分析車庫的功能，對用電設(shè)備進行統(tǒng)計，根據(jù)防火分區(qū)的劃分，確定車庫的供配電系統(tǒng)，對車庫照明的種類進行劃分，明確各照明回路的用途。選擇合理的智能控制系統(tǒng)，對于照明、通風(fēng)這兩大系統(tǒng)進行節(jié)能控制，最終達到合理的節(jié)能效果。
近年來，隨著生活水平的提高，汽車逐漸成為人們生活中的必需品，然而早期規(guī)劃的室外停車位已經(jīng)遠遠滿足不了實際需求，汽車的停放成為了項目開發(fā)之初就需要十分重視的問題，因此大型地下停車場成為眾多房地產(chǎn)及城市配套的商業(yè)綜合體建筑優(yōu)先考慮的建造模式。
本文通過近期的幾個大型車庫的設(shè)計經(jīng)歷，淺談對車庫設(shè)計的一些看法。
供配電系統(tǒng)設(shè)計
1.分析建筑布局
一般來說，綜合地下車庫的建筑功能并不是單一的，可能會包括變配電所、空調(diào)制冷站、鍋爐房、熱交換站、生活及消防泵房等建筑設(shè)備用房，其余的區(qū)域均為車庫。當(dāng)拿到一個大型地下車庫的平面布置圖后，除去以上提到的建筑輔助設(shè)備用房，首先要對車庫的布局進行分析。車庫一般以不大于4000m2為一個防火分區(qū)(設(shè)置自動噴淋)，車庫防火分區(qū)一般以耐火極限不低于3h的甲級防火卷簾進行分隔，一個車庫防火分區(qū)一般分為兩個防煙分區(qū)(不大于2000m2)，每個車庫防火分區(qū)基本上要設(shè)置一處送風(fēng)機房，設(shè)置兩臺送(補)風(fēng)機，送風(fēng)和消防補風(fēng)合用，一處排風(fēng)機房，設(shè)置兩臺排風(fēng)(煙)機，排風(fēng)和消防排煙合用。其余的區(qū)域就是車道和車位，建筑死角區(qū)域一般被定為庫房，出入口部分被定為值班室，一個地下車庫的大致建筑布局就基本形成了。
2.參考用電指標(biāo)
按照《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施規(guī)定》，一般其車庫單位面積負荷密度為8～15w/m2，變壓器裝置指標(biāo)為12～23v·a/m2。以此在方案設(shè)計階段可以按照面積指標(biāo)進行總負荷估算。在初步設(shè)計階段，僅進行總負荷估算肯定是不夠的，需要列出詳細的《用電設(shè)備負荷統(tǒng)計表》。在初步設(shè)計早期為了搭建低壓配電系統(tǒng)，在其他專業(yè)未提供設(shè)備容量的情況下，可以根據(jù)經(jīng)驗進行早期的負荷統(tǒng)計，現(xiàn)在以地下汽車庫的一個防火分區(qū)舉例說明(面積4000m2，層高5.1m，雙層停
放120輛，出入頻率一般)。
1)電氣設(shè)備
按照《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》表5.4.1規(guī)定，車庫照度為75(1±10%)lx，反推車庫照明密度大致在3～4w/m2，按4w/m2計算，其中事故照明占20%～25%。
2)機械排煙及通風(fēng)設(shè)備
排煙量:1900m2×4.8m×6次/h=54700m3/h，排風(fēng)量:
400m3/h×120=48000m3/h(2000m2的防煙分區(qū)，扣除約100m2的附屬用房面積，梁板扣除0.3m)。送風(fēng)量:48000m3/h×80%=38400m3/h，滿足不小于排煙量50%的要求。因此每個防煙分區(qū)排風(fēng)(煙)機的容量約為18.5kw，送(補)風(fēng)機的容量約為11kw。此外還需注意，北方地區(qū)車庫的采暖方式，若不設(shè)置暖氣，送(補)風(fēng)機還需計算電輔熱的容量。
3)建筑設(shè)備
防火卷簾的容量查數(shù)據(jù)手冊可知:5m＜洞口寬b≤8m，洞口高h≤5m，電動機容量p為0.75kw。機械車位的容量查數(shù)據(jù)手冊可知:兩層升降橫移式停車設(shè)備電動機容量p為(2.2+0.4)kw，兩層液壓懸臂式停車設(shè)備電動機容量p為(4.7+0.4)kw。以上數(shù)據(jù)可從《國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集(d800—1～3)》中查找。依據(jù)以上參數(shù)，建筑設(shè)備的容量可不依賴建筑專業(yè)，根據(jù)平面布置圖自行估算。
