淺談博物館的供配電設計

魏帥

（天津榮程祥泰投資控股集團有限公司 天津 300000）

1 某新建博物館工程的概況

某新建博物館項目總建筑面積為39998m2。共由兩個單體組成，1#樓為博物館主樓，層數(shù)6層，層高為41.3m，建筑面積為38858m2，l#樓1F為庫房，2～5F為展廳，6F為辦公樓，該大型博物館建筑，屬于一類公共建筑；2#樓為輔助用房，層數(shù)1層，層高為7m，建筑面積為1140m2。以下主要對博物館主樓（1#樓）的供配電設計進行分析。

2 博物館的供配電系統(tǒng)設計要點分析

（1）明確博物館的負荷等級。該新建博物館屬于一類公共建筑，其安防系統(tǒng)用電及珍貴展品展室照明用電屬于一級用電負荷中的特別重要負荷，變電所用電、消防用電設備、通信機房、生活水泵、排污泵等重要用電按一級負荷供電，有恒溫、恒濕要求的藏品庫、陳列室或陳列空間空調(diào)負荷也按一級用電負荷供電，展覽照明用電為二級負荷。其余用電按三級負荷供電。

（2）該新建博物館的供電電源設計分析。結(jié)合當?shù)毓╇姴块T的征詢意見，從市政引兩路10kV電源作為工作電源，兩路電源互為備用，10kV結(jié)線采用單母線分段形式，中間加手動聯(lián)絡開關(guān)，低壓0.4kV側(cè)為單母線分段，手動聯(lián)絡并設置機械和電氣聯(lián)鎖。在1#樓1F設置1個室內(nèi)主變電所，內(nèi)設2臺SCBH15-1250kVA非晶合金干式電力變壓器，供主樓用電；2#樓設置1個室內(nèi)分變電所，內(nèi)設2臺SCBH15-1250kVA非晶合金干式電力變壓器，供制冷機房及輔房用電。由于當?shù)叵啦块T要求不可在室內(nèi)庫房層設置柴油發(fā)電機，故為保證消防負荷及一級負荷中特別重要負荷的連續(xù)供電，在相鄰變電所處設計集中式應急電源（Emergency Power Supply EPS）作為備用電源，容量約為400kW，供電時間不小于180min。常用電源與備用電源之間必須防止并列運行，備用電源的啟動信號應來自正常電源主開關(guān)的輔助接點。

該新建博物館中2～5F為展廳層，為了滿足博物館日常及臨時展出的不確定性、布展的靈活性（特別一級文物的展出），強電系統(tǒng)在2～5F展廳層的每個防火分區(qū)均預留了負荷等級為一級的電源容量。

博物館的照明設計要點分析。

①光導照明設計要點分析。當今節(jié)能已受到人們特別關(guān)注，該新建博物館頂層（6F）辦公區(qū)域運用了光導照明系統(tǒng)，體現(xiàn)了綠色照明理念。

②普通照明設計要點。根據(jù)《博物館照明設計規(guī)范》規(guī)定，藏品庫房、照相室照明采用60W白熾燈（帶磨砂玻璃罩），藏品庫房、熏蒸室燈具開關(guān)設置在門外。

展廳、休息區(qū)、走廊、公共洗手間等區(qū)域采用智能照明控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計為集中控制、本地控制、定時控制三種方式：a.集中控制：以上區(qū)域通過以BUS總線連成一個網(wǎng)絡系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)所有回路的開關(guān)狀態(tài)均實時反饋在中央監(jiān)控界面上，通過監(jiān)控軟件也可對系統(tǒng)內(nèi)的任意回路進行控制。b.本地控制：所有受控區(qū)域通過本地的智能面板實現(xiàn)照明場景控制。c.定時控制：通過天文時鐘，時鐘控制器自動開啟或關(guān)閉照明，系統(tǒng)可根據(jù)不同區(qū)域的不同時段調(diào)取相對應的照明場景，使整個照明系統(tǒng)完全智能化運行。

