某娛雪樂園電氣設(shè)計探討

胡 志 剛

(北京五合國際工程設(shè)計顧問有限公司, 北京 100097)

0 引 言

北京冬奧會的成功舉辦,使更多的人開始關(guān)注冰雪運動,常規(guī)的室外滑雪場基本上只可以在雪季才營業(yè),而且受氣候因素影響較大,娛雪樂園這一新的業(yè)態(tài),整合了室內(nèi)滑雪場和文旅主題樂園雙重屬性,帶給人們新的體驗。本文介紹了一個娛雪樂園項目電氣設(shè)計,對設(shè)計過程中供配電系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等曾經(jīng)出現(xiàn)的問題進(jìn)行提煉總結(jié),主要包括了該業(yè)態(tài)供配電系統(tǒng)設(shè)置要點、照明系統(tǒng)設(shè)計要求、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計等要點。

1 項目概況

本項目位于南方某城市,總建筑面積3.5萬m2,其中地上面積2.8萬m2,地下面積7 000 m2,冷區(qū)面積2.2萬m2。地下1層,地上整體1層,局部2層。建筑高度23.95 m,整體定義為多層公共建筑。結(jié)構(gòu)形式方面,暖區(qū)為框架結(jié)構(gòu),冷區(qū)為桁架結(jié)構(gòu)。功能分區(qū)方面,地下1層為設(shè)備機房及服務(wù)用房;地上1層為入口大廳、寄存儲物、服飾租賃、零售店,娛雪樂園等;地上2層為辦公用房、設(shè)備機房。本項目最高日接待人數(shù)1 200人,冷區(qū)室內(nèi)日常運營溫度約為-3 ℃,造雪時溫度約為-5 ℃。

2 供配電系統(tǒng)設(shè)置

本項目采用從地塊配套10 kV開關(guān)站引來兩路獨立10 kV電源,同時設(shè)置一臺1 800 kW柴發(fā)機組作為備用電源的供電方案。方案前期,建設(shè)單位參照自身已經(jīng)開業(yè)的其他項目,要求設(shè)計圖紙按照160～260 VA·m-2預(yù)留用變壓器容量,后期經(jīng)過多輪配合調(diào)整,本項目設(shè)置了兩臺1 250 kVA+兩臺2 000 kVA變壓器供電,項目實際單位面積負(fù)荷指標(biāo)約為186 VA·m-2。柴油發(fā)電機組主要作為消防用電負(fù)荷、部分造雪設(shè)備及維溫設(shè)備的應(yīng)急電源,同時建筑物主體外設(shè)置有儲油罐,滿足機組24 h運轉(zhuǎn)耗油量的要求。

由于本項目屬于人員密集場所,而且娛雪樂園項目目前尚無相關(guān)設(shè)計規(guī)范等資料可以參考,結(jié)合相關(guān)規(guī)范及建設(shè)單位要求,消防用電設(shè)備、應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)、消防安防控制室用電設(shè)備、變配電室用電、弱電機房用電、客梯、生活水泵、排污泵、經(jīng)營管理用計算機系統(tǒng)、走道照明、制冷造雪系統(tǒng)保障用電等按照一級負(fù)荷供電;馬道照明用電、牽引用電等按照二級負(fù)荷供電;制冷造雪系統(tǒng)(包含專用通風(fēng)設(shè)備)用電按照三級負(fù)荷供電。供電方案示意圖如圖1所示。娛雪樂園用電指標(biāo)如表1所示。

圖1 供電方案示意圖

表1 娛雪樂園用電指標(biāo)

消防水泵、消防風(fēng)機、消防安防控制室等雙電源切換箱由變電所放射式供電。消防末端配電箱設(shè)置在各防火分區(qū)的配電小間內(nèi),各防火分區(qū)內(nèi)的防排煙風(fēng)機、消防排水泵、防火卷簾、電動擋煙垂壁等分別由配電小間內(nèi)的雙電源切換箱放射式、樹干式供電[1-5]。其他非消防一二級負(fù)荷按用電設(shè)備類別在各防火分區(qū)的配電小間內(nèi)設(shè)置總的雙電源切換箱,分別由該雙電源切換箱放射式供電到各個用電設(shè)備點。同時,在各防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置總的單電源配電柜,為普通三級負(fù)荷供電,其中商鋪普通照明、商鋪事故風(fēng)機、商鋪空調(diào)、室外廣告牌等回路需要設(shè)置費控電表,方便后期物業(yè)管理。

