充电站建筑内部功能分区主要依据服务对象、内部员工和充电设备而分开设置,尽量避免内外流线交叉。总体而言,充电站的功能相对简单,形体组合也不复杂,主要包括三大功能块:综合服务区、电气设备区和管理办公区。
1)综合服务区
综合服务区直接面向电动汽车车主及乘客,至少应包含休息室和商店、卫生设施,其中规模小的充电站的卫生设施可同时供内部员工使用。国家电网所属站点还常包含接待与服务大厅,提供接待、咨询、传达和展示等功能。
(1)休息室和商店。休息室是为等待汽车充电的司机提供休息和交流的公共活动空间。室内宜设置冷暖空调、固定桌椅、免费饮水机、大屏挂壁式电视等(图5-13)。尽量实现双侧采光,自然通风方式。休息室至少设一个直接通向充电场地的出入口。休息室门的宽度不应小于1.4m,以便发生危险时可以及时疏散。商店宜与休息室合建,布置在休息室一角,尽量靠近出入口,且不可遮挡自然采光。建筑面积宜在10—40m2范围内。
(2)卫生设施。电动汽车充电站的卫生设施可满足外来顾客及内部员工使用,要求布置方位合理、外观标识鲜明、内部清扫便捷以及维修简易。根据《城市公共厕所设计标准》(CJJ14—2005)中的分类标准,充电站内的公共厕所属于“附属式”,设计应满足其中的“二类”标准。其设置不应影响主体建筑的功能,应设直接通向室外的单独出入口。公共厕所的设置应易于被发现,入口不应设置在人流集中处或楼梯间内,避免相互干扰。在服务范围内应设有明显的公共厕所指示牌。公共厕所内的大便洁具通常考虑设置蹲便器。考虑到充电站夜间值班人员的需求,可在男厕所内设置简易的淋浴房。在平面设计中,应合理布置卫生洁具以及洁具的使用空间,将管道、通风等附属设施集中于单独的夹道内。同时,应充分考虑无障碍通道和无障碍设施的配置,需符合《城市道路和建筑物无障碍设计规范》(JGJ50—2001)中的相关规定。公共厕所在充电站内是面向客户的最基本服务功能之一,在设计时要充分考虑使用率的因素,最终确定公共厕所的建筑面积。
(3)接待与服务大厅。接待与服务大厅的平面位置介于综合服务和办公管理两大功能分区之间,成为连接过渡空间,并可直接作为建筑物的主要出入口。楼梯间的布置宜与大厅临近,并应满足防火疏散的要求(图5-14)。
图5-13 南通开发区电动汽车充换电站休息室
图5-14 南京江宁高新园充换电站接待与服务大厅
2)电气设备区
电气设备区为场站内的用电设备提供变配电服务、安全监控服务、信息整合服务等,该区房间用于合理地分类安放与贮存这些电气设备,是充电站单体建筑的重点设计目标。应根据充电系统设计、供配电系统设计以及二次系统设计需求,设置变配电室、二次设备室、整流设备室。为了便于检修和管理,二次设备室与整流设备室可合并一间,变配电室、设备室应与值班室直接相通。在这些电气设备用房设计中,需根据充电站的建站规模来确定充电设备的选型和数量,进而确定充电站的总负荷值。根据总负荷需求选择合适型号和数量的变配电设备、二次设备以及整流设备,综合考虑《20kV及以下变电所设计规范》(GB50053—2013)及《低压配电设计规范》(GB50054—2011)中对建筑专业的要求,最终确定设备用房的大概平面尺寸。电气设备用房对防火安全有很高的要求,需符合《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229—96)中的相关规定。
(1)变配电室。根据相关规定,若充电站总负荷小于100kV·A时可不配置变压器,若总负荷高于100kV·A而低于630kV·A时,可在充电站露天场地单独设置箱式变压器,只有当总负荷高于630kV·A时,才必须在建筑内单独设置变配电室。变配电室承载着电动汽车充电站核心工作的电能来源,是连接站外周边大型变电所与充电站之间能源的脐带。为节约建筑用地,高压配电室宜与低压配电室合并布置。考虑到防火安全,电动汽车充电站内的变压器宜选用干式变压器。
变配电室内的高压配电设备根据不同的排布方式与建筑内墙间距应不小于表5-3中的数值。低压配电屏根据不同的排布方式与建筑内墙间距应不小于图5-15中的数值。当配电屏与干式变压器靠近布置时,干式变压器通道的最小宽度应为800mm。电缆沟沿设备外围布置在通道地面下方。当高压配电设备与变配电设备设在同一室内,且两者有一侧柜顶有裸露的母线时,两者之间的净距不应小于2m。考虑到安全疏散的需要,当成排布置的配电屏长度超过6m时,屏后通道应设2个出口,布置在通道的两端;当两出口之间的距离大于15m时,其间应增设出口。干式变压器的平面尺寸通常为1.5m×2m,根据不同型号略有不同。各类配电设备的平面尺寸通常在(0.8—1)m×1m。电缆沟的平面宽度通常为0.8m。综合可知,为节约建筑用地,配电设备宜双列布置,变配电室的平面尺寸通常在8m×1.2m左右,具体尺寸还要根据配电设备的具体数量和尺寸确定。
