贛州市綜合文化藝術館電氣設計

鄭 永

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引言

文化藝術館是別具特色的公共文化機構之一，綜合文化藝術館的設計符合中國精神文明發展需求，在社會文明建筑中占據了不可或缺的地位。所以，設計一個安全、可靠、合理、實用的文化藝術館就顯得十分重要。

1 項目概況

本項目地塊位于贛州城市中央生態公園西南側，臨贛康路、江寧路及東江源大道。環中央公園聚集了章江新區行政中心和自然博物館、贛州中學、中潤大廈等文化及商業綜合體，是章江新區的行政文教商業聚集地。本次報建地塊為文化核心區域，總用地面積為54 130.9 m2，總建筑面積83 220.82 m2，其中地上總建筑面積50 556.39 m2，地下總建筑面積約32 664.43 m2，容積率0.989，建筑密度28.97%。東面地塊內設有大劇院及地下車庫，建筑高度（含設備高度）41 m，地下一層，地上4 層；西面地塊內設群眾藝術館、圖書館以及地下停車庫功能，建筑高度21.8 m，地下一層，地上4 層。建筑結構為鋼筋混凝土框架剪力墻結構，基礎采用閥板基礎形式。本項目屬多層公共建筑，大劇院為甲等劇場，圖書館總藏書量超過100 萬冊。

2 供配電系統

2.1 負荷分級

本項目一級負荷中特別重要負荷包括了重要圖書館的檢索用電子計算機系統、甲等劇場的調光用計算機系統及圖書館的智能安防系統用電；一級負荷包含劇場的舞臺照明、貴賓室、演員化妝室、舞臺機械設備、電聲設備、電視轉播、安全防范系統、主要業務和計算機系統、車庫區域的應急照明及消防用電設備等用電；二級負荷包含其余場所的走道區域照明、值班照明、恒溫恒濕空調用電、客梯、生活水泵、劇場的觀眾廳照明、警衛照明、空調機房電力和照明、廚房區域備用動力用電、制冷機房用電、應急照明及消防用電設備等用電；其他負荷均歸為三級負荷[1]。

本項目的負荷計算結果：有功功率為6222 kW，無功功率為1981 kVar，視在功率為6530 kVA。其中，圖書館計算負荷：有功功率為1812 kW，無功功率為593 kVar，視在功率為1907 kVA；群藝館計算負荷：有功功率為802 kW，無功功率為280 kVar，視在功率為849 kVA；大劇院計算負荷：有功功率為3602 kW，無功功率為1108 kVar，視在功率為3768 kVA。

2.2 高壓配電

本項目由來自附近不同區域降壓站的兩路10 kV電源供電。兩路10 kV 電纜通過地下室側壁預埋防水套管和水平梯架引入首層高壓開關房，再通過地下室梯架引入地下一層各變電所。本項目10 kV 高壓采用單母線分段運行方式，兩路10 kV 電源正常工作時各帶一半的工作負荷，其中的一路電源不能正常工作時，合上兩路電源之間的聯絡開關，讓另一路電源帶上全部負荷，兩進線開關與聯絡開關之間設置機械（三鎖及兩鑰匙）及電氣聯鎖，保證在任何情況下三開關均為三合二狀態工作。工作電源進線側設置閉鎖裝置，并各自計量。

2.3 變電所

結合本項目的建筑布局和負荷分析計算結果，在地下一層接近各棟負荷中心的位置設3 個10/0.4 kV變配電所?？傋儔浩餮b機容量為8000 kVA。變電所設置情況如表1 所示。

表1 變電所設置情況

2.4 柴油發電機電源

結合本項目的建筑布局和負荷分析計算結果，為每個變配電所配置一臺柴油發電機組。柴油發電機設置情況如表2 所示。

表2 柴油發電機設置情況

電機組的供電時間滿足建筑火災延續時間內各消防用電設備的要求（≥3 h），并滿足儲油間的總儲存量不大于1 m3。發電機組容量需達到消防一級負荷要求，作為備用電源時，需在市電停電或受限時給還需工作的非消防用電設備供電。