③應急照明及疏散照明設計要點分析。博物館建筑屬人員密集場所，對應急照明及疏散照明安全性要求比較高，故消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)采用集中電源集中控制型系統(tǒng)，主機安裝于1F消防控制室，集中電源集中控制型消防應急照明燈具的應急工作時間不小于180min。集中電源集中控制型消防應急標志燈具有啟動頻閃功能，對危險區(qū)域的燈具標志進行調(diào)整，通向危險區(qū)域的出口燈關(guān)閉，點亮通向安全區(qū)域的出口燈，并進行語音提示，原指向危險區(qū)域的應急標志燈調(diào)整為指向安全區(qū)域。語音提示功能避免了人多擁擠、煙霧遮掩等障礙而看不清疏散指示及安全出口的位置，能更有效地指引人們往安全區(qū)域疏散。

（3）博物館的火災自動報警系統(tǒng)設計要點分析。①火災自動報警系統(tǒng)保護等級。根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，該建筑火災自動報警系統(tǒng)的保護等級按一級保護對象設置。設置集中報警控制系統(tǒng)，消防自動報警系統(tǒng)按兩總線設計，報警及控制信號引自1F消防控制室?；馂奶綔y器以智能感煙探測器為主；在各樓層主要出入口處設手動報警按鈕，手動火災報警按鈕旁設置電話塞孔，在手動火災報警按鈕上方設置聲光報警器，每個防火分區(qū)設置一個火災顯示盤。消防控制室設置消防專用電話總機，配電室、通風和空調(diào)機房、弱電機房等與消防設備有關(guān)的機房設置消防專用電話分機。②氣體滅火控制系統(tǒng)設計要點分析。在1F重要庫房設氣體滅火系統(tǒng)。當系統(tǒng)任意一路報警時，警鈴鳴響，火警信號傳至氣體自動滅火控制盤，氣體自動滅火控制盤發(fā)出聯(lián)動信號聯(lián)動防火閥、空調(diào)、門禁、照明等設備。當兩路探測器同時報警時，聲光報警動作，警告氣體將要釋放，保護區(qū)內(nèi)所有人員應立即疏散。氣體自動滅火控制盤發(fā)出氣體釋放信號，啟動儲瓶主動瓶電磁閥，釋放滅火氣體，氣體自動滅火控制盤接收到氣體管道上的壓力開關(guān)反饋氣體釋放信號，氣體釋放信號燈點亮，警告保護區(qū)外人員不要進入保護區(qū)。氣體會在10s內(nèi)完全淹沒充斥整個保護區(qū)域。在整個系統(tǒng)工作過程中，氣體自動滅火控制盤將滅火系統(tǒng)故障、預報警信號、氣體釋放信號傳至火災報警中心。③消防炮滅火系統(tǒng)。在入口門廳和中庭處設消防炮滅火系統(tǒng)。自動跟蹤定位消防炮滅火系統(tǒng)設有自動控制、手動控制和遠程控制三種控制方式：a.在其受保護的空間場所內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)有火源，則消防炮自動尋找火源，瞄準火源的具體位置后，打開水泵及電動閥門，進行準確的射水滅火，滅火后自動停止。若有新的火源發(fā)生，則重復以上的射水滅火動作。b.中控室遠程控制，值班室人員通過消防控制臺上的監(jiān)視器圖像信號，及時掌握現(xiàn)場火災情況。若發(fā)現(xiàn)受保護空間場所內(nèi)有火源發(fā)生，則值班室人員可通過消防炮控制臺操作消防炮自動對準火源，通過控制臺上的面板按鍵直接啟動水泵及電動閥進行射水滅火。c.火災時可利用“手動控制盤”對消防炮進行操縱，實施滅火。d.防火剩余電流動作報警系統(tǒng)。防火剩余電流動作報警系統(tǒng)是一個相對獨立的系統(tǒng)，由剩余電流互感器（模塊）、區(qū)域報警器和電氣火災集中報警系統(tǒng)主機組成。在消防控制中心設報警系統(tǒng)主機，主機通過網(wǎng)關(guān)標準化接口（RS-232或RS-485）分別與FAS主機、電力監(jiān)控系統(tǒng)主機互連，配置專用監(jiān)控軟件。

