民用支线机场航站楼强电设计

马　宁（中旭建筑设计有限责任公司，北京100044）



民用支线机场航站楼强电设计

马宁（中旭建筑设计有限责任公司，北京100044）

摘要当今，广大民用设计院对机场航站楼的设计接触相对较少。然而随着民用设计院通过各种投标方式逐渐涉足于该类建筑设计市场，使得他们迫切需要获取并积累相关的设计经验。从实际工程实践中采取的设计思路出发，从负荷等级的确定原则着手，逐级展开，讲述支线机场航站楼强电设计，如负荷等级分类、供电电源、变压器的设置原则以及常用民航工艺设备容量统计等问题。旨在梳理该类建筑强电方面的主要设计思路，最终为广大设计人员提供一套清晰、可借鉴的民用支线机场航站楼强电设计经验。

关键词负荷等级 供电电源 负荷计算 民航工艺设备

The Strong Electricity Design of Civil Regional Airport Terminal

Ma Ning

Abstract Airport terminal design by the civil design institutes are relatively less at present.However，with the civilian institutes gradually get involved in such tender architectural design market through a variety of ways，they desperately need to acquire and accumulate relevant design experience.Starting from the design idea of practical engineering and the principle of load level determination，the artical tells about the regional airport terminal strong electricity design，such as load classification，power supply，transformer setting principle，and the common civil aviation issues such as process equipment capacity statistics.In order to comb the main ideas of the strong electricity design in this kind of buildings，and ultimately for the majority of designers to provide a set of regional civilian airport terminal strong electricity design experience can be used clearly.

Keywords load level，power supply，load calculation，civil aviation technical equipment

0　引言

民用机场航站楼作为交通运输的重要交通枢纽，尤其支线机场建设在近些年来增速明显。民航建筑设计已不再是民航设计院的专属，一些民用建筑甲级设计院通过公开招投标或联合投标的方式慢慢涉足航站楼及其配套附属建筑的设计市场。民用建筑设计院创新的方案设计理念，加上民航专业设计院的专业经验，二者强强联合，必将使一座座完美的民航建筑呈现在世人面前。

1　航站楼较一般民用建筑工程设计的整体区别

1.1负荷等级高

首先，航站楼作为重要交通枢纽，如果供电中断，飞行器将不能正常起降，这将给航空公司造成重大经济损失。其次，航站楼存在短时大量旅客集中的时间段，如果供电中断，旅客极易与航空公司驻场、地勤人员发生冲突，造成公共秩序的混乱甚至人身伤害。因此支线机场航站楼应确定为一级负荷用户，并必须对航站楼的供电可靠性提出更高要求。

1.2 专业词汇多

设计航站楼之前，应搞清民航系统常用的专业名词含义，或平时设计中不常接触到的一些词汇，以便与其他设计方有效对接。如航空港、航站楼（候机楼）、飞行区、服务车道、空侧、陆侧、登机廊桥转动端、固定端、400Hz电源、预制冷电源、泊位引导标识等词。

1.3涉及的使用部门和平行设计专业多

涉及的使用部门主要包括航站楼管理部门、应急指挥部门、网络部门、VIP服务部门、可租售的餐饮部门、广告租赁公司、边防检查、安全检查、检验检疫、公安、海关、地勤、驻场单位及通讯公司。平行设计专业有民航工艺设计（包括飞行区设计、场道设计、助航灯光设计、航站楼民航工艺流程设计、标识设计、航班显示设计）、弱电智能化设计、行李系统设计及景观用电设计等。

上面所述的部门和专业与强电设计密切相关，强电设计人员应充分了解其供电需求和供电容量等要求，以便相互之间有效对接。

2　电力系统设计

2.1用电负荷等级的确定原则

2008年，在对某航站楼进行设计时，除了《民用建筑电气设计规范》的附录A以外，没有过多明确的负荷等级确定依据。因此，负荷等级的确定主要依据负荷的使用性质，考虑中断供电将会带来哪些政治、经济影响，以及是否会引起社会秩序混乱、人身伤害等。