表5-3 高压配电室内各种通道的最小宽度(mm)
注:1.当固定开关柜为靠墙布置时,柜后与墙净距应大于50mm,侧面与墙净距宜大于200mm;2.通道宽度在建筑物的墙面有柱类局部凸出时,凸出部位的通道宽度可减少200mm;3.当开关柜侧面设置通道时,通道宽度不应小于800mm;4.对于全绝缘密封式成套配电装置,可根据厂家安装使用说明书来减少通道宽度。
图5-15 成排布置的配电屏通道最小宽度(m)(www.daowen.com)
注:1.受限制时是指受到建筑平面的限制、通道内有柱等局部突出物的限制;
2.屏后操作通道是指需在屏后操作运行中的开关设备的通道;
3.背对背布置时屏前通道宽度可按本表中双排背对背布置的屏前尺寸确定;
4.控制屏、控制柜、落地式动力配电箱前后的通道最小宽度可按本表确定;
5.挂墙式配电箱的箱前操作通道宽度不宜小于1m。
变配电室对防火安全具有较高的要求。当房间长度超过7m时,应设置2个出口,并靠近两端布置。出口门均应向外开启,靠近高压配电设备的门应为双向开启门。变配电室通向其他房间的门应为乙级防火门。变配电室内的电缆沟应采取防水和排水措施,室内地面应高出本层地面50mm或设置防水门槛(图5-16)。
图5-16 扬州吴州路电动汽车充电站变配电室
(2)监控室与二次设备室。监控室与二次设备室同属于充电站内的电气二次系统设备用房,分别完成对充电站内供配电系统的监控、充电系统的监控以及安防监控,及时记录分析数据,保障站内所有设施的安全有效运行。供配电监控设备主要是由保护测控装置组成,用以实现对站内10kV进出线、变压器等设备的保护和监控;充电监控设备主要是对充电设备进行实时监控,并记录分析充电车辆动力电池及电池单体每次充电的相关充电数据,包括充电电流电压变化曲线以及电池组温度等;安防监控设备主要包括摄像头、门禁系统以及各种报警器等装置,用以实现对站内各区、关键设备乃至周围环境的全天候图像监视,在异常情况出现时,通过报警设备及时报警。这些监控设备都集中安放在二次设备室内,设备尺寸、排列方式、设备间距以及通道最小宽度都与变配电室相同,同样参考《低压配电设计规范》(GB50054—2011)中的相关规定。当设备双列布置时,二次设备室的平面尺寸在6m×8m左右,具体数值还要根据配电设备的具体数量和尺寸确定。
为缩减功能用房,在监控室内应布置大型监控显示屏1—2台、电子计算机数台,用于分析整理数据和监控操作。由于监控室需人为操作,因此兼作值班室。监控室也可与二次设备室或办公室合并布置(图5-17)。
图5-17 国家电网江苏各充(换)电站内的二次设备室及监控室
(3)整流设备室。当场站内的充电设备选择安装分体式直流充电桩时,需分配房间集中安放与室外直流充电桩数量相等的整流柜(图5-18)。其设备尺寸、排列方式、设备间距以及通道最小宽度都与变配电室相同,同样参考《低压配电设计规范》(GB50054—2011)中的相关规定。
3)管理办公区
管理办公区是场站内工作人员办公和生活的场所,属于内向型空间。该区应设置办公室、会议室、值班和休息室以及卫生间等。充电站内工作人员有限,所需办公室数量也不多,按单间设置,数量根据建站规模和职工数量确定。电动汽车充电站办公建筑属于第三类级别,根据《办公建筑设计规范》(JGJ67—2006),普通办公室每人使用面积不应小于4m2,单间办公室净面积不宜小于10m2,净高不得低于2.5m,走道净高不得低于2.2m。
电动汽车充电站宜根据建站规模设置小型、中型会议室。小型会议室使用面积宜在30m2左右,中型会议室使用面积宜在60m2左右。当会议室面积大于50m2时,疏散出口的设置应符合国家现行防火规范。
员工休息室即值班员工宿舍,应与值班室相连。员工休息室内的各项参数应根据建站规模大小确定,其设计应符合《宿舍建筑设计规范》中的相关规定。室内还应能容纳储物柜与桌椅、书架等(图5-19)。值班和休息室应有良好的朝向和自然通风,不单独配置卫生间和淋浴间。
图5-18 扬州吴州路电动汽车充电站整流设备室
图5-19 南通崇川区电动汽车充换电站员工休息室(两人间)
场站内建筑可视情况选择性设置贮藏间,层高不得低于2m。当场站内建筑因用房需要设计为两层时,应合理布置楼梯间。楼梯间的布置和设计应符合防火规范中的相关规定,满足建筑安全疏散的基本要求。
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