淺談某美術(shù)館機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)

樂大巍

（寧波美術(shù)館，浙江 寧波 315000）

近年來(lái)，隨著我國(guó)美術(shù)館、博物館等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力發(fā)展，機(jī)電系統(tǒng)作為展館設(shè)備設(shè)施的組成部分之一，發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。某美術(shù)館總建筑面積18970m2，建筑高度20m，由展廳、藏品庫(kù)房、辦公區(qū)、會(huì)議室、設(shè)備用房等組成各功能區(qū)，機(jī)電系統(tǒng)分布于各區(qū)域，與美術(shù)館整體建筑融為一體。作為美術(shù)館機(jī)電設(shè)備管理人員，需確保館內(nèi)各機(jī)電系統(tǒng)正常運(yùn)行并定期維護(hù)，為館內(nèi)其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供必要的支撐與保障。

1 機(jī)電系統(tǒng)分類

機(jī)電系統(tǒng)從其傳統(tǒng)分類來(lái)講，可簡(jiǎn)單分為強(qiáng)電系統(tǒng)與弱電系統(tǒng)，由于各類信息系統(tǒng)迅速發(fā)展，弱電系統(tǒng)的范疇已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其初始的定義。本文將美術(shù)館的強(qiáng)弱電系統(tǒng)按其功能進(jìn)行分類，對(duì)美術(shù)館典型的供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)進(jìn)行討論，簡(jiǎn)述其基本原理及日常運(yùn)行維護(hù)中需注意的事項(xiàng)。

2 典型機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行原理與日常維護(hù)

2.1 供配電系統(tǒng)

某美術(shù)館在地下停車庫(kù)內(nèi)設(shè)10/0.4kV變電所，高壓側(cè)采用單母線分段運(yùn)行方式，兩路10kv進(jìn)線同時(shí)工作，自動(dòng)切換，直流操作。低壓側(cè)也采用單母線分段運(yùn)行方式，選用二臺(tái)1000kVA的干式變壓器供美術(shù)館主樓及地下車庫(kù)用電，對(duì)于消防設(shè)備、應(yīng)急照明等重要負(fù)荷分別由兩段母線供電，末級(jí)切換。在變電所低壓側(cè)設(shè)置無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償柜，使變電所側(cè)功率因數(shù)不低于0.9。美術(shù)館主樓電源均由10/0.4kV變電所中低壓配電柜放射式供電。在主樓內(nèi)各層設(shè)置分區(qū)配電小間，內(nèi)設(shè)動(dòng)力配電箱，再由動(dòng)力配電箱向各功能分區(qū)的照明配電箱或動(dòng)力用電設(shè)備供電。

美術(shù)館的供配電系統(tǒng)故障發(fā)生率相對(duì)較低，保養(yǎng)工作往往需要停電維護(hù)且費(fèi)用較高，因此，維護(hù)人員要么嫌麻煩，要么認(rèn)為沒必要花“冤枉錢”，而忽視對(duì)供配電系統(tǒng)的保養(yǎng)。根據(jù)美術(shù)館多年運(yùn)行實(shí)況，筆者認(rèn)為，定期對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)還是十分必要的。例如，定期對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)排除故障，消除安全隱患。在經(jīng)費(fèi)確實(shí)緊張，無(wú)法進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)的前提下，運(yùn)維人員需經(jīng)常檢查設(shè)備的易損件。例如，功率因數(shù)補(bǔ)償電容是否因長(zhǎng)期運(yùn)行而起鼓變形，甚至開裂。接地線是否有松動(dòng)脫落的跡象。配電柜上的顯示儀表是否有故障。配電柜上的散熱風(fēng)扇是否運(yùn)行正常。直流操作電源柜內(nèi)的蓄電池必須定期更換。維護(hù)人員如能經(jīng)常對(duì)這些“易損部件”做到心中有數(shù)，也能在經(jīng)費(fèi)有限的前提下，最大程度地保障設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.2 照明系統(tǒng)

