楊宏宇(中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100048)

淺談科技館電氣設(shè)計(jì)

楊宏宇
(中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100048)

依據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合某科技館工程案例，對確定供配電方案、10/0.4kV變配電系統(tǒng)、照明配電系統(tǒng)、高大空間的火災(zāi)應(yīng)急照明以及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置等幾個(gè)問題進(jìn)行了分析說明。

科技館 供配電系統(tǒng) 照明配電系統(tǒng) 吸氣式感煙探測器

0 引言

博物館按藏品和基本陳列內(nèi)容可劃分為歷史類、藝術(shù)類、科學(xué)與技術(shù)類、綜合類4種類型博物館。按建設(shè)規(guī)模又可分為特大型館、大型館、大中型館、中型館、小型館5類。筆者近年來有幸參與負(fù)責(zé)了多個(gè)博物館類項(xiàng)目的電氣設(shè)計(jì)工作，下面就以某科技館為例，介紹科學(xué)與技術(shù)類博物館的設(shè)計(jì)感受。

1 工程概況

該科技館總建筑面積約34 400m2，其中地上建筑面積25 600m2，地下建筑面積8 800m2，屬于大型博物館的建筑規(guī)模。依據(jù)建標(biāo)101-2007《科學(xué)技術(shù)館建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》，本工程又屬于特大型科技館。功能分區(qū)和空間設(shè)計(jì)情況如下。

地下一層：主要功能為球幕影院、維修車間、庫房、員工食堂、對外餐廳、設(shè)備機(jī)房和地下車庫等。層高7.5m，影廳局部高9.3m。

一層：主要功能為主入口門廳、兒童科學(xué)樂園、學(xué)術(shù)交流中心、科普劇場、球幕影院、青少年探索實(shí)踐展示空間、科技成果即時(shí)展區(qū)以及輔助辦公區(qū)，輔助辦公區(qū)層高5.0m，其余部分層高10.0m。

夾層：主要功能為公眾休息交流、餐飲區(qū)和輔助辦公、會(huì)議等，層高5.0m。

二層：主要集中設(shè)置了展示空間，包括地方特色展示區(qū)、科學(xué)展示區(qū)、生態(tài)環(huán)境展示區(qū)、生命科學(xué)展示區(qū)、軍事科技展示區(qū)，以及與展廳相應(yīng)的公眾休息交流區(qū)(方便為參觀者講解和提供實(shí)踐機(jī)會(huì))等，層高5～15m。

2 10/0.4kV變配電系統(tǒng)

2.1供電電源

本工程的供電條件較好，兩路10kV電源引自兩個(gè)方向的開閉所，可滿足雙重電源供電標(biāo)準(zhǔn)，另外一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷不多，容量小，故未采用柴油發(fā)電機(jī)組。

2.2負(fù)荷分級

本工程安防系統(tǒng)用電為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷；消防控制室、消防水泵、消防電梯及其排水泵、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制裝置、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、火災(zāi)應(yīng)急照明及疏散指示標(biāo)志、消防用電設(shè)備、走道照明、值班照明、警衛(wèi)照明、主要業(yè)務(wù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電源、電子信息設(shè)備機(jī)房電源、客梯電力、排污泵及門廳備用照明為一級負(fù)荷； 展廳用電、空調(diào)電力為二級負(fù)荷；其他照明及電力負(fù)荷為三級負(fù)荷。

2.3變壓器裝機(jī)容量的確定

由于科技館用電負(fù)荷不確定因素多、變化大，確定一個(gè)較準(zhǔn)確的用電負(fù)荷密度標(biāo)準(zhǔn)比較困難。除地下車庫外，公眾開放區(qū)(主要包括展陳區(qū)、教育區(qū)、服務(wù)設(shè)施等功能用房)均需進(jìn)行后期二次裝修。

考慮本工程體量大及業(yè)主需求，最終設(shè)置了4臺變壓器，其中2臺為800kVA，為冷凍機(jī)房大型空調(diào)機(jī)組等季節(jié)性負(fù)荷供電；另外2臺為1 250kVA，為其他負(fù)荷供電。變壓器總裝機(jī)容量4 100kVA，功率密度約119VA/m2。

一般在施工圖階段，展陳設(shè)計(jì)很難同步跟上，造成展陳預(yù)留用電電量與后期實(shí)際使用電量相差較大，故在本項(xiàng)目中，建議與展陳相關(guān)的開關(guān)、電纜等在展陳施工圖設(shè)計(jì)完成后，重新進(jìn)行核算再組織安裝施工作業(yè)。

綜上所述，高低壓一次主接線示意圖詳見圖1。

圖1 高低壓一次主接線示意圖

3 低壓配電系統(tǒng)

安防系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、經(jīng)營管理的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等重要負(fù)荷需在機(jī)房設(shè)置不間斷應(yīng)急電源(UPS)；一級負(fù)荷、消防負(fù)荷均采用雙路供電；對于單臺容量較大的負(fù)荷或重要負(fù)荷(如冷凍站、水泵房、廣播機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、消防監(jiān)控室、展陳用電等設(shè)備)采用放射式供電。按照明插座、空調(diào)、電力、特殊用電分項(xiàng)計(jì)量，并設(shè)置配電回路及末端配電箱。

本工程平面為橢圓形狀，均勻分布了5個(gè)核心筒，每個(gè)核心筒設(shè)置1個(gè)強(qiáng)電豎井和1個(gè)弱電豎井。其中，為需要進(jìn)行二次裝修的場所分別預(yù)留照明配電箱和插座配電箱，配電箱位置盡量設(shè)在電氣豎井內(nèi)。

