某娱雪乐园电气设计探讨

胡 志 刚

(北京五合国际工程设计顾问有限公司, 北京 100097)

0 引 言

北京冬奥会的成功举办,使更多的人开始关注冰雪运动,常规的室外滑雪场基本上只可以在雪季才营业,而且受气候因素影响较大,娱雪乐园这一新的业态,整合了室内滑雪场和文旅主题乐园双重属性,带给人们新的体验。本文介绍了一个娱雪乐园项目电气设计,对设计过程中供配电系统、火灾自动报警系统、照明系统等曾经出现的问题进行提炼总结,主要包括了该业态供配电系统设置要点、照明系统设计要求、火灾自动报警系统设计等要点。

1 项目概况

本项目位于南方某城市,总建筑面积3.5万m2,其中地上面积2.8万m2,地下面积7 000 m2,冷区面积2.2万m2。地下1层,地上整体1层,局部2层。建筑高度23.95 m,整体定义为多层公共建筑。结构形式方面,暖区为框架结构,冷区为桁架结构。功能分区方面,地下1层为设备机房及服务用房;地上1层为入口大厅、寄存储物、服饰租赁、零售店,娱雪乐园等;地上2层为办公用房、设备机房。本项目最高日接待人数1 200人,冷区室内日常运营温度约为-3 ℃,造雪时温度约为-5 ℃。

2 供配电系统设置

本项目采用从地块配套10 kV开关站引来两路独立10 kV电源,同时设置一台1 800 kW柴发机组作为备用电源的供电方案。方案前期,建设单位参照自身已经开业的其他项目,要求设计图纸按照160～260 VA·m-2预留用变压器容量,后期经过多轮配合调整,本项目设置了两台1 250 kVA+两台2 000 kVA变压器供电,项目实际单位面积负荷指标约为186 VA·m-2。柴油发电机组主要作为消防用电负荷、部分造雪设备及维温设备的应急电源,同时建筑物主体外设置有储油罐,满足机组24 h运转耗油量的要求。

由于本项目属于人员密集场所,而且娱雪乐园项目目前尚无相关设计规范等资料可以参考,结合相关规范及建设单位要求,消防用电设备、应急照明和疏散指示系统、消防安防控制室用电设备、变配电室用电、弱电机房用电、客梯、生活水泵、排污泵、经营管理用计算机系统、走道照明、制冷造雪系统保障用电等按照一级负荷供电;马道照明用电、牵引用电等按照二级负荷供电;制冷造雪系统(包含专用通风设备)用电按照三级负荷供电。供电方案示意图如图1所示。娱雪乐园用电指标如表1所示。

图1 供电方案示意图

表1 娱雪乐园用电指标

消防水泵、消防风机、消防安防控制室等双电源切换箱由变电所放射式供电。消防末端配电箱设置在各防火分区的配电小间内,各防火分区内的防排烟风机、消防排水泵、防火卷帘、电动挡烟垂壁等分别由配电小间内的双电源切换箱放射式、树干式供电[1-5]。其他非消防一二级负荷按用电设备类别在各防火分区的配电小间内设置总的双电源切换箱,分别由该双电源切换箱放射式供电到各个用电设备点。同时,在各防火分区内设置总的单电源配电柜,为普通三级负荷供电,其中商铺普通照明、商铺事故风机、商铺空调、室外广告牌等回路需要设置费控电表,方便后期物业管理。

按照合同内设计界面划分相关要求,对本项目中的制冷造雪工艺电控机房、制冷机房及制冷造雪相关机房,设计单位只需要设计预留总配电柜,但要完成制冷造雪系统设计范围区域内的普通照明、应急照明、消防动力、火灾自动报警系统及常规动力设备等供配电设计。制冷造雪工艺系统电气设计由制冷造雪工艺承包商负责。DBV、游乐设备等工艺配电及设备安装由工艺承包商负责,本项目设计负责将电源预留到位。

本项目室内所有线缆均选择低烟无卤阻燃型,保温板上电气槽盒、接线盒采用金属材料且明装,应与金属面绝热夹芯板的面板连接牢固。对于穿越娱雪乐园保温层的各类电气线路,均采用穿金属管的敷设方式。特别需要注意的是,冷区四周冷库保温板(岩棉金属面夹芯板)一般情况下是通过龙骨固定在外墙上的,外墙和保温板之间空间可能敷设线管,线管尽可能从冷区顶上面电气桥架竖直下穿到这个小空间,尽可能避免横向的管路,方便保温板后方区域施工穿线。