本文將美術(shù)館的照明系統(tǒng)按照明對(duì)象的不同分為專業(yè)照明和普通照明。專業(yè)照明指針對(duì)美術(shù)作品的照明系統(tǒng)，除此以外的照明系統(tǒng)均為普通照明。另外，按照明系統(tǒng)的目的不同，可將照明系統(tǒng)分為一般照明、重點(diǎn)照明、應(yīng)急照明等。良好的照明設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)今后的運(yùn)行維護(hù)起著舉足輕重的作用。無(wú)論是專業(yè)照明還是普通照明的設(shè)計(jì)，都需符合GB50034《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)規(guī)范的要求，專業(yè)照明還需符合GB/T23863-2009《博物館照明設(shè)計(jì)規(guī)范》，并參考《美術(shù)館光環(huán)境評(píng)價(jià)方法》等相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范要求。以下簡(jiǎn)述美術(shù)館的專業(yè)照明。

某美術(shù)館中央大廳設(shè)置在二樓且與主入口相連，主要以自然光照明為主，其余展廳為了保護(hù)作品不被自然光直射均采用人工光源。由于特殊的建筑和布展設(shè)計(jì)，該美術(shù)館在展陳空間的布局以一般照明與重點(diǎn)照明相結(jié)合，輔助空間主要以一般照明為主，根據(jù)不同類型展品的需求進(jìn)行相應(yīng)的燈光調(diào)整，可從多種方式展現(xiàn)作品的特性。美術(shù)館專業(yè)照明設(shè)備燈具應(yīng)為專業(yè)展陳類（非普通民用）成套產(chǎn)品，該美術(shù)館已運(yùn)行10多年，至今一直使用專業(yè)鹵素光源作為展陳用專業(yè)照明。因鹵素光源能耗大、壽命短，已逐步被LED光源取代，但鹵素光源也有其天然的優(yōu)勢(shì)，即顯色還原性接近100。圖1為該美術(shù)館某展廳照明光譜曲線。表1為某展廳照明數(shù)據(jù)匯總表。

表1 某展廳照明數(shù)據(jù)匯總表

圖1 某展廳照明光譜曲線

從數(shù)據(jù)表中可見，鹵素光源的顯色指數(shù)的確接近100，相比目前大部分專業(yè)LED光源，顯色指數(shù)僅能達(dá)到95或90。鹵素光源相比LED光源的另一優(yōu)勢(shì)為價(jià)格相對(duì)較低，并且可以單獨(dú)更換光源、燈具內(nèi)的電子變壓器等各類易損件，因此有利于以后的維護(hù)。目前，專業(yè)LED射燈價(jià)格動(dòng)輒數(shù)千元，而且一旦光源出現(xiàn)光衰或燈具內(nèi)發(fā)生故障，需要整體更換燈具，這對(duì)經(jīng)費(fèi)較為緊張的公共美術(shù)館來(lái)說(shuō)壓力較大。當(dāng)然，專業(yè)LED射燈廠方也在不斷努力，一方面使其成本不斷降低，價(jià)格方面今后有可能會(huì)越來(lái)越低，另一方面，LED光源壽命長(zhǎng)，幾乎在3～5年內(nèi)能保證產(chǎn)品的一致性，零故障率，5年后的光衰也在公眾的接受范圍內(nèi)。因此，鹵素光源與LED光源孰優(yōu)孰劣需綜合考量。

2.3 安防監(jiān)控系統(tǒng)

美術(shù)館作為安全防范重點(diǎn)單位，參觀流動(dòng)人口數(shù)量極多。安防監(jiān)控系統(tǒng)作為美術(shù)館的重要技防手段，為美術(shù)館的正常運(yùn)行提供必要的技術(shù)支撐。美術(shù)館安防系統(tǒng)主要包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、周界防護(hù)與入侵報(bào)警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)等。其總目標(biāo)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)，建立一套技術(shù)成熟、穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)適用、操作簡(jiǎn)便的安全防范系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)防入侵、防盜竊、防破壞及運(yùn)營(yíng)管理等功能。本文結(jié)合某美術(shù)館的安防監(jiān)控系統(tǒng)，簡(jiǎn)述視頻監(jiān)控系統(tǒng)及周界防護(hù)與入侵報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行原理、維護(hù)要點(diǎn)。