4)給排水設(shè)備:排水泵、電伴熱等
正常情況下，非最底層的車庫一般是不需要設(shè)置集水坑的，除非下面是人防工程。最底層車庫除去設(shè)備用房排水，每個車庫防火防區(qū)設(shè)置1～2組集水坑，排水泵一用一備容量為1.5～2.2kw。此外在寒冷地區(qū)地下車庫若不采暖的情況下一般采用纏繞電阻絲的方式解決管道凍裂的問題，電伴熱設(shè)備的容量大致為2～3kw，需注意的是此設(shè)備即使為消防管道提供服務(wù)，也需要在負荷計算時記入，不能單純地列為消防設(shè)備而不計。
進行此區(qū)域的負荷計算:照明kx取0.7，pj=11kw，動力kx取0.7，pj=42kw，機械車位kx取0.2，pj=7kw，本防火分區(qū)總pj=60kw，負荷密度為15w/m2，與手冊指標(biāo)上限相接近的。以上數(shù)據(jù)統(tǒng)計是按照車庫的最大配置列舉，在實際設(shè)計中有些項是不存在的，還需區(qū)別對待。
3.統(tǒng)計用電設(shè)備負荷
在以上分析基礎(chǔ)上，每個車庫分區(qū)的用電設(shè)備情況如圖所示。
1)電氣設(shè)備:包括照明(普通照明、疏散照明、疏散指示及備用照明)、插座等。
2)通風(fēng)設(shè)備:包括送(補)風(fēng)機、排風(fēng)(煙)機等。
3)建筑設(shè)備:防火卷簾、機械車位等。
4)給排水設(shè)備:排水泵、電伴熱等。
4.末端配電設(shè)備劃分
對于每個車庫分區(qū)，為了提供以上各類設(shè)備的不同負荷等級的電源，可能要設(shè)置以下配電箱體。
1)照明配電分箱al:普通照明、插座。
2)事故照明互投箱ale:事故照明。
3)風(fēng)機配電互投箱pyat:排風(fēng)(煙)機。
4)風(fēng)機配電互投箱bfat:送(補)風(fēng)機。
5)車庫配電互投箱ckat:排水泵、機械車位等。
6)消防配電互投箱xfat:防火卷簾、電伴熱等。
5.優(yōu)化供電回路
若按照以上每個箱體獨立回路配電，那么這一個分區(qū)則需要11個回路，無論電源引自公用變電所還是專用車庫配電室，顯然都是無法接受的，在此基礎(chǔ)上，需要具體情況具體分析，爭取做到配電箱體及供電回路的優(yōu)化。首先，如果車庫規(guī)模較小，防火卷簾、電伴熱設(shè)備電源可以引自事故照明互投箱，滿足《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》13.9.9的要求，但是對于大型的車庫，分區(qū)兩側(cè)的防火卷簾可能會有十幾個，此時建議兩個分區(qū)設(shè)置一處消防配電互投箱，要求建筑將分區(qū)兩側(cè)卷簾設(shè)置在一個分區(qū)中，此時配電可不跨越防火分區(qū)，滿足《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》13.9.8的要求。其次，排水泵、機械車位等非消防重要設(shè)備，可以在車庫中心區(qū)域，或是車庫配電間內(nèi)設(shè)置配電互投箱，放射式配電，保證分支線路不跨越防火分區(qū)，也可減少分區(qū)內(nèi)的配電箱體。最后，除普通照明分箱外，其余配電箱可以采用放射式與t接式相結(jié)合的供電方案，根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》13.9.8的要求“消防用電設(shè)備配電系統(tǒng)的分支線路，不應(yīng)跨越防火分區(qū)，分支干線不宜跨越防火分區(qū)”，那么小容量的雙投配電箱體可以采用t接式，例如事故照明箱、卷簾配電箱。而對于容量較大的風(fēng)機配電箱，由于電纜截面較大，還是采用放射式比較合適，即便容量不大，t接式最好也在一個分區(qū)內(nèi)。此外若車庫為多層，一般送、排風(fēng)機房和樓梯間均在同一豎向平面上，如果配電箱體設(shè)置得合理，
