某職業(yè)學(xué)院圖書館電氣設(shè)計(jì)

景 利 學(xué)

(甘肅省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司, 甘肅 蘭州 730030)

0 引 言

圖書館是滿足讀者方便地查詢文獻(xiàn)信息資源,為其學(xué)習(xí)和科學(xué)研究提供現(xiàn)代化服務(wù)的重要場(chǎng)所。合理的電氣設(shè)計(jì)是保證圖書館舒適、便捷、安全使用的必要條件。圖書館供配電系統(tǒng)應(yīng)簡單可靠,照明質(zhì)量達(dá)標(biāo),發(fā)生火災(zāi)時(shí)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出報(bào)警信號(hào),并有效引導(dǎo)人員疏散[1-6]。

1 項(xiàng)目概況

某圖書館總建筑面積為35 118 m2,建筑高度為38.4 m,地下1層,地上6層,藏書量10萬冊(cè),包含一座中型劇場(chǎng),屬于一類高層公共建筑,-1F為平戰(zhàn)結(jié)合,平時(shí)為汽車庫及密集書庫,戰(zhàn)時(shí)為二等人員掩蔽部工程;1F為電子檢索室、開架閱覽室、管理用房、劇場(chǎng)及其輔助用房等功能房間;2F、3F為閱覽室;4F、5F為閱覽室、電子閱覽室;6F為學(xué)術(shù)報(bào)告廳及辦公用房。

2 電氣設(shè)備用房

通過對(duì)學(xué)院統(tǒng)一規(guī)劃,圖書館主供及備供電源分別引自行政樓-1F車庫變配電室及柴油發(fā)電機(jī)房,戰(zhàn)時(shí)電源采用鎧裝電纜室外埋地敷設(shè)的方式由行政樓戰(zhàn)時(shí)柴油發(fā)電機(jī)房經(jīng)防爆波電纜井引入。圖書管的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制總線引至行政樓1F消防控制中心,通信接入大對(duì)數(shù)電纜由行政樓通信運(yùn)營商機(jī)房引入,校園網(wǎng)及設(shè)備網(wǎng)光纖由行政樓智能化中心機(jī)房引入,除戰(zhàn)時(shí)電源供電電纜外的電力電纜、消防總線、弱電光纖及電纜均采用室外電纜溝布線,強(qiáng)弱電電纜分別布置在電纜溝的兩側(cè)支架上,主供電纜與備供電纜敷設(shè)在電纜溝不同層架上。在圖書管1F設(shè)置單體配電間及弱電匯聚間,配電間用于電能二次分配、集中計(jì)量及配電回路集中切斷非消防電源,弱電匯聚間用于放置網(wǎng)絡(luò)匯聚交換設(shè)備、弱電及消防系統(tǒng)區(qū)域分機(jī)等設(shè)備。依據(jù)建筑布局、防火分區(qū)劃分及電氣負(fù)荷分布,圖書館內(nèi)設(shè)置3處電氣豎井(1#～3#),每處電氣豎井包括1間電信間、1間消防電力電纜強(qiáng)電井和1間非消防電力電纜強(qiáng)電井,電氣豎井的面積經(jīng)過設(shè)備布置,經(jīng)濟(jì)適用。電氣設(shè)備用房位置示意如圖1所示。

圖1 電氣設(shè)備用房位置示意(mm)

3 供配電系統(tǒng)

3.1 負(fù)荷分類

該工程消防用電設(shè)備(火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制裝置、火災(zāi)應(yīng)急及疏散指示燈、防煙及排煙設(shè)施、自動(dòng)滅火設(shè)施、消防水泵、電動(dòng)防火卷簾以及閥門等)、走道照明設(shè)備、客梯、潛污泵、安防監(jiān)控等電子信息設(shè)備,以及計(jì)算機(jī)檢索用電為一級(jí)負(fù)荷;其他未有特殊要求者均為三級(jí)負(fù)荷。

3.2 供配電系統(tǒng)

