淺談大學體訓教學樓的電氣設計

摘要：文章結合某大學校區整體搬遷工程項目中體訓教學樓的單體電氣設計，對大學體育館建筑電氣設計中所涉及的負荷等級的確定、配電方案、照明以及火災自動報警系統諸方面問題做一闡述。實踐證明，該設計方案滿足可靠、安全、節能的要求，并具有可行性與經濟性。

關鍵詞：體訓教學樓；電氣設計；照明；火災自動報警

中圖分類號：TU85文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2012）05-0140-02

體育課程及體育項目作為大學教學和大學生日常生活的必備組成部分，其重要性不言而喻，因此，對于大學校區整體工程中的體訓教學樓的設計當屬關鍵一環。本文所討論的體訓教學樓概況為4層建筑，總建筑面積10 178 m2。一層為排球場、兵乓球場以及控制室、機房、器材室等設備房間；二層為桌球廳、健身房與體檢室；三層主要為2個室內籃球場、攀巖室以及設備用房；四層為管理辦公室以及學生活動室。本工程為集小型比賽、課程教學、娛樂以及相關辦公于一體的綜合教學樓。本文以此體訓教學樓的電氣設計為例，介紹設計過程中的相關思路，以期拋磚引玉，與同行進行交流。

1負荷等級與供配電系統

根據GB50045-95《高層民用建筑設計防火規范》3.0.1，建筑高度不超過50 m的教學樓屬于二類建筑；且本工程室外消防用水量30 L/s，根據GB50016-2006《建筑設計防火規范》11.1.1，室外消防用水量大于25 L/s的其他公共建筑的消防用電按二級負荷，故本工程的各層應急照明、弱電機房以及比賽預留用電為二級負荷，其余照明、空調以及非消防風機等用電均為三級負荷。

二級負荷的供電采用雙電源供電，一路來自校區位于3#教學樓的1#變電所T2變壓器，采用鎧裝電纜埋地敷設至本樓進線總箱APE2；另一路來著校區位于實習工廠的3#變電所T1變壓器，采用鎧裝電纜埋地敷設至本樓進線總線APL；由APE2與APL各出一個回路采用樹干式供電給各層二級負荷。三級負荷供電采用單電源，由各進線總箱沿電纜橋架采用發散式供電到各層各配電分箱。

弱電機房以及比賽預留用電由于采用雙電源供電且在末端切換，故未使用UPS或EPS作為第三電源；但疏散出口指示燈與疏散方向指示燈均帶蓄電池作為第三電源，且蓄電池應急時間不小于30 min；走道燈具均采用消防強制點亮的雙控開關控制。

2照明設計

2.1照明設計要求

根據GB50034-2004《建筑照明設計標準》的相關要求并結合本工程室內體育場地多用于體育課教學、學生課外運動以及非正式比賽的功能性特點，在照明設計上各主要場所的照度及功率密度值要求如表1所示。在光源的顯色性與色溫指標上，大空間籃球、排球、兵乓球場按照一般性比賽的要求，其光源顯色性Ra不小于65，色溫T=5 300 K。辦公室及功能性房間光源的顯色性指數Ra不小于80，色溫在3 300~6 500 K。且滿足水平照度均勻度在0.5左右，并通過在燈具上加裝防眩光裝置，調整燈具安裝位置與瞄準點，降低眩光現象。

2.2照明設計方案

大空間活動場地的層高較高，燈具的安裝高度均超過6 m，因此選用目前普遍使用的金屬鹵化物燈作為體育照明光源，布燈方式采用標準圖集07D706-1《體育建筑電氣設計安裝》中所提及的“滿天星”方式（示意圖如圖1），其特點為垂直照明較低，眩光小，照度均勻，設備費用較低。以3層西籃球場為例，場館面積700 m2，均勻布置400 W/只的廣照型防眩光金鹵燈40套。在控制上采用配電箱斷路器控制回路燈具，且各回路燈具連接采用隔排交叉的方式，平時訓練活動時打開其中一部分燈具即可滿足需要，小型比賽時可打開所有燈具，實現了分場合的不同照度要求，也體現了節能的特點。場館四周的柱子上同時設有可以消防強制點亮的壁燈以及疏散指示燈實現應急照明。

攀巖室的攀巖墻壁高，不適合使用均勻布置的吊燈方式，故在攀巖墻壁的對面墻上采用400 W/只金鹵燈光源的投光燈。桌球廳、棋牌室、器材室、辦公室及其他功能性房間照明燈具主要采用36 W/只T5管熒光燈沿空間均布并保證各參數要求。走廊及門廳采用格柵燈具嵌裝于吊頂，保持美觀。

