【摘要】隨著新時(shí)代社會(huì)公眾對(duì)公共文化需求不斷增長(zhǎng)，我國(guó)也掀起了博物館建設(shè)的新一輪浪潮。新建博物館多具有建筑規(guī)模大，內(nèi)部功能復(fù)雜等特點(diǎn)，這些因素均對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)提出了更高的要求。本文通過(guò)對(duì)新建大型博物館建筑電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行分析、論述，以期為我國(guó)博物館建設(shè)提供有益的借鑒。

【關(guān)鍵詞】博物館建筑；電氣設(shè)計(jì)；負(fù)荷等級(jí)；照明設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G267 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1007-4198（2021）09-207-03

【本文著錄格式】任 巍.新建大型博物館建筑電氣設(shè)計(jì)探析[J].中國(guó)民族博覽，2021，05（09）：207-209.

一、引言

電氣不但是人類生活和工作的必需品，而且對(duì)各類建筑的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)營(yíng)均具有極其重要的作用。博物館建筑亦是如此。其作為收藏、保護(hù)、展示、研究藏品，以及為社會(huì)公眾提供服務(wù)的重要公共文化建筑，而有別于其他建筑，其對(duì)建筑電氣的設(shè)計(jì)要求也更為嚴(yán)格。尤其是進(jìn)入新時(shí)代，廣大人民群眾對(duì)公共文化需求不斷增長(zhǎng)，我國(guó)博物館職能也逐漸延展，特別是隨著一些新建大型博物館的建筑功能更加趨于多樣化、復(fù)合化，電氣系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行也顯得尤為關(guān)鍵。所以，電氣設(shè)計(jì)不僅是實(shí)現(xiàn)博物館建筑功能的重要保障，更是新時(shí)代衡量博物館建設(shè)水準(zhǔn)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。

二、新建大型博物館建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

博物館建筑作為保存藏品的重要場(chǎng)所，具有比一般公共建筑更高的電氣設(shè)計(jì)要求。尤其是新建大型博物館建筑的電氣設(shè)計(jì)應(yīng)更為科學(xué)、合理，其設(shè)計(jì)要重點(diǎn)考慮博物館建筑的供電負(fù)荷等級(jí)、供電電源設(shè)計(jì)、照明設(shè)計(jì)、防雷設(shè)計(jì)以及電氣安全防護(hù)措施等方面，以確保建筑整體電氣系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

（一）確定供電負(fù)荷等級(jí)

近年來(lái)，一些新建博物館作為所屬地區(qū)的文化新地標(biāo)，多具有建筑規(guī)模大，且坐落于本地區(qū)重要位置的特點(diǎn)。而一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，甚至造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，新建博物館的供電設(shè)計(jì)首先應(yīng)根據(jù)建筑規(guī)模、類別及重要性，科學(xué)、合理確定供電負(fù)荷等級(jí)。按照《博物館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ66-2015）中規(guī)定，特大型、大型及高層博物館建筑應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷要求供電，其中重要設(shè)備及部位用電應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷要求供電[1]。博物館建筑內(nèi)的珍貴展品展廳及庫(kù)房照明、消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、計(jì)算機(jī)房、應(yīng)急照明等重要設(shè)備及部位的用電性質(zhì)極其重要，一旦電源出現(xiàn)故障中斷供電，將會(huì)造成嚴(yán)重后果，故這些設(shè)備及部位的用電屬于一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。藏品庫(kù)房、展廳是博物館建筑內(nèi)保存藏品的重要功能用房，如果照明電源中斷供電，將會(huì)產(chǎn)生重大安全風(fēng)險(xiǎn)，故其照明用電負(fù)荷應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷供電。紙質(zhì)類、紡織品類、竹木制品類等有恒溫恒濕要求的藏品庫(kù)房、展廳，如果因電源發(fā)生故障，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，則會(huì)給藏品保存造成不利影響。因此，這類藏品庫(kù)房、展廳的空調(diào)用電負(fù)荷宜按一級(jí)負(fù)荷供電。此外，客用電梯、生活水泵、污水排水泵也應(yīng)按照一級(jí)負(fù)荷供電，以確保供電的可靠性。臨時(shí)展覽是博物館展陳的重要組成部分，具有展示形式多樣化、展品經(jīng)常更替等特點(diǎn)。所以，臨時(shí)展廳的供電負(fù)荷不但要考慮電力供應(yīng)的可靠性，還應(yīng)具備較好的靈活性，以滿足各種類型展覽的用電需求。博物館建筑內(nèi)其他用電可根據(jù)重要性及對(duì)供電可靠性的要求宜按照二、三級(jí)負(fù)荷供電。

