景 利 學

(甘肅省建筑設計研究院有限公司, 甘肅 蘭州 730030)

0 引 言

圖書館是滿足讀者方便地查詢文獻信息資源,為其學習和科學研究提供現(xiàn)代化服務的重要場所。合理的電氣設計是保證圖書館舒適、便捷、安全使用的必要條件。圖書館供配電系統(tǒng)應簡單可靠,照明質(zhì)量達標,發(fā)生火災時火災自動報警系統(tǒng)能及時準確地發(fā)出報警信號,并有效引導人員疏散[1-6]。

1 項目概況

某圖書館總建筑面積為35 118 m2,建筑高度為38.4 m,地下1層,地上6層,藏書量10萬冊,包含一座中型劇場,屬于一類高層公共建筑,-1F為平戰(zhàn)結合,平時為汽車庫及密集書庫,戰(zhàn)時為二等人員掩蔽部工程;1F為電子檢索室、開架閱覽室、管理用房、劇場及其輔助用房等功能房間;2F、3F為閱覽室;4F、5F為閱覽室、電子閱覽室;6F為學術報告廳及辦公用房。

2 電氣設備用房

通過對學院統(tǒng)一規(guī)劃,圖書館主供及備供電源分別引自行政樓-1F車庫變配電室及柴油發(fā)電機房,戰(zhàn)時電源采用鎧裝電纜室外埋地敷設的方式由行政樓戰(zhàn)時柴油發(fā)電機房經(jīng)防爆波電纜井引入。圖書管的火災自動報警及消防聯(lián)動控制總線引至行政樓1F消防控制中心,通信接入大對數(shù)電纜由行政樓通信運營商機房引入,校園網(wǎng)及設備網(wǎng)光纖由行政樓智能化中心機房引入,除戰(zhàn)時電源供電電纜外的電力電纜、消防總線、弱電光纖及電纜均采用室外電纜溝布線,強弱電電纜分別布置在電纜溝的兩側支架上,主供電纜與備供電纜敷設在電纜溝不同層架上。在圖書管1F設置單體配電間及弱電匯聚間,配電間用于電能二次分配、集中計量及配電回路集中切斷非消防電源,弱電匯聚間用于放置網(wǎng)絡匯聚交換設備、弱電及消防系統(tǒng)區(qū)域分機等設備。依據(jù)建筑布局、防火分區(qū)劃分及電氣負荷分布,圖書館內(nèi)設置3處電氣豎井(1#～3#),每處電氣豎井包括1間電信間、1間消防電力電纜強電井和1間非消防電力電纜強電井,電氣豎井的面積經(jīng)過設備布置,經(jīng)濟適用。電氣設備用房位置示意如圖1所示。

圖1 電氣設備用房位置示意(mm)

3 供配電系統(tǒng)

3.1 負荷分類

該工程消防用電設備(火災自動報警及消防聯(lián)動控制裝置、火災應急及疏散指示燈、防煙及排煙設施、自動滅火設施、消防水泵、電動防火卷簾以及閥門等)、走道照明設備、客梯、潛污泵、安防監(jiān)控等電子信息設備,以及計算機檢索用電為一級負荷;其他未有特殊要求者均為三級負荷。

3.2 供配電系統(tǒng)

根據(jù)當?shù)仉娋W(wǎng)條件及供電局批復的供電協(xié)議,采用一路10 kV電源供電,在行政樓-1F設置變配電室,裝機容量為3 200 kVA,服務于行政樓及圖書館。2臺變壓器低壓母線設聯(lián)絡開關,手動操作,當一臺變壓器故障或檢修時,另一臺變壓器可承擔兩棟單體的全部一級、二級負荷。圖書館電氣設備總安裝功率為3 147 kW,計算有功功率為1 260 kW;一級負荷安裝功率為711 kW,其中消防負荷安裝功率為387 kW。貼臨變配電室設置一座柴油發(fā)電機房,內(nèi)設一臺600 kW快速自起動柴油發(fā)電機組,為兩棟單體的一級負荷提供備用電源。柴油發(fā)電機組收到市電中斷信號后自起動,并在30 s內(nèi)完成供電。圖書館內(nèi)安防監(jiān)控及電子信息設備設置集中不間斷電源(UPS),用以改善電能質(zhì)量及實現(xiàn)電源的無縫切換;圖書館內(nèi)智能應急疏散照明系統(tǒng)設置應急電源(EPS)集中電池站,保證電源的可靠性及柴油發(fā)電機組起動前的短時供電。

3.3 低壓配電系統(tǒng)