通过设计方案讨论，最终形成了以下五条确定负荷等级的基本原则：

1）消防负荷、应急照明、疏散照明及与消防负荷相关的控制系统确定为一级负荷，并按照工程最高负荷等级供电。

2）因中断供电导致飞行器无法正常起降、航站楼无法正常运营、旅客无法正常出行、影响航站楼及旅客人身安全的用电负荷以及相关系统，确定为一级负荷中特别重要负荷。

3）办公用房、银行邮政网点、机坪用电、行李系统用电等确定为重要负荷，属一级负荷。

4）中断供电将影响工作人员和旅客舒适度，或暂时降低服务便利程度，但基本不影响旅客正常出行和航站楼运营的负荷确定为二级负荷。

5）中断供电不影响旅客正常出行和航站楼运营的负荷确定为三级负荷。

2.2用电负荷等级分类

2.2.1一级负荷

由消防负荷、特别重要负荷及重要负荷组成。1）消防负荷

包括变配电所照明；操作和控制电源；应急照明系统（包括备用照明、疏散照明，标识照明作为疏散照明的一部分）；消防设备（包括防排烟风机、消防水炮、消防水泵、喷洒泵等）；火灾自动报警及联动控制系统（火灾自动报警系统，水炮及水喷雾灭火控制系统，水喷淋灭火控制系统，气体灭火控制系统，燃气泄漏报警及联动控制系统，漏电火灾报警系统）。

2）特别重要负荷

包括弱电总机房、管理中心、消防控制中心、楼宇自控中心的用电电源及机房专用空调电源；信息及弱电系统（包括计算机网络系统，安全防范系统的门禁、视频监控、入侵报警）、公共广播系统（含火灾紧急广播）、航班显示系统、离港系统、通信系统、时钟系统；屋面航空障碍灯；边检、安检、海关、检验检疫、公安用于检查的用电设备电源以及不允许中断供电的设备；机房专用恒温恒湿机；泊位引导标识牌。

3）重要负荷

驻场及外联单位用电（包括飞行及旅客服务用房、三检一关、公安办公用房、机务办公用房等）；银行、邮局网点（包括电子计算机系统、自动提款机）；机坪用电（包括400Hz电源、机务用电、机坪高杆灯、登机桥转动部分）；行李系统用电；大件行李电梯、客梯；排水泵、雨水泵、生活水泵；候机区、值机区等大面积开敞区域照明。

2.2.2二级负荷

包括热泵机房（包括热泵机组、循环泵、冷冻泵、冷却泵、冷却塔等配套设备）；空调机房（空调机组、新风机组、排风机等）；自动扶梯、人行布道；厨房设备；食品电梯、垃圾电梯；屋面融雪设备。

2.2.3三级负荷

除一级负荷、二级负荷以外的负荷为非保证负荷，如餐饮区域照明、商业零售区域照明、广告照明以及一般区域照明等。

2.3 供电电源

2.3.1外部电源

因航站楼的重要性以及其用电负荷容量大的特点，其外部供电电源（即10kV市电）一般会按照设计院提出的供电要求供给。因此，设计必须明确10kV电源的要求，经过与供电部门协商后，准确落实电源数量及容量。

对于支线机场航站楼的10kV电源通常可以通过以下方式之一取得。

1）从不同方向的上级变电站取得两路（或多路）10kV电源专线。

2）由不同电源进线的同一上级变电站的两段母线分别取得两路（或多路）10kV电源专线。

2.3.2内部电源

在难以取得独立于正常电源的第三电源时，为保证一级负荷中特别重要负荷的供电，航站楼设置内部自备应急电源是保证供电可靠性的重要方式。根据用电设备允许的中断供电时间，柴油发电机组、EPS电源、UPS电源都将作为应急电源应用于航站楼。

当使用柴油发电机组作为应急电源时，EPS电源、UPS电源的供电时间可取10min～15min，用来保证双路电源失电，柴油发电机组又尚未启动这一时间间隔内特别重要负荷的持续供电。

2.4用电负荷统计与变压器的选择

2.4.1某航站楼负荷计算表（见表1）

表1　某航站楼负荷计算表

2.4.2变压器选择的注意事项

设计人员非常了解规范对变压器长期工作负荷率不大于85%的要求。由于一般公共建筑以三级负荷为主，双路电源供电时，当一路电源故障，可以通过卸载大量三级负荷来满足一台变压器负担全部一、二级负荷的要求。因此在两路电源正常的情况下，变压器长期运行负荷率不应设计得过低，一般会设计在75%～85%。但航站楼建筑与一般公共建筑的负荷性质大不一样，其用电设备主要以一、二级负荷为主，当双路电源供电一路电源故障时，可卸载的三级负荷非常少。如果将变压器平时运行负荷率设计得过高，一台变压器将不能负担全部一、二级负荷。