3火災自動報警系統的設計

本工程設有空氣調節系統且一、三層大空間場館建筑面積均大于4 000 m2，根據GB50116-98《火災自動報警系統設計規范》對保護對象的分級規定，應屬于二級保護對象。本工程與校區圖書信息行政中心、藝術教學樓等單體內設的火災自動報警系統共同組成控制中心報警控制系統。

火災自動報警系統的設計在每層電井內設置消防接線端子箱，系統采用二總線制，消防用電源總線、信號總線、消防電話總線及多線控制線等均由校區消防控制中心埋地引入一層接線端子箱，再經消防線槽至樓上各端子箱過渡后與相應消防設備互聯。

對于大空間場館的消防設計采用紅外光束感煙探測器，每組發射器與反射器間距10 m敷設于梁下0.1 m的位置，本場館的層高11 m，故探測器的安裝高度滿足距地高度不宜超過20 m的規范要求，其探測區域亦可覆蓋全場。其他小型活動場所、辦公室、設備房間以及走道、樓梯間前室均設置編碼型光電感煙火災探測器進行保護。各層前室出口處設置聲光報警器及帶電話插孔的手動報警按鈕。由于體育場館面積較大，設計時需注意滿足在本防火分區內的任何位置到最鄰近的一個手動火災報警按鈕的距離不大于30 m的規范要求。同時，本工程設置了消火栓滅火系統，消火栓起泵按鈕于消火栓箱內安裝，起泵線路在本樓各按鈕之間互聯后接至消防水泵房內消火栓泵控制柜，保證一旦火災發生時能夠及時發現并控制火情。

4防雷與接地設計

本工程所在地的年平均雷暴日天數為21.4 d/a，經計算預計年雷擊次數為0.067次/a，根據GB50057-2010新版《建筑物防雷設計規范》對于防雷等級的劃分，學校體訓教學樓應屬于人員密集場所，故本工程的防雷設計按第二類防雷建筑物設計。

由于本工程屋面為不上人的金屬屋面，防雷設計采用Φ10熱鍍鋅圓鋼作避雷帶在屋檐處敷設一周，避雷帶用間距不大于1 m的支持卡子支撐；在各防雷引下線處用Φ10熱鍍鋅圓鋼將屋檐避雷帶與金屬屋面可靠焊接，利用金屬屋面作自然接閃器。引下線利用建筑物鋼筋混凝土剪力墻內2根Φ16以上主筋通長焊接作為引下線，引下線間距不大于18 m。每根外墻引下線在室外地面下-0.8 m處引出一根40×4熱鍍鋅扁鋼，該扁鋼伸出建筑物外墻1.5 m。每根防雷引下線的沖擊電阻不大于30 Ω。突出屋面的所有金屬構件、金屬通風管金屬屋架等亦均與避雷帶可靠焊接。

本工程采用聯合接地設計，工作接地、保護接地及防雷接地共用接地裝置，利用建筑物基礎梁上層2根不小于Φ16主筋形成閉合的接地裝置；上端與防雷引下線焊接，下端與所經過承臺下方的樁基的一根主筋焊接，并接地電阻要求不大于1 Ω。

在等電位聯接方面，本工程在一層配電室設置由紫銅板制成的MEB箱，并采用-40×4鍍鋅扁鋼將建筑物內保護干線、設備進線管等進行等電位聯結，聯結均采用等電位卡箍方式。運動場館配套的淋浴間亦設置了局部等電位聯接。

5節能要求

節能作為電氣設計中的一個重要指標，越來越受到設計人員的重視。本工程設計推薦使用高效節能的電氣設備。在照明節能方面，要求選用節能熒光燈具并使用電子鎮流器，燈具功率因數為在0.9以上；室內大空間照明線路增設開關，位置適當；近窗的燈具單設開關以充分利用自然光。各場所的照度及功率密度值嚴格按《建筑照明設計標準》的相應規定執行。設備節能方面亦做出相關措施，如在為本樓供電的變壓器選用SCB10節能型變壓器等。

6 結語

大學體育場所的電氣設計在設計要求上不同于公共體育場館，除了滿足安全、可靠和節能的要求外，還注重其經濟實用性，本工程作為此類建筑的一個縮影，其設計亦體現出上述特點。只有在設計過程中充分體會建筑物的使用功能，才能做出合理的設計方案。

參考文獻：

[1] GB50045-95，高層民用建筑設計防火規范[S].

[2] GB50016-2006，建筑設計防火規范[S].

[3] GB50034-2004，建筑照明設計標準[S].

[4] GB50116-98，火災自動報警系統設計規范[S].

[5] GB50057-2010，建筑物防雷設計規范[S].

[6] 寧永生.某高校體育館電氣設計[J].電工技術，2009，(12).