郝建平

(山西省忻州市建筑設(shè)計院，山西忻州 034000)

山西這塊歷史悠久的土地上，現(xiàn)存有大量的古代建筑，這些古建筑無論在數(shù)量上，還是其價值都居全國之首，故山西也被譽為中國地上文物博物館。山西現(xiàn)有古建筑達18處之多，其中有大量的國家級、省級及縣級重點保護的文物單位。我國現(xiàn)有的6座唐代木結(jié)構(gòu)建筑其中4座就在山西，而在著名的世界文化遺產(chǎn)地五臺山就有2座，其中的南禪寺就是最為古老的木結(jié)構(gòu)古建筑鼻祖。南禪寺位于五臺縣城西南22 km處的陽白鄉(xiāng)李家村附近，坐落在小銀河一側(cè)的河岸土崖上。廟宇坐北朝南，寺院由東西兩個小型院落組成。東院由3間正屋和10間東屋作為接待室和工作人員辦公室。西院為殿院，唐代建筑都在西殿院內(nèi)。西殿院南北長60 m，東西寬51.3 m，是一進四合院布局。共有殿堂12間，其中正南有清建觀音殿兼山門3間，正東有清建菩薩殿3間，正西有明建龍王殿3間，正北即為唐建大佛殿3間，大佛殿后是一片棗林和菜地。

1 現(xiàn)狀

作為亞洲第一古建筑，南禪寺歷經(jīng)千余年風(fēng)貌依然。然而近年來隨著旅游業(yè)的發(fā)展，五臺山申遺的成功，游人的增多，再加上緊鄰大殿東院工作人員日常生活用火和冬季采暖用火，消防隱患日益顯現(xiàn)。受山西省古建筑保護研究所和忻州市公安消防支隊防火處的委托，我單位就南禪寺這一千年古建筑進行消防改造的設(shè)計。以下就該工程的消防改造電氣設(shè)計加以詳述。

2 消防電源供電等級確定

目前，我國就古建筑防火設(shè)計還沒有一部明確的法規(guī)，故無法確切定性古建筑物消防電源的供電等級。本工程水施提供的室外消防用水量為30 L/s。

在本設(shè)計中依據(jù)GB 50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范第2.0.1條第二款“中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失時，應(yīng)按二級負(fù)荷供電”;GB 50016-2006建筑設(shè)計防火規(guī)范第11.1.1條第二款第(3)項“室外消防用水量大于25 L/s的其它公共建筑，其供電負(fù)荷等級為二級”。根據(jù)以上兩款要求，確定本工程消防電源供電等級為二級負(fù)荷。

3 供配電系統(tǒng)設(shè)計

南禪寺的供電現(xiàn)狀:經(jīng)現(xiàn)場實地調(diào)查，與南禪寺近鄰的李家村內(nèi)設(shè)一臺30 kVA油浸式桿上變壓器，由一回路10 kV農(nóng)網(wǎng)架空線路供電。南禪寺的供電電源為該變壓器低壓側(cè)總配電箱處引出一路380/220架空線路供電。

本次消防改造設(shè)計，給排水專業(yè)提供的各設(shè)備額定容量為:消火栓泵額定功率為30 kW兩臺(一用一備)，給水潛水泵額定功率為11 kW。消防控制設(shè)備和原有安防設(shè)備用電、日常辦公用電約10 kW。依據(jù)GB 50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范第2.0.6條要求:“采用二級負(fù)荷供電的供電系統(tǒng)，宜由兩個回路供電。在用電負(fù)荷較小或偏遠(yuǎn)地區(qū)供電條件困難的場所，二級負(fù)荷可采用一回路6 kV及以上專用架空線路或電纜供電。當(dāng)供電電源采用架空線時，可采用一回路架空線路供電;當(dāng)供電電源采用電纜線路時，應(yīng)采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜均應(yīng)能夠承受100%的二級負(fù)荷?！蹦隙U寺的原有供電系統(tǒng)不能滿足規(guī)范和本工程實際需要的要求。

本次設(shè)計在距西大殿北側(cè)大于40 m的菜地內(nèi)增設(shè)一臺S9-50 kVA桿上變壓器，10 kV電源由離此處約20 m的原有農(nóng)網(wǎng)10 kV架空線路引出，采用高壓電纜直埋地引至本工程主變臺，此路電源作為消防設(shè)備和正常照明用電的主電源。在變臺附近設(shè)低壓配電室。同時為滿足消防水泵、應(yīng)急照明和消防控制室等二級負(fù)荷用電，于低壓配電室相鄰處設(shè)置柴油發(fā)電機房，柴油發(fā)電機容量選擇為50 kW。在消防泵房、消防控制室內(nèi)設(shè)雙電源自動切換箱，由低壓配電室和柴油發(fā)電機雙電源供電，在配電線路的最末一級實現(xiàn)自動切換。消防用電設(shè)備的配電線路采用ZR-BV-500V銅塑線，且應(yīng)滿足火災(zāi)時連續(xù)供電的需要。線路敷設(shè)應(yīng)滿足:1)暗敷設(shè)時，穿金屬管或阻燃塑料管并敷設(shè)在不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)且保護層厚度不小于30 mm。2)明敷設(shè)時(包括敷設(shè)在吊頂內(nèi))，穿金屬管并采取防火保護措施。配電線路設(shè)短路保護，過負(fù)載保護和接地故障保護，同時應(yīng)滿足配電線路的過負(fù)載保護過負(fù)載時只作用于信號而不切斷電路。在低壓配電室供給消防用電設(shè)備的回路上設(shè)置漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)，其信號引至消防控制室。

