淺談大學(xué)體訓(xùn)教學(xué)樓的電氣設(shè)計

摘要：文章結(jié)合某大學(xué)校區(qū)整體搬遷工程項目中體訓(xùn)教學(xué)樓的單體電氣設(shè)計，對大學(xué)體育館建筑電氣設(shè)計中所涉及的負(fù)荷等級的確定、配電方案、照明以及火災(zāi)自動報警系統(tǒng)諸方面問題做一闡述。實踐證明，該設(shè)計方案滿足可靠、安全、節(jié)能的要求，并具有可行性與經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：體訓(xùn)教學(xué)樓；電氣設(shè)計；照明；火災(zāi)自動報警

中圖分類號：TU85文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)教學(xué)和大學(xué)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(xué)校區(qū)整體工程中的體訓(xùn)教學(xué)樓的設(shè)計當(dāng)屬關(guān)鍵一環(huán)。本文所討論的體訓(xùn)教學(xué)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(shè)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(nèi)籃球場、攀巖室以及設(shè)備用房；四層為管理辦公室以及學(xué)生活動室。本工程為集小型比賽、課程教學(xué)、娛樂以及相關(guān)辦公于一體的綜合教學(xué)樓。本文以此體訓(xùn)教學(xué)樓的電氣設(shè)計為例，介紹設(shè)計過程中的相關(guān)思路，以期拋磚引玉，與同行進(jìn)行交流。

1負(fù)荷等級與供配電系統(tǒng)

根據(jù)GB50045-95《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》3.0.1，建筑高度不超過50 m的教學(xué)樓屬于二類建筑；且本工程室外消防用水量30 L/s，根據(jù)GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)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(fù)荷，故本工程的各層應(yīng)急照明、弱電機房以及比賽預(yù)留用電為二級負(fù)荷，其余照明、空調(diào)以及非消防風(fēng)機等用電均為三級負(fù)荷。

二級負(fù)荷的供電采用雙電源供電，一路來自校區(qū)位于3#教學(xué)樓的1#變電所T2變壓器，采用鎧裝電纜埋地敷設(shè)至本樓進(jìn)線總箱APE2；另一路來著校區(qū)位于實習(xí)工廠的3#變電所T1變壓器，采用鎧裝電纜埋地敷設(shè)至本樓進(jìn)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(fù)荷。三級負(fù)荷供電采用單電源，由各進(jìn)線總箱沿電纜橋架采用發(fā)散式供電到各層各配電分箱。

弱電機房以及比賽預(yù)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(yīng)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(guān)控制。

2照明設(shè)計

2.1照明設(shè)計要求

根據(jù)GB50034-2004《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求并結(jié)合本工程室內(nèi)體育場地多用于體育課教學(xué)、學(xué)生課外運動以及非正式比賽的功能性特點，在照明設(shè)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(biāo)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(shù)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(diào)整燈具安裝位置與瞄準(zhǔn)點，降低眩光現(xiàn)象。

2.2照明設(shè)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(biāo)準(zhǔn)圖集07D706-1《體育建筑電氣設(shè)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(shè)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(xùn)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(xiàn)了分場合的不同照度要求，也體現(xiàn)了節(jié)能的特點。場館四周的柱子上同時設(shè)有可以消防強制點亮的壁燈以及疏散指示燈實現(xiàn)應(yīng)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(shù)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(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計

本工程設(shè)有空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)且一、三層大空間場館建筑面積均大于4 000 m2，根據(jù)GB50116-98《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》對保護(hù)對象的分級規(guī)定，應(yīng)屬于二級保護(hù)對象。本工程與校區(qū)圖書信息行政中心、藝術(shù)教學(xué)樓等單體內(nèi)設(shè)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)共同組成控制中心報警控制系統(tǒng)。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計在每層電井內(nèi)設(shè)置消防接線端子箱，系統(tǒng)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(qū)消防控制中心埋地引入一層接線端子箱，再經(jīng)消防線槽至樓上各端子箱過渡后與相應(yīng)消防設(shè)備互聯(lián)。

對于大空間場館的消防設(shè)計采用紅外光束感煙探測器，每組發(fā)射器與反射器間距10 m敷設(shè)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(guī)范要求，其探測區(qū)域亦可覆蓋全場。其他小型活動場所、辦公室、設(shè)備房間以及走道、樓梯間前室均設(shè)置編碼型光電感煙火災(zāi)探測器進(jìn)行保護(hù)。各層前室出口處設(shè)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(shè)計時需注意滿足在本防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最鄰近的一個手動火災(zāi)報警按鈕的距離不大于30 m的規(guī)范要求。同時，本工程設(shè)置了消火栓滅火系統(tǒng)，消火栓起泵按鈕于消火栓箱內(nèi)安裝，起泵線路在本樓各按鈕之間互聯(lián)后接至消防水泵房內(nèi)消火栓泵控制柜，保證一旦火災(zāi)發(fā)生時能夠及時發(fā)現(xiàn)并控制火情。

4防雷與接地設(shè)計

本工程所在地的年平均雷暴日天數(shù)為21.4 d/a，經(jīng)計算預(yù)計年雷擊次數(shù)為0.067次/a，根據(jù)GB50057-2010新版《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》對于防雷等級的劃分，學(xué)校體訓(xùn)教學(xué)樓應(yīng)屬于人員密集場所，故本工程的防雷設(shè)計按第二類防雷建筑物設(shè)計。

由于本工程屋面為不上人的金屬屋面，防雷設(shè)計采用Φ10熱鍍鋅圓鋼作避雷帶在屋檐處敷設(shè)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(nèi)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(gòu)件、金屬通風(fēng)管金屬屋架等亦均與避雷帶可靠焊接。

本工程采用聯(lián)合接地設(shè)計，工作接地、保護(hù)接地及防雷接地共用接地裝置，利用建筑物基礎(chǔ)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(jīng)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(lián)接方面，本工程在一層配電室設(shè)置由紫銅板制成的MEB箱，并采用-40×4鍍鋅扁鋼將建筑物內(nèi)保護(hù)干線、設(shè)備進(jìn)線管等進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)均采用等電位卡箍方式。運動場館配套的淋浴間亦設(shè)置了局部等電位聯(lián)接。

5節(jié)能要求

節(jié)能作為電氣設(shè)計中的一個重要指標(biāo)，越來越受到設(shè)計人員的重視。本工程設(shè)計推薦使用高效節(jié)能的電氣設(shè)備。在照明節(jié)能方面，要求選用節(jié)能熒光燈具并使用電子鎮(zhèn)流器，燈具功率因數(shù)為在0.9以上；室內(nèi)大空間照明線路增設(shè)開關(guān)，位置適當(dāng)；近窗的燈具單設(shè)開關(guān)以充分利用自然光。各場所的照度及功率密度值嚴(yán)格按《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的相應(yīng)規(guī)定執(zhí)行。設(shè)備節(jié)能方面亦做出相關(guān)措施，如在為本樓供電的變壓器選用SCB10節(jié)能型變壓器等。

6 結(jié)語

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

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