浅析晋中工人文化宫电气设计

杨 洋

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

1 项目概况

晋中工人文化宫位于晋中市迎宾路中段，为中型乙等剧场，建筑面积为29 726.92 m2，其中地上21 543.77 m2，建筑高度为21.8 m，地上5层，地下1层。地下1层为Ⅲ类汽车库，设备用房。地上自西向东分为职工体育馆、职工演艺中心和职工文化中心。

2 变、配电系统

2.1 负荷等级

本工程为多层建筑，其中剧场为中型乙等剧场，观众容量1 079座，属二级负荷用户。地下车库为Ⅲ类机械停车库。其消防用电设备、应急照明、机械停车设备、安防系统电源、网络机房电源、生活水泵、换热站电源、客梯电源、灯控室、机械控制室用电为二级负荷，其余用电为三级负荷。

2.2 负荷计算及变压器选型

经统计，本工程各项负荷安装容量见表1。

表1 文化宫用电负荷统计表

根据JGJ 57—2016剧场建筑设计规范条文说明10.3.1，剧场的变压器容量，可按下式计算：

Ps=Kx·Ky·Pe。

其中，Ps为变压器容量，kVA；Pe为照明或电力负荷总容量，kW；Kx为照明或电力负荷需用系数，舞台照明取0.4，其余平时照明取0.7，电力取0.8；Ky为裕量系数，取1.1～1.2。

采用需要系数法经计算，本工程变压器容量为2 633 kVA，共计选用3台1 250 kVA，SC(B)11型环氧树脂浇筑的高效率、低噪声干式变压器。接线形式为D,yn11，变压器负载率约为0.702。

2.3 供电电源

根据建设方提出的用电要求,在本工程地下1层建设一座由两路10 kV供电的变配电站,两路10 kV电源同时工作，第一路电源平供电容量为2 000 kVA，应急情况下供电容量为3 000 kVA，另一路应急电源的供电容量为1 000 kVA。当第一路电源故障时，第二路电源将为建筑中的重要负荷提供电源。当第二路电源故障时，高压联络母线闭合，由第一路电源为所有负荷供电。两路10 kV电源由建筑物北侧穿管埋地引入本楼的变配电室。低压母线采用单母线分段接线方式，1号和2号变压器，2号和3号变压器之间设联络开关，设自投自复转换/手动转换开关。进线断路器与母联断路器有电气联锁。平时每台变压器单独运行。舞台用电设备的供电系统与舞台照明设备、音响系统设备负荷分开变压器供电。

2.4 配电系统

1)低压出线电源为三相五线制220 V/380 V,采取放射式与树干式相结合的方式配电。

2)防排烟风机等消防设备主备电源引自变配电站不同变压器低压母线段，设备末端及就近位置设双电源互投箱；消防专用设备的过载保护仅报警不跳闸。

3)消防水泵主备电源引自变配电站变压器低压母线段，水泵房控制室设双电源互投箱。

4)消防稳压泵由水泵出水管的压力表控制；潜污泵有液位自动控制，也可现场手动控制；电梯采用双回路供电，末端切换；空调、通风设备采用建筑设备监控系统控制，可现场手动控制或在中央监控机房进行遥控。

5)冷冻站配电系统提供配电电源及配电箱(柜)平面位置。

6)主舞台的四角设三相专用电源，其中性线截面积为相线的2倍，其中乙等剧场后角电源不小于三相180 A，前角不小于50 A。剧场台口两侧预留显示屏电源，其电源配电柜及计算机控制设备设在灯控室内。

7)在变配电室、舞台照明和舞台机械房间预留设置谐波治理设备空间，待设备安装后根据使用和测试结果设置有源或无源谐波治理设备。

3 照明系统

1)各类房间的照度标准值宜符合GB 50034—2013建筑照明设计标准和JGJ 57—2016剧场建筑设计规范10.3.8条的规定。

2)一般场所光源为三基色荧光灯、节能高效筒灯或LED灯。应急照明的光源采用能快速点亮的光源。

3)正常照明由变配电站起树干式和放射式相结合配电,每层职工体育馆、职工演艺中心、职工文化中心分设电管井及正常照明配电箱,由此向本层配电。

4)应急照明系统采用集中电源集中控制型，在网络机房、走廊、公共区域、通风机房、变配电室、消防控制室等处设应急照明。走廊、主要出入口设疏散指示灯和安全出口灯。应急照明在火灾情况下强制点亮。备用照明和安全照明由本区的双电源箱供电，应急照明由本区EPS的供电，疏散照明由本区的集中电源供电。疏散照明供电时间不少于30 min。消防风机房、变配电室、消防控制室备用照明不小于180 min。

5)观众厅的踏步灯和座位排号灯、乐池谱架灯、化妆室台灯照明的供电电压为特低压直流36 V。

6)公共走道、大厅、舞台、观众厅、体育馆内照明采用智能集中控制。一般场所就地控制；直接为观众服务的房间照明控制开关应集中单独控制。疏散用应急照明平时集中或就地控制，火灾时强制点亮。