（二）供電電源設(shè)計(jì)

一級(jí)負(fù)荷供電是指由雙重電源供電，通常由本地區(qū)市政電網(wǎng)引接兩路電源（兩路市電）供電，一旦其中一路電源出現(xiàn)故障，另一路電源依然可以提供不中斷供電。對(duì)大型博物館建筑內(nèi)一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的供電應(yīng)在雙重電源供電的基礎(chǔ)上，再設(shè)置備用電源。備用電源通常選用柴油發(fā)電機(jī)組，如果兩路市電同時(shí)發(fā)生故障，可在15秒內(nèi)快速自啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組，以確保具備可靠、連續(xù)的電力供應(yīng)。但柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成較大影響，其機(jī)房應(yīng)設(shè)置于建筑地下層，并靠建筑外墻布置，發(fā)電機(jī)組宜選用具有良好消聲性能的機(jī)組，并在機(jī)組基礎(chǔ)部位設(shè)置隔振基座，機(jī)房也要進(jìn)行相應(yīng)的隔聲、吸聲處理。而且柴油發(fā)電機(jī)房還應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)，并采用柴油泄漏探測(cè)報(bào)警器及防排煙裝置，當(dāng)柴油氣體濃度超過(guò)設(shè)定限值時(shí)，則會(huì)及時(shí)報(bào)警并啟動(dòng)防排煙裝置，以有效降低火災(zāi)的隱患。

博物館建筑內(nèi)的安防系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一旦由于電源故障導(dǎo)致無(wú)法正常運(yùn)行，勢(shì)必會(huì)造成嚴(yán)重后果。比如，防盜報(bào)警系統(tǒng)的電源如果出現(xiàn)供電中斷，博物館將會(huì)面臨藏品被盜的風(fēng)險(xiǎn)。因此，安防控制室、消防控制室、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、計(jì)算機(jī)房等不允許中斷供電的部位應(yīng)設(shè)置UPS不間斷電源裝置。這種電源裝置主要由變流器、蓄電池、切換開(kāi)關(guān)等部件組成，可在正常交流供電發(fā)生中斷時(shí)保證供電的穩(wěn)定性及連續(xù)性。大型博物館建筑內(nèi)的文物保護(hù)實(shí)驗(yàn)室通常會(huì)配置一些重要的精密儀器，如果在儀器工作時(shí)，因電源故障中斷供電，則會(huì)嚴(yán)重影響儀器的正常運(yùn)行，降低其工作精度，甚至?xí)p壞儀器內(nèi)部元件，故也應(yīng)設(shè)置UPS不間斷電源裝置，以便提供穩(wěn)定、連續(xù)的電力保障。

（三）照明設(shè)計(jì)

照明設(shè)計(jì)是新建博物館建筑電氣設(shè)計(jì)的重要組成部分，其不但是建筑穩(wěn)定運(yùn)行的基本保障，更是影響展品展示效果和觀眾觀展體驗(yàn)的重要因素。博物館建筑照明設(shè)計(jì)主要包括各功能場(chǎng)所照明、智能照明控制系統(tǒng)、應(yīng)急照明等。

1.各功能場(chǎng)所照明設(shè)計(jì)

博物館建筑內(nèi)照明系統(tǒng)供電應(yīng)采用220V/380V電壓。各功能場(chǎng)所由于實(shí)際使用功能不同，對(duì)照度標(biāo)準(zhǔn)值、統(tǒng)一眩光值、照度均勻度、光源一般顯色指數(shù)的要求也有所不同。在《博物館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ66-2015）中規(guī)定了博物館建筑相關(guān)場(chǎng)所照度標(biāo)準(zhǔn)值（表1）[2]，可作為照明設(shè)計(jì)的參數(shù)指標(biāo)。