也可以采用上下層垂直t接式，由于水平相鄰的防火分區(qū)發(fā)生火災(zāi)時要比上下層的防火分區(qū)更易相互影響，相比較而言，垂直t接式要比水平t接式更加安全，更加節(jié)省電纜。
6.確定配電系統(tǒng)
如果車庫規(guī)模較小，比如雙層四個防火分區(qū)，10000m2左右，車庫區(qū)域的配電回路可以直接引自建筑共用的變配電所(低壓配電室)，配電系統(tǒng)如圖所示，負荷計算表如表所示。
此配電方式17個回路基本上可以解決車庫功能較為復(fù)雜的配電系統(tǒng)，各系統(tǒng)獨立，故障影響面較小，豎向t接電源，可適當(dāng)減少配電回路數(shù)及電纜長度，電纜規(guī)格較小，在10～70mm2之間，便于安裝接線。
如果車庫規(guī)模較大，比如單層八個防火分區(qū)，30000m2左右，所有配電回路均引自變配電所顯然不合理，特別是小規(guī)格電纜很難通過熱穩(wěn)定效驗，在此情況下，可以根據(jù)建筑布局，設(shè)置1～2個專用車庫配電間。
1)照明配電總柜zal:提供照明箱al電源。
2)應(yīng)急配電總柜zape:提供事故照明箱ale、消防配電互投箱xfat的主電源。
3)應(yīng)急配電總柜zale:提供事故照明箱ale、消防配電互投箱xfat的備用電源。
4)車庫配電互投柜ckat(1～2):提供若干分區(qū)的排水泵、機械車位電源。由于風(fēng)機容量較大，建議直接引自變配電所，若車庫為多層，采取豎向垂直t接式，若為單層，采取分區(qū)內(nèi)水平t接式。配電系統(tǒng)如圖所示，負荷計算表如表所示。
① 垂直t 接式
② 水平t 接式
此外，由于事故照明和消防設(shè)備配電箱采用二級配電，則zale、zape進線一定要用耐火級別最高的a級電纜，同時做好防火保護，以此確保干線電纜的安全。此配電方式，利用干線電纜的二級配電解決了小容量設(shè)備的配電，減少了變配電所一對一出線的壓力。
車庫照明
車庫照明應(yīng)按防火分區(qū)進行照明配電，包括正常照明和事故照明，根據(jù)《用單設(shè)備負荷統(tǒng)計表》中數(shù)據(jù)可知，每個防火分區(qū)正常照明約為12kw，事故照明約為4kw，比較適合設(shè)置一組獨立的配電箱。
車庫照明的布置相對比較簡單，燈具一般采用節(jié)能熒光燈，均勻布置，可以將車庫分為三個區(qū)域來考慮。
1.車道照明
可在一個柱距內(nèi)設(shè)置4盞燈具，為了燈具的節(jié)能控制( 后面詳述) ，把燈具分為3 組: 1 /4 應(yīng)急照明、1 /4 一般照明、2 /4 一般照明，其中應(yīng)急燈具兼作值班照明，間隔布置，方便控制。按規(guī)范要求，車道照度75 lx，工作面為地面，功率密度≤4 w/m2，此時需要考慮柱距的尺寸和燈具的安裝高度，當(dāng)柱距超過8. 1 m ( 停放3 輛車) 時，可以采用雙管t5 熒光燈，當(dāng)柱距低于8. 1 m 時，可以采用單管t5 熒光燈，此時照度和功率密度是可以滿足規(guī)范要求的，如圖所示。
布置燈具時，車道燈具的長軸應(yīng)同車行方向平行，采用吊裝，由于車道管線較多，燈具可采用線槽敷設(shè)，在各專業(yè)管線綜合時，線槽的安裝高度應(yīng)放在最底層，若考慮到小型貨車的運輸，高度需大于2. 6 m。
2.車位照明
按規(guī)范要求，車位照度50lx，工作面為地面，功率密度≤3w/m2，可在一個柱距內(nèi)設(shè)置2盞燈具，根據(jù)柱距的實際尺寸來確定采用管熒光燈還是雙管燈，一般來說與車道燈具一致，此時照度和功率密度是可以滿足規(guī)范要求的。由于立體車庫及平層車庫車位上方，管道較少，燈具吸頂，可采用線管敷設(shè)，以減少造價。
3.輔助用房照明
輔助用房主要包括車庫風(fēng)機房、庫房及其他設(shè)備用房等，照明按照常規(guī)設(shè)計即可，需注意的是，車庫風(fēng)機房屬消防設(shè)備用房，其照明屬于火災(zāi)備用照明，應(yīng)從事故照明箱引接電源，一般每個機房都單獨回路配電，風(fēng)機房及其他設(shè)備機房管道較多，燈具宜采用壁裝熒光燈。此外車庫內(nèi)設(shè)置的庫房，從使用上具備二次出租的可能性，
