某职业学院图书馆电气设计

2018-04-24景利学

现代建筑电气 2018年3期

景利学

(甘肃省建筑设计研究院有限公司, 甘肃兰州 730030)

0 引言

图书馆是满足读者方便地查询文献信息资源,为其学习和科学研究提供现代化服务的重要场所。合理的电气设计是保证图书馆舒适、便捷、安全使用的必要条件。图书馆供配电系统应简单可靠,照明质量达标,发生火灾时火灾自动报警系统能及时准确地发出报警信号,并有效引导人员疏散[1-6]。

1 项目概况

某图书馆总建筑面积为35 118 m2,建筑高度为38.4 m,地下1层,地上6层,藏书量10万册,包含一座中型剧场,属于一类高层公共建筑,-1F为平战结合,平时为汽车库及密集书库,战时为二等人员掩蔽部工程;1F为电子检索室、开架阅览室、管理用房、剧场及其辅助用房等功能房间;2F、3F为阅览室;4F、5F为阅览室、电子阅览室;6F为学术报告厅及办公用房。

2 电气设备用房

通过对学院统一规划,图书馆主供及备供电源分别引自行政楼-1F车库变配电室及柴油发电机房,战时电源采用铠装电缆室外埋地敷设的方式由行政楼战时柴油发电机房经防爆波电缆井引入。图书管的火灾自动报警及消防联动控制总线引至行政楼1F消防控制中心,通信接入大对数电缆由行政楼通信运营商机房引入,校园网及设备网光纤由行政楼智能化中心机房引入,除战时电源供电电缆外的电力电缆、消防总线、弱电光纤及电缆均采用室外电缆沟布线,强弱电电缆分别布置在电缆沟的两侧支架上,主供电缆与备供电缆敷设在电缆沟不同层架上。在图书管1F设置单体配电间及弱电汇聚间,配电间用于电能二次分配、集中计量及配电回路集中切断非消防电源,弱电汇聚间用于放置网络汇聚交换设备、弱电及消防系统区域分机等设备。依据建筑布局、防火分区划分及电气负荷分布,图书馆内设置3处电气竖井(1#～3#),每处电气竖井包括1间电信间、1间消防电力电缆强电井和1间非消防电力电缆强电井,电气竖井的面积经过设备布置,经济适用。电气设备用房位置示意如图1所示。

图1 电气设备用房位置示意(mm)

3 供配电系统

3.1 负荷分类

该工程消防用电设备(火灾自动报警及消防联动控制装置、火灾应急及疏散指示灯、防烟及排烟设施、自动灭火设施、消防水泵、电动防火卷帘以及阀门等)、走道照明设备、客梯、潜污泵、安防监控等电子信息设备,以及计算机检索用电为一级负荷;其他未有特殊要求者均为三级负荷。

3.2 供配电系统

根据当地电网条件及供电局批复的供电协议,采用一路10 kV电源供电,在行政楼-1F设置变配电室,装机容量为3 200 kVA,服务于行政楼及图书馆。2台变压器低压母线设联络开关,手动操作,当一台变压器故障或检修时,另一台变压器可承担两栋单体的全部一级、二级负荷。图书馆电气设备总安装功率为3 147 kW,计算有功功率为1 260 kW;一级负荷安装功率为711 kW,其中消防负荷安装功率为387 kW。贴临变配电室设置一座柴油发电机房,内设一台600 kW快速自起动柴油发电机组,为两栋单体的一级负荷提供备用电源。柴油发电机组收到市电中断信号后自起动,并在30 s内完成供电。图书馆内安防监控及电子信息设备设置集中不间断电源(UPS),用以改善电能质量及实现电源的无缝切换;图书馆内智能应急疏散照明系统设置应急电源(EPS)集中电池站,保证电源的可靠性及柴油发电机组起动前的短时供电。

3.3 低压配电系统

剧场、制冷机房等大功率用电场所由变配电室放射式供电,新风机、普通照明采用树干式供电,消防设备及其他重要负荷电源在单体配电间采用双干线放射式供电,消防设备在最末一级配电箱处自动切换。

4 照明系统

4.1 应急疏散照明

采用数字点式监控智能消防应急疏散照明指示系统,监控主机设于行政楼消防控制中心,在图书馆1F单体配电间设置一台7.5 kVA EPS集中电池站,在每个防火分区消防电力电缆强电井内安装一台安全电压型分配电装置,分配电装置主供电源引自电池站,备供电源引自相应防火分区内消防配电箱。智能消防应急疏散照明指示系统与火灾自动报警系统联动,根据火灾区域制定最优疏散线路,调整疏散指示灯方向,引导人员安全快速地逃离火灾区域,应急疏散照明均采用LED光源灯具。