展廳內(nèi)照明設(shè)計(jì)要重點(diǎn)考慮展品的展示效果和展品的防護(hù)要求，照明光源可采用直管型熒光燈、鹵素?zé)?、LED等光源，并應(yīng)根據(jù)展品的類別、對(duì)光的敏感程度及辨色要求，合理確定照明光源的照度、色溫、一般顯色指數(shù)等參數(shù)指標(biāo)。比如，織繡品、紙質(zhì)等對(duì)光特別敏感的展品的照度標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)超過(guò)50lx，色溫要控制在2900K以內(nèi)，并且要采用無(wú)紫外線的照明光源；瓷器、玉器、石刻等對(duì)光不敏感的展品的照度標(biāo)準(zhǔn)值要控制在300lx以內(nèi)，色溫不應(yīng)超過(guò)4000K；對(duì)展示繪畫(huà)、彩色織物等對(duì)辨色要求較高的展品展廳，應(yīng)選用一般顯色指數(shù)高于90的照明光源，以便更加真實(shí)地還原文物的色彩，為觀眾提供良好的觀賞效果。此外，為達(dá)到節(jié)約照明用電的目的，可對(duì)展廳內(nèi)一般照明采取分區(qū)、分組的控制方式，并集中設(shè)置照明控制箱，便于有效管理。

藏品庫(kù)房是博物館建筑內(nèi)保存藏品的重要場(chǎng)所，其室內(nèi)應(yīng)采用LED等無(wú)紫外線的照明光源，以避免光學(xué)輻射對(duì)藏品的危害。從節(jié)能、環(huán)保、高效以及避免光學(xué)輻射等方面考慮，LED照明光源比其他傳統(tǒng)照明光源具有明顯優(yōu)勢(shì)，可在博物館建筑內(nèi)多個(gè)功能場(chǎng)所應(yīng)用。但LED照明光源的藍(lán)光強(qiáng)度會(huì)隨著其色溫的升高而增強(qiáng)，當(dāng)色溫過(guò)高時(shí)，會(huì)對(duì)人體健康造成一定危害，故在博物館建筑內(nèi)的公眾區(qū)域、辦公區(qū)域等人員長(zhǎng)時(shí)間停留的場(chǎng)所，如果采用LED照明光源，其色溫不應(yīng)超過(guò)4000K[3]。

有些新建大型博物館由于建筑自身形態(tài)特點(diǎn)所限，導(dǎo)致部分人員經(jīng)常工作、停留的區(qū)域不具備采光條件或采光效果不佳，則可運(yùn)用光導(dǎo)照明技術(shù)將天然光導(dǎo)入需要采光的區(qū)域，既可以提升建筑內(nèi)的光環(huán)境質(zhì)量，利于人員身心健康，又可實(shí)現(xiàn)節(jié)約建筑照明能耗的效果，更好地體現(xiàn)了綠色照明的理念。如2015年建成并正式對(duì)外開(kāi)放的上海自然博物館便運(yùn)用了導(dǎo)光管技術(shù)，將天然光引入至采光條件不理想的建筑西側(cè)三層辦公區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了較好的應(yīng)用效果[4]。

2.智能照明控制系統(tǒng)

新建大型博物館由于建筑規(guī)模大，且內(nèi)部功能較為復(fù)雜，通常電氣照明系統(tǒng)耗電功率較大，所以應(yīng)采用智能照明控制系統(tǒng)，以達(dá)到有效節(jié)約能源，降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本的目的。

