赣州市综合文化艺术馆电气设计

郑 永

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东 广州 510010）

0 引言

文化艺术馆是别具特色的公共文化机构之一，综合文化艺术馆的设计符合中国精神文明发展需求，在社会文明建筑中占据了不可或缺的地位。所以，设计一个安全、可靠、合理、实用的文化艺术馆就显得十分重要。

1 项目概况

本项目地块位于赣州城市中央生态公园西南侧，临赣康路、江宁路及东江源大道。环中央公园聚集了章江新区行政中心和自然博物馆、赣州中学、中润大厦等文化及商业综合体，是章江新区的行政文教商业聚集地。本次报建地块为文化核心区域，总用地面积为54 130.9 m2，总建筑面积83 220.82 m2，其中地上总建筑面积50 556.39 m2，地下总建筑面积约32 664.43 m2，容积率0.989，建筑密度28.97%。东面地块内设有大剧院及地下车库，建筑高度（含设备高度）41 m，地下一层，地上4 层；西面地块内设群众艺术馆、图书馆以及地下停车库功能，建筑高度21.8 m，地下一层，地上4 层。建筑结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构，基础采用阀板基础形式。本项目属多层公共建筑，大剧院为甲等剧场，图书馆总藏书量超过100 万册。

2 供配电系统

2.1 负荷分级

本项目一级负荷中特别重要负荷包括了重要图书馆的检索用电子计算机系统、甲等剧场的调光用计算机系统及图书馆的智能安防系统用电；一级负荷包含剧场的舞台照明、贵宾室、演员化妆室、舞台机械设备、电声设备、电视转播、安全防范系统、主要业务和计算机系统、车库区域的应急照明及消防用电设备等用电；二级负荷包含其余场所的走道区域照明、值班照明、恒温恒湿空调用电、客梯、生活水泵、剧场的观众厅照明、警卫照明、空调机房电力和照明、厨房区域备用动力用电、制冷机房用电、应急照明及消防用电设备等用电；其他负荷均归为三级负荷[1]。

本项目的负荷计算结果：有功功率为6222 kW，无功功率为1981 kVar，视在功率为6530 kVA。其中，图书馆计算负荷：有功功率为1812 kW，无功功率为593 kVar，视在功率为1907 kVA；群艺馆计算负荷：有功功率为802 kW，无功功率为280 kVar，视在功率为849 kVA；大剧院计算负荷：有功功率为3602 kW，无功功率为1108 kVar，视在功率为3768 kVA。

2.2 高压配电

本项目由来自附近不同区域降压站的两路10 kV电源供电。两路10 kV 电缆通过地下室侧壁预埋防水套管和水平梯架引入首层高压开关房，再通过地下室梯架引入地下一层各变电所。本项目10 kV 高压采用单母线分段运行方式，两路10 kV 电源正常工作时各带一半的工作负荷，其中的一路电源不能正常工作时，合上两路电源之间的联络开关，让另一路电源带上全部负荷，两进线开关与联络开关之间设置机械（三锁及两钥匙）及电气联锁，保证在任何情况下三开关均为三合二状态工作。工作电源进线侧设置闭锁装置，并各自计量。

2.3 变电所

结合本项目的建筑布局和负荷分析计算结果，在地下一层接近各栋负荷中心的位置设3 个10/0.4 kV变配电所。总变压器装机容量为8000 kVA。变电所设置情况如表1 所示。

表1 变电所设置情况

2.4 柴油发电机电源

结合本项目的建筑布局和负荷分析计算结果，为每个变配电所配置一台柴油发电机组。柴油发电机设置情况如表2 所示。

表2 柴油发电机设置情况

电机组的供电时间满足建筑火灾延续时间内各消防用电设备的要求（≥3 h），并满足储油间的总储存量不大于1 m3。发电机组容量需达到消防一级负荷要求，作为备用电源时，需在市电停电或受限时给还需工作的非消防用电设备供电。

3 照明系统

3.1 照明要求

展厅区域光源使用紧凑型荧光灯、细管径直管型荧光灯、LED 光源等新型光源。对于光线特别敏感的展品，照明应选用不带紫外线的光源，并采用遮光设施。在车库等区域装设LED 灯管，在楼梯间区域安装LED 光源灯具，在设备机房区域装设细管径的T5 直管型荧光灯，在展厅区域的出入口装设LED 光源射灯。一些场所辨色要求比较高，该场所照明光源显色指数Ra 要大于90；一些场所辨色要求不高，该场所照明光源的显色指数Ra 要大于80。

3.2 应急疏散照明

消防应急疏散指示系统采用集中电源集中控制型系统，设置应急照明控制器，由其显示并集中控制集中电源和消防应急灯具状态。需要设置应急疏散指示系统的区域包括建筑疏散通道、消防、疏散、防烟楼梯间和前室，图书馆的阅览室、书库，剧场的观众厅、台仓、排练厅等区域。地面应急照明照度不小于10.0 lx 的场所包括阅览区和观众厅等人员密集场所、疏散楼梯间、前室或合用前室；普通楼梯间的地面应急照明照度不小于5.0 lx；办公区域的疏散通道地面应急照明照度不小于3.0 lx；切换时间应小于或等于5 s[2]。应急疏散照明灯具需符合《消防应急照明和疏散指示系统》和《消防安全标志》等国家标准规范要求及具有CCCF 消防产品强制认证。