因此照明在有條件的情況下，宜按照建筑分隔單獨提供回路，便于以后低壓計量。需要注意的是，為了便于管理及控制，車道燈具、車位燈具與輔助用房照明需采用不同照明回路供電，應(yīng)避免燈具較少時，就近引接其他電源。
(1)配電箱體的設(shè)置位置
大面積地下車庫一般建筑內(nèi)墻體較少，防火分區(qū)主要靠防火卷簾分隔，且每個防火分區(qū)至少有一部疏散樓梯。照明配電箱、事故照明箱盡量不要放置在外墻上，建議放在車庫疏散樓梯區(qū)域的建筑實墻上，最好是樓梯的中間部位，其原因是安裝比較牢固、人員操作比較方便，其次不宜受開門的影響，此外方便上下層t接電源。
(2)車流、人流導(dǎo)向標(biāo)示
人員進入到大型地下車庫可能普遍都會面對分不清方向、無法用最短的時間和最近的距離到達目的地的問題。為解決這一問題，目前基本采用導(dǎo)向標(biāo)示的方式來提供車輛、人員的導(dǎo)流信息。需要注意的是導(dǎo)向標(biāo)示不同于事故疏散指示，前者指向的是不同的目的地，而后者僅指向疏散出口。在設(shè)計過程中導(dǎo)向標(biāo)示主要設(shè)置在車道、交通口等處，應(yīng)盡量突出、明確，配電回路單獨設(shè)置，集中控制，應(yīng)按照最高負荷級別進行設(shè)計。
節(jié)能控制
按統(tǒng)計數(shù)字計算，車庫的功率密度值不是很高，一般為8～15w/m2，但是車庫人員的流動少，對于設(shè)備長時間運行的依賴性比人員密集的公共建筑要小得多，因此節(jié)能還是非常有意義的。車庫的主要用電設(shè)備中，通風(fēng)占50%～60%，照明占15%～20%，建筑及給排水設(shè)備占20%～30%。給排水設(shè)備一般由自帶控制箱自動控制，建筑設(shè)備一般有人員就地控制，因此相對而言，照明及通風(fēng)這兩大耗能系統(tǒng)的節(jié)能控制是考慮的重點。對于車庫，特別是大規(guī)模的車庫，若想做到節(jié)能，需要對車庫的管理方式和設(shè)備運行方式進行深入的分析，還要對節(jié)能手段進行優(yōu)化對比。首先，車庫每個防火分區(qū)均有一套獨立的照明、通風(fēng)設(shè)備，面積較大，特別是多層地下車庫不具備自然采光和自然通風(fēng)的能力，無論是照明還是通風(fēng)設(shè)計都是按照24h連續(xù)運行設(shè)計，可實際的車庫運行方式是不可能24h人員和車輛大量流動，它只有幾個飽和運行的時間周期，例如7:00～9:00、11:00～14:00及17:00～20:00等，當(dāng)然不同性質(zhì)的商業(yè)、辦公及住宅車庫的飽和運行時間段不同，但有一點是肯定的，非飽和運行時間段的設(shè)備運行量和運行時間是可以成比例縮減的，可以根據(jù)實際的運行情況進行統(tǒng)計，從而得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作為時間劃分依據(jù)。其次，從管理方式來考慮，車庫每個分區(qū)均有一套獨立的照明、通風(fēng)設(shè)備。常規(guī)情況下設(shè)備的配電和控制都是在箱面上完成，若分區(qū)過多，少數(shù)的值班人員很難在每一個時間節(jié)點上去就地控制如此多的設(shè)備，并且會在運行中增加人力和勞動成本，若監(jiān)督管理不到位，會造成大量的能源浪費和設(shè)備磨損。最好的解決方式就是在值班室實行集中控制。目前集中控制的方式從技術(shù)角度來說就是傳統(tǒng)的硬線控制及現(xiàn)今流行的智能控制，從原理上來區(qū)分，硬線控制就是通過電源線的通斷來進行開啟、關(guān)閉等操作，而智能控制則是利用計算機通信技術(shù)，通過智能指令驅(qū)動具有處理器單元的控制器來實現(xiàn)以上過程。