淺析晉中工人文化宮電氣設計

楊 洋

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

1 項目概況

晉中工人文化宮位于晉中市迎賓路中段，為中型乙等劇場，建筑面積為29 726.92 m2，其中地上21 543.77 m2，建筑高度為21.8 m，地上5層，地下1層。地下1層為Ⅲ類汽車庫，設備用房。地上自西向東分為職工體育館、職工演藝中心和職工文化中心。

2 變、配電系統

2.1 負荷等級

本工程為多層建筑，其中劇場為中型乙等劇場，觀眾容量1 079座，屬二級負荷用戶。地下車庫為Ⅲ類機械停車庫。其消防用電設備、應急照明、機械停車設備、安防系統電源、網絡機房電源、生活水泵、換熱站電源、客梯電源、燈控室、機械控制室用電為二級負荷，其余用電為三級負荷。

2.2 負荷計算及變壓器選型

經統計，本工程各項負荷安裝容量見表1。

表1 文化宮用電負荷統計表

根據JGJ 57—2016劇場建筑設計規范條文說明10.3.1，劇場的變壓器容量，可按下式計算：

Ps=Kx·Ky·Pe。

其中，Ps為變壓器容量，kVA；Pe為照明或電力負荷總容量，kW；Kx為照明或電力負荷需用系數，舞臺照明取0.4，其余平時照明取0.7，電力取0.8；Ky為裕量系數，取1.1～1.2。

采用需要系數法經計算，本工程變壓器容量為2 633 kVA，共計選用3臺1 250 kVA，SC(B)11型環氧樹脂澆筑的高效率、低噪聲干式變壓器。接線形式為D,yn11，變壓器負載率約為0.702。

2.3 供電電源

根據建設方提出的用電要求,在本工程地下1層建設一座由兩路10 kV供電的變配電站,兩路10 kV電源同時工作，第一路電源平供電容量為2 000 kVA，應急情況下供電容量為3 000 kVA，另一路應急電源的供電容量為1 000 kVA。當第一路電源故障時，第二路電源將為建筑中的重要負荷提供電源。當第二路電源故障時，高壓聯絡母線閉合，由第一路電源為所有負荷供電。兩路10 kV電源由建筑物北側穿管埋地引入本樓的變配電室。低壓母線采用單母線分段接線方式，1號和2號變壓器，2號和3號變壓器之間設聯絡開關，設自投自復轉換/手動轉換開關。進線斷路器與母聯斷路器有電氣聯鎖。平時每臺變壓器單獨運行。舞臺用電設備的供電系統與舞臺照明設備、音響系統設備負荷分開變壓器供電。

2.4 配電系統

1)低壓出線電源為三相五線制220 V/380 V,采取放射式與樹干式相結合的方式配電。

2)防排煙風機等消防設備主備電源引自變配電站不同變壓器低壓母線段，設備末端及就近位置設雙電源互投箱；消防專用設備的過載保護僅報警不跳閘。

3)消防水泵主備電源引自變配電站變壓器低壓母線段，水泵房控制室設雙電源互投箱。

4)消防穩壓泵由水泵出水管的壓力表控制；潛污泵有液位自動控制，也可現場手動控制；電梯采用雙回路供電，末端切換；空調、通風設備采用建筑設備監控系統控制，可現場手動控制或在中央監控機房進行遙控。

5)冷凍站配電系統提供配電電源及配電箱(柜)平面位置。

6)主舞臺的四角設三相專用電源，其中性線截面積為相線的2倍，其中乙等劇場后角電源不小于三相180 A，前角不小于50 A。劇場臺口兩側預留顯示屏電源，其電源配電柜及計算機控制設備設在燈控室內。

7)在變配電室、舞臺照明和舞臺機械房間預留設置諧波治理設備空間，待設備安裝后根據使用和測試結果設置有源或無源諧波治理設備。

3 照明系統

1)各類房間的照度標準值宜符合GB 50034—2013建筑照明設計標準和JGJ 57—2016劇場建筑設計規范10.3.8條的規定。

2)一般場所光源為三基色熒光燈、節能高效筒燈或LED燈。應急照明的光源采用能快速點亮的光源。

3)正常照明由變配電站起樹干式和放射式相結合配電,每層職工體育館、職工演藝中心、職工文化中心分設電管井及正常照明配電箱,由此向本層配電。

4)應急照明系統采用集中電源集中控制型，在網絡機房、走廊、公共區域、通風機房、變配電室、消防控制室等處設應急照明。走廊、主要出入口設疏散指示燈和安全出口燈。應急照明在火災情況下強制點亮。備用照明和安全照明由本區的雙電源箱供電，應急照明由本區EPS的供電，疏散照明由本區的集中電源供電。疏散照明供電時間不少于30 min。消防風機房、變配電室、消防控制室備用照明不小于180 min。

5)觀眾廳的踏步燈和座位排號燈、樂池譜架燈、化妝室臺燈照明的供電電壓為特低壓直流36 V。

6)公共走道、大廳、舞臺、觀眾廳、體育館內照明采用智能集中控制。一般場所就地控制；直接為觀眾服務的房間照明控制開關應集中單獨控制。疏散用應急照明平時集中或就地控制，火災時強制點亮。