3.3 照明控制

（1）书库电源总开关设于库外，书库照明宜分区、分架控制。

（2）独立开关控制书架区域照明灯具，双控开关控制书库内的楼梯间及两侧都有通道的行道区域的照明灯具。

（3）在灯光控制房等处装设可以平滑调节观众厅和剧场的照明亮度的装置。

（4）集中设置灯光控制面板并独立控制观众厅和剧场等服务观众的区域的照明灯具。

（5）利用开关就地分区分组控制本项目的设备功能用房的照明灯具，利用智能控制系统分区分组控制公共区域的照明灯具。

（6）采用节能自熄开关控制楼梯灯。

4 防雷设计

根据计算所得数据，本建筑的预计雷击次数为0.3306 次/a，大于市级办公建筑及其他重要场所0.05次/a 的预计雷击次数，所以本建筑被归类为第二类防雷建筑物[3]。本项目为一级安全防范单位，其藏品库房、重要展厅的闭路电视监控和报警系统中的建筑物电子信息系统雷电防护等级按照A 级设防。

5 电气专业抗震设计

本项目抗震设防烈度为Ⅵ度，因此本项目需要设置有抗震支架进行抗震设防的电气设备，包括扭矩大于150 N/m 的封闭式母线槽、电气槽盒和桥架及内径大于60 mm 的电气线管[4]。

5.1 设备安装、系统和装置的抗震设防

（1）垂直电梯设置地震探测装置，在地震发生时应可以自动停运在最近的楼层并打开电梯门，电梯及其机械设备的连接安装和支撑装置必须能够符合水平地震作用及相对位移允许内的要求。

（2）柴油发电机组和外部的管道需柔性连接，隔离震动，以免因震动而对发电机组和其他设备造成损坏；发电机设备与安装基础以及减震装置安装使用的地脚螺栓需要能承载水平及垂直地震力的作用，防止地震时地脚螺栓松动而影响到发电机组工作；安装柴油发电机组时需使用减震器、防震橡胶或弹簧型装置之类的震动隔离装置。

（3）安装变压器时必须牢固焊接，其支撑面不宜过窄，并设置限位器装置防止其在地震时晃动移位或倾倒，还需为连接变压器的柔性管线留有一定的空间，防止地震时管线之间相互碰撞。

（4）安装在吊顶上的灯具，应考虑地震时吊顶与楼板的相对位移。

（5）在屋顶上设置的设备及其部件若安装不牢固会导致地震时发生高空掉落，对人身安全造成极大的威胁，因此需避免在外面装设设备，并牢固安装屋面设备。

（6）应急广播系统宜预置地震广播模式。

5.2 线路敷设的抗震设防

（1）当硬母线直线的长度大于80 m 时需每隔50 m 装设一个伸缩节。

（2）建筑物引入室外电气管线时需考虑地震时的作用力和位移，因此需预留一定的管线长度，并采用柔性和延性比较好的管材。

（3）桥架、线槽内敷设的电线电缆在引进、引出和拐弯的区域需预留一定的伸缩长度，以防地震时被震断。

（4）应采取防止地震时震断接地线的措施。

（5）电气管线最好不要穿越抗震缝，但会有电气封闭母线槽、桥架、槽盒、管线使得不可避免穿越抗震缝的时候，所以需要在抗震缝的两侧装设伸缩节，抗震缝两端的抗震支撑节点要与建筑结构牢固连接。

6 火灾自动报警系统

本项目为单、多层民用建筑，建筑防火等级为一级，火灾自动报警系统采用集中报警系统。消防控制室设于大剧院首层。消防控制室内设置火灾报警控制器、消防专用电话总机、消防控制室图形显示装置、消防联动控制器、电气火灾监控器、消防应急广播控制装置、消防电源监控器、应急照明控制器、防火门监控器、可燃气体报警控制器和消防水池液位显示装置等子系统设备。各子系统设备采用专用线路，分别与火灾报警控制器或消防控制室图形显示装置连接。与安防监控中心合用的消防控制室内，应集中设置消防设备，并与安防设备间要有明显的间隔。消防控制室内严禁穿过与消防设施无关的电气线路及管路[5]。

本项目火灾报警控制器的报警与联动控制总线合并设置并采用环形二总线制的连线方式。火灾探测器采用智能型探测器，按环境特点设置相应类型的火灾探测器。按防火分区或楼层设置手动报警按钮、消防电话插孔、声光报警器，具体应符合规范（GB 50116—2013）中第 5、6 条的要求。

7 电气节能及环保措施

本项目采取以下电气节能措施。

（1）接近负荷中心处设置变配电所、配电房，尽量减小本项目变电所的供电半径，将电压损率控制在可允许的范围内。

（2）为提高三相负荷平衡度，需将配电系统中的单相负荷在三相网络之中均匀分配，达到用电均衡化的效果。

（3）不同类型的房间内安装的电器设备功率、房间照明照度和灯具功率密度值需参照规范（GB 50189—2015）和规范（GB 50034—2013）的规定值。灯具功率密度不能大于规范规定值。照明照度值与照度标准值相比较，可有±10%的偏差。

（4）在变压器低压侧采用集中、带谐波抑制的电容补偿，使低压侧功率因数达到0.95。

（5）为提高电能利用率，大功率设备电动机采用合理的起动方式。

（6）本项目各楼栋均使用多台电梯，采用电梯群控设计。

（7）风机、水泵设定控制液位、时间，控制泵的启停，调节风机、泵类风门（挡板）、阀门，控制风量、流量。

8 结语

文化艺术馆在我国社会公共文化生活中发挥了重要的作用，丰富了国民精神文明，陶冶群众情操，其地位已日益凸显，因而建设文化艺术馆的工作显得特别重要。笔者结合赣州综合文化艺术馆项目电气设计方案实例，简要介绍了赣州综合文化艺术馆项目电气设计过程及总结其经验，可以给今后类似项目的电气设计提供借鉴作用。