项目的设计和改造提供实用参考和帮助，促进其设计优化和实施高效性。

城市更新中，超高层建筑改造面临诸多挑战。原建筑功能、格局和技术水平难以满足当下需求，部分项目因资金、规划等因素暂停或“烂尾”，增加了改造复杂性。超高层建筑功能复杂、设备多、体量大，改造时需考虑技术、成本、进度和规范。结构定型和功能变更限制了电气系统布局灵活性，竖井、管道和机房位置需在现有框架内调整。同时，需适应商业、办公等多类型功能区需求，保持系统协调统一。在成本和时间限制下解决这些问题，对设计师是巨大挑战。

项目基本情况

本项目为常熟市某超高层酒店项目。本工程原设计时间为2017年，2020年停工续建时原大楼主要功能由办公调整为办公+五星级酒店。项目原规划为总部办公楼，地上拟建塔楼37层、裙房4层，原始建筑功能分布如图2所示。续建时现场的实际施工完成情况为地下室、地上11层及其以下楼层的建筑结构均已施工完毕，机电设备未安装。由于11层及以下由于主体结构已施工完毕，层高无法改变，为了实现新大楼的酒店+办公的使用功能要求，建筑方案将11层以上建筑层高优化调整重新设计。将原23、33层避难层取消，在16、28层设置避难层，同时16层作为设备转换层。调整后总建筑面积68541.22平方米，建筑(规划)高度188.00米，地上主塔楼39层、裙房4层，地下2层。其中5层至15层塔楼部分为办公，4层以下塔楼+裙房部分及16层以上区域为酒店，地下一、二层为设备用房。建筑结构形式为框架核心筒形式。原设计参考的规范为《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008，已废止)，在改造设计时采用新的设计标准：《民用建筑电气设计标准》(GB 51348-2019)，《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》(GB51309-2018)。本超高层建筑功能复杂，且由于11层及以下由于主体结构已施工完毕，在考虑电气机房、管井的设置时受到各种已有条件的限制，这无疑给建筑电气的设计提出了更大的挑战和更高的要求。

改造范围与内容

本次改造范围为全区域，包含地下室及地上各层已建、未建区域。整个机电系统按照新的功能需求整体改造，电气设计包含以下电气系统：变配电系统、电力配电系统、照明系统、防雷系统、接地及电气安全措施、火灾自动报警系统、消防设备电源监控系统、电气火灾监控系统、绿色建筑电气设计、电气抗震设计等。11层以下虽然建筑主体施工完毕，但机电设备未安装，且建筑功能分区等发生重大变化，故整个电力配电系统、应急照明系统、火灾自动报警系统等均参照新的规范标准，按照现有建筑功能布局重新设计，原预埋的管线作废，采用吊顶内明敷的配线方式。11层以上为新建部分，按照新的规范标准设计。

改造设计要点

1、变电所及消控室等机房的设计要点

原大楼原主要功能为办公，现调整为办公+酒店(5层至15层塔楼部分为办公;4层以下塔楼+裙房部分及16层以上区域为酒店，其中16~33F为客房区)。根据业主要求，办公和酒店供电需分开，通过对项目进行分析：办公区域位于5~15层，地上高度66.25米，在地下一层设置办公变电所，其供电距离可以满足要求，办公变电所内设置2台1250 kVA变压器供5~16层办公区域使用;由于酒店裙房为多功能宴会厅、厨房等功能，用设备较多，且地下室及裙房有制冷机房、地源热泵机房、换热机房等设备用房，整体用电量较大，故考虑在地下一层增加酒店变电所一座，设置2台2000 kVA变压器供酒店低区使用;根据建筑功能划分，16层以上属于酒店区域，首先与地下室变电所之间被办公区域分隔，其次考虑到供电距离的问题，故考虑在层高较高的16层避难层设置高区变电所，设置2台1000 kVA变压器，供酒店高区使用。

根据业主要求，酒店及办公共用一台柴油发电机，柴油发电机房设置于地下一层，机房内设置一台0.4 kV常用功率为1500 kW的柴油发电机，为酒店及办公提供保障性电源。G-1#一层设置两个消防控制室，分别为办公消控室，酒店消控室，两个消控室均直通室外。火灾自动报警系统根据不同功能区域分别接至对应消防控制室，两个消防控制室之间进行联络通信。酒店火灾自动报警系统根据酒管公司要求采用环形二总线制，办公火灾自动报警采用树干式二总线制。

（地下一层电气主要机房示意图）

2、设备搬运通道的设计要点

设备搬运通道主要涉及到地下室设备搬运通道和高区变电所设备搬运。(1)地下室设备搬运通道：地下室由于与机动车库(人防区)之间无车道联通，设备无法通过车辆运输，变压器、柴油发电机的搬运考虑利用泄爆口扩大后作为吊装孔进行设备搬运。(2)高区变电所搬运通道：超高层变压器运输的主要方式有：利用电梯运输;利用电梯井道运输;外立面整体吊装运输等。考虑到利用电梯运输要求井道尺寸较大，现场电梯井道已施工已不具备扩大的可能;而变电所位于16层的中间楼层，采用外立面整吊装需幕墙预留可拆装条件且需考虑室外气流的影响，运输的风险大、可实施性小。最终综合考虑采用利用电梯井道作为搬运通道的运输方式，在电梯井道顶部设置可承受5吨的吊钩作为吊装点，利用卷扬机吊装设备由首层至避难层。

（地上配电间、消控室位置示意）

3、电气竖井设置的设计要点

塔楼区域一层至顶层设置一个强电间给塔楼核心筒区域供电。裙房区域一至四层设置一个强电间给裙房区域供电。并在一层设置一个裙房总配电间及两个转换电井。考虑到裙房屋面用电较多，且多为由变电所放射式供至屋面，由裙房配电间敷设的话电缆较为迂回，在裙房屋面中间位置设置一处电缆管井，可以缩短电缆及母线长度(约100m)，减少了电缆、母线的压降及投资成本。在塔楼核心筒区域设置一个高压电井及柴发应急母线管井，用于16层变电所高压电缆进线及低压应急母排进线。

（首层电气管井位置与变电所对应关系）

4、设备区净高控制设计要点

因设备区域主要集中在地下室，且地下室土建结构均已施工完成，条件较为受限，且设备区较为集中，水暖专业的机房也都集中在地下一、二层，负一层设备管线较为密集，如何控制走道、机房的净高就成为一个较为棘手的问题。在设置首层电井的时候将电井尽量靠近变电所区域，尽可能减少地下一层水平桥架的敷设长度，有利于净高的控制。从图中可以看出裙房的两个转换电井位置直接落在对应的变电所内，直接由变电所顶板开洞即可将电缆送至首层，极大地减少了主干桥架、母线在地库走道内敷设，对于控制地下一层走道的净高起到了重要的作用。

文章来源：建筑电气设计展gebt

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