五台山南禅寺消防改造电气设计

郝建平

(山西省忻州市建筑设计院，山西忻州 034000)

山西这块历史悠久的土地上，现存有大量的古代建筑，这些古建筑无论在数量上，还是其价值都居全国之首，故山西也被誉为中国地上文物博物馆。山西现有古建筑达18处之多，其中有大量的国家级、省级及县级重点保护的文物单位。我国现有的6座唐代木结构建筑其中4座就在山西，而在著名的世界文化遗产地五台山就有2座，其中的南禅寺就是最为古老的木结构古建筑鼻祖。南禅寺位于五台县城西南22 km处的阳白乡李家村附近，坐落在小银河一侧的河岸土崖上。庙宇坐北朝南，寺院由东西两个小型院落组成。东院由3间正屋和10间东屋作为接待室和工作人员办公室。西院为殿院，唐代建筑都在西殿院内。西殿院南北长60 m，东西宽51.3 m，是一进四合院布局。共有殿堂12间，其中正南有清建观音殿兼山门3间，正东有清建菩萨殿3间，正西有明建龙王殿3间，正北即为唐建大佛殿3间，大佛殿后是一片枣林和菜地。

1 现状

作为亚洲第一古建筑，南禅寺历经千余年风貌依然。然而近年来随着旅游业的发展，五台山申遗的成功，游人的增多，再加上紧邻大殿东院工作人员日常生活用火和冬季采暖用火，消防隐患日益显现。受山西省古建筑保护研究所和忻州市公安消防支队防火处的委托，我单位就南禅寺这一千年古建筑进行消防改造的设计。以下就该工程的消防改造电气设计加以详述。

2 消防电源供电等级确定

目前，我国就古建筑防火设计还没有一部明确的法规，故无法确切定性古建筑物消防电源的供电等级。本工程水施提供的室外消防用水量为30 L/s。

在本设计中依据GB 50052-95供配电系统设计规范第2.0.1条第二款“中断供电将在政治、经济上造成较大损失时，应按二级负荷供电”;GB 50016-2006建筑设计防火规范第11.1.1条第二款第(3)项“室外消防用水量大于25 L/s的其它公共建筑，其供电负荷等级为二级”。根据以上两款要求，确定本工程消防电源供电等级为二级负荷。

3 供配电系统设计

南禅寺的供电现状:经现场实地调查，与南禅寺近邻的李家村内设一台30 kVA油浸式杆上变压器，由一回路10 kV农网架空线路供电。南禅寺的供电电源为该变压器低压侧总配电箱处引出一路380/220架空线路供电。

本次消防改造设计，给排水专业提供的各设备额定容量为:消火栓泵额定功率为30 kW两台(一用一备)，给水潜水泵额定功率为11 kW。消防控制设备和原有安防设备用电、日常办公用电约10 kW。依据GB 50052-95供配电系统设计规范第2.0.6条要求:“采用二级负荷供电的供电系统，宜由两个回路供电。在用电负荷较小或偏远地区供电条件困难的场所，二级负荷可采用一回路6 kV及以上专用架空线路或电缆供电。当供电电源采用架空线时，可采用一回路架空线路供电;当供电电源采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆均应能够承受100%的二级负荷。”南禅寺的原有供电系统不能满足规范和本工程实际需要的要求。

本次设计在距西大殿北侧大于40 m的菜地内增设一台S9-50 kVA杆上变压器，10 kV电源由离此处约20 m的原有农网10 kV架空线路引出，采用高压电缆直埋地引至本工程主变台，此路电源作为消防设备和正常照明用电的主电源。在变台附近设低压配电室。同时为满足消防水泵、应急照明和消防控制室等二级负荷用电，于低压配电室相邻处设置柴油发电机房，柴油发电机容量选择为50 kW。在消防泵房、消防控制室内设双电源自动切换箱，由低压配电室和柴油发电机双电源供电，在配电线路的最末一级实现自动切换。消防用电设备的配电线路采用ZR-BV-500V铜塑线，且应满足火灾时连续供电的需要。线路敷设应满足:1)暗敷设时，穿金属管或阻燃塑料管并敷设在不燃烧体结构内且保护层厚度不小于30 mm。2)明敷设时(包括敷设在吊顶内)，穿金属管并采取防火保护措施。配电线路设短路保护，过负载保护和接地故障保护，同时应满足配电线路的过负载保护过负载时只作用于信号而不切断电路。在低压配电室供给消防用电设备的回路上设置漏电火灾报警系统，其信号引至消防控制室。

