馬 寧

(中旭建筑設(shè)計有限責(zé)任公司，北京 100044)

水墨題材美術(shù)館強電設(shè)計重點

馬 寧

(中旭建筑設(shè)計有限責(zé)任公司，北京 100044)

著眼于水墨題材美術(shù)館與其他類型觀覽建筑之間的不同之處，逐一從負(fù)荷分級、負(fù)荷統(tǒng)計、變壓器和應(yīng)急電源的合理選擇，展廳和藏品庫一般照明設(shè)計方面進行分析、總結(jié)、歸納。旨在梳理水墨題材美術(shù)館強電設(shè)計重點，最終為廣大設(shè)計人員提供一套清晰并且可以借鑒的強電設(shè)計經(jīng)驗。

負(fù)荷等級 變壓器 應(yīng)急電源 照明

0 引言

隨著物質(zhì)生活水平的提高，越來越多的人開始把資金投向中國名人字畫收藏市場，這使得名人字畫收藏在當(dāng)下成為收藏界的熱點之一。筆者有幸參與某私人美術(shù)館的電氣設(shè)計。該館尚屬國內(nèi)首個專業(yè)庫藏，并以固定展覽形式大量展出近現(xiàn)代水墨題材繪畫真跡的美術(shù)館。項目類型比較特殊，設(shè)計要求比較苛刻，對電氣設(shè)計提出了更高要求。

1 建筑概況

該美術(shù)館位于非采暖地區(qū)，工程總投資7億，館內(nèi)藏品估值200多億。建筑主要房間功能包括固定展廳、臨時展廳、藏品庫房、后勤辦公、藝術(shù)機構(gòu)培訓(xùn)用房等。其中美術(shù)館展廳、庫房與藝術(shù)培訓(xùn)機構(gòu)用房的地上部分相對獨立，地下通過車庫連通?？偨ㄖ娣e近70 000m2，美術(shù)館部分約44 000m2，屬大型美術(shù)館；地上3層、地下2層，建筑高度31.9m，屬一類高層建筑。

2 負(fù)荷分級

2.1 負(fù)荷等級思考的重點

負(fù)荷等級的確定除應(yīng)滿足規(guī)范的有明確要求外，還應(yīng)考慮用電設(shè)備的使用性質(zhì)、運行特點以及中斷供電后是否會造成政治和經(jīng)濟影響、是否會造成社會秩序混亂和人身傷害等。

基于上述原則，設(shè)計時需重點考慮以下幾點。

1)該館的固定展廳、固定展品庫房為展覽和儲藏近現(xiàn)代水墨繪畫的場所，對室內(nèi)溫/濕度要求很高。為其服務(wù)的工藝性空氣處理機(恒溫恒濕空調(diào)箱)一旦中斷供電，將會對繪畫作品的顏色、色牢度等產(chǎn)生不可逆的影響。因此，恒溫恒濕空調(diào)箱及為其提供冷熱源的風(fēng)冷熱泵機組應(yīng)按特別重要負(fù)荷供電。

2)根據(jù)區(qū)域的風(fēng)險等級和使用性質(zhì)，建筑內(nèi)的一些特定場所將劃分為重要部位和次要部位。對美術(shù)館而言，風(fēng)險等級意味著藏品遭盜竊、搶劫、掉包等事故而丟失的危險程度。按JGJ 66-2015《博物館建筑設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，明確了珍貴藏品展廳(本工程指固定展廳)、珍品庫房(本工程指固定展品庫房)屬重點部位，其用電應(yīng)按特別重要負(fù)荷供電。此外，次要部位規(guī)范雖然沒有提及，但也容易發(fā)生藏品丟失風(fēng)險，諸如與重點部位相連的走廊及貨運通道及貨品交接區(qū)應(yīng)劃歸于次要部位，其用電按不低于二級負(fù)荷考慮。

3)美術(shù)館防藏品丟失是設(shè)計重點之一，因此安防系統(tǒng)供電可靠性設(shè)計成為重中之重。安防網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機房、安防監(jiān)控室及弱電豎井內(nèi)的安防接入交換機都應(yīng)按特別重要負(fù)荷供電。

4)按GB 50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，一類高層建筑的消防負(fù)荷等級為一級。但對于本美術(shù)館而言，存在大量特別重要負(fù)荷。眾所周知，特別重要負(fù)荷除雙重電源供電外，還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，即兩路10kV電源停電或故障，應(yīng)由柴油發(fā)電機組、UPS電源、EPS電源等繼續(xù)向特別重要負(fù)荷供電。因為兩路10kV停電意味著建筑內(nèi)特別重要負(fù)荷仍然在不允許中斷供電的時間段內(nèi)繼續(xù)工作，此期間尚有可能發(fā)生火災(zāi)，電氣設(shè)計仍要保證消防安全。所以本建筑的消防負(fù)荷等級不能按一級負(fù)荷供電，按本建筑最高負(fù)荷等級供電應(yīng)為妥，以保證用電設(shè)備運行時消防設(shè)備供電可靠性一直處于保障狀態(tài)下。

