五臺(tái)山南禪寺消防改造電氣設(shè)計(jì)

郝建平

(山西省忻州市建筑設(shè)計(jì)院，山西忻州 034000)

山西這塊歷史悠久的土地上，現(xiàn)存有大量的古代建筑，這些古建筑無論在數(shù)量上，還是其價(jià)值都居全國(guó)之首，故山西也被譽(yù)為中國(guó)地上文物博物館。山西現(xiàn)有古建筑達(dá)18處之多，其中有大量的國(guó)家級(jí)、省級(jí)及縣級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的文物單位。我國(guó)現(xiàn)有的6座唐代木結(jié)構(gòu)建筑其中4座就在山西，而在著名的世界文化遺產(chǎn)地五臺(tái)山就有2座，其中的南禪寺就是最為古老的木結(jié)構(gòu)古建筑鼻祖。南禪寺位于五臺(tái)縣城西南22 km處的陽(yáng)白鄉(xiāng)李家村附近，坐落在小銀河一側(cè)的河岸土崖上。廟宇坐北朝南，寺院由東西兩個(gè)小型院落組成。東院由3間正屋和10間東屋作為接待室和工作人員辦公室。西院為殿院，唐代建筑都在西殿院內(nèi)。西殿院南北長(zhǎng)60 m，東西寬51.3 m，是一進(jìn)四合院布局。共有殿堂12間，其中正南有清建觀音殿兼山門3間，正東有清建菩薩殿3間，正西有明建龍王殿3間，正北即為唐建大佛殿3間，大佛殿后是一片棗林和菜地。

1 現(xiàn)狀

作為亞洲第一古建筑，南禪寺歷經(jīng)千余年風(fēng)貌依然。然而近年來隨著旅游業(yè)的發(fā)展，五臺(tái)山申遺的成功，游人的增多，再加上緊鄰大殿東院工作人員日常生活用火和冬季采暖用火，消防隱患日益顯現(xiàn)。受山西省古建筑保護(hù)研究所和忻州市公安消防支隊(duì)防火處的委托，我單位就南禪寺這一千年古建筑進(jìn)行消防改造的設(shè)計(jì)。以下就該工程的消防改造電氣設(shè)計(jì)加以詳述。

2 消防電源供電等級(jí)確定

目前，我國(guó)就古建筑防火設(shè)計(jì)還沒有一部明確的法規(guī)，故無法確切定性古建筑物消防電源的供電等級(jí)。本工程水施提供的室外消防用水量為30 L/s。

在本設(shè)計(jì)中依據(jù)GB 50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第2.0.1條第二款“中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)，應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷供電”;GB 50016-2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范第11.1.1條第二款第(3)項(xiàng)“室外消防用水量大于25 L/s的其它公共建筑，其供電負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)”。根據(jù)以上兩款要求，確定本工程消防電源供電等級(jí)為二級(jí)負(fù)荷。

3 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

南禪寺的供電現(xiàn)狀:經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查，與南禪寺近鄰的李家村內(nèi)設(shè)一臺(tái)30 kVA油浸式桿上變壓器，由一回路10 kV農(nóng)網(wǎng)架空線路供電。南禪寺的供電電源為該變壓器低壓側(cè)總配電箱處引出一路380/220架空線路供電。

本次消防改造設(shè)計(jì)，給排水專業(yè)提供的各設(shè)備額定容量為:消火栓泵額定功率為30 kW兩臺(tái)(一用一備)，給水潛水泵額定功率為11 kW。消防控制設(shè)備和原有安防設(shè)備用電、日常辦公用電約10 kW。依據(jù)GB 50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第2.0.6條要求:“采用二級(jí)負(fù)荷供電的供電系統(tǒng)，宜由兩個(gè)回路供電。在用電負(fù)荷較小或偏遠(yuǎn)地區(qū)供電條件困難的場(chǎng)所，二級(jí)負(fù)荷可采用一回路6 kV及以上專用架空線路或電纜供電。當(dāng)供電電源采用架空線時(shí)，可采用一回路架空線路供電;當(dāng)供電電源采用電纜線路時(shí)，應(yīng)采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜均應(yīng)能夠承受100%的二級(jí)負(fù)荷。”南禪寺的原有供電系統(tǒng)不能滿足規(guī)范和本工程實(shí)際需要的要求。

