樂大巍

（寧波美術館，浙江 寧波 315000）

近年來，隨著我國美術館、博物館等基礎設施建設的大力發(fā)展，機電系統(tǒng)作為展館設備設施的組成部分之一，發(fā)揮了越來越重要的作用。某美術館總建筑面積18970m2，建筑高度20m，由展廳、藏品庫房、辦公區(qū)、會議室、設備用房等組成各功能區(qū)，機電系統(tǒng)分布于各區(qū)域，與美術館整體建筑融為一體。作為美術館機電設備管理人員，需確保館內(nèi)各機電系統(tǒng)正常運行并定期維護，為館內(nèi)其他業(yè)務系統(tǒng)提供必要的支撐與保障。

1 機電系統(tǒng)分類

機電系統(tǒng)從其傳統(tǒng)分類來講，可簡單分為強電系統(tǒng)與弱電系統(tǒng)，由于各類信息系統(tǒng)迅速發(fā)展，弱電系統(tǒng)的范疇已遠遠超出了其初始的定義。本文將美術館的強弱電系統(tǒng)按其功能進行分類，對美術館典型的供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測與調(diào)控系統(tǒng)進行討論，簡述其基本原理及日常運行維護中需注意的事項。

2 典型機電系統(tǒng)運行原理與日常維護

2.1 供配電系統(tǒng)

某美術館在地下停車庫內(nèi)設10/0.4kV變電所，高壓側(cè)采用單母線分段運行方式，兩路10kv進線同時工作，自動切換，直流操作。低壓側(cè)也采用單母線分段運行方式，選用二臺1000kVA的干式變壓器供美術館主樓及地下車庫用電，對于消防設備、應急照明等重要負荷分別由兩段母線供電，末級切換。在變電所低壓側(cè)設置無功功率自動補償柜，使變電所側(cè)功率因數(shù)不低于0.9。美術館主樓電源均由10/0.4kV變電所中低壓配電柜放射式供電。在主樓內(nèi)各層設置分區(qū)配電小間，內(nèi)設動力配電箱，再由動力配電箱向各功能分區(qū)的照明配電箱或動力用電設備供電。

美術館的供配電系統(tǒng)故障發(fā)生率相對較低，保養(yǎng)工作往往需要停電維護且費用較高，因此，維護人員要么嫌麻煩，要么認為沒必要花“冤枉錢”，而忽視對供配電系統(tǒng)的保養(yǎng)。根據(jù)美術館多年運行實況，筆者認為，定期對供配電系統(tǒng)進行維護還是十分必要的。例如，定期對供配電系統(tǒng)進行預防性試驗，通過測試發(fā)現(xiàn)問題，及時排除故障，消除安全隱患。在經(jīng)費確實緊張，無法進行預防性試驗的前提下，運維人員需經(jīng)常檢查設備的易損件。例如，功率因數(shù)補償電容是否因長期運行而起鼓變形，甚至開裂。接地線是否有松動脫落的跡象。配電柜上的顯示儀表是否有故障。配電柜上的散熱風扇是否運行正常。直流操作電源柜內(nèi)的蓄電池必須定期更換。維護人員如能經(jīng)常對這些“易損部件”做到心中有數(shù)，也能在經(jīng)費有限的前提下，最大程度地保障設備的正常運行。

2.2 照明系統(tǒng)

本文將美術館的照明系統(tǒng)按照明對象的不同分為專業(yè)照明和普通照明。專業(yè)照明指針對美術作品的照明系統(tǒng)，除此以外的照明系統(tǒng)均為普通照明。另外，按照明系統(tǒng)的目的不同，可將照明系統(tǒng)分為一般照明、重點照明、應急照明等。良好的照明設計對系統(tǒng)今后的運行維護起著舉足輕重的作用。無論是專業(yè)照明還是普通照明的設計，都需符合GB50034《建筑照明設計標準》等相關規(guī)范的要求，專業(yè)照明還需符合GB/T23863-2009《博物館照明設計規(guī)范》，并參考《美術館光環(huán)境評價方法》等相關的國家標準及行業(yè)規(guī)范要求。以下簡述美術館的專業(yè)照明。

某美術館中央大廳設置在二樓且與主入口相連，主要以自然光照明為主，其余展廳為了保護作品不被自然光直射均采用人工光源。由于特殊的建筑和布展設計，該美術館在展陳空間的布局以一般照明與重點照明相結(jié)合，輔助空間主要以一般照明為主，根據(jù)不同類型展品的需求進行相應的燈光調(diào)整，可從多種方式展現(xiàn)作品的特性。美術館專業(yè)照明設備燈具應為專業(yè)展陳類（非普通民用）成套產(chǎn)品，該美術館已運行10多年，至今一直使用專業(yè)鹵素光源作為展陳用專業(yè)照明。因鹵素光源能耗大、壽命短，已逐步被LED光源取代，但鹵素光源也有其天然的優(yōu)勢，即顯色還原性接近100。圖1為該美術館某展廳照明光譜曲線。表1為某展廳照明數(shù)據(jù)匯總表。