（1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)某美術(shù)館提升工程改造方案，該美術(shù)館于2020年將原有的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)全部改造為數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)從邏輯上可分為視頻前端系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)、視頻解碼拼接控制、大屏顯示等部分。前端攝像機(jī)主要分布于室外車輛出入口、人行出入口、走道、展廳出入口、藏品庫(kù)等位置。依據(jù)安裝位置選擇高速快球攝像機(jī)、半球型攝像機(jī)和槍式攝像機(jī)，確?？煽康谋O(jiān)控效果。所有攝像機(jī)采用六類網(wǎng)線進(jìn)行信號(hào)傳輸，就近接入弱電間內(nèi)的48口網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。鑒于傳輸速率、延遲、距離限制等因素，每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與設(shè)置于監(jiān)控中心的千兆核心交換機(jī)之間采用4芯單模光纖作為傳輸媒介。監(jiān)控中心設(shè)有千兆核心交換機(jī)、電視拼接大屏、視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)以及一體化管理平臺(tái)。

視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)采用集中存儲(chǔ)方式，圖像數(shù)據(jù)保存30天以上。攝像機(jī)電源采用集中式供電，由監(jiān)控中心UPS 220V電源引至現(xiàn)場(chǎng)各安防電源箱，經(jīng)AC 220V/DC 12V變壓器變壓后為攝像機(jī)供電。

（2）周界防護(hù)與入侵報(bào)警系統(tǒng)。周界防護(hù)與入侵報(bào)警系統(tǒng)是美術(shù)館安防監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分之一。主要由前端子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)組成，其中前端子系統(tǒng)主要包括紅外對(duì)射、雙鑒等探測(cè)器，傳輸子系統(tǒng)主要包括探測(cè)器到報(bào)警主機(jī)、報(bào)警擴(kuò)展模塊到報(bào)警主機(jī)以及報(bào)警主機(jī)到美術(shù)館監(jiān)控中心等傳輸線纜，控制子系統(tǒng)主要包括報(bào)警主機(jī)、報(bào)警控制鍵盤、報(bào)警輸入模塊（地址模塊）以及報(bào)警管理平臺(tái)等部分，其中報(bào)警主機(jī)是整個(gè)報(bào)警管理系統(tǒng)的核心設(shè)備。

周界是美術(shù)館報(bào)警系統(tǒng)的第一道防線，某美術(shù)館在建筑屋頂設(shè)置紅外線周界。走道、展廳出入口、藏品庫(kù)等位置設(shè)置雙鑒探測(cè)器。周界防護(hù)與入侵報(bào)警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)聯(lián)防，能在監(jiān)控管理平臺(tái)上通過(guò)電子地圖顯示報(bào)警點(diǎn)的位置。在夾層辦公區(qū)及相關(guān)展廳的窗外用紅外警戒攝像機(jī)代替過(guò)去使用的紅外線柵欄。紅外警戒攝像機(jī)接入監(jiān)控中心主機(jī)，當(dāng)有入侵事件發(fā)生時(shí)，監(jiān)控值班人員不僅能知曉觸發(fā)報(bào)警的地點(diǎn)，同時(shí)，能在監(jiān)控顯示屏上直觀地看到圖像。

安防監(jiān)控系統(tǒng)作為弱電系統(tǒng)的重要組成部分之一，因其產(chǎn)品日趨成熟，運(yùn)行穩(wěn)定性相對(duì)較好，平時(shí)故障率不高，但一旦發(fā)生故障往往事態(tài)嚴(yán)重。某美術(shù)館曾發(fā)生一起因弱電機(jī)房?jī)?nèi)機(jī)柜電源故障，引起網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)無(wú)法工作，最終導(dǎo)致監(jiān)控畫面全線丟失的事件，所幸此故障得以及時(shí)修復(fù)，未造成損失。因此，設(shè)備運(yùn)維人員需引以為戒，經(jīng)常檢查系統(tǒng)電源、UPS設(shè)備運(yùn)行狀況等，并定期做好設(shè)備保潔保養(yǎng)，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 消防系統(tǒng)