本次設(shè)計(jì)在距西大殿北側(cè)大于40 m的菜地內(nèi)增設(shè)一臺(tái)S9-50 kVA桿上變壓器，10 kV電源由離此處約20 m的原有農(nóng)網(wǎng)10 kV架空線路引出，采用高壓電纜直埋地引至本工程主變臺(tái)，此路電源作為消防設(shè)備和正常照明用電的主電源。在變臺(tái)附近設(shè)低壓配電室。同時(shí)為滿足消防水泵、應(yīng)急照明和消防控制室等二級(jí)負(fù)荷用電，于低壓配電室相鄰處設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)房，柴油發(fā)電機(jī)容量選擇為50 kW。在消防泵房、消防控制室內(nèi)設(shè)雙電源自動(dòng)切換箱，由低壓配電室和柴油發(fā)電機(jī)雙電源供電，在配電線路的最末一級(jí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。消防用電設(shè)備的配電線路采用ZR-BV-500V銅塑線，且應(yīng)滿足火災(zāi)時(shí)連續(xù)供電的需要。線路敷設(shè)應(yīng)滿足:1)暗敷設(shè)時(shí)，穿金屬管或阻燃塑料管并敷設(shè)在不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)且保護(hù)層厚度不小于30 mm。2)明敷設(shè)時(shí)(包括敷設(shè)在吊頂內(nèi))，穿金屬管并采取防火保護(hù)措施。配電線路設(shè)短路保護(hù)，過負(fù)載保護(hù)和接地故障保護(hù)，同時(shí)應(yīng)滿足配電線路的過負(fù)載保護(hù)過負(fù)載時(shí)只作用于信號(hào)而不切斷電路。在低壓配電室供給消防用電設(shè)備的回路上設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，其信號(hào)引至消防控制室。

4 消防應(yīng)急照明

在消防控制室、消防水泵房、低壓配電室及發(fā)電機(jī)房、西院圍墻及東院走廊上，裝設(shè)消防應(yīng)急照明燈具，室外安裝的燈具應(yīng)做防雨淋保護(hù)措施。除西院圍墻及東院走廊外，其他部位的消防應(yīng)急照明按正常照明的照度設(shè)計(jì)。消防應(yīng)急照明均由設(shè)在低壓配電室的應(yīng)急照明雙電源自動(dòng)切換箱供電。所有應(yīng)急照明燈均應(yīng)設(shè)玻璃或其他不燃燒材料制作的保護(hù)罩。

5 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和消防控制室

依據(jù)GB 50116-98火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第3.1.1條“重點(diǎn)文物保護(hù)單位火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象等級(jí)為一級(jí)?！北竟こ袒馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)等級(jí)按一級(jí)設(shè)置。消防控制室設(shè)在東院10間東屋的第一間。消防控制室可接收各種探測(cè)器的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)及各種報(bào)警按鈕的動(dòng)作信號(hào)，顯示供消防設(shè)備用水的專用水池，水箱的水位;顯示消防設(shè)備的運(yùn)行狀況，聯(lián)動(dòng)控制有關(guān)的消防設(shè)備。