表1 某展廳照明數(shù)據(jù)匯總表

圖1 某展廳照明光譜曲線

從數(shù)據(jù)表中可見，鹵素光源的顯色指數(shù)的確接近100，相比目前大部分專業(yè)LED光源，顯色指數(shù)僅能達到95或90。鹵素光源相比LED光源的另一優(yōu)勢為價格相對較低，并且可以單獨更換光源、燈具內(nèi)的電子變壓器等各類易損件，因此有利于以后的維護。目前，專業(yè)LED射燈價格動輒數(shù)千元，而且一旦光源出現(xiàn)光衰或燈具內(nèi)發(fā)生故障，需要整體更換燈具，這對經(jīng)費較為緊張的公共美術館來說壓力較大。當然，專業(yè)LED射燈廠方也在不斷努力，一方面使其成本不斷降低，價格方面今后有可能會越來越低，另一方面，LED光源壽命長，幾乎在3～5年內(nèi)能保證產(chǎn)品的一致性，零故障率，5年后的光衰也在公眾的接受范圍內(nèi)。因此，鹵素光源與LED光源孰優(yōu)孰劣需綜合考量。

2.3 安防監(jiān)控系統(tǒng)

美術館作為安全防范重點單位，參觀流動人口數(shù)量極多。安防監(jiān)控系統(tǒng)作為美術館的重要技防手段，為美術館的正常運行提供必要的技術支撐。美術館安防系統(tǒng)主要包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、周界防護與入侵報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)等。其總目標是基于計算機技術、通信技術、控制技術，建立一套技術成熟、穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟適用、操作簡便的安全防范系統(tǒng)，實現(xiàn)防入侵、防盜竊、防破壞及運營管理等功能。本文結(jié)合某美術館的安防監(jiān)控系統(tǒng)，簡述視頻監(jiān)控系統(tǒng)及周界防護與入侵報警系統(tǒng)的運行原理、維護要點。

（1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)某美術館提升工程改造方案，該美術館于2020年將原有的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)全部改造為數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)從邏輯上可分為視頻前端系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡、視頻存儲系統(tǒng)、視頻解碼拼接控制、大屏顯示等部分。前端攝像機主要分布于室外車輛出入口、人行出入口、走道、展廳出入口、藏品庫等位置。依據(jù)安裝位置選擇高速快球攝像機、半球型攝像機和槍式攝像機，確?？煽康谋O(jiān)控效果。所有攝像機采用六類網(wǎng)線進行信號傳輸，就近接入弱電間內(nèi)的48口網(wǎng)絡交換機。鑒于傳輸速率、延遲、距離限制等因素，每臺網(wǎng)絡交換機與設置于監(jiān)控中心的千兆核心交換機之間采用4芯單模光纖作為傳輸媒介。監(jiān)控中心設有千兆核心交換機、電視拼接大屏、視頻存儲系統(tǒng)以及一體化管理平臺。

視頻存儲系統(tǒng)采用集中存儲方式，圖像數(shù)據(jù)保存30天以上。攝像機電源采用集中式供電，由監(jiān)控中心UPS 220V電源引至現(xiàn)場各安防電源箱，經(jīng)AC 220V/DC 12V變壓器變壓后為攝像機供電。

（2）周界防護與入侵報警系統(tǒng)。周界防護與入侵報警系統(tǒng)是美術館安防監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分之一。主要由前端子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)組成，其中前端子系統(tǒng)主要包括紅外對射、雙鑒等探測器，傳輸子系統(tǒng)主要包括探測器到報警主機、報警擴展模塊到報警主機以及報警主機到美術館監(jiān)控中心等傳輸線纜，控制子系統(tǒng)主要包括報警主機、報警控制鍵盤、報警輸入模塊（地址模塊）以及報警管理平臺等部分，其中報警主機是整個報警管理系統(tǒng)的核心設備。

周界是美術館報警系統(tǒng)的第一道防線，某美術館在建筑屋頂設置紅外線周界。走道、展廳出入口、藏品庫等位置設置雙鑒探測器。周界防護與入侵報警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動聯(lián)防，能在監(jiān)控管理平臺上通過電子地圖顯示報警點的位置。在夾層辦公區(qū)及相關展廳的窗外用紅外警戒攝像機代替過去使用的紅外線柵欄。紅外警戒攝像機接入監(jiān)控中心主機，當有入侵事件發(fā)生時，監(jiān)控值班人員不僅能知曉觸發(fā)報警的地點，同時，能在監(jiān)控顯示屏上直觀地看到圖像。