根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件及供電局批復(fù)的供電協(xié)議,采用一路10 kV電源供電,在行政樓-1F設(shè)置變配電室,裝機(jī)容量為3 200 kVA,服務(wù)于行政樓及圖書館。2臺(tái)變壓器低壓母線設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān),手動(dòng)操作,當(dāng)一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí),另一臺(tái)變壓器可承擔(dān)兩棟單體的全部一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷。圖書館電氣設(shè)備總安裝功率為3 147 kW,計(jì)算有功功率為1 260 kW;一級(jí)負(fù)荷安裝功率為711 kW,其中消防負(fù)荷安裝功率為387 kW。貼臨變配電室設(shè)置一座柴油發(fā)電機(jī)房,內(nèi)設(shè)一臺(tái)600 kW快速自起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組,為兩棟單體的一級(jí)負(fù)荷提供備用電源。柴油發(fā)電機(jī)組收到市電中斷信號(hào)后自起動(dòng),并在30 s內(nèi)完成供電。圖書館內(nèi)安防監(jiān)控及電子信息設(shè)備設(shè)置集中不間斷電源(UPS),用以改善電能質(zhì)量及實(shí)現(xiàn)電源的無縫切換;圖書館內(nèi)智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)急電源(EPS)集中電池站,保證電源的可靠性及柴油發(fā)電機(jī)組起動(dòng)前的短時(shí)供電。

3.3 低壓配電系統(tǒng)

劇場(chǎng)、制冷機(jī)房等大功率用電場(chǎng)所由變配電室放射式供電,新風(fēng)機(jī)、普通照明采用樹干式供電,消防設(shè)備及其他重要負(fù)荷電源在單體配電間采用雙干線放射式供電,消防設(shè)備在最末一級(jí)配電箱處自動(dòng)切換。

4 照明系統(tǒng)

4.1 應(yīng)急疏散照明

采用數(shù)字點(diǎn)式監(jiān)控智能消防應(yīng)急疏散照明指示系統(tǒng),監(jiān)控主機(jī)設(shè)于行政樓消防控制中心,在圖書館1F單體配電間設(shè)置一臺(tái)7.5 kVA EPS集中電池站,在每個(gè)防火分區(qū)消防電力電纜強(qiáng)電井內(nèi)安裝一臺(tái)安全電壓型分配電裝置,分配電裝置主供電源引自電池站,備供電源引自相應(yīng)防火分區(qū)內(nèi)消防配電箱。智能消防應(yīng)急疏散照明指示系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),根據(jù)火災(zāi)區(qū)域制定最優(yōu)疏散線路,調(diào)整疏散指示燈方向,引導(dǎo)人員安全快速地逃離火災(zāi)區(qū)域,應(yīng)急疏散照明均采用LED光源燈具。

4.2 正常照明

該工程照明質(zhì)量及照明功率密度值要滿足GB 50034—2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[7]、JGJ 38—2015《圖書館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]的要求。采用DIALUX軟件進(jìn)行仿真計(jì)算,裝飾性燈具總功率的50%計(jì)入照明功率密度值進(jìn)行計(jì)算。走廊、樓梯間等人員短暫停留并快速通過的場(chǎng)所采用LED光源燈具;閱覽室、辦公用房采用稀土三基色格柵熒光燈或燈膜;劇場(chǎng)等大空間采用配節(jié)能電感鎮(zhèn)流器的金鹵燈,燈具自帶電容補(bǔ)償;景觀照明、泛光照明均采用LED光源燈具;劇場(chǎng)舞臺(tái)燈具由專業(yè)廠家提供,舞臺(tái)燈具及舞臺(tái)機(jī)械配置有源濾波及無功補(bǔ)償一體柜[8]。公共場(chǎng)所照明采用C-BUS智能照明控制系統(tǒng),配置移動(dòng)探測(cè)器和光感探測(cè)器,以便控制節(jié)能。

