論智能化圖書館的水電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝

●胡 驥（武漢大學(xué) 圖書館，武漢 430072）

當(dāng)前的圖書館建筑，越來越需要重視其智能化問題。從外部來看，圖書館要適應(yīng)信息網(wǎng)絡(luò)化的世界潮流，與各種信息網(wǎng)絡(luò)接口；從內(nèi)部來講，圖書館要適應(yīng)文獻(xiàn)數(shù)字化和樓宇自動(dòng)化管理的發(fā)展趨勢。圖書館建筑智能化是指將計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)和建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過對設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控，提高圖書館建筑的運(yùn)行、管理、安全、防護(hù)及信息服務(wù)等方面的自動(dòng)化程度。［1］智能化圖書館通常應(yīng)具有安全性、開放性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)時(shí)性、完整性、可擴(kuò)展性和易維護(hù)性。在為讀者和工作人員提供安全、高效、舒適、便利工作環(huán)境的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗，降低人工成本，提高管理效率的目的。

1 智能圖書館水電系統(tǒng)

一般認(rèn)為，圖書館智能化主要包含以下3個(gè)子系統(tǒng)：業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)化（或辦公自動(dòng)化）系統(tǒng)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。也可根據(jù)功能將智能化系統(tǒng)劃分為五大組成部分，簡稱5A，即：CA（通訊自動(dòng)化）、OA（辦公自動(dòng)化）、BA（樓宇自動(dòng)化）、FA（消防自動(dòng)化）和SA（安保自動(dòng)化）。這里我們主要討論各方面的自動(dòng)化系統(tǒng)對水電設(shè)計(jì)與安裝提出的要求和挑戰(zhàn)。

樓宇自動(dòng)化是以網(wǎng)絡(luò)和軟件界面等多種集成為基礎(chǔ)，通過統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)和界面環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對消防自動(dòng)化系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、電視廣播系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、給排水管理系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、電梯管理等。

智能化圖書館的水電設(shè)計(jì)與安裝涉及的設(shè)施和部件龐雜，環(huán)節(jié)多。主要包括以下方面：①空調(diào)系統(tǒng)，包括冷凍機(jī)組、熱交換器和空調(diào)系統(tǒng)終端設(shè)備等部分，主要是對空調(diào)柜機(jī)、新風(fēng)機(jī)組、排風(fēng)機(jī)、冷水機(jī)組、水泵、冷卻塔、集水器、冷凍水、膨脹水箱等部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。就圖書館而言，古籍善本庫、主機(jī)房等就離不開恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的保護(hù)。②給水排水系統(tǒng)包括給水、排水、消防給水、冷卻循環(huán)水等子系統(tǒng)，主要是對生活給水泵、消防給水泵、自動(dòng)噴淋泵、排污泵、蓄水池、污水池、給排水監(jiān)控系統(tǒng)等部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。③ 供配電系統(tǒng)包括高壓、低壓、直流、發(fā)電機(jī)等子系統(tǒng)，系統(tǒng)主要是對斷路器、變壓器、發(fā)電機(jī)等部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。對于較大規(guī)模的圖書館，為了確保其消防設(shè)施、通信網(wǎng)絡(luò)和其他重要負(fù)荷用電，除了設(shè)置UPS電源外，還需另設(shè)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組。④照明系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制、顯示驅(qū)動(dòng)、電源轉(zhuǎn)換、照明終端等子模塊，光強(qiáng)主要是對傳感器、微處理器、標(biāo)準(zhǔn)通信接口、燈具驅(qū)動(dòng)、LED燈具等部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。⑤ 電梯系統(tǒng)包括轎箱、曳引機(jī)組、控制器等部分，主要是對控制柜、轎箱、曳引機(jī)組、對重、層門、召喚裝置等部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

以上自動(dòng)化系統(tǒng)的采用需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際進(jìn)行，畢竟其運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用是一筆不小的開支。在條件許可的情況下，應(yīng)該優(yōu)先實(shí)現(xiàn)某方面的自動(dòng)化和智能化，或者某方面的子系統(tǒng)的智能化。