安防監(jiān)控系統(tǒng)作為弱電系統(tǒng)的重要組成部分之一，因其產(chǎn)品日趨成熟，運行穩(wěn)定性相對較好，平時故障率不高，但一旦發(fā)生故障往往事態(tài)嚴重。某美術館曾發(fā)生一起因弱電機房內(nèi)機柜電源故障，引起網(wǎng)絡交換機無法工作，最終導致監(jiān)控畫面全線丟失的事件，所幸此故障得以及時修復，未造成損失。因此，設備運維人員需引以為戒，經(jīng)常檢查系統(tǒng)電源、UPS設備運行狀況等，并定期做好設備保潔保養(yǎng)，保障設備穩(wěn)定運行。

2.4 消防系統(tǒng)

某美術館的消防系統(tǒng)主要由火災自動報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)（水噴淋系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、消防泵系統(tǒng)）、消火栓系統(tǒng)、排煙防煙系統(tǒng)以及防火門等各子系統(tǒng)組成。各系統(tǒng)相互聯(lián)動，形成閉環(huán)網(wǎng)絡。本文僅對消防系統(tǒng)的維護工作做簡要闡述。

根據(jù)該美術館多年運行實際，發(fā)現(xiàn)消防系統(tǒng)中的下列部件故障率或誤報率相對較高，日常巡檢時需重點關注：

（1）火災自動報警系統(tǒng)中的煙感故障及誤報。

（2）紅外對射消防報警裝置因該美術館展覽布置，登高車或射燈遮擋紅外線，觸發(fā)報警，實屬誤報。

（3）消防水系統(tǒng)中的各類止回閥多年運行后失效，導致管網(wǎng)水壓偏低，補水壓力泵經(jīng)常動作運行。

（4）氣體滅火系統(tǒng)中的鋼瓶過期失效，應檢未檢。

（5）室外消火栓在嚴寒天氣未進行防凍保護。

（6）排煙防煙系統(tǒng)未經(jīng)常試驗，因排煙風機安裝在建筑屋頂，長期無人關注，風機外罩往往已腐蝕銹穿。

（7）應急燈失效未能及時修復。

為保證消防系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運行，消防系統(tǒng)需要有相關資質(zhì)的專業(yè)單位進行定期維護保養(yǎng)。作為美術館機電設備管理人員，需熟悉消防系統(tǒng)的運行原理，每日巡檢設備運行工況，做好巡檢記錄。每年需做好消防設備檢測工作，由消防相關資質(zhì)單位對展館內(nèi)的整套消防系統(tǒng)逐一測試，發(fā)現(xiàn)問題及時整改。經(jīng)常組織開展消防演練，既能及時發(fā)現(xiàn)消防系統(tǒng)中存在的問題，也能提高單位消防員應急處置能力。

2.5 環(huán)境監(jiān)測與調(diào)控系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)測與調(diào)控系統(tǒng)服務于美術館藏品庫房，使庫房環(huán)境數(shù)據(jù)（主要為溫濕度）維持在設定范圍，減緩藏品因環(huán)境條件變化過大引起的損壞。環(huán)境監(jiān)測與調(diào)控系統(tǒng)主要由恒溫恒濕空調(diào)機組、環(huán)境監(jiān)測模塊、環(huán)境控制模塊等組成。其中，恒溫恒濕空調(diào)機組是執(zhí)行部件，環(huán)境監(jiān)測模塊對藏品的環(huán)境數(shù)據(jù)進行監(jiān)測、分析，環(huán)境控制模塊對藏品的環(huán)境通過多種手段進行有效控制。在運行管理機制和運維保障機制的指導下，形成對館藏藏品環(huán)境預防性保護的閉環(huán)管理。利用物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術的優(yōu)勢，實現(xiàn)監(jiān)測與調(diào)控的實時性、自動化與智能化，在實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測與調(diào)控功能的目標前提下，同時實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的存儲、分析、預警，以及整個系統(tǒng)正常運行的管理。

環(huán)境監(jiān)測與調(diào)控系統(tǒng)需由專人維護。該美術館的環(huán)境監(jiān)測與調(diào)控系統(tǒng)中前端使用的無線傳感器為電池供電，因此，需定期更換電池。恒溫恒濕空調(diào)機組中的加濕桶屬易耗品，需定期更換。管路中的過濾網(wǎng)需定期清洗。

3 結(jié)語

本文簡要闡述了某美術館典型機電系統(tǒng)的運行原理與維護要點。美術館的機電系統(tǒng)是一個有機整體，通過各類機電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行為美術館的日常業(yè)務提供支撐與保障。隨著技術的進步，會有更多的智能化機電產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，美術館的機電設備管理人員需不斷補充新知識，才能掌握好新設備、新系統(tǒng)的運維原理，更好地服務于美術館事業(yè)。