4 消防应急照明

在消防控制室、消防水泵房、低压配电室及发电机房、西院围墙及东院走廊上，装设消防应急照明灯具，室外安装的灯具应做防雨淋保护措施。除西院围墙及东院走廊外，其他部位的消防应急照明按正常照明的照度设计。消防应急照明均由设在低压配电室的应急照明双电源自动切换箱供电。所有应急照明灯均应设玻璃或其他不燃烧材料制作的保护罩。

5 火灾自动报警系统和消防控制室

依据GB 50116-98火灾自动报警系统设计规范第3.1.1条“重点文物保护单位火灾自动报警系统保护对象等级为一级。”本工程火灾自动报警系统的保护等级按一级设置。消防控制室设在东院10间东屋的第一间。消防控制室可接收各种探测器的火灾报警信号及各种报警按钮的动作信号，显示供消防设备用水的专用水池，水箱的水位;显示消防设备的运行状况，联动控制有关的消防设备。

5.1 火灾自动报警系统

本设计采用集中报警控制系统。消防报警系统设计采用两总线环路的方式，以确保系统中任一点出现故障或断线，均不会影响整个系统的正常运行。在东院办公、接待室和西院东、西配殿及北面主殿设置感烟或感温探测器及感烟探测器和火焰探测器组合。主殿为大于15°小于30°的人字形屋顶，屋脊处主梁凸出顶棚，其高度在200 mm～600 mm之间，考虑屋顶热屏障和主梁的影响，探测器在主梁的两侧，探测器下表面距顶棚200 mm～300 mm处设置，数量依据规范要求的保护面积、保护半径及梁对探测器保护面积的影响确定，探测器安装倾斜角不应大于45°。东、西配殿，东院正屋有不燃装饰吊顶，东院东屋为平屋顶，探测器均吸顶装置，个数按本规范要求确定。在西院东配殿北山墙和东院东屋走廊处各安装一套带电话插孔的手动报警按钮和声光报警装置，在室外地下消火栓井旁设消防栓按钮箱。

5.2 消防联动控制

1)消火栓泵控制。平时管道系统有泄压状况时，稳压泵对系统进行补水;有火灾发生时，由于系统缺水严重，消防泵启动，也可以在现场通过消防栓按钮直接启动消火栓泵;同样在消防控制室也可以通过设在消防泵房消防泵电控柜内的控制模块自动控制消防水泵的启、停;并显示其工作、故障状态;显示报警按钮的具体位置。消防控制室、消防泵房可手动启动消火栓泵。

2)非消防电源控制。消防控制室在火灾确认后断开相关的非消防电源，以保证扑救火灾的安全。

3)火灾应急照明控制。火灾应急照明平时采用就地控制，发生火灾时由消防控制室通过设在火灾应急照明配电箱内的控制模块强制点亮火灾应急照明灯具。

5.3 消防专用电话

消防控制室设置消防专用电话总机，在消防水泵房低压配电室设消防专用电话分机，在手动报警按钮处装电话塞孔。同时在消防控制室设置119报警电话。

5.4 系统接地

火灾自动报警系统接地利用原建筑物的接地装置作为其接地极，设独立的引下线，引下线采用两根截面为BV-35 mm2铜芯绝缘导线穿PVC40硬质塑料管。其综合接地电阻值不大于1 Ω。引至各消防电子设备专用接地线选用截面等于6 mm2铜芯绝缘导线穿PVC20硬质塑料管沿地面暗敷设。

5.5 线路敷设

火灾自动报警系统的信号传输线路和采用24 V电压供电的控制线路，其导线截面选择及电压等级均应满足规范要求，传输线路穿金属管沿顶棚、吊顶内、墙面明敷设。明敷线的金属管采用防火保护措施。火灾自动报警系统传输线路和50 V以下供电的控制线路在明敷设时，做到尽量隐蔽，不破坏原有结构，和周围环境协调统一。古建筑具有易燃烧、火灾荷载大的特点，一旦发生火灾将造成无法挽回的损失。通过对南禅寺的消防改造，可以及时、准确地在火灾发生初期进行预报、扑灭，最大可能地减少损失，消除火灾隐患，让这千年古刹绽放出奇光异彩。