2 圖書館水電系統(tǒng)的制度保障

智能化圖書館的建設(shè)和維護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在當(dāng)前高校新館建設(shè)中，應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段就考慮相關(guān)制度和程序，以保障新館的高智能化水平，以及能按時(shí)保質(zhì)投入使用。但目前新館建設(shè)中的一個(gè)關(guān)鍵問題是學(xué)?；ㄖ鞴懿块T、新館設(shè)計(jì)施工部門和圖書館缺少足夠的聯(lián)系和協(xié)商，圖書館的意見得不到重視，到新館落成使用時(shí)才發(fā)現(xiàn)這樣那樣的問題。為了避免此類情況發(fā)生，圖書館、設(shè)計(jì)施工方、基建處三方要及時(shí)溝通。設(shè)計(jì)任務(wù)書可由圖書館與基建處共同提出，新館面積、規(guī)模、造型等由學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、基建處研究決定，圖書館可以參與，而功能布局、各種用房面積、空間凈高應(yīng)由圖書館決定。中標(biāo)的設(shè)計(jì)施工方應(yīng)當(dāng)具有一定的圖書館設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，反復(fù)聽取圖書館的意見，也可能會給圖書館提供更好的選擇。［2］

設(shè)計(jì)單位的平面圖返回給圖書館后，應(yīng)及時(shí)組織部主任和圖書館骨干反復(fù)討論，對業(yè)務(wù)用房、總體布局、造型、信息點(diǎn)、配電間、書庫荷載量、消防通道、書庫上下連通、照明的排布、地插墻插等多方面商討修改。在基本無異議的情況下，在復(fù)印的平面圖上標(biāo)記以下內(nèi)容：計(jì)算機(jī)信息點(diǎn)的位置和點(diǎn)數(shù)；電話信息點(diǎn)位置；監(jiān)控?cái)z像頭位置；大用電量部位及功率（如接柜式空調(diào)、電熱水器部位、電動(dòng)機(jī)部位等）；計(jì)算機(jī)主機(jī)房用電功率；電子閱覽室計(jì)算機(jī)總臺數(shù)及總用電功率；電子閱覽室、書目檢索區(qū)布線建議方案及地面尺寸；強(qiáng)電井、弱電井位置及電子閱覽室交換機(jī)位置等，應(yīng)尤其關(guān)注用電系統(tǒng)線路圖，包括獨(dú)立的高壓變電和低壓配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、風(fēng)扇及各自的辦公室線路。消防系統(tǒng)包括煙感、溫感自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，CO2自動(dòng)滅火系統(tǒng)、自動(dòng)滅火噴淋系統(tǒng)、分區(qū)自動(dòng)隔斷系統(tǒng)，圖書館集成管理系統(tǒng)、與校園網(wǎng)聯(lián)絡(luò)的通訊系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)、電子紅外線自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)以及多功能廳、電子閱覽室、主控室、配線室、監(jiān)控室、集體視聽室等處必備空調(diào)房間專用線路圖。

此外，負(fù)責(zé)網(wǎng)路布線的公司應(yīng)在土建工程進(jìn)入到一定階段時(shí)及時(shí)進(jìn)駐，進(jìn)行穿線、測試、調(diào)試、集成。圖書館在簽完合同后也應(yīng)該有技術(shù)人員監(jiān)督工程的全過程，及時(shí)解決施工中的問題，從而確保工程質(zhì)量。［3］

高校圖書館的智能化系統(tǒng)監(jiān)控管理的內(nèi)容和范圍、系統(tǒng)規(guī)模、系統(tǒng)的智能化和集成化程度等都必須切合實(shí)際，以達(dá)到需求與經(jīng)濟(jì)可行性、技術(shù)先進(jìn)成熟性及將來的可擴(kuò)充性的統(tǒng)一。

3 圖書館水電系統(tǒng)安裝的原則

智能化圖書館的水電安裝，應(yīng)該遵循安全、可擴(kuò)展、智能化、節(jié)能環(huán)保等方面的原則。

3.1 安全原則

結(jié)構(gòu)安全主要應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗地震力破壞的可靠性。防火是圖書館建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，要嚴(yán)格按照《圖書館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，要確保圖書館所使用的電源插座是優(yōu)質(zhì)安全的產(chǎn)品，以預(yù)防源于電源事故的火災(zāi)發(fā)生。

3.2 節(jié)能環(huán)保原則

節(jié)能包括節(jié)水、節(jié)電和節(jié)約供暖的能源。圖書館是人員密集的公共場所，又是耗水、耗電、耗能量較大的單位，節(jié)能潛力理應(yīng)很大，節(jié)能成效理應(yīng)顯著。然而因歷史的原因，全國圖書館的節(jié)能工作并不突出，連許多新建圖書館都很少考慮節(jié)能設(shè)備和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，這不能不說是一種遺憾。日本上智大學(xué)圖書館有雄厚的財(cái)力和物力，但圖書館十分注意節(jié)約，僅用水就有4套供水設(shè)備：供人飲用的消毒水、供一般洗滌用的自來水、供沐浴用的太陽能加熱的熱水、供沖洗廁所用的收集雨水。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，圖書館的耗能量將更大，工藝設(shè)計(jì)尤其要考慮節(jié)能。