5 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

5.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

采用控制中心報(bào)警系統(tǒng),消防控制中心設(shè)置在行政樓,圖書管1F值班管理間設(shè)置2臺(tái)火災(zāi)區(qū)域報(bào)警控制器及消防電源盤,區(qū)域報(bào)警控制器與消控中心主機(jī)采用光纖通信,消防廣播線、消防電話線、直線聯(lián)動(dòng)線引至消控中心。圖書管中庭凈高為13.1 m,劇場(chǎng)舞臺(tái)凈高為21.6 m,均設(shè)有消防水炮。依據(jù)GB 50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[9]第12.4.1條,高度大于12 m的空間場(chǎng)所,宜同時(shí)選擇兩種及以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測(cè)器。中庭在距地面6.5 m及12.6 m處分別設(shè)置一組線性光束感煙探測(cè)器,分層設(shè)置的探測(cè)器交錯(cuò)布置。水專業(yè)選用的消防水炮具有紅外傳感探測(cè)及視頻成像功能,可輔助火災(zāi)探測(cè)器及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)火源。劇場(chǎng)觀眾席凈高為4.7～9.2 m,在吊頂上吸頂安裝典型感煙火災(zāi)探測(cè)器,劇場(chǎng)舞臺(tái)距地面6.8 m、13.1 m及21 m處分別設(shè)置兩組線性光束感煙探測(cè)器,探測(cè)器的安裝與舞臺(tái)設(shè)備安裝密切配合,防止對(duì)射光路被幕布或舞臺(tái)機(jī)械遮擋,在劇場(chǎng)后天橋下方設(shè)置管路吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器。上述兩種探測(cè)器結(jié)合消防水炮,可及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)火源。劇場(chǎng)火災(zāi)探測(cè)器的布置示意如圖2所示。

圖2 劇場(chǎng)火災(zāi)探測(cè)器布置示意(mm)

5.2 管路吸氣式感煙探測(cè)器

管路吸氣式感煙探測(cè)器設(shè)置在標(biāo)高11.4 m 1F側(cè)天橋底及標(biāo)高17.5 m 2F側(cè)天橋底,圍繞舞臺(tái)一圈并作豎向延伸。探測(cè)器為主動(dòng)抽氣式探測(cè)器,由主機(jī)引出4根空氣導(dǎo)管,總長為180 m,導(dǎo)管上每隔2.5 m設(shè)置一處毛細(xì)軟接頭,用于設(shè)置采樣孔。主機(jī)吸氣泵的功率應(yīng)與管路長度相匹配,以防氣流速率過低,造成煙霧延緩報(bào)警。每套探測(cè)器附氣流量傳感器,可設(shè)定進(jìn)氣上下限值,采樣管路任何接頭處均需完全密封,以防發(fā)生漏氣現(xiàn)象而造成誤判,完成后必須先清管才能接上探測(cè)器主機(jī),故探測(cè)器應(yīng)具有灰塵過濾裝置。管路吸氣式感煙探測(cè)器的設(shè)計(jì)和安裝可參考圖集14X505-1《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范圖示》[10]。管路吸氣式感煙探測(cè)器系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 管路吸氣式感煙探測(cè)器系統(tǒng)

5.3 自動(dòng)跟蹤定位射流消防水炮

劇場(chǎng)內(nèi)共設(shè)置4套自動(dòng)跟蹤定位射流消防水炮,每套水炮配置一組模擬末端解碼控制器。4套水炮共設(shè)置一個(gè)智能區(qū)域控制箱。智能區(qū)域控制箱自帶手動(dòng)控制盤及通訊功能,在劇場(chǎng)主入口處距地1.4 m掛墻安裝,可實(shí)現(xiàn)水炮的自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制和消控室遠(yuǎn)程控制。消防水炮系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 消防水炮系統(tǒng)

6 通信網(wǎng)絡(luò)及綜合布線系統(tǒng)

6.1 通信接入系統(tǒng)