劇場、制冷機房等大功率用電場所由變配電室放射式供電,新風機、普通照明采用樹干式供電,消防設備及其他重要負荷電源在單體配電間采用雙干線放射式供電,消防設備在最末一級配電箱處自動切換。

4 照明系統(tǒng)

4.1 應急疏散照明

采用數(shù)字點式監(jiān)控智能消防應急疏散照明指示系統(tǒng),監(jiān)控主機設于行政樓消防控制中心,在圖書館1F單體配電間設置一臺7.5 kVA EPS集中電池站,在每個防火分區(qū)消防電力電纜強電井內(nèi)安裝一臺安全電壓型分配電裝置,分配電裝置主供電源引自電池站,備供電源引自相應防火分區(qū)內(nèi)消防配電箱。智能消防應急疏散照明指示系統(tǒng)與火災自動報警系統(tǒng)聯(lián)動,根據(jù)火災區(qū)域制定最優(yōu)疏散線路,調(diào)整疏散指示燈方向,引導人員安全快速地逃離火災區(qū)域,應急疏散照明均采用LED光源燈具。

4.2 正常照明

該工程照明質(zhì)量及照明功率密度值要滿足GB 50034—2013《建筑照明設計標準》[7]、JGJ 38—2015《圖書館建筑設計規(guī)范》[1]的要求。采用DIALUX軟件進行仿真計算,裝飾性燈具總功率的50%計入照明功率密度值進行計算。走廊、樓梯間等人員短暫停留并快速通過的場所采用LED光源燈具;閱覽室、辦公用房采用稀土三基色格柵熒光燈或燈膜;劇場等大空間采用配節(jié)能電感鎮(zhèn)流器的金鹵燈,燈具自帶電容補償;景觀照明、泛光照明均采用LED光源燈具;劇場舞臺燈具由專業(yè)廠家提供,舞臺燈具及舞臺機械配置有源濾波及無功補償一體柜[8]。公共場所照明采用C-BUS智能照明控制系統(tǒng),配置移動探測器和光感探測器,以便控制節(jié)能。

5 火災自動報警系統(tǒng)

5.1 火災自動報警系統(tǒng)

采用控制中心報警系統(tǒng),消防控制中心設置在行政樓,圖書管1F值班管理間設置2臺火災區(qū)域報警控制器及消防電源盤,區(qū)域報警控制器與消控中心主機采用光纖通信,消防廣播線、消防電話線、直線聯(lián)動線引至消控中心。圖書管中庭凈高為13.1 m,劇場舞臺凈高為21.6 m,均設有消防水炮。依據(jù)GB 50116—2013《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》[9]第12.4.1條,高度大于12 m的空間場所,宜同時選擇兩種及以上火災參數(shù)的火災探測器。中庭在距地面6.5 m及12.6 m處分別設置一組線性光束感煙探測器,分層設置的探測器交錯布置。水專業(yè)選用的消防水炮具有紅外傳感探測及視頻成像功能,可輔助火災探測器及時準確地發(fā)現(xiàn)火源。劇場觀眾席凈高為4.7～9.2 m,在吊頂上吸頂安裝典型感煙火災探測器,劇場舞臺距地面6.8 m、13.1 m及21 m處分別設置兩組線性光束感煙探測器,探測器的安裝與舞臺設備安裝密切配合,防止對射光路被幕布或舞臺機械遮擋,在劇場后天橋下方設置管路吸氣式感煙火災探測器。上述兩種探測器結合消防水炮,可及時準確地發(fā)現(xiàn)火源。劇場火災探測器的布置示意如圖2所示。

圖2 劇場火災探測器布置示意(mm)

5.2 管路吸氣式感煙探測器

管路吸氣式感煙探測器設置在標高11.4 m 1F側天橋底及標高17.5 m 2F側天橋底,圍繞舞臺一圈并作豎向延伸。探測器為主動抽氣式探測器,由主機引出4根空氣導管,總長為180 m,導管上每隔2.5 m設置一處毛細軟接頭,用于設置采樣孔。主機吸氣泵的功率應與管路長度相匹配,以防氣流速率過低,造成煙霧延緩報警。每套探測器附氣流量傳感器,可設定進氣上下限值,采樣管路任何接頭處均需完全密封,以防發(fā)生漏氣現(xiàn)象而造成誤判,完成后必須先清管才能接上探測器主機,故探測器應具有灰塵過濾裝置。管路吸氣式感煙探測器的設計和安裝可參考圖集14X505-1《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范圖示》[10]。管路吸氣式感煙探測器系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 管路吸氣式感煙探測器系統(tǒng)