5.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

本設(shè)計(jì)采用集中報(bào)警控制系統(tǒng)。消防報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用兩總線環(huán)路的方式，以確保系統(tǒng)中任一點(diǎn)出現(xiàn)故障或斷線，均不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在東院辦公、接待室和西院東、西配殿及北面主殿設(shè)置感煙或感溫探測(cè)器及感煙探測(cè)器和火焰探測(cè)器組合。主殿為大于15°小于30°的人字形屋頂，屋脊處主梁凸出頂棚，其高度在200 mm～600 mm之間，考慮屋頂熱屏障和主梁的影響，探測(cè)器在主梁的兩側(cè)，探測(cè)器下表面距頂棚200 mm～300 mm處設(shè)置，數(shù)量依據(jù)規(guī)范要求的保護(hù)面積、保護(hù)半徑及梁對(duì)探測(cè)器保護(hù)面積的影響確定，探測(cè)器安裝傾斜角不應(yīng)大于45°。東、西配殿，東院正屋有不燃裝飾吊頂，東院東屋為平屋頂，探測(cè)器均吸頂裝置，個(gè)數(shù)按本規(guī)范要求確定。在西院東配殿北山墻和東院東屋走廊處各安裝一套帶電話插孔的手動(dòng)報(bào)警按鈕和聲光報(bào)警裝置，在室外地下消火栓井旁設(shè)消防栓按鈕箱。

5.2 消防聯(lián)動(dòng)控制

1)消火栓泵控制。平時(shí)管道系統(tǒng)有泄壓狀況時(shí)，穩(wěn)壓泵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水;有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于系統(tǒng)缺水嚴(yán)重，消防泵啟動(dòng)，也可以在現(xiàn)場(chǎng)通過消防栓按鈕直接啟動(dòng)消火栓泵;同樣在消防控制室也可以通過設(shè)在消防泵房消防泵電控柜內(nèi)的控制模塊自動(dòng)控制消防水泵的啟、停;并顯示其工作、故障狀態(tài);顯示報(bào)警按鈕的具體位置。消防控制室、消防泵房可手動(dòng)啟動(dòng)消火栓泵。

2)非消防電源控制。消防控制室在火災(zāi)確認(rèn)后斷開相關(guān)的非消防電源，以保證撲救火災(zāi)的安全。

3)火災(zāi)應(yīng)急照明控制?；馂?zāi)應(yīng)急照明平時(shí)采用就地控制，發(fā)生火災(zāi)時(shí)由消防控制室通過設(shè)在火災(zāi)應(yīng)急照明配電箱內(nèi)的控制模塊強(qiáng)制點(diǎn)亮火災(zāi)應(yīng)急照明燈具。

5.3 消防專用電話

消防控制室設(shè)置消防專用電話總機(jī)，在消防水泵房低壓配電室設(shè)消防專用電話分機(jī)，在手動(dòng)報(bào)警按鈕處裝電話塞孔。同時(shí)在消防控制室設(shè)置119報(bào)警電話。

5.4 系統(tǒng)接地

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)接地利用原建筑物的接地裝置作為其接地極，設(shè)獨(dú)立的引下線，引下線采用兩根截面為BV-35 mm2銅芯絕緣導(dǎo)線穿PVC40硬質(zhì)塑料管。其綜合接地電阻值不大于1 Ω。引至各消防電子設(shè)備專用接地線選用截面等于6 mm2銅芯絕緣導(dǎo)線穿PVC20硬質(zhì)塑料管沿地面暗敷設(shè)。

5.5 線路敷設(shè)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的信號(hào)傳輸線路和采用24 V電壓供電的控制線路，其導(dǎo)線截面選擇及電壓等級(jí)均應(yīng)滿足規(guī)范要求，傳輸線路穿金屬管沿頂棚、吊頂內(nèi)、墻面明敷設(shè)。明敷線的金屬管采用防火保護(hù)措施?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)傳輸線路和50 V以下供電的控制線路在明敷設(shè)時(shí)，做到盡量隱蔽，不破壞原有結(jié)構(gòu)，和周圍環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。古建筑具有易燃燒、火災(zāi)荷載大的特點(diǎn)，一旦發(fā)生火災(zāi)將造成無法挽回的損失。通過對(duì)南禪寺的消防改造，可以及時(shí)、準(zhǔn)確地在火災(zāi)發(fā)生初期進(jìn)行預(yù)報(bào)、撲滅，最大可能地減少損失，消除火災(zāi)隱患，讓這千年古剎綻放出奇光異彩。