首先考慮的是節(jié)約常規(guī)的能源，要采取良好的節(jié)能措施來提高建筑物系統(tǒng)保溫效果；采用節(jié)能效益好的水、電新產(chǎn)品，如光敏控制或聲控的燈具開關(guān)、各種新型光源的燈具、光感應(yīng)給水開關(guān)器等；合理選用變壓器，提高其負(fù)荷率，使變壓器處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。此外，還應(yīng)充分利用自然資源，如太陽能、風(fēng)能、雨水等；采光方面，多利用自然采光可以有效節(jié)能。例如，可以用中庭（內(nèi)天井）來處理新館的核心空間。在建筑物的中心設(shè)置一個(gè)高大的流通空間，上面覆以玻璃屋頂，懸掛新穎別致的吊燈。同時(shí)，中庭也有助于空氣的自然流通。在日照質(zhì)量高的地區(qū)可以考慮在屋頂上和采光墻面上安裝太陽能集熱器，滿足晴天時(shí)日常閱覽的照明需求。在我國北方等缺水地區(qū)應(yīng)考慮在屋頂安裝足夠數(shù)量的雨水收集器，利用雨水解決廁所沖水和打掃衛(wèi)生用水，也可以用來灌溉景觀帶。在日本，一些圖書館在大量書架區(qū)域的天花板上安裝感應(yīng)器，讀者進(jìn)出感應(yīng)區(qū)時(shí)日光燈管可自動(dòng)開關(guān)，能節(jié)省龐大的電力費(fèi)用；但若讀者進(jìn)出頻繁，感應(yīng)器開關(guān)及燈管比較容易損壞。現(xiàn)在可利用電腦控制全館照明設(shè)備，如各區(qū)域之電源開關(guān)啟動(dòng)，感應(yīng)器定時(shí)啟動(dòng)等，可減少上述問題的產(chǎn)生。

3.3 可擴(kuò)展性原則

要設(shè)計(jì)好各種用房信息點(diǎn)的位置布局，信息點(diǎn)的設(shè)置要有預(yù)見性，要留有充分余地，滿足隨時(shí)增加的要求。

3.4 智能性原則

智能性是指利用自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)對水電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)整等。

當(dāng)然，采用這些措施必定會增加費(fèi)用，但并不能因此而放棄使用，圖書館建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性要建立在保護(hù)生態(tài)環(huán)境、合理利用自然資源以及全壽命費(fèi)用分析與評價(jià)上，不能是短期行為。

4 水電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝的具體要求

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對圖書館工作的滲透日益強(qiáng)烈，要充分考慮現(xiàn)代技術(shù)用房的水電設(shè)計(jì)與安裝，綜合考慮計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、聲像服務(wù)系統(tǒng)、縮微服務(wù)系統(tǒng)等用房的合理布置，并盡可能有超前的設(shè)計(jì)，留有發(fā)展的余地。相應(yīng)地，在線路上至少要預(yù)先鋪設(shè)7條不同功能的線路通達(dá)全館各部室，即照明線路、動(dòng)力線路、通信線路、計(jì)算機(jī)線路、溫控線路、火災(zāi)監(jiān)測線路、備用線路等，盡量采取結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)。將圖書館所需的語音系統(tǒng)、數(shù)據(jù)與圖像傳輸系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和消防保護(hù)系統(tǒng)等各個(gè)方面所需的線路統(tǒng)一組合在一套標(biāo)準(zhǔn)化的布線系統(tǒng)之中，統(tǒng)一考慮，一次布線。

關(guān)于圖書館用電負(fù)荷等級，《圖書館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.3.1條中指出：重要圖書館不低于二級，一般圖書館不低于三級。重要的圖書館要設(shè)配電室，其位置宜在首層，離本單位電負(fù)荷中心最近的地方。配電容量要留有余地，以備發(fā)展，這一點(diǎn)十分重要。所有用電系統(tǒng)，垂直與水平布線設(shè)計(jì)盡可能以最短路徑設(shè)置。為了新館投入使用后的便利，在布線時(shí)各信息點(diǎn)（終端點(diǎn)）都應(yīng)設(shè)計(jì)在內(nèi)，并留有一定余地。針對不同的系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)計(jì)不同的用電負(fù)荷及保障設(shè)施。具體包括：