某美術(shù)館的消防系統(tǒng)主要由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)（水噴淋系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、消防泵系統(tǒng)）、消火栓系統(tǒng)、排煙防煙系統(tǒng)以及防火門等各子系統(tǒng)組成。各系統(tǒng)相互聯(lián)動(dòng)，形成閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)。本文僅對(duì)消防系統(tǒng)的維護(hù)工作做簡(jiǎn)要闡述。

根據(jù)該美術(shù)館多年運(yùn)行實(shí)際，發(fā)現(xiàn)消防系統(tǒng)中的下列部件故障率或誤報(bào)率相對(duì)較高，日常巡檢時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注：

（1）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的煙感故障及誤報(bào)。

（2）紅外對(duì)射消防報(bào)警裝置因該美術(shù)館展覽布置，登高車或射燈遮擋紅外線，觸發(fā)報(bào)警，實(shí)屬誤報(bào)。

（3）消防水系統(tǒng)中的各類止回閥多年運(yùn)行后失效，導(dǎo)致管網(wǎng)水壓偏低，補(bǔ)水壓力泵經(jīng)常動(dòng)作運(yùn)行。

（4）氣體滅火系統(tǒng)中的鋼瓶過(guò)期失效，應(yīng)檢未檢。

（5）室外消火栓在嚴(yán)寒天氣未進(jìn)行防凍保護(hù)。

（6）排煙防煙系統(tǒng)未經(jīng)常試驗(yàn)，因排煙風(fēng)機(jī)安裝在建筑屋頂，長(zhǎng)期無(wú)人關(guān)注，風(fēng)機(jī)外罩往往已腐蝕銹穿。

（7）應(yīng)急燈失效未能及時(shí)修復(fù)。

為保證消防系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，消防系統(tǒng)需要有相關(guān)資質(zhì)的專業(yè)單位進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)。作為美術(shù)館機(jī)電設(shè)備管理人員，需熟悉消防系統(tǒng)的運(yùn)行原理，每日巡檢設(shè)備運(yùn)行工況，做好巡檢記錄。每年需做好消防設(shè)備檢測(cè)工作，由消防相關(guān)資質(zhì)單位對(duì)展館內(nèi)的整套消防系統(tǒng)逐一測(cè)試，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改。經(jīng)常組織開展消防演練，既能及時(shí)發(fā)現(xiàn)消防系統(tǒng)中存在的問題，也能提高單位消防員應(yīng)急處置能力。

2.5 環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)服務(wù)于美術(shù)館藏品庫(kù)房，使庫(kù)房環(huán)境數(shù)據(jù)（主要為溫濕度）維持在設(shè)定范圍，減緩藏品因環(huán)境條件變化過(guò)大引起的損壞。環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)主要由恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、環(huán)境控制模塊等組成。其中，恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組是執(zhí)行部件，環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊對(duì)藏品的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析，環(huán)境控制模塊對(duì)藏品的環(huán)境通過(guò)多種手段進(jìn)行有效控制。在運(yùn)行管理機(jī)制和運(yùn)維保障機(jī)制的指導(dǎo)下，形成對(duì)館藏藏品環(huán)境預(yù)防性保護(hù)的閉環(huán)管理。利用物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)與調(diào)控的實(shí)時(shí)性、自動(dòng)化與智能化，在實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)控功能的目標(biāo)前提下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析、預(yù)警，以及整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的管理。

環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)需由專人維護(hù)。該美術(shù)館的環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)中前端使用的無(wú)線傳感器為電池供電，因此，需定期更換電池。恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組中的加濕桶屬易耗品，需定期更換。管路中的過(guò)濾網(wǎng)需定期清洗。

3 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要闡述了某美術(shù)館典型機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行原理與維護(hù)要點(diǎn)。美術(shù)館的機(jī)電系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)整體，通過(guò)各類機(jī)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行為美術(shù)館的日常業(yè)務(wù)提供支撐與保障。隨著技術(shù)的進(jìn)步，會(huì)有更多的智能化機(jī)電產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，美術(shù)館的機(jī)電設(shè)備管理人員需不斷補(bǔ)充新知識(shí)，才能掌握好新設(shè)備、新系統(tǒng)的運(yùn)維原理，更好地服務(wù)于美術(shù)館事業(yè)。