4 消防應(yīng)急照明

在消防控制室、消防水泵房、低壓配電室及發(fā)電機房、西院圍墻及東院走廊上，裝設(shè)消防應(yīng)急照明燈具，室外安裝的燈具應(yīng)做防雨淋保護措施。除西院圍墻及東院走廊外，其他部位的消防應(yīng)急照明按正常照明的照度設(shè)計。消防應(yīng)急照明均由設(shè)在低壓配電室的應(yīng)急照明雙電源自動切換箱供電。所有應(yīng)急照明燈均應(yīng)設(shè)玻璃或其他不燃燒材料制作的保護罩。

5 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和消防控制室

依據(jù)GB 50116-98火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范第3.1.1條“重點文物保護單位火災(zāi)自動報警系統(tǒng)保護對象等級為一級?！北竟こ袒馂?zāi)自動報警系統(tǒng)的保護等級按一級設(shè)置。消防控制室設(shè)在東院10間東屋的第一間。消防控制室可接收各種探測器的火災(zāi)報警信號及各種報警按鈕的動作信號，顯示供消防設(shè)備用水的專用水池，水箱的水位;顯示消防設(shè)備的運行狀況，聯(lián)動控制有關(guān)的消防設(shè)備。

5.1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

本設(shè)計采用集中報警控制系統(tǒng)。消防報警系統(tǒng)設(shè)計采用兩總線環(huán)路的方式，以確保系統(tǒng)中任一點出現(xiàn)故障或斷線，均不會影響整個系統(tǒng)的正常運行。在東院辦公、接待室和西院東、西配殿及北面主殿設(shè)置感煙或感溫探測器及感煙探測器和火焰探測器組合。主殿為大于15°小于30°的人字形屋頂，屋脊處主梁凸出頂棚，其高度在200 mm～600 mm之間，考慮屋頂熱屏障和主梁的影響，探測器在主梁的兩側(cè)，探測器下表面距頂棚200 mm～300 mm處設(shè)置，數(shù)量依據(jù)規(guī)范要求的保護面積、保護半徑及梁對探測器保護面積的影響確定，探測器安裝傾斜角不應(yīng)大于45°。東、西配殿，東院正屋有不燃裝飾吊頂，東院東屋為平屋頂，探測器均吸頂裝置，個數(shù)按本規(guī)范要求確定。在西院東配殿北山墻和東院東屋走廊處各安裝一套帶電話插孔的手動報警按鈕和聲光報警裝置，在室外地下消火栓井旁設(shè)消防栓按鈕箱。

5.2 消防聯(lián)動控制

1)消火栓泵控制。平時管道系統(tǒng)有泄壓狀況時，穩(wěn)壓泵對系統(tǒng)進行補水;有火災(zāi)發(fā)生時，由于系統(tǒng)缺水嚴(yán)重，消防泵啟動，也可以在現(xiàn)場通過消防栓按鈕直接啟動消火栓泵;同樣在消防控制室也可以通過設(shè)在消防泵房消防泵電控柜內(nèi)的控制模塊自動控制消防水泵的啟、停;并顯示其工作、故障狀態(tài);顯示報警按鈕的具體位置。消防控制室、消防泵房可手動啟動消火栓泵。

2)非消防電源控制。消防控制室在火災(zāi)確認(rèn)后斷開相關(guān)的非消防電源，以保證撲救火災(zāi)的安全。

3)火災(zāi)應(yīng)急照明控制?；馂?zāi)應(yīng)急照明平時采用就地控制，發(fā)生火災(zāi)時由消防控制室通過設(shè)在火災(zāi)應(yīng)急照明配電箱內(nèi)的控制模塊強制點亮火災(zāi)應(yīng)急照明燈具。

5.3 消防專用電話

消防控制室設(shè)置消防專用電話總機，在消防水泵房低壓配電室設(shè)消防專用電話分機，在手動報警按鈕處裝電話塞孔。同時在消防控制室設(shè)置119報警電話。

5.4 系統(tǒng)接地

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)接地利用原建筑物的接地裝置作為其接地極，設(shè)獨立的引下線，引下線采用兩根截面為BV-35 mm2銅芯絕緣導(dǎo)線穿PVC40硬質(zhì)塑料管。其綜合接地電阻值不大于1 Ω。引至各消防電子設(shè)備專用接地線選用截面等于6 mm2銅芯絕緣導(dǎo)線穿PVC20硬質(zhì)塑料管沿地面暗敷設(shè)。

5.5 線路敷設(shè)

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的信號傳輸線路和采用24 V電壓供電的控制線路，其導(dǎo)線截面選擇及電壓等級均應(yīng)滿足規(guī)范要求，傳輸線路穿金屬管沿頂棚、吊頂內(nèi)、墻面明敷設(shè)。明敷線的金屬管采用防火保護措施?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)傳輸線路和50 V以下供電的控制線路在明敷設(shè)時，做到盡量隱蔽，不破壞原有結(jié)構(gòu)，和周圍環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。古建筑具有易燃燒、火災(zāi)荷載大的特點，一旦發(fā)生火災(zāi)將造成無法挽回的損失。通過對南禪寺的消防改造，可以及時、準(zhǔn)確地在火災(zāi)發(fā)生初期進行預(yù)報、撲滅，最大可能地減少損失，消除火災(zāi)隱患，讓這千年古剎綻放出奇光異彩。