2.2 用電負(fù)荷分類

一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷包括變電所所用照明，操作和控制電源；消防應(yīng)急照明(包括疏散照明、消防狀態(tài)下仍需正常工作場所的備用照明)；消防水泵(包括室內(nèi)消火栓泵、室外消火栓泵、自動噴灑泵等)、防排煙風(fēng)機(包括排煙風(fēng)機、排煙補風(fēng)機、正壓風(fēng)機等)、消防電梯、消防排水泵；火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)、濕式滅火控制系統(tǒng)、濕式-泡沫聯(lián)用滅火控制系統(tǒng)、預(yù)作用滅火控制系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防電源監(jiān)控系統(tǒng)、消防疏散指示系統(tǒng)設(shè)備電源；安防系統(tǒng)設(shè)備用電(包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備用電、出入口管理系統(tǒng)設(shè)備用電、防盜入侵系統(tǒng)設(shè)備用電)；電子信息系統(tǒng)用電；有恒溫恒濕要求的藏品庫房、展廳、展陳空間(藏品展示柜)的精密空調(diào)；珍品固定展室，珍品固定庫房及相關(guān)走廊照明等用電；珍貴臨展庫房、珍貴臨展廳照明等用電；重要藏品庫房警衛(wèi)照明；展品庫房外的雨水排水泵。

其他一級負(fù)荷包括客梯；一般排水泵、生活水泵；弱電豎井及弱電間非安防系統(tǒng)交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；藝術(shù)培訓(xùn)機構(gòu)運營管理用計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用電；安防控制室以及電子信息機房專用空調(diào)。

二級負(fù)荷包括一般臨展庫房照明等用電；臨展庫房走廊照明；一般臨展廳照明；一層大廳照明等用電；文創(chuàng)配套用房照明。

三級負(fù)荷包括除特別重要負(fù)荷、一級、二級負(fù)荷以外的非保證性負(fù)荷。如辦公區(qū)、車庫、業(yè)務(wù)區(qū)域走廊、設(shè)備機房走廊正常照明；舒適性空調(diào)用電；通風(fēng)設(shè)備用電等。

3 負(fù)荷統(tǒng)計與變壓器選擇

3.1 負(fù)荷統(tǒng)計

本篇僅統(tǒng)計美術(shù)館部分，詳見表1。

3.2 變壓器容量復(fù)核

對于二級、一級、特別重要負(fù)荷容量占全部負(fù)荷總?cè)萘勘壤叩慕ㄖ?，需要對變壓器容量進行復(fù)核。目的在于復(fù)核單路10kV或一臺變壓器出現(xiàn)故障，另一臺變壓器在卸載三級負(fù)荷后，是否能夠負(fù)擔(dān)全部二級及以上負(fù)荷。

該美術(shù)館中，當(dāng)一路10kV電源停電或故障時，另一路電源負(fù)擔(dān)的全部二級及以上負(fù)荷的計算負(fù)荷約1 527kW(已計入平消負(fù)荷)，此時單臺變壓器運行負(fù)荷為100%。在干式變壓器配強制風(fēng)冷的情況下，可以長期過載1.2倍。由于上述變壓器滿載運行屬于特殊情況而非變壓器長期運行狀態(tài)，因此也不會對變壓器壽命產(chǎn)生過多影響，滿足運行要求。

4 應(yīng)急電源設(shè)置

除市政兩路10kV電源(雙重電源)供給外，設(shè)置自備應(yīng)急電源是保證美術(shù)館特別重要負(fù)荷供電可靠性的關(guān)鍵。特別重要負(fù)荷除兩路電源末端互投供電外，還應(yīng)根據(jù)其使用性質(zhì)以及允許中斷供電時間合理選擇不同類型的應(yīng)急電源，主要包括柴油發(fā)電機組、UPS電源、EPS電源、蓄電池等。

表1 美術(shù)館負(fù)荷計算表

美術(shù)館消防報警相關(guān)設(shè)備(包括消防控制室報警及聯(lián)動控制設(shè)備、漏電火災(zāi)報警控制器、防火門監(jiān)控器、消防疏散指示系統(tǒng)控制器)除設(shè)備配套的蓄電池作為備用電源外，還要按最高負(fù)荷等級由柴油發(fā)電機組提供應(yīng)急電源。

而安防控制室內(nèi)的安防設(shè)備和電子信息機房網(wǎng)絡(luò)交換機、服務(wù)器等設(shè)備除了由柴油發(fā)電機組提供應(yīng)急電源外，還要加裝UPS電源以滿足供電連續(xù)性的要求。消防應(yīng)急疏散照明設(shè)置集中蓄電池作為應(yīng)急電源；消防備用照明單獨設(shè)置EPS作為應(yīng)急電源，也可采用柴油發(fā)電機組、EPS電源聯(lián)合設(shè)置的方案。