现在应用的节能型干式变压器已经可以在负荷率50%左右时输出相当高的效率，并且在配置强制风冷且变压器过载1.2倍时，可以长期运行。虽然在设计变压器容量时不会使变压器长期满载或过载从而影响变压器寿命，但在双路电源供电、一路电源故障的特殊情况下，可以充分利用干式变压器的过载能力。因此将变压器负载率设计在正常情况下的60%左右，既能够在正常情况下保证运行的输出效率，也能够在一路电源故障时，充分利用干式变压器的过载能力来负担全部一、二级负荷，这是航站楼变压器选择时尤为需要注意的。

2.5电力系统配电

需要指出的是，一级负荷中消防负荷及特别重要负荷采用双路市电加柴油发电机末端互投方式供电。其中不允许中断供电的弱电设备（如火灾自动报警系统、保安监控系统、通信系统网络设备、计算机系统网络设备、航班显示系统网络设备、离港系统网络设备、时钟系统等）加装UPS电源；疏散照明、航空障碍灯加装持续供电时间为10min的EPS电源。

其他一级负荷采用双路市电末端互投方式供电。公共区域大面积照明负荷（如候机大厅、值机大厅等）采用A、B电源供电各带50%负荷，A、B电源分别来自同一变电所两台变压器母线段。

2.6强电竖井或强电小间的设置

现代化机场航站楼不仅需要满足运送旅客的使用功能，而且是一个地区或城市对外宣传的重要窗口和地域特色的初次体现，因此建筑师对建筑设计品质的要求变得极为苛刻。配电箱、配电柜暴露在人的视线范围内，对有些建筑来说是不能接受的，因此电气设计需要将配电装置隐藏在强电竖井或强电小间内。

出发层某个强电间负担的供电区域存在这样一些场所或设备，它们的负荷等级和所需配电箱的种类见表2。

表2　一个强电间内用电设备所需配电箱种类

由表2可以看出，一个强电小间供电的设备种类还是比较多的，主要是由于同一区域负荷性质及负荷等级多样造成的。并且为了使配电系统清晰明了且便于日后管理，通常会将动力、照明，不同负荷等级的用电设备，消防与非消防负荷及不同使用性质的负荷分回路设计等，这些都无疑增多了配电箱的数量。有时由于配电箱的出线回路较多或进线电缆截面较大，还需要设计成落地柜。因此，如果航站楼配电小间的面积过小，不但配电装置可能装不下，也极易影响散热，建议使用面积为6m2～10m2为宜。

2.7民航主要工艺用电设备及预留容量

表3列出的一些主要民航工艺设备用电容量较为通用，设计人员可以在初步设计阶段将其作为估算数据进行负荷计算使用，施工图阶段则应以民航工艺专业提供的资料数据为准。

表3　民航通用工艺设备预留容量统计表

行李传动系统是航站楼中用电负荷较大的一项，由于各航站楼的工艺设计不同，行李运输通道长短不一，容量差异较大。但集中供电点无外乎有两处，一处是行李机房（或称行李分拣厅），一处是值机区或值机岛。

除表3中列出的设备以外，PCA空调预制冷电源、航站楼内旅客引导标识牌等都属民航工艺设备，但工艺设计差异较大，还需具体工程具体对待。

2.8电缆的选择

航站楼人员密度大，一旦发生火灾，如果电缆燃烧释放大量有毒、有害气体，将使人员疏散更加困难，甚至造成更大的人身伤害。因此，航站楼非消防负荷电缆应选择阻燃型低烟无卤或无烟无卤电缆。对于消防负荷和消防状态下仍需工作的非消防负荷应尽量选择矿物绝缘电缆，对于支线可以选用耐火型低烟无卤或无烟无卤电缆。

国内航站楼多远离城区，因此电缆的选用还应考虑防止老鼠、蚂蚁等虫咬的措施。

2.9其他

1）旅客引导标识照明可以作为应急照明的一部分，在紧急情况下，帮助旅客成功疏散。另外，在消防状态时，登机口也可以作为安全出口使用。

2）航站楼商业性质变化的情况时有发生，临时广告电源（广告灯箱、广告刷屏机等）、流动展位也经常出现。因此需要在设计时充分预见上述变化，预留充足的备用容量，并考虑上述电源的电力接驳口，使设计有较强的可应变性。

3结束语

受篇幅所限，本文仅谈及了航站楼强电设计较一般民用建筑工程的区别之处，并从实际案例详细总结了航站楼主要强电方面的设计经验和民航工艺参数，希望与设计人员一同分享。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.供配电设计规范（GB 50052-2009）[S].北京：中国计划出版社，2010.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑设计防火规范（GB 50016-2014）[S].北京：中国计划出版社，2014.

[3]中华人民共和国建设部.民用建筑电气设计规范（JGJ 16-2008）[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.交通建筑电气设计规范（JGJ 243-2011）[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.