對于現(xiàn)今大規(guī)模且業(yè)態(tài)歸屬相對復(fù)雜的車庫來說，為了得到最優(yōu)化的節(jié)能控制方案，傳統(tǒng)的硬線控制已經(jīng)不能滿足節(jié)能性、智能性、便捷性及可擴展性的需求，相對而言智能控制是一種很好的選擇，作為多樣化、組合化及數(shù)字化的控制系統(tǒng)，其技術(shù)已經(jīng)非常成熟，控制方便，擴展性好，網(wǎng)絡(luò)通信適用性強且造價較為合理。車庫設(shè)備控制的方式較為簡單，主要就是開關(guān)控制，風(fēng)機不需要調(diào)速，照明也不需要紅外、調(diào)光、延時及對比控制，具備現(xiàn)場就地、消防聯(lián)動、值班室集中手動及系統(tǒng)定時自動等功能就完全可以滿足車庫日常工作的需要，如表4所示。以上這種智能控制要求可以采用很多技術(shù)來實現(xiàn)，設(shè)置ba系統(tǒng)的大型綜合性建筑的車庫，可以設(shè)置基于bacnet或lonworks協(xié)議的子系統(tǒng)與ba系統(tǒng)連接，由樓宇控制中心來完成車庫的管理工作;在沒有設(shè)置ba系統(tǒng)的中小型車庫，可以設(shè)置基于eib協(xié)議的小型智能總線系統(tǒng)來實現(xiàn)，工作站可以設(shè)在值班管理室。無論最終選擇哪種智能技術(shù)作為車庫節(jié)能的手段，還都應(yīng)該從投資上的經(jīng)濟性、運行中的節(jié)能高效性、后期維護中的便捷性及可操作性這三個方面來考慮。現(xiàn)在以地下汽車庫的一個防火分區(qū)舉例說明(面積4000m2，層高5.1m，雙層停放120輛，出入頻率一般)。首先，對車庫的照明回路進行劃分，把所有要智能控制的回路均設(shè)置獨立的地址，確保燈開啟模式既可以隨意組合又可以一對一單獨控制，如圖所示。
其次，對風(fēng)機二次控制回路進行調(diào)整，除手動、消防聯(lián)動控制外，增加自控功能，控制原理詳見03d303—2～3《常用電機控制電路圖》。然后，采用eib協(xié)議組建一個小型智能控制系統(tǒng)，控制工作站設(shè)置在值班室、照明及風(fēng)機控制箱就地設(shè)置控制器、控制器各回路設(shè)置電流監(jiān)測功能(用于檢測設(shè)備是否正常工作)、主要人員樓梯附近設(shè)置手動控制觸摸屏，利用rs485總線與工作站聯(lián)網(wǎng)。按表4提出控制要求，其中消防聯(lián)動控制優(yōu)先級最高，就地控制其次，集中模式控制最低，同時設(shè)置分時控制范圍，如表所示。
此方案是簡單可行的，投入使用后具有從時間上均勻運行設(shè)備的能力，能使設(shè)備的平均使用壽命得以延長。在節(jié)能方面，可以做一個防火分區(qū)常規(guī)情況下的車庫年能耗統(tǒng)計以及在節(jié)能優(yōu)化后的年能耗統(tǒng)計，并進行對比，如表所示。由表可看出智能控制系統(tǒng)節(jié)能效果明顯，每年減少耗能9.5萬kw·h，若按照系統(tǒng)投資1500×20(元/回路)計算，系統(tǒng)運行不到一年即可收回成本。
結(jié)束語
地下車庫的優(yōu)點是顯而易見的，減少了對地面用地的要求，改善了區(qū)域的環(huán)境，避免了與綠化指標(biāo)的沖突;車庫的跨距為面積較大的設(shè)備機房提供了較為有利的布置條件;除去特有的停車功能之外，地下車庫還可以提供大面積庫房、市政管線通廊等輔助功能，地下車庫將成為現(xiàn)代生活不可缺少的一部分。
本文未提及車庫兼作人防工程的設(shè)計方法，在此情況下，配電系統(tǒng)會有一定的調(diào)整，但總體原則是，應(yīng)盡量把車庫區(qū)域內(nèi)的設(shè)備設(shè)計成一個獨立的系統(tǒng)，無論從經(jīng)營管理還是內(nèi)部計量、考核都有很大的好處。需要強調(diào)的是，利用智能系統(tǒng)對于節(jié)能控制是十分有效的，從管理角度來說，
建筑設(shè)備的管理更加智能高效，同時能源消耗量的降低也使得物業(yè)的經(jīng)營更加有利。不過系統(tǒng)建成后的實際使用效果如何不能簡單用這些數(shù)據(jù)來衡量，還有很多因素，比如人員的管理水平，后期的維護等，都將直接影響系統(tǒng)的運行效果。