①計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，含中心機(jī)房（主機(jī)、數(shù)據(jù)通信主控設(shè)備、電話程控交換機(jī)等），行政管理系統(tǒng)（各辦公室、財(cái)務(wù)、人事、保衛(wèi)、接待室等），業(yè)務(wù)系統(tǒng)（采訪、編目、檢索、流通、參考咨詢、書刊報(bào)閱覽與庫存等）。以上系統(tǒng)中各信息點(diǎn)與電話點(diǎn)的設(shè)置，要根據(jù)圖書館規(guī)模與讀者量來確定，并留有一定發(fā)展余地。為了有效地保護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全，主機(jī)房要獨(dú)立使用專門的供電線路，并配置穩(wěn)壓電源。為確保服務(wù)器數(shù)據(jù)的絕對安全，要配置一臺網(wǎng)絡(luò)用智能型不間斷電源，以真正實(shí)現(xiàn)無人監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)級電源保護(hù)及管理。②通訊系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)通訊、話音通訊、傳真通訊、電子郵件、電子布告欄等。在此項(xiàng)設(shè)計(jì)時(shí)，許多館由于資金不能一步到位，設(shè)計(jì)內(nèi)容缺項(xiàng)或布點(diǎn)不夠。在新館設(shè)計(jì)之初，應(yīng)當(dāng)從長計(jì)議，尤其是進(jìn)入到多媒體通訊系統(tǒng)時(shí)，這些功能都可集成進(jìn)去。③消防保護(hù)系統(tǒng)。圖書館屬于一級消防單位，我們不但要對所有載體的文獻(xiàn)資料、圖書館的一切設(shè)施設(shè)備，施以現(xiàn)代化的保護(hù)措施，還要對到館的工作管理群體與讀者群體的安全予以全面的考慮。在重點(diǎn)防范部位（珍善本庫、計(jì)算機(jī)主機(jī)房、主要通道等）設(shè)置攝像系統(tǒng)、防盜探頭、緊急按鈕。各交通轉(zhuǎn)折口、各層房間都要設(shè)置明顯的緊急疏散與通道標(biāo)識，電源控制要有UPS（不間斷電源）來保障，確保發(fā)生意外情況時(shí)的導(dǎo)向無誤。［4］④ 室內(nèi)照明系統(tǒng)。室內(nèi)照明也是水電安裝環(huán)節(jié)中至關(guān)重要的一環(huán)。因?yàn)檎彰鳝h(huán)節(jié)是圖書館工作人員和讀者接觸最多、感覺最靈敏的一個(gè)環(huán)節(jié)。無論天然光線或是人工照明，都在營造圖書館特定的莊重、靜謐、深邃的文化氛圍中起著重要作用。日常生活中，讀者喜歡選擇臨窗的座位或者照明燈下的位置就坐，就是因?yàn)楣庹詹粌H影響閱讀質(zhì)量，還影響讀者心理。照明設(shè)計(jì)首先要確定照度標(biāo)準(zhǔn)。恰當(dāng)?shù)恼斩仁棺x者振奮精神，集中注意力，保證高效閱讀。過高過低的照度都會引起眼疲勞，降低閱讀效率，影響圖書館的環(huán)境質(zhì)量。其次，在照明設(shè)計(jì)和燈具設(shè)計(jì)中，可應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，有效地選擇光源和布置燈具。上海圖書館在局部閱覽室采用間接照明燈具，效果良好。

［1］喻萍，陳維納．生態(tài)智能型圖書館建筑小議［C］//2003海峽兩岸圖書館建筑設(shè)計(jì)論文集．北京：北京圖書館出版社，2003：175－178.

［2］馬立．高校新館建設(shè)中應(yīng)遵循的五原則［J］．農(nóng)業(yè)圖書情報(bào)學(xué)刊，2008（7）：57－60.

［3］蘇廣利，許新軍．也談高校圖書館新館的建筑設(shè)計(jì) ［J］．河北科技圖苑，2002，15（5）：45－47.

［4］趙雷．圖書館自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)與圖書館建筑設(shè)計(jì)［J］．大學(xué)圖書館學(xué)報(bào)，1998（6）：37－38.