淺談國(guó)家圖書(shū)館改擴(kuò)建工程電氣改造要點(diǎn)

孫海龍 / 陳 琪 / 宋大偉 / 程培新

(中國(guó)建筑設(shè)計(jì)院有限公司， 北京 100044)

1 概述

既有建筑改造工程是指將原有建筑或構(gòu)筑物局部拆除，再按新的用途和要求進(jìn)行建筑安裝的工程。按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，公共建筑設(shè)計(jì)使用年限通常為50年。從實(shí)際使用情況來(lái)看，建筑主體結(jié)構(gòu)可滿足50年及以上的使用年限，但以國(guó)內(nèi)目前的工藝水準(zhǔn)，水暖管道、電線電纜、配電箱(柜)等機(jī)電設(shè)備的使用壽命通常只有20～30年，所以上世紀(jì)80年代的既有建筑已陸續(xù)進(jìn)入改造期。

2 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

國(guó)家圖書(shū)館是文化部直屬社會(huì)公益性事業(yè)單位，是一家綜合性研究圖書(shū)館，同時(shí)又是綜合性公共圖書(shū)館。國(guó)家圖書(shū)館是國(guó)家的總書(shū)庫(kù)，并集中了文獻(xiàn)資料信息的采編、加工、存儲(chǔ)及典藏等多項(xiàng)功能，是世界藏中文圖書(shū)(刊)最豐富的圖書(shū)館。南區(qū)(一期)工程于1987年正式開(kāi)館，總建筑面積約14萬(wàn)m2，由15棟單體建筑組成建筑群體。二期工程建成后，南區(qū)(一期)主要服務(wù)以科學(xué)研究型人群為主，二期以公共性服務(wù)為主。

南區(qū)(一期)工程占地7.42ha，綠地率30%?？偛貢?shū)量2 300萬(wàn)余冊(cè)，閱覽座位3 000位，讀者日均流量1.4萬(wàn)人次，全年接待讀者約450萬(wàn)人次。主館區(qū)布置在東西側(cè)及南側(cè)，行政區(qū)布置在北側(cè)，展覽廳與報(bào)告廳在東側(cè)，動(dòng)力站房在西北側(cè)。外立面以白色水泥剁斧石為基座，墻面為淡藍(lán)色小面磚，配以孔雀藍(lán)琉璃瓦的大屋頂。

3 國(guó)家圖書(shū)館一期維修改造工程總體改造原則

1)本次維修改造工程的原則是：在保持原建筑結(jié)構(gòu)基本不變的前提下，“外觀修繕見(jiàn)新，功能調(diào)配合理，陳舊設(shè)備更新，系統(tǒng)配置完善，節(jié)能改造見(jiàn)效，館藏圖書(shū)安全”。

2)通過(guò)維修改造，使建筑物外觀基本保持原有建筑風(fēng)格；內(nèi)部使用功能得到優(yōu)化和保障；使用環(huán)境進(jìn)一步舒適、環(huán)保和節(jié)能；管理進(jìn)一步便捷高效；設(shè)施更加先進(jìn)、安全、可靠。

3)在建筑整體格局上，維修改造要充分尊重原有建筑的風(fēng)貌和結(jié)構(gòu)體系。

4)該建筑自投入使用至今20多年，相比當(dāng)初的設(shè)計(jì)規(guī)范，現(xiàn)行規(guī)范已發(fā)生很大變化。本次改造應(yīng)在尊重歷史、尊重建筑現(xiàn)有條件的情況下，分析存在的問(wèn)題，分析各系統(tǒng)改造的可行性，進(jìn)而得出科學(xué)合理的改造方案。

5)根據(jù)圖書(shū)館事業(yè)發(fā)展，國(guó)家圖書(shū)館正在對(duì)一期、二期、古籍館的業(yè)務(wù)格局進(jìn)行重新合理規(guī)劃。

4 技術(shù)難點(diǎn)

4.1 需執(zhí)行新規(guī)范、新標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家圖書(shū)館設(shè)計(jì)于上世紀(jì)80年代，2011年改造時(shí)現(xiàn)行規(guī)范與建造時(shí)的規(guī)范相比已經(jīng)發(fā)生很大變化，現(xiàn)場(chǎng)踏勘時(shí)發(fā)現(xiàn)多個(gè)位置采用鋁質(zhì)電纜，腐蝕、老化嚴(yán)重。重新設(shè)計(jì)時(shí)需執(zhí)行《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 16-2008)、《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50116-98)、《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034-2004)(設(shè)計(jì)時(shí)2013版未出)、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50045-95)(2005年版)等現(xiàn)行規(guī)范。對(duì)比老規(guī)范，新規(guī)范在理念上更新很大，引入了很多新產(chǎn)品、新技術(shù)，電氣專業(yè)在考慮機(jī)房、管井及強(qiáng)弱電系統(tǒng)的配置情況時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行新規(guī)范。