按照合同內(nèi)設(shè)計界面劃分相關(guān)要求,對本項目中的制冷造雪工藝電控機房、制冷機房及制冷造雪相關(guān)機房,設(shè)計單位只需要設(shè)計預(yù)留總配電柜,但要完成制冷造雪系統(tǒng)設(shè)計范圍區(qū)域內(nèi)的普通照明、應(yīng)急照明、消防動力、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)及常規(guī)動力設(shè)備等供配電設(shè)計。制冷造雪工藝系統(tǒng)電氣設(shè)計由制冷造雪工藝承包商負(fù)責(zé)。DBV、游樂設(shè)備等工藝配電及設(shè)備安裝由工藝承包商負(fù)責(zé),本項目設(shè)計負(fù)責(zé)將電源預(yù)留到位。

本項目室內(nèi)所有線纜均選擇低煙無鹵阻燃型,保溫板上電氣槽盒、接線盒采用金屬材料且明裝,應(yīng)與金屬面絕熱夾芯板的面板連接牢固。對于穿越娛雪樂園保溫層的各類電氣線路,均采用穿金屬管的敷設(shè)方式。特別需要注意的是,冷區(qū)四周冷庫保溫板(巖棉金屬面夾芯板)一般情況下是通過龍骨固定在外墻上的,外墻和保溫板之間空間可能敷設(shè)線管,線管盡可能從冷區(qū)頂上面電氣橋架豎直下穿到這個小空間,盡可能避免橫向的管路,方便保溫板后方區(qū)域施工穿線。

3 照明系統(tǒng)設(shè)計

本項目滑雪區(qū)域普通照明按照地面照度值300 lx進(jìn)行設(shè)計,采用300 W LED PAR燈具,燈具在屋頂冷庫保溫板下方吸頂安裝。同時,滑雪場區(qū)域所有燈具防護(hù)等級不低于IP65。

應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)采用集中電源集中控制系統(tǒng),設(shè)置在距地面8 m及以下的燈具采用A型燈具,8 m以上空間燈具采用B型燈具[4]?？紤]到本項目需要疏散的人員較多,所需疏散時間偏長,內(nèi)部設(shè)置客流統(tǒng)計系統(tǒng),確保同一時間內(nèi)各個區(qū)域的人數(shù)不超過設(shè)計控制值,控制人員密度。娛雪樂園疏散通道的應(yīng)急照明按照最低照度不低于正常照明的照度考慮,其他區(qū)域設(shè)置的消防應(yīng)急照明保證疏散走道、樓梯間、前室及合用前室內(nèi)的地面最低水平照度不低于10 lx?？紤]集中電源的蓄電池組達(dá)到使用壽命周期后標(biāo)稱的剩余容量仍需要保證放電時間,滿足火災(zāi)和非火災(zāi)狀態(tài)下規(guī)定的持續(xù)工作時間,本項目蓄電池持續(xù)供電時間按照不小于1.0 h設(shè)置。在疏散走道、疏散通道、主要疏散路線地面上設(shè)置保持視覺連續(xù)的方向疏散指示標(biāo)志,其間距不大于3.0 m。

娛雪樂園冷區(qū)由于地面被積雪覆蓋,地面難以設(shè)置疏散指示,本項目僅考慮在一些構(gòu)筑物或引導(dǎo)牌部位按常規(guī)方式設(shè)置疏散指示標(biāo)志,在出口處設(shè)置安全出口標(biāo)志燈,為增加出口指示燈識別的距離,出口指示燈應(yīng)采用特大型燈具,該大尺寸安全出口標(biāo)志燈的辨識度可以滿足一定范圍內(nèi),正常視力的人員能清楚看到指示方向。應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)圖如圖2所示。

4 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計要點

本項目暖區(qū)功能比較常見,做法也比較常規(guī),下面著重介紹一下冷區(qū)的消防設(shè)計。冷區(qū)運營時常年處于-3 ℃的環(huán)境,地面有冰雪層覆蓋,基于以上考慮,冷區(qū)所在的高大空間設(shè)置為一個防火分區(qū),包括冷區(qū)首層、冷區(qū)二層的局部空間以及多個滑道,一層防火分區(qū)面積為17 884 m2,二層防火分區(qū)面積為3 623 m2,上下各部位防火分區(qū)建筑面積之和為21 508 m2。冷區(qū)超大防火分區(qū)的地面、墻面(不包括保溫材料)和頂棚采用不燃材料進(jìn)行裝修。除滑雪嬉雪區(qū)的魔毯、緩沖保護(hù)材料及少量裝飾品外,其他各類包裝物采用不燃材料。娛雪樂園內(nèi)各個排隊區(qū)不完全采用硬質(zhì)欄桿,部分區(qū)域采用可移動和可打開的軟分隔,確需設(shè)置的硬質(zhì)欄桿在火災(zāi)情況下應(yīng)易于打開。各類電氣線路不穿越緩沖保護(hù)材料。發(fā)生火災(zāi)時,必須能切斷魔毯設(shè)備電源,使其停止運行。