智能照明控制系統(tǒng)可對(duì)博物館展廳、門廳、綜合大廳、走廊、車庫(kù)等公共區(qū)域的照明集中控制，根據(jù)不同時(shí)段實(shí)現(xiàn)燈光的自動(dòng)開(kāi)關(guān)、照度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，并可對(duì)報(bào)告廳、多功能廳、展廳預(yù)設(shè)多種照明場(chǎng)景模式，根據(jù)使用需求進(jìn)行場(chǎng)景智能切換。特別是臨時(shí)展廳，往往要結(jié)合不同的展覽主題營(yíng)造不同的燈光效果，這就需要利用智能照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)照明場(chǎng)景的切換，更好地將燈光與展陳設(shè)計(jì)相融合，以便為觀眾提供一個(gè)高質(zhì)量的光環(huán)境觀展氛圍。此外，還可設(shè)置布展、撤展等照明控制模式，以滿足不同的使用需求。在博物館展陳照明設(shè)計(jì)中，不但要保證展品的觀賞效果，而且還應(yīng)重點(diǎn)考慮展品的防護(hù)要求。通過(guò)智能照明控制系統(tǒng)來(lái)達(dá)到減少展品的曝光量則是降低燈光對(duì)展品損害的必要措施。展品的曝光量是指光照度和時(shí)間的乘積，包括展覽和非展覽時(shí)段的全部光照度。其與展品的受損程度成正比，曝光量越高，展品受到損害越大[5]。尤其是織繡品、紙質(zhì)、染色皮革等對(duì)光特別敏感的展品的年曝光量要控制在50000lx·h以內(nèi)，這就需要采用智能照明控制系統(tǒng)，通過(guò)人體感應(yīng)傳感器來(lái)自動(dòng)開(kāi)關(guān)展臺(tái)燈光，從而可以最大限度地減少展品在燈光下的暴露時(shí)間，有效降低展品的曝光量。

3.應(yīng)急照明

應(yīng)急照明是現(xiàn)代公共建筑中不可或缺的重要安全設(shè)施，尤其是大型博物館建筑一旦發(fā)生火災(zāi)或電源出現(xiàn)故障導(dǎo)致供電中斷，應(yīng)急照明無(wú)論對(duì)人員疏散、火災(zāi)救援，還是建筑內(nèi)重要區(qū)域的正常工作均會(huì)起到關(guān)鍵作用。

大型博物館建筑內(nèi)的安防控制室、消防控制室、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、計(jì)算機(jī)房、變配電室、消防水泵房等部位應(yīng)設(shè)置應(yīng)急備用照明，其照度值應(yīng)與正常工作照度值相同；展廳內(nèi)也應(yīng)設(shè)置應(yīng)急備用照明，其照度值應(yīng)不低于一般照明照度值的10%。大型博物館建筑內(nèi)通常人員較為密集，為了在緊急情況下，確保人員安全疏散，應(yīng)在展廳、疏散通道、疏散樓梯等部位設(shè)置應(yīng)急疏散照明，并在消防控制室集中控制，其水平照度值不應(yīng)小于5lx。在展廳、疏散通道、安全出口以及疏散門的正上方還應(yīng)設(shè)置燈光疏散指示標(biāo)志，并在展廳內(nèi)疏散通道的地面上設(shè)置導(dǎo)向光流型應(yīng)急標(biāo)志燈，便于引導(dǎo)人員安全疏散。

（四）防雷設(shè)計(jì)