消防動力負(fù)荷由柴油發(fā)電機組提供應(yīng)急電源。

5 照明

美術(shù)館照明由一般照明、應(yīng)急照明、值班照明和重點防護區(qū)域的警衛(wèi)照明構(gòu)成。

5.1 一般場所照明設(shè)計要點

除繪畫固定展廳、繪畫藏品庫房外，其他區(qū)域照明設(shè)計與一般公共建筑區(qū)別不大。需要說明的是，美術(shù)館屬于欣賞藝術(shù)作品的場所，需要為觀覽者提供高雅、凝重、寬松、舒適的氛圍，因此美術(shù)館會每小時人流量有嚴(yán)格控制。

非觀覽通道和走廊、地下車庫等處尤其要考慮照明的節(jié)能設(shè)計，首選能夠控制光亮度的照明燈具。在本設(shè)計中，上述區(qū)域采用了帶微波感應(yīng)自動控制的燈具，不必納入智能燈光控制系統(tǒng)就能實現(xiàn)節(jié)能控制。當(dāng)無人、無車經(jīng)過時輸出光通量為平時正常點亮?xí)r的20%；當(dāng)有人、有車經(jīng)過時，輸出100%光通量。微波感應(yīng)控制較紅外感應(yīng)控制更穩(wěn)定，抗干擾能力更強，較雷達感應(yīng)控制價格低，性價比較高。5.2 展廳、藏品庫一般照明設(shè)計要點

首先要選擇適當(dāng)?shù)墓庠?。紙質(zhì)繪畫作品對光敏感，尤其紫外光(100～380nm波長)對畫品的色牢度影響最大，長久照射會使畫品表面褪色。隨著LED光源的廣泛應(yīng)用，設(shè)計采用了不含紫外光的LED光源對美術(shù)館展廳、藏品庫房進行人工照明。

表2列出了陳列室(展廳)展出不同展品時的照度標(biāo)準(zhǔn)值和年曝光量限值。

水墨畫恰屬對光特別敏感的展品，同時，展品面照度需要與展廳的一般照明照度(背景照明)形成對比，使展品在環(huán)境背景中顯現(xiàn)出來。展廳一般照明按展品面照度20%～30%設(shè)計為宜(展品的重點照明通常由專業(yè)照明公司負(fù)責(zé))，因此水墨畫展廳的一般照明照度要控制在10～15lx。

表2 陳列室展品照度標(biāo)準(zhǔn)值及年曝光量限值[2]

對于年曝光量，國內(nèi)許多類似繪畫展廳通過人工控制開/閉館時間，這不失為一種最直接、最省成本的方案。而文中所設(shè)計的美術(shù)館采用了人體感應(yīng)裝置，由智能燈光控制系統(tǒng)控制展品重點照明開啟，并從后臺采集開啟的時間總和，從而計算年曝光量，得到科學(xué)的數(shù)據(jù)以便管理。

美術(shù)館臨時展廳對于展出的展品具有不確定性，因此要求設(shè)計應(yīng)具有可變性，不單要預(yù)留充足的電量，更要充分考慮適宜的一般照明照度值，盡量多地滿足不同展品對照度的要求。文中美術(shù)館臨時展廳一般照明照度按150lx設(shè)計，并通過合理的布燈方案以及智能燈光控制系統(tǒng)分組控制：實現(xiàn)展出雕塑所需一般照明的150lx照度；一般繪畫展出所需的100lx照度；對光不敏感的陶制品所需的60～90lx照度；對光敏感的油畫所需的30～45lx照度；對光特別敏感的收藏類紙質(zhì)繪畫所需的10～15lx照度。

藏品展庫的地面照度按75lx設(shè)計，分組、分區(qū)域就地開關(guān)控制即可。珍品藏品庫還應(yīng)設(shè)置警衛(wèi)照明，并與安防系統(tǒng)聯(lián)動。當(dāng)有入侵報警發(fā)生時，點亮警衛(wèi)照明。

6 結(jié)束語

通過實際案例，筆者總結(jié)了以水墨繪畫為主要展品的美術(shù)館強電設(shè)計重點，這同時也是區(qū)別于其他類型觀覽建筑、一般公共建筑電氣設(shè)計的著重思考點。或有考慮不周之處，望設(shè)計同仁批評指正，以策進步。

[1] 北京照明學(xué)會照明設(shè)計專業(yè)委員會. 照明設(shè)計手冊(第二版)[M]. 北京：中國電力出版社，2006.

[2] GB 50034-2013建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[3] GB 50052-2009供配電設(shè)計規(guī)范[S]. 北京：中國計劃出版社，2010.

[4] GB 50016-2014建筑設(shè)計防火規(guī)范[S]. 北京：中國計劃出版社，2014.

[5] JGJ 66-2015博物館建筑設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

[6] GB/T 23863-2009博物館照明設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

Key Points of Electric Power Design for Ink Theme Art Museum

Ma Ning

The differences between ink theme art museum and other types buildings are put forword. The load classification, load statistics, transformers and emergency power of the rational choice, exhibition hall and library lighting design are analyzed and summarized one by one. The purpose is to sort out the focus of the heavy current design in the ink theme art museum, and ultimately a set of clear and useful heavy current design experience for the designers.

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