本項目冷區(qū)凈空超過12 m,依據(jù)GB 50116—2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》14.4.1,該場所需要設(shè)置兩種火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器,線型光束感煙火災(zāi)探測器、管路吸氣式感煙火災(zāi)探測器或圖像型感煙火災(zāi)探測器[2]。管路吸氣式感煙探測器由于需要布置較多管路,需要大量穿越冷庫保溫板、而且與冷區(qū)DBV包裝有沖突,因為冷區(qū)常年溫度在0 ℃以下,管路可能會由于結(jié)冰結(jié)露導(dǎo)致堵塞,影響正常工作,同時不利于后期檢修。本項目選擇線型光束感煙火災(zāi)探測器和圖像型感煙火災(zāi)探測器。其余凈空小于12 m的場所設(shè)置點式感煙探測器,在此不再贅述。

圖2 應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)圖

此外,冷區(qū)設(shè)置有聲光警報器、消防廣播系統(tǒng)和疏散誘導(dǎo)系統(tǒng),樂園內(nèi)的工作人員兼做疏散引導(dǎo)員,火災(zāi)情況下能通過消防廣播合理引導(dǎo)大空間內(nèi)人員進(jìn)行疏散。非消防用電負(fù)荷設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),電氣橋架、槽盒內(nèi)也設(shè)置有測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器,盡可能發(fā)現(xiàn)早期電氣火災(zāi)。

由T/CECS 845—2021《室內(nèi)冰雪場館保溫及制冷系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》4.1.4條可知,室內(nèi)雪場的空氣設(shè)計參數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定:① 室內(nèi)設(shè)計溫度宜采用:-8～-1 ℃;② 相對濕度(非造雪狀態(tài))不宜大于85%[5-6]。查詢國內(nèi)市場上占有率較高的幾家火災(zāi)自動報警產(chǎn)品樣本(防護(hù)等級IP42以上),得知其正常工作溫度在-10 ℃～50 ℃,工作濕度為0%～90%RH(無結(jié)露)。市場常見產(chǎn)品都可以滿足日常正常運營要求,但造雪工況時冷區(qū)濕度、凝露數(shù)據(jù),設(shè)計階段無法從各種渠道獲取,造雪時冷區(qū)濕度、凝露是否超過火災(zāi)自動報警設(shè)備耐受范圍無法得知,結(jié)合各方意見只能先正常設(shè)計預(yù)留。

但設(shè)備在實際安裝后,在試運營階段冷區(qū)就有很多火災(zāi)自動報警設(shè)備短路損壞,建設(shè)單位只能召集相關(guān)專家再次舉行消防性能論證會,在加強其他消防的措施前提下,最終取消了冷區(qū)消防系統(tǒng)。后期在國際消防展,也咨詢過多個設(shè)備廠家,幾乎所有廠家都表示沒有相關(guān)使用案例可以佐證室內(nèi)滑雪場火災(zāi)自動報警設(shè)備不出問題。火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)圖如圖3所示。

圖3 火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)圖

在低溫高濕凝露環(huán)境選型時,提高特殊環(huán)境下元器件的可靠性及環(huán)境適應(yīng)性是提高智能化系統(tǒng)設(shè)備可靠性及環(huán)境適應(yīng)性的關(guān)鍵,同時做好防護(hù)與維保也不可忽視[5-8]。因此,類似項目一定要提前與各設(shè)備供貨方、運營方充分溝通,充分了解工況,才能避免后續(xù)出現(xiàn)問題。

5 結(jié) 語

娛雪樂園這一特殊業(yè)態(tài)項目,有室內(nèi)滑雪場的特征,但又不屬于體育建筑,更多地傾向于文旅建筑的范疇,具有人員密集、高大空間、特殊環(huán)境等多重屬性,既要打破設(shè)計常規(guī),也要遵從基本安全需求。