3 照明系統

3.1 照明要求

展廳區域光源使用緊湊型熒光燈、細管徑直管型熒光燈、LED 光源等新型光源。對于光線特別敏感的展品，照明應選用不帶紫外線的光源，并采用遮光設施。在車庫等區域裝設LED 燈管，在樓梯間區域安裝LED 光源燈具，在設備機房區域裝設細管徑的T5 直管型熒光燈，在展廳區域的出入口裝設LED 光源射燈。一些場所辨色要求比較高，該場所照明光源顯色指數Ra 要大于90；一些場所辨色要求不高，該場所照明光源的顯色指數Ra 要大于80。

3.2 應急疏散照明

消防應急疏散指示系統采用集中電源集中控制型系統，設置應急照明控制器，由其顯示并集中控制集中電源和消防應急燈具狀態。需要設置應急疏散指示系統的區域包括建筑疏散通道、消防、疏散、防煙樓梯間和前室，圖書館的閱覽室、書庫，劇場的觀眾廳、臺倉、排練廳等區域。地面應急照明照度不小于10.0 lx 的場所包括閱覽區和觀眾廳等人員密集場所、疏散樓梯間、前室或合用前室；普通樓梯間的地面應急照明照度不小于5.0 lx；辦公區域的疏散通道地面應急照明照度不小于3.0 lx；切換時間應小于或等于5 s[2]。應急疏散照明燈具需符合《消防應急照明和疏散指示系統》和《消防安全標志》等國家標準規范要求及具有CCCF 消防產品強制認證。

3.3 照明控制

（1）書庫電源總開關設于庫外，書庫照明宜分區、分架控制。

（2）獨立開關控制書架區域照明燈具，雙控開關控制書庫內的樓梯間及兩側都有通道的行道區域的照明燈具。

（3）在燈光控制房等處裝設可以平滑調節觀眾廳和劇場的照明亮度的裝置。

（4）集中設置燈光控制面板并獨立控制觀眾廳和劇場等服務觀眾的區域的照明燈具。

（5）利用開關就地分區分組控制本項目的設備功能用房的照明燈具，利用智能控制系統分區分組控制公共區域的照明燈具。

（6）采用節能自熄開關控制樓梯燈。

4 防雷設計

根據計算所得數據，本建筑的預計雷擊次數為0.3306 次/a，大于市級辦公建筑及其他重要場所0.05次/a 的預計雷擊次數，所以本建筑被歸類為第二類防雷建筑物[3]。本項目為一級安全防范單位，其藏品庫房、重要展廳的閉路電視監控和報警系統中的建筑物電子信息系統雷電防護等級按照A 級設防。

5 電氣專業抗震設計

本項目抗震設防烈度為Ⅵ度，因此本項目需要設置有抗震支架進行抗震設防的電氣設備，包括扭矩大于150 N/m 的封閉式母線槽、電氣槽盒和橋架及內徑大于60 mm 的電氣線管[4]。

5.1 設備安裝、系統和裝置的抗震設防

（1）垂直電梯設置地震探測裝置，在地震發生時應可以自動停運在最近的樓層并打開電梯門，電梯及其機械設備的連接安裝和支撐裝置必須能夠符合水平地震作用及相對位移允許內的要求。

（2）柴油發電機組和外部的管道需柔性連接，隔離震動，以免因震動而對發電機組和其他設備造成損壞；發電機設備與安裝基礎以及減震裝置安裝使用的地腳螺栓需要能承載水平及垂直地震力的作用，防止地震時地腳螺栓松動而影響到發電機組工作；安裝柴油發電機組時需使用減震器、防震橡膠或彈簧型裝置之類的震動隔離裝置。

（3）安裝變壓器時必須牢固焊接，其支撐面不宜過窄，并設置限位器裝置防止其在地震時晃動移位或傾倒，還需為連接變壓器的柔性管線留有一定的空間，防止地震時管線之間相互碰撞。