4.2 機(jī)房、電氣豎井

電氣機(jī)房及強(qiáng)、弱電豎井的合理設(shè)置是電氣專業(yè)整個(gè)改造過(guò)程中的基礎(chǔ)及關(guān)鍵，在初步設(shè)計(jì)開(kāi)始前，一定要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，充分了解機(jī)房、管井的設(shè)置現(xiàn)狀。在了解現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，考慮機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，針對(duì)建筑初步設(shè)計(jì)條件圖研究對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的要求，特別是根據(jù)圖中現(xiàn)有機(jī)房、管道井的位置和面積分析對(duì)其進(jìn)行改造的可行性，提出修改意見(jiàn)；提出新增加的機(jī)房和管道井的大致面積和初步位置、大型設(shè)備的吊裝孔位置和尺寸要求以及對(duì)運(yùn)輸通道的要求、對(duì)建筑方案修改的其他建議等。

國(guó)家圖書(shū)館改造工程各子項(xiàng)內(nèi)配電間設(shè)置情況尚可，每個(gè)子項(xiàng)基本有配置，但面積不足，需根據(jù)新規(guī)劃的配電柜數(shù)量與建筑專業(yè)協(xié)調(diào)增設(shè)面積，個(gè)別子項(xiàng)根據(jù)電源進(jìn)線方向適當(dāng)調(diào)整位置。

國(guó)家圖書(shū)館改造工程各子項(xiàng)的現(xiàn)狀電氣豎井情況不理想，僅高層建筑設(shè)有強(qiáng)電豎井且無(wú)弱電豎井，多層建筑則均無(wú)強(qiáng)、弱電豎井。按現(xiàn)行規(guī)范要求，所有子項(xiàng)均需要設(shè)置強(qiáng)電及弱電豎井。建筑布局調(diào)整后，既要增設(shè)強(qiáng)、弱電豎井，又要盡量減少對(duì)建筑功能的影響顯得較為困難。在初步設(shè)計(jì)初期階段，經(jīng)過(guò)反復(fù)與建筑專業(yè)協(xié)調(diào)，結(jié)合核心筒、電梯間、樓梯間等位置設(shè)置電氣豎井的方案較為合理，可保證豎向?qū)R貫通。個(gè)別子項(xiàng)則很難做到豎向?qū)R，不得已進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

4.3 外部條件

電氣專業(yè)應(yīng)結(jié)合本工程的實(shí)際情況，針對(duì)甲方提供的外部資料(設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求、外部市政資料等)進(jìn)行本工程適用性的復(fù)核，對(duì)于不滿足或缺少的內(nèi)容，向項(xiàng)目經(jīng)理提出文字需求意見(jiàn)，由項(xiàng)目經(jīng)理向甲方索要。

林雪川表示，自己抓著黎永蘭繼續(xù)往河邊走去，在走了一段路之后，黎永蘭咬了林雪川的左大臂，林雪川于是順勢(shì)左右手一起往黎永蘭的頭上打去，黎永蘭就往后面倒下，腦部著地。

5 設(shè)計(jì)思路及實(shí)施

國(guó)家圖書(shū)館改擴(kuò)建工程的設(shè)計(jì)范圍為：變配電系統(tǒng)、電力配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，各智能化系統(tǒng)由甲方另行委托設(shè)計(jì)。

5.1 照明

照明設(shè)計(jì)依據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034-2004)的規(guī)定，并參考《圖書(shū)館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 38-99)表7.3.2中的規(guī)定。書(shū)庫(kù)照明是本工程照明設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

1)書(shū)庫(kù)照明宜選用不出現(xiàn)眩光的燈具、書(shū)架上非截光型燈具照明。

2)燈具與圖書(shū)資料等易燃物的垂直距離不應(yīng)小于0.5m。

3)書(shū)庫(kù)照明宜分區(qū)分架控制，書(shū)架通道照明應(yīng)有單獨(dú)開(kāi)關(guān)，通道兩端都有通道時(shí)應(yīng)設(shè)雙控開(kāi)關(guān)。

4)為提高底層書(shū)架的垂直照度，書(shū)庫(kù)地面宜采用反射系數(shù)高，無(wú)光澤的建筑材料做飾面。既可以增加地面的反射比，也不會(huì)產(chǎn)生反射眩光。

5)電源總開(kāi)關(guān)應(yīng)設(shè)于書(shū)庫(kù)外，凡采用金屬書(shū)架并在其上敷設(shè)AC 220V電源線路，安裝燈具及其開(kāi)關(guān)插座的書(shū)庫(kù)，必須設(shè)置剩余電流保護(hù)裝置。