7)预留建筑景观照明电源。

4 线缆选型及其敷设方式

1)高压电缆采用交联聚乙烯电力电缆穿MPP电力排管埋地敷设。

2)正常照明电力干线采用无卤低烟阻燃交联电力电缆,正常照明电力支线采用无卤低烟阻燃铜芯聚乙烯绝缘电线。大容量制冷机组采用封闭式母线供电至设备末端。控制线为无卤低烟阻燃型控制电缆，与消防有关的控制线为耐火型控制电缆。

3)应急照明、消防电力水平干线选用无卤低烟阻燃耐火交联绝缘电力电缆,配电间垂直引上段采用NG-A(BTLY)柔性矿物绝缘电缆，应急照明、消防电力支线均采用无卤低烟阻燃耐火铜芯聚乙烯绝缘电线。

4)变配电站引出的照明、电力干线沿封闭式电缆桥架敷设,垂直引上段沿梯架敷设；配电支线穿钢管沿墙、顶、地板暗敷设或沿金属线槽在吊顶内明敷设。

5)对于舞台灯光的供电回路，考虑三次谐波的影响，其供电的回路将5芯电缆中的PE线与中性线连接，作为中性线使用，同时补充敷设一根单芯电缆作为PE线与原电缆同路径敷设。

5 防雷系统

1)经计算本建筑属于二类防雷建筑物,采取防直击雷, 闪电电涌侵入，防电磁脉冲并采取等电位保护。

2)屋顶梁板结构采用φ10热镀锌圆钢沿屋顶和女儿墙暗敷设，且构成不大于10 m×10 m或12 m×8 m的网格；金属屋面的接闪器利用屋顶金属板和金属构架，其所有部件之间应连成电气通路，接闪器、引下线、接地极之间应可靠连接，上下构成电气通路。

3)利用所有柱内钢筋作为防雷装置的引下线，基础圈梁和±0.000圈梁钢筋焊接成闭合环路,构成均压环,基础板钢筋网可靠连接,构成均压网。

4)凡凸出屋面的所有金属构件,金属通风管、风机等均应与避雷带可靠连接。

5)防闪电电涌侵入的措施有电缆进出线在进出端将电气设备接地与电缆的金属外皮、钢管等相连，电子信息系统的各种机架、箱体、壳体等金属组件作等电位连接。

6)低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处、屋顶室外风机、室外照明配电箱内装设Ⅰ级试验的电涌保护器；综合布线、有线电视引入端设过电压保护装置。

6 接地保护系统

1)本工程配电系统接地型式为TN-S系统,做总等电位联结。

2)在地下1层变配电站设置MEB板。水泵房、换热站、制冷机房、光控室,声控室,放映室等设LEB板，由MEB板引两根接地连接线与基础钢筋网板相连。

3)由MEB板引出等电位联结线分别与进出建筑的水暖金属干管、配电PE母排，所有不带电设备金属外壳,各强弱电金属管、电缆金属外皮、金属线槽桥架及所有LEB板等连接；EPS,UPS中性线应做重复接地。

4)本工程采用联合接地方式,要求总接地电阻不大于1 Ω。

7 智能化设计

1)本次智能化设计所含子项有：综合布线系统；有线电视系统；安全技术防范系统；公共广播及音响系统；公共信息发布系统；建筑设备监控系统。

2)综合布线系统。数据光缆和语音光缆由市政外网引来。网络机房及弱电进线间设置在地下1层。系统的设置数量按《智能建筑设计标准》进行设计。综合布线系统采用光缆和非屏蔽6类4对非屏蔽双绞线组网。系统由设备间子系统、工作区、水平配线、干线、管理等子系统构成。

3)有线电视系统。

本建筑有线电视系统由市政外网引来数字电视光缆至弱电进线间前端设备。数字电视系统传输干线采用光缆，6类4对非屏蔽双绞线从弱电间的配线架引至各信息插座，配线沿吊顶内弱电线槽敷设，然后穿管敷设至出线口。

4)安全技术防范系统。

本工程属于普通风险对象，根据使用要求按提高型安防工程设计。本工程安防系统由视频安防监控、入侵探测报警和出入口控制系统组成。

5)公共广播及音响系统。

广播平时可作为业务及服务性广播，火灾时强切为紧急广播。

6)公共信息发布系统。

本建筑首层南入口门厅及甲方要求的区域安装LED信息发布屏,发布公共信息。在电梯厅及总服务台等处预留信息发布插座，后期与信息中心计算机联网，面向公众发布信息。终端显示屏可向公众提供信息检索、查询、发布和导引等功能。

7)建筑设备监控系统。

为做到本项目设备运行可靠安全、节省能源和人力资源，本工程设有建筑设备监控系统，系统由监控主机、现场控制器、自动化仪表和通讯网络构成，采用集散式控制方式。监控的主要对象包括：制冷机组和附泵、新风和空调机组、送/排风机、生活给水泵、热水循环泵、潜水泵、生活水箱液位、电梯系统和变配电系统。系统监控主机设在首层监控机房。