4.2 正常照明

该工程照明质量及照明功率密度值要满足GB 50034—2013《建筑照明设计标准》[7]、JGJ 38—2015《图书馆建筑设计规范》[1]的要求。采用DIALUX软件进行仿真计算,装饰性灯具总功率的50%计入照明功率密度值进行计算。走廊、楼梯间等人员短暂停留并快速通过的场所采用LED光源灯具;阅览室、办公用房采用稀土三基色格栅荧光灯或灯膜;剧场等大空间采用配节能电感镇流器的金卤灯,灯具自带电容补偿;景观照明、泛光照明均采用LED光源灯具;剧场舞台灯具由专业厂家提供,舞台灯具及舞台机械配置有源滤波及无功补偿一体柜[8]。公共场所照明采用C-BUS智能照明控制系统,配置移动探测器和光感探测器,以便控制节能。

5 火灾自动报警系统

5.1 火灾自动报警系统

采用控制中心报警系统,消防控制中心设置在行政楼,图书管1F值班管理间设置2台火灾区域报警控制器及消防电源盘,区域报警控制器与消控中心主机采用光纤通信,消防广播线、消防电话线、直线联动线引至消控中心。图书管中庭净高为13.1 m,剧场舞台净高为21.6 m,均设有消防水炮。依据GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》[9]第12.4.1条,高度大于12 m的空间场所,宜同时选择两种及以上火灾参数的火灾探测器。中庭在距地面6.5 m及12.6 m处分别设置一组线性光束感烟探测器,分层设置的探测器交错布置。水专业选用的消防水炮具有红外传感探测及视频成像功能,可辅助火灾探测器及时准确地发现火源。剧场观众席净高为4.7～9.2 m,在吊顶上吸顶安装典型感烟火灾探测器,剧场舞台距地面6.8 m、13.1 m及21 m处分别设置两组线性光束感烟探测器,探测器的安装与舞台设备安装密切配合,防止对射光路被幕布或舞台机械遮挡,在剧场后天桥下方设置管路吸气式感烟火灾探测器。上述两种探测器结合消防水炮,可及时准确地发现火源。剧场火灾探测器的布置示意如图2所示。

图2 剧场火灾探测器布置示意(mm)

5.2 管路吸气式感烟探测器

管路吸气式感烟探测器设置在标高11.4 m 1F侧天桥底及标高17.5 m 2F侧天桥底,围绕舞台一圈并作竖向延伸。探测器为主动抽气式探测器,由主机引出4根空气导管,总长为180 m,导管上每隔2.5 m设置一处毛细软接头,用于设置采样孔。主机吸气泵的功率应与管路长度相匹配,以防气流速率过低,造成烟雾延缓报警。每套探测器附气流量传感器,可设定进气上下限值,采样管路任何接头处均需完全密封,以防发生漏气现象而造成误判,完成后必须先清管才能接上探测器主机,故探测器应具有灰尘过滤装置。管路吸气式感烟探测器的设计和安装可参考图集14X505-1《火灾自动报警系统设计规范图示》[10]。管路吸气式感烟探测器系统如图3所示。

图3 管路吸气式感烟探测器系统

5.3 自动跟踪定位射流消防水炮

剧场内共设置4套自动跟踪定位射流消防水炮,每套水炮配置一组模拟末端解码控制器。4套水炮共设置一个智能区域控制箱。智能区域控制箱自带手动控制盘及通讯功能,在剧场主入口处距地1.4 m挂墙安装,可实现水炮的自动控制、现场手动控制和消控室远程控制。消防水炮系统如图4所示。

图4 消防水炮系统

6 通信网络及综合布线系统

6.1 通信接入系统

在行政楼-1F设置通信运营商机房,公网语音、互联网、校园网接入光缆及通信电缆由市政接入,满足电信、移动、联通、广电等多家电信业务经营者平等接入。运营商机房内设置网关,敷设一根100对大对数通信电缆至图书馆1F弱电汇聚间,汇聚间及每层电信间设置110配电架。在行政楼1F设置学院智能化中心机房,由中心机房核心交换机至图书馆1F弱电汇聚间敷设2根24芯室外单模光纤。

6.2 计算机网络系统

根据校园信息化建设的业务需求,校园计算机网络系统采用树形拓扑结构,3层网络构架(由核心层、汇聚层、接入层组成)。接入层均采用支持千兆上联的千兆交换机,汇聚层采用支持万兆上联的千兆交换机,核心层采用模块化多业务功能的双核心交换机。汇聚交换机将校园核心业务(计算机、多媒体教学、无线AP等)与设备网(安防、校园广播、能耗、楼控、灯控等)分开设置,利于施工及后期的运维管理[11]。

6.3 综合布线系统

综合布线系统由工作区、配线子系统、干线子系统、设备间、管理等组成。综合布线工作区的划分及布点原则依据GB 50311—2016《综合布线系统工程设计规范》[12]附录5.1确定。网络工作区布线采用6类8芯UTP双绞线,沿垂直水平封闭式金属桥架敷设,电缆长度不超过90 m,语音采用5e类8芯UTP双绞线。电信间设标准19英寸机柜,内有光纤连接装置、接入层网络交换机、电缆配线架等设备。传输数据的垂直干线采用多模光缆,传输语音的垂直干线采用大对数通信电缆,垂直干线沿电信间内的垂直桥架敷设。设备间系统设于弱电汇聚间,由光纤连接装置、汇聚交换机、总配线架、跳线等组成[13-14]。