（4）安裝在吊頂上的燈具，應考慮地震時吊頂與樓板的相對位移。

（5）在屋頂上設置的設備及其部件若安裝不牢固會導致地震時發生高空掉落，對人身安全造成極大的威脅，因此需避免在外面裝設設備，并牢固安裝屋面設備。

（6）應急廣播系統宜預置地震廣播模式。

5.2 線路敷設的抗震設防

（1）當硬母線直線的長度大于80 m 時需每隔50 m 裝設一個伸縮節。

（2）建筑物引入室外電氣管線時需考慮地震時的作用力和位移，因此需預留一定的管線長度，并采用柔性和延性比較好的管材。

（3）橋架、線槽內敷設的電線電纜在引進、引出和拐彎的區域需預留一定的伸縮長度，以防地震時被震斷。

（4）應采取防止地震時震斷接地線的措施。

（5）電氣管線最好不要穿越抗震縫，但會有電氣封閉母線槽、橋架、槽盒、管線使得不可避免穿越抗震縫的時候，所以需要在抗震縫的兩側裝設伸縮節，抗震縫兩端的抗震支撐節點要與建筑結構牢固連接。

6 火災自動報警系統

本項目為單、多層民用建筑，建筑防火等級為一級，火災自動報警系統采用集中報警系統。消防控制室設于大劇院首層。消防控制室內設置火災報警控制器、消防專用電話總機、消防控制室圖形顯示裝置、消防聯動控制器、電氣火災監控器、消防應急廣播控制裝置、消防電源監控器、應急照明控制器、防火門監控器、可燃氣體報警控制器和消防水池液位顯示裝置等子系統設備。各子系統設備采用專用線路，分別與火災報警控制器或消防控制室圖形顯示裝置連接。與安防監控中心合用的消防控制室內，應集中設置消防設備，并與安防設備間要有明顯的間隔。消防控制室內嚴禁穿過與消防設施無關的電氣線路及管路[5]。

本項目火災報警控制器的報警與聯動控制總線合并設置并采用環形二總線制的連線方式?；馂奶綔y器采用智能型探測器，按環境特點設置相應類型的火災探測器。按防火分區或樓層設置手動報警按鈕、消防電話插孔、聲光報警器，具體應符合規范（GB 50116—2013）中第 5、6 條的要求。

7 電氣節能及環保措施

本項目采取以下電氣節能措施。

（1）接近負荷中心處設置變配電所、配電房，盡量減小本項目變電所的供電半徑，將電壓損率控制在可允許的范圍內。

（2）為提高三相負荷平衡度，需將配電系統中的單相負荷在三相網絡之中均勻分配，達到用電均衡化的效果。

（3）不同類型的房間內安裝的電器設備功率、房間照明照度和燈具功率密度值需參照規范（GB 50189—2015）和規范（GB 50034—2013）的規定值。燈具功率密度不能大于規范規定值。照明照度值與照度標準值相比較，可有±10%的偏差。

（4）在變壓器低壓側采用集中、帶諧波抑制的電容補償，使低壓側功率因數達到0.95。

（5）為提高電能利用率，大功率設備電動機采用合理的起動方式。

（6）本項目各樓棟均使用多臺電梯，采用電梯群控設計。

（7）風機、水泵設定控制液位、時間，控制泵的啟停，調節風機、泵類風門（擋板）、閥門，控制風量、流量。

8 結語

文化藝術館在我國社會公共文化生活中發揮了重要的作用，豐富了國民精神文明，陶冶群眾情操，其地位已日益凸顯，因而建設文化藝術館的工作顯得特別重要。筆者結合贛州綜合文化藝術館項目電氣設計方案實例，簡要介紹了贛州綜合文化藝術館項目電氣設計過程及總結其經驗，可以給今后類似項目的電氣設計提供借鑒作用。