雷電不但會(huì)引發(fā)建筑火災(zāi)，而且還會(huì)對(duì)建筑內(nèi)的電氣系統(tǒng)造成極大破壞。按照《博物館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ66-2015）中規(guī)定，特大型、大型、大中型博物館應(yīng)按第二類防雷建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)[6]。為此，新建大型博物館建筑應(yīng)根據(jù)所處地區(qū)的氣象、地質(zhì)條件以及雷電發(fā)生頻率等因素，并結(jié)合建筑形態(tài)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及實(shí)際使用性質(zhì)，采取建筑外部防雷和內(nèi)部防雷相結(jié)合的措施，以有效避免雷電事故的發(fā)生。其中，建筑外部防雷主要是防止直擊雷，由接閃器、引下線、接地裝置構(gòu)成。首先，可在建筑頂部的突出部位設(shè)置采用熱鍍鋅鋼管制作而成的接閃桿，在建筑的屋面、屋檐及女兒墻等部位設(shè)置接閃帶。并利用接閃桿、接閃帶以及金屬屋面共同組成接閃器，以有效承接直擊雷放電。其次，可將建筑鋼結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)支柱的鋼筋用作引下線，并與接閃器、接地裝置焊接牢固，以確保將雷電流順利從接閃器引導(dǎo)至接地裝置。再次可采用建筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的鋼筋作為接地裝置，將雷電流安全引入大地。建筑內(nèi)部防雷主要是防止雷電電磁脈沖對(duì)電氣線路、電子信息系統(tǒng)、電子設(shè)備等造成的損害。較為有效的方法是建筑結(jié)構(gòu)及建筑內(nèi)的機(jī)房、電子設(shè)備、電氣線路等均應(yīng)采取電磁屏蔽措施，并且要布線合理。在博物館建筑內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、計(jì)算機(jī)房、安防控制室、消防控制室等重要部位以及低壓供電系統(tǒng)還應(yīng)配置電涌保護(hù)器，避免遭受因雷電流導(dǎo)致瞬時(shí)過(guò)壓的電涌造成的破壞。

（五）電氣安全防護(hù)措施

大型博物館建筑內(nèi)部功能復(fù)雜，且人員較為密集，一旦由于電氣故障引發(fā)事故，勢(shì)必會(huì)造成嚴(yán)重后果。所以，采取有效的防護(hù)措施，確保電氣系統(tǒng)及設(shè)備的安全運(yùn)行，對(duì)博物館建筑、人員、藏品的安全具有重要意義。

大型博物館的展廳內(nèi)往往人員密度較大，電氣線路及設(shè)備的安全則顯得尤為重要。比如，為了增強(qiáng)展陳的互動(dòng)性和體驗(yàn)性，展廳內(nèi)通常會(huì)設(shè)置一些供觀眾操作、觸摸的多媒體互動(dòng)體驗(yàn)設(shè)備，為確保用電安全，這些設(shè)備的供電方式要采用安全低電壓供電。展廳內(nèi)的配電設(shè)備也不應(yīng)外露，以避免因設(shè)備故障導(dǎo)致人員觸電的危險(xiǎn)。而且展廳的照明供電線路應(yīng)采用銅芯絕緣導(dǎo)線穿金屬管暗敷的方式，以降低火災(zāi)隱患。藏品庫(kù)房是博物館建筑內(nèi)藏品集中存放的重要場(chǎng)所，為保證用電的安全性，應(yīng)在藏品庫(kù)房總庫(kù)門外統(tǒng)一安裝電源配電箱，對(duì)電源集中管理，并設(shè)置漏電保護(hù)器，防止因電氣線路漏電引發(fā)的火災(zāi)。由于大型博物館建筑內(nèi)電氣線路較多，為及時(shí)有效對(duì)建筑內(nèi)電氣短路、漏電等火災(zāi)隱患進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)警，還應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，以防止電氣火災(zāi)事故的發(fā)生。此外，建筑內(nèi)的弱電布線要采用暗敷方式，并選用具有低煙無(wú)鹵阻燃性能的線纜，可有效降低火災(zāi)發(fā)生時(shí)因線纜燃燒產(chǎn)生的有毒有害煙霧和氣體，以利于人員疏散和滅火救援。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著新時(shí)代社會(huì)公眾對(duì)公共文化需求不斷增長(zhǎng)，我國(guó)也掀起了博物館建設(shè)的新一輪浪潮。新建博物館多具有建筑規(guī)模大、內(nèi)部功能復(fù)雜等特點(diǎn)，這些因素均對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)提出了更高的要求。博物館建筑電氣設(shè)計(jì)則是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其設(shè)計(jì)不但要科學(xué)、合理確定供電負(fù)荷等級(jí)及供電電源，而且還應(yīng)重點(diǎn)考慮照明設(shè)計(jì)和防雷設(shè)計(jì)，并采取有效的安全防護(hù)措施，為博物館建筑整體的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)營(yíng)提供重要保障。

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作者簡(jiǎn)介：任?。?977-），男，北京，助理館員，研究方向?yàn)椴┪镳^建筑。