3 博物館的防雷接地及其節(jié)能措施

（1）博物館的防雷接地。根據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057-2010）規(guī)定，博物館屬于大型展覽和博覽建筑物，所以定性為第二類防雷建筑物。①防雷措施。a.防直擊雷：該建筑對防直擊雷采用在建筑物裝設25mm×4mm熱鍍鋅扁鋼做接閃器，沿屋面、屋脊及屋頂女兒墻明敷設。b.防雷電感應：為防雷電波入侵，進出建筑物的各種金屬管道及電器設備的接地裝置應在進出口處與防雷接地裝置可靠連接。c.浪涌保護：電子信息系統(tǒng)的雷電防護等級為B級。為防止過電壓對電氣設備造成損害，在各級低壓電源進線處設置相應的電涌保護器。②接地系統(tǒng)。該新建博物館采用聯(lián)合接地方式，利用大樓基礎樁基及承臺內(nèi)主鋼筋作接地極，要求接地電阻不大于1Ω。低壓配電系統(tǒng)的接地型式采用TN-S制，凡正常情況下不帶電的電氣設備的金屬外殼均應與PE線做可靠連接，嚴禁PE線和N線連接。

（2）博物館的節(jié)能措施。具體表現(xiàn)為：①合理設置能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)。其可以對冷熱源、輸配電系統(tǒng)和照明系統(tǒng)等部分能耗進行獨立分項計量，設置耗電量、耗氣量、耗水量遠程智能化抄表系統(tǒng)，具有實時監(jiān)測、能源計費、統(tǒng)計分析、報表生成、運營管理、節(jié)能診斷等功能，使建筑機電設備運行能耗顯著降低，為業(yè)主實現(xiàn)內(nèi)部經(jīng)濟核算提供參考依據(jù)。同時留有與BA系統(tǒng)進行通信的接口。②合理設置智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)。設置一套智能化電網(wǎng)管理系統(tǒng)，其功能包括繼電保護、計量和數(shù)據(jù)采集、操控和狀態(tài)顯示等功能，在1F 10/0.4kV變配電所值班室設置中央控制計算機，對變配電系統(tǒng)進行集中監(jiān)控，監(jiān)測中、低壓進出線開關(guān)的分、合閘狀態(tài)及故障報警，監(jiān)測中壓進出線回路的電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率及趨勢圖和歷史數(shù)據(jù)記錄，監(jiān)測低壓進出線回路的電流、電壓、電能趨勢和歷史數(shù)據(jù)記錄，設置變壓器線圈溫度顯示、超高溫報警、運行時間累計及強制風冷風機運行狀態(tài)顯示，檢測EPS系統(tǒng)運行和狀態(tài)。同時留有與BA系統(tǒng)和能耗檢測管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的通信接口。③照明系統(tǒng)。在博物館頂層（6F）辦公區(qū)域運用了光導照明系統(tǒng)；公共照明及辦公照明燈具以TS直管熒光燈及緊湊型熒光燈或LED燈為主，熒光燈采用電子鎮(zhèn)流器，既提高了功率因數(shù)，又降低了能耗。在設計中嚴格按照相關(guān)規(guī)定的照明節(jié)能的功率密度值（目標值）進行設計。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會的進步發(fā)展，如今對文物展出環(huán)境（博物館）要求越來越高。為了保障博物館運營的安全，必須保證博物館的供配電可靠性及其經(jīng)濟效益，因此本文結(jié)合某新建博物館進行了探討分析，并論述了博物館的防雷接地及其節(jié)能措施。

[1]蔡英琪.上海自然博物館電氣設計[J].現(xiàn)代建筑電氣，2017（06）.