5.3 自動跟蹤定位射流消防水炮

劇場內(nèi)共設置4套自動跟蹤定位射流消防水炮,每套水炮配置一組模擬末端解碼控制器。4套水炮共設置一個智能區(qū)域控制箱。智能區(qū)域控制箱自帶手動控制盤及通訊功能,在劇場主入口處距地1.4 m掛墻安裝,可實現(xiàn)水炮的自動控制、現(xiàn)場手動控制和消控室遠程控制。消防水炮系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 消防水炮系統(tǒng)

6 通信網(wǎng)絡及綜合布線系統(tǒng)

6.1 通信接入系統(tǒng)

在行政樓-1F設置通信運營商機房,公網(wǎng)語音、互聯(lián)網(wǎng)、校園網(wǎng)接入光纜及通信電纜由市政接入,滿足電信、移動、聯(lián)通、廣電等多家電信業(yè)務經(jīng)營者平等接入。運營商機房內(nèi)設置網(wǎng)關,敷設一根100對大對數(shù)通信電纜至圖書館1F弱電匯聚間,匯聚間及每層電信間設置110配電架。在行政樓1F設置學院智能化中心機房,由中心機房核心交換機至圖書館1F弱電匯聚間敷設2根24芯室外單模光纖。

6.2 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)

根據(jù)校園信息化建設的業(yè)務需求,校園計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)采用樹形拓撲結構,3層網(wǎng)絡構架(由核心層、匯聚層、接入層組成)。接入層均采用支持千兆上聯(lián)的千兆交換機,匯聚層采用支持萬兆上聯(lián)的千兆交換機,核心層采用模塊化多業(yè)務功能的雙核心交換機。匯聚交換機將校園核心業(yè)務(計算機、多媒體教學、無線AP等)與設備網(wǎng)(安防、校園廣播、能耗、樓控、燈控等)分開設置,利于施工及后期的運維管理[11]。

6.3 綜合布線系統(tǒng)

綜合布線系統(tǒng)由工作區(qū)、配線子系統(tǒng)、干線子系統(tǒng)、設備間、管理等組成。綜合布線工作區(qū)的劃分及布點原則依據(jù)GB 50311—2016《綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》[12]附錄5.1確定。網(wǎng)絡工作區(qū)布線采用6類8芯UTP雙絞線,沿垂直水平封閉式金屬橋架敷設,電纜長度不超過90 m,語音采用5e類8芯UTP雙絞線。電信間設標準19英寸機柜,內(nèi)有光纖連接裝置、接入層網(wǎng)絡交換機、電纜配線架等設備。傳輸數(shù)據(jù)的垂直干線采用多模光纜,傳輸語音的垂直干線采用大對數(shù)通信電纜,垂直干線沿電信間內(nèi)的垂直橋架敷設。設備間系統(tǒng)設于弱電匯聚間,由光纖連接裝置、匯聚交換機、總配線架、跳線等組成[13-14]。

7 結 語

圖書館建筑電氣設計中應著重注意以下問題:

(1) 可靠的供配電系統(tǒng)是圖書館正常運行以及事故狀態(tài)下開展應急救援工作的基礎條件。

(2) 照明設計及燈具的選取必須滿足國家規(guī)范要求的照明質(zhì)量、照明功率密度值,符合綠色節(jié)能的政策要求。

(3) 大空間及劇場舞臺的復雜性是圖書館火災自動報警系統(tǒng)設計的難點,合理選擇火災探測器的形式,可及時準確地發(fā)現(xiàn)火情,并發(fā)出預警信息。

(4) 智能化系統(tǒng)是現(xiàn)代圖書館安全、便捷使用的必備條件。

[1]圖書館建筑設計規(guī)范:JGJ38—2015[S].

[2]教育建筑電氣設計規(guī)范:JGJ310—2013[S].

[3]民用建筑電氣設計規(guī)范:JGJ16—2008[S].

[4]圖書館建筑設計規(guī)范:JGJ38—2015[S].

[5]供配電系統(tǒng)設計規(guī)范:GB50052—2009[S].

[6]低壓配電設計規(guī)范:GB50054—2011[S].

[7]建筑照明設計標準:GB50034—2013[S].

[8]民用建筑綠色設計規(guī)范:JGJ/T229—2010[S].

[9]火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范:GB50116—2013[S].

[10] 《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》圖示:14X505-1[G].

[11]智能建筑設計標準:GB50314—2015[S].

[12]綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范:GB50311—2016[S].

[13]張昊,李引擎,李宏文.吸氣式感煙探測技術在中國的發(fā)展與應用[J].建筑電氣,2015,34(10):24-26.

[14]周銀雙.大型劇院火災自動報警系統(tǒng)設計[J].建筑電氣,2013,32(10):17-22.