7)預留建筑景觀照明電源。

4 線纜選型及其敷設方式

1)高壓電纜采用交聯聚乙烯電力電纜穿MPP電力排管埋地敷設。

2)正常照明電力干線采用無鹵低煙阻燃交聯電力電纜,正常照明電力支線采用無鹵低煙阻燃銅芯聚乙烯絕緣電線。大容量制冷機組采用封閉式母線供電至設備末端。控制線為無鹵低煙阻燃型控制電纜，與消防有關的控制線為耐火型控制電纜。

3)應急照明、消防電力水平干線選用無鹵低煙阻燃耐火交聯絕緣電力電纜,配電間垂直引上段采用NG-A(BTLY)柔性礦物絕緣電纜，應急照明、消防電力支線均采用無鹵低煙阻燃耐火銅芯聚乙烯絕緣電線。

4)變配電站引出的照明、電力干線沿封閉式電纜橋架敷設,垂直引上段沿梯架敷設；配電支線穿鋼管沿墻、頂、地板暗敷設或沿金屬線槽在吊頂內明敷設。

5)對于舞臺燈光的供電回路，考慮三次諧波的影響，其供電的回路將5芯電纜中的PE線與中性線連接，作為中性線使用，同時補充敷設一根單芯電纜作為PE線與原電纜同路徑敷設。

5 防雷系統

1)經計算本建筑屬于二類防雷建筑物,采取防直擊雷, 閃電電涌侵入，防電磁脈沖并采取等電位保護。

2)屋頂梁板結構采用φ10熱鍍鋅圓鋼沿屋頂和女兒墻暗敷設，且構成不大于10 m×10 m或12 m×8 m的網格；金屬屋面的接閃器利用屋頂金屬板和金屬構架，其所有部件之間應連成電氣通路，接閃器、引下線、接地極之間應可靠連接，上下構成電氣通路。

3)利用所有柱內鋼筋作為防雷裝置的引下線，基礎圈梁和±0.000圈梁鋼筋焊接成閉合環路,構成均壓環,基礎板鋼筋網可靠連接,構成均壓網。

4)凡凸出屋面的所有金屬構件,金屬通風管、風機等均應與避雷帶可靠連接。

5)防閃電電涌侵入的措施有電纜進出線在進出端將電氣設備接地與電纜的金屬外皮、鋼管等相連，電子信息系統的各種機架、箱體、殼體等金屬組件作等電位連接。

6)低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處、屋頂室外風機、室外照明配電箱內裝設Ⅰ級試驗的電涌保護器；綜合布線、有線電視引入端設過電壓保護裝置。

6 接地保護系統

1)本工程配電系統接地型式為TN-S系統,做總等電位聯結。

2)在地下1層變配電站設置MEB板。水泵房、換熱站、制冷機房、光控室,聲控室,放映室等設LEB板，由MEB板引兩根接地連接線與基礎鋼筋網板相連。

3)由MEB板引出等電位聯結線分別與進出建筑的水暖金屬干管、配電PE母排，所有不帶電設備金屬外殼,各強弱電金屬管、電纜金屬外皮、金屬線槽橋架及所有LEB板等連接；EPS,UPS中性線應做重復接地。

4)本工程采用聯合接地方式,要求總接地電阻不大于1 Ω。

7 智能化設計

1)本次智能化設計所含子項有：綜合布線系統；有線電視系統；安全技術防范系統；公共廣播及音響系統；公共信息發布系統；建筑設備監控系統。

2)綜合布線系統。數據光纜和語音光纜由市政外網引來。網絡機房及弱電進線間設置在地下1層。系統的設置數量按《智能建筑設計標準》進行設計。綜合布線系統采用光纜和非屏蔽6類4對非屏蔽雙絞線組網。系統由設備間子系統、工作區、水平配線、干線、管理等子系統構成。

3)有線電視系統。

本建筑有線電視系統由市政外網引來數字電視光纜至弱電進線間前端設備。數字電視系統傳輸干線采用光纜，6類4對非屏蔽雙絞線從弱電間的配線架引至各信息插座，配線沿吊頂內弱電線槽敷設，然后穿管敷設至出線口。

4)安全技術防范系統。

本工程屬于普通風險對象，根據使用要求按提高型安防工程設計。本工程安防系統由視頻安防監控、入侵探測報警和出入口控制系統組成。

5)公共廣播及音響系統。

廣播平時可作為業務及服務性廣播，火災時強切為緊急廣播。

6)公共信息發布系統。

本建筑首層南入口門廳及甲方要求的區域安裝LED信息發布屏,發布公共信息。在電梯廳及總服務臺等處預留信息發布插座，后期與信息中心計算機聯網，面向公眾發布信息。終端顯示屏可向公眾提供信息檢索、查詢、發布和導引等功能。

7)建筑設備監控系統。

為做到本項目設備運行可靠安全、節省能源和人力資源，本工程設有建筑設備監控系統，系統由監控主機、現場控制器、自動化儀表和通訊網絡構成，采用集散式控制方式。監控的主要對象包括：制冷機組和附泵、新風和空調機組、送/排風機、生活給水泵、熱水循環泵、潛水泵、生活水箱液位、電梯系統和變配電系統。系統監控主機設在首層監控機房。