綜合書(shū)庫(kù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及書(shū)庫(kù)實(shí)際情況，改造設(shè)計(jì)中書(shū)庫(kù)照明的控制采用頂部設(shè)置照明感應(yīng)器的方式控制，所有書(shū)架照明感應(yīng)器位置通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，要求人走進(jìn)書(shū)架通道一步方可亮燈，主通道及隔壁通道人員行走不會(huì)觸發(fā)感應(yīng)開(kāi)關(guān)，探測(cè)器探測(cè)直徑：2m≤D≤8m，可調(diào)。后期驗(yàn)收實(shí)際測(cè)試表明此控制方式表現(xiàn)良好，并得到了館方使用人員的肯定。

5.2 變電所

國(guó)家圖書(shū)館變電所改造于2007年，因經(jīng)費(fèi)有限，本著節(jié)約的原則，能利用的設(shè)備盡量利用。經(jīng)與甲方協(xié)商確定高壓柜、變壓器不進(jìn)行更換，低壓柜全部重新設(shè)計(jì)，拆除下來(lái)的框架、塑殼斷路器返廠認(rèn)證合格后可繼續(xù)利用。

變電所作為所有子項(xiàng)中最后改造的項(xiàng)目，改造時(shí)大部分單體建筑已投入試運(yùn)行。如何既保證變電所的正常施工，又保證各單體建筑的正常用電，是變電所改造的難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)與甲方、總包單位反復(fù)溝通，確定了3組(6臺(tái))變壓器分3次進(jìn)行改造的方案。每次只改1組(2臺(tái))變壓器，改造此組變壓器時(shí)，需將其所帶負(fù)荷分散至另外2組變壓器。

5.3 防雷接地

本項(xiàng)目為修繕、改造工程，防雷、接地只能利用原建筑現(xiàn)有的防雷接地系統(tǒng)。原建筑設(shè)計(jì)時(shí)要求基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)在一起。

1)現(xiàn)有的防雷接地測(cè)試點(diǎn)，初步調(diào)查共26點(diǎn)。

2)原有建筑接地系統(tǒng)為TN-C系統(tǒng)，這次修繕需改造為TN-S系統(tǒng)。

3)原有建筑屋頂避雷網(wǎng)，本次僅進(jìn)行修繕，更換其銹蝕部分。突出屋面的所有金屬構(gòu)件均應(yīng)與避雷帶可靠焊接。

4)原有建筑防雷引下線因暗敷在柱子或墻內(nèi)，本次修繕不做修改。

5)本次改造，變電室的高壓柜及變壓器不做改動(dòng)，在變電所設(shè)置MEB。在一層外墻的室內(nèi)，距頂板0.2m處，敷設(shè)40×4(mm)熱鍍錫扁銅，與原有建筑防雷接地測(cè)試點(diǎn)連接，形成國(guó)家圖書(shū)館整個(gè)建筑群的MEB，此處MEB與變電所的MEB聯(lián)結(jié)。同時(shí)使國(guó)家圖書(shū)館成為一個(gè)總等電位建筑。

6)建筑物強(qiáng)、弱電共用接地裝置，所有強(qiáng)、弱電接地，水、暖、電進(jìn)出戶金屬管線均用WDZ-BYJF-750V-1×25mm2PC32與MEB聯(lián)結(jié)。

7)每棟建筑配電室內(nèi)距地0.2m，敷設(shè)一圈40×4(mm)鍍鋅扁鋼，并連接上述MEB及配電柜下的基礎(chǔ)槽鋼，配電室內(nèi)另設(shè)一個(gè)接地端子箱。

8)每棟建筑配電室內(nèi)接地端子箱引出2～4根40×4(mm)鍍鋅扁鋼分別引至所在樓內(nèi)的強(qiáng)、弱電豎井。

9)各層強(qiáng)、弱電井分別敷設(shè)一圈40×4(mm)鍍鋅扁鋼(距地0.2m,明敷)，并垂直敷設(shè)2根40×4(mm)鍍鋅扁鋼。

10)國(guó)家圖書(shū)館所有防雷接地測(cè)試點(diǎn)的接地電阻要求小于0.5Ω，實(shí)測(cè)不滿足要求時(shí)，從現(xiàn)有防雷接地測(cè)試點(diǎn)處引出接地端子，補(bǔ)打接地極。

6 結(jié)束語(yǔ)

改造建筑不同于新建建筑，受場(chǎng)地、建筑等現(xiàn)狀條件制約較多。良好的改造設(shè)計(jì)必須建立在充分的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研之上，只有充分了解現(xiàn)狀，才能因地制宜制定出合理的改造方案。本文列出的幾個(gè)系統(tǒng)僅為改造工程中眾多系統(tǒng)中的幾個(gè)代表，僅供同行參考，有不當(dāng)處敬請(qǐng)諒解。

[1] 中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院主編. 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范(JGJ 16-2008)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[2] 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局，中華人民共和國(guó)建設(shè)部.高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(2005年版)(GB 50045-95)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2005.

[3] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB 50034-2004)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

[4] 中國(guó)建筑西北設(shè)計(jì)研究院主編.圖書(shū)館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范(JGJ 38-99)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999.