各展陳區(qū)如果不具備設(shè)置電氣豎井的條件，避開觀眾活動(dòng)區(qū)域、交通要道，選擇接近電氣豎井的位置掛墻明裝，精裝時(shí)根據(jù)布展情況移位或進(jìn)行裝飾處理。空調(diào)、動(dòng)力配電箱設(shè)于機(jī)房或就近位置。

4 照明配電系統(tǒng)

設(shè)備機(jī)房、地下車庫等無二次裝修要求的房間照明需設(shè)計(jì)到位，室內(nèi)(外)展陳區(qū)、維修車間、室外照明、夜景立面照明等均按放射式供電預(yù)留用電條件。展廳、大堂、車庫等公共區(qū)域設(shè)置智能照明控制系統(tǒng)。

本工程火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)采用集中電源、集中控制型智能疏散指示系統(tǒng)。在樓梯間、安全出口、主要疏散通道等沿墻、柱設(shè)置了疏散指示標(biāo)志。其中需要進(jìn)行二次裝修的區(qū)域基本都屬于人員密集場所，為避免重復(fù)建設(shè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，依據(jù)規(guī)范對地面連續(xù)疏散指示標(biāo)識提出了具體設(shè)計(jì)要求，各地消防驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不一，是否安裝到位需要與當(dāng)?shù)叵啦块T溝通確定。

5 其他

博物館類建筑經(jīng)常包含高大空間的場所，本工程幾乎各層都有。此類場所的照明配電和消防報(bào)警系統(tǒng)往往是設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

1)照明配電

一般有二次裝修場所的普通照明僅預(yù)留照明配電箱即可，但應(yīng)急照明需設(shè)計(jì)到位。JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》13.8.5條文中規(guī)定，應(yīng)急照明在正常供電電源停止供電后，疏散照明應(yīng)急電源供電轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)≤5s。GB 50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》條文3.2.3規(guī)定，應(yīng)急照明應(yīng)選用能快速點(diǎn)亮的光源。光源常規(guī)選擇熒光燈、節(jié)能燈、發(fā)光二極管燈等，在正常斷電時(shí)可在幾秒鐘內(nèi)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)流明值。

本工程建筑外表面由淺灰色玻璃幕墻和淺灰色鋁板相間構(gòu)成，表皮外設(shè)置三向交叉的格柵(格柵起到良好的遮陽作用)。整個(gè)二層空間只有脊柱落地，形成完整寬敞的展示空間。

為保證整體效果，二層燈具只允許安裝于結(jié)構(gòu)桁架正下方。在燈具的選用上，發(fā)現(xiàn)采用常規(guī)光源的燈具光強(qiáng)不夠；金鹵燈等高強(qiáng)度氣體放電燈雖然光強(qiáng)滿足要求，但是啟動(dòng)時(shí)間過長；無極熒光燈雖然可以瞬時(shí)啟動(dòng)，但體積過大，影響美觀。經(jīng)多種燈具比對后，最終選擇了某品牌的高功率LED筒燈，該燈具體積適中，容量87W，配光角度內(nèi)光強(qiáng)范圍為6 000～7 000cd，最不利點(diǎn)處燈具安裝高度18m，安裝間距約15m，地面照度>20lx，滿足疏散照度要求。

2)消防報(bào)警

若某空間場所高度>12m，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)一般采用吸氣式、線型光束或圖像型感煙探測器中的一種或多種形式。

本工程采用了管路吸氣式感煙探測器，主要在二層異形屋面隨頂部脊線敷設(shè)。同時(shí)給排水專業(yè)在凈高>8m的展廳等場所設(shè)置了大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)綜合配置，一旦紅外探測組件探測到火情，裝置上的電磁閥會(huì)自動(dòng)打開，同時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)大空間自動(dòng)掃描射水高空水炮加壓泵并報(bào)警；安裝有消防水炮的場所，其紅外探測組件為另一種火災(zāi)報(bào)警探測器，這樣可以同時(shí)滿足兩種及以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器的規(guī)范要求。

此外，筆者要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，GB 50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》2013版條文12.4.6規(guī)定，電氣線路應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，照明線路上應(yīng)設(shè)置具有探測故障電弧功能的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。此條文經(jīng)常被忽視，設(shè)計(jì)人員應(yīng)引起特別注意。

6 結(jié)束語

博物館建筑應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模、類型、外電源條件等具體情況，確定負(fù)荷等級及供配電方案。在設(shè)計(jì)前應(yīng)充分了解陳列展示區(qū)的展品情況，明確對供電可靠性的要求。對于設(shè)有珍貴文物、貴重藏品的博物館，要依據(jù)GA 27-2002《文物系統(tǒng)博物館風(fēng)險(xiǎn)等級和安全防護(hù)級別的規(guī)定》和GB/T 16571《博物館和文物保護(hù)單位安全防范系統(tǒng)要求》，設(shè)置相關(guān)的安防系統(tǒng)，加強(qiáng)防范措施。本文以筆者親身實(shí)踐項(xiàng)目為例進(jìn)行介紹，以為同行設(shè)計(jì)人員提供一些參考。

[1] 建標(biāo)101-2007科學(xué)技術(shù)館建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2007.

[2] GB 23863-2009博物館照明設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

[3] JGJ 66-2015博物館設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2015.

[4] GB 50034-2013建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2014.

[5] JGJ 16-2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

[6] GB 50016-2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2015.

[7] GB 50116-2013火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2014.

[8] 李蔚.建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)難點(diǎn)指導(dǎo)與案例剖析[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

DiscussiononElectricalDesignofScienceandTechnologyMuseum

Yang Hongyu

According to the existing national standards, combined with a science and technology museum project case, the power supply and distribution, 10/0.4kV distribution system, lighting system, the large space fire emergency lighting and fire alarm system setting are analyzed.

technology museum, the power supply and distribution system, lighting distribution system, aspirating smoke detector