在行政樓-1F設(shè)置通信運(yùn)營商機(jī)房,公網(wǎng)語音、互聯(lián)網(wǎng)、校園網(wǎng)接入光纜及通信電纜由市政接入,滿足電信、移動(dòng)、聯(lián)通、廣電等多家電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者平等接入。運(yùn)營商機(jī)房內(nèi)設(shè)置網(wǎng)關(guān),敷設(shè)一根100對(duì)大對(duì)數(shù)通信電纜至圖書館1F弱電匯聚間,匯聚間及每層電信間設(shè)置110配電架。在行政樓1F設(shè)置學(xué)院智能化中心機(jī)房,由中心機(jī)房核心交換機(jī)至圖書館1F弱電匯聚間敷設(shè)2根24芯室外單模光纖。

6.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

根據(jù)校園信息化建設(shè)的業(yè)務(wù)需求,校園計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),3層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架(由核心層、匯聚層、接入層組成)。接入層均采用支持千兆上聯(lián)的千兆交換機(jī),匯聚層采用支持萬兆上聯(lián)的千兆交換機(jī),核心層采用模塊化多業(yè)務(wù)功能的雙核心交換機(jī)。匯聚交換機(jī)將校園核心業(yè)務(wù)(計(jì)算機(jī)、多媒體教學(xué)、無線AP等)與設(shè)備網(wǎng)(安防、校園廣播、能耗、樓控、燈控等)分開設(shè)置,利于施工及后期的運(yùn)維管理[11]。

6.3 綜合布線系統(tǒng)

綜合布線系統(tǒng)由工作區(qū)、配線子系統(tǒng)、干線子系統(tǒng)、設(shè)備間、管理等組成。綜合布線工作區(qū)的劃分及布點(diǎn)原則依據(jù)GB 50311—2016《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[12]附錄5.1確定。網(wǎng)絡(luò)工作區(qū)布線采用6類8芯UTP雙絞線,沿垂直水平封閉式金屬橋架敷設(shè),電纜長度不超過90 m,語音采用5e類8芯UTP雙絞線。電信間設(shè)標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)柜,內(nèi)有光纖連接裝置、接入層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、電纜配線架等設(shè)備。傳輸數(shù)據(jù)的垂直干線采用多模光纜,傳輸語音的垂直干線采用大對(duì)數(shù)通信電纜,垂直干線沿電信間內(nèi)的垂直橋架敷設(shè)。設(shè)備間系統(tǒng)設(shè)于弱電匯聚間,由光纖連接裝置、匯聚交換機(jī)、總配線架、跳線等組成[13-14]。

7 結(jié) 語

圖書館建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)著重注意以下問題:

(1) 可靠的供配電系統(tǒng)是圖書館正常運(yùn)行以及事故狀態(tài)下開展應(yīng)急救援工作的基礎(chǔ)條件。

(2) 照明設(shè)計(jì)及燈具的選取必須滿足國家規(guī)范要求的照明質(zhì)量、照明功率密度值,符合綠色節(jié)能的政策要求。

(3) 大空間及劇場(chǎng)舞臺(tái)的復(fù)雜性是圖書館火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn),合理選擇火災(zāi)探測(cè)器的形式,可及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)火情,并發(fā)出預(yù)警信息。

(4) 智能化系統(tǒng)是現(xiàn)代圖書館安全、便捷使用的必備條件。

[1]圖書館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范:JGJ38—2015[S].

[2]教育建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范:JGJ310—2013[S].

[3]民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范:JGJ16—2008[S].

[4]圖書館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范:JGJ38—2015[S].

[5]供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范:GB50052—2009[S].

[6]低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范:GB50054—2011[S].

[7]建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):GB50034—2013[S].

[8]民用建筑綠色設(shè)計(jì)規(guī)范:JGJ/T229—2010[S].

[9]火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范:GB50116—2013[S].

[10] 《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》圖示:14X505-1[G].

[11]智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):GB50314—2015[S].

[12]綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范:GB50311—2016[S].

[13]張昊,李引擎,李宏文.吸氣式感煙探測(cè)技術(shù)在中國的發(fā)展與應(yīng)用[J].建筑電氣,2015,34(10):24-26.

[14]周銀雙.大型劇院火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].建筑電氣,2013,32(10):17-22.