3 照明系统设计

本项目滑雪区域普通照明按照地面照度值300 lx进行设计,采用300 W LED PAR灯具,灯具在屋顶冷库保温板下方吸顶安装。同时,滑雪场区域所有灯具防护等级不低于IP65。

应急照明和疏散指示系统采用集中电源集中控制系统,设置在距地面8 m及以下的灯具采用A型灯具,8 m以上空间灯具采用B型灯具[4]。考虑到本项目需要疏散的人员较多,所需疏散时间偏长,内部设置客流统计系统,确保同一时间内各个区域的人数不超过设计控制值,控制人员密度。娱雪乐园疏散通道的应急照明按照最低照度不低于正常照明的照度考虑,其他区域设置的消防应急照明保证疏散走道、楼梯间、前室及合用前室内的地面最低水平照度不低于10 lx。考虑集中电源的蓄电池组达到使用寿命周期后标称的剩余容量仍需要保证放电时间,满足火灾和非火灾状态下规定的持续工作时间,本项目蓄电池持续供电时间按照不小于1.0 h设置。在疏散走道、疏散通道、主要疏散路线地面上设置保持视觉连续的方向疏散指示标志,其间距不大于3.0 m。

娱雪乐园冷区由于地面被积雪覆盖,地面难以设置疏散指示,本项目仅考虑在一些构筑物或引导牌部位按常规方式设置疏散指示标志,在出口处设置安全出口标志灯,为增加出口指示灯识别的距离,出口指示灯应采用特大型灯具,该大尺寸安全出口标志灯的辨识度可以满足一定范围内,正常视力的人员能清楚看到指示方向。应急照明和疏散指示系统图如图2所示。

4 火灾自动报警系统设计要点

本项目暖区功能比较常见,做法也比较常规,下面着重介绍一下冷区的消防设计。冷区运营时常年处于-3 ℃的环境,地面有冰雪层覆盖,基于以上考虑,冷区所在的高大空间设置为一个防火分区,包括冷区首层、冷区二层的局部空间以及多个滑道,一层防火分区面积为17 884 m2,二层防火分区面积为3 623 m2,上下各部位防火分区建筑面积之和为21 508 m2。冷区超大防火分区的地面、墙面(不包括保温材料)和顶棚采用不燃材料进行装修。除滑雪嬉雪区的魔毯、缓冲保护材料及少量装饰品外,其他各类包装物采用不燃材料。娱雪乐园内各个排队区不完全采用硬质栏杆,部分区域采用可移动和可打开的软分隔,确需设置的硬质栏杆在火灾情况下应易于打开。各类电气线路不穿越缓冲保护材料。发生火灾时,必须能切断魔毯设备电源,使其停止运行。

本项目冷区净空超过12 m,依据GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》14.4.1,该场所需要设置两种火灾参数的火灾探测器,线型光束感烟火灾探测器、管路吸气式感烟火灾探测器或图像型感烟火灾探测器[2]。管路吸气式感烟探测器由于需要布置较多管路,需要大量穿越冷库保温板、而且与冷区DBV包装有冲突,因为冷区常年温度在0 ℃以下,管路可能会由于结冰结露导致堵塞,影响正常工作,同时不利于后期检修。本项目选择线型光束感烟火灾探测器和图像型感烟火灾探测器。其余净空小于12 m的场所设置点式感烟探测器,在此不再赘述。

图2 应急照明和疏散指示系统图

此外,冷区设置有声光警报器、消防广播系统和疏散诱导系统,乐园内的工作人员兼做疏散引导员,火灾情况下能通过消防广播合理引导大空间内人员进行疏散。非消防用电负荷设置电气火灾监控系统,电气桥架、槽盒内也设置有测温式电气火灾监控探测器,尽可能发现早期电气火灾。

由T/CECS 845—2021《室内冰雪场馆保温及制冷系统设计标准》4.1.4条可知,室内雪场的空气设计参数应符合下列规定:① 室内设计温度宜采用:-8～-1 ℃;② 相对湿度(非造雪状态)不宜大于85%[5-6]。查询国内市场上占有率较高的几家火灾自动报警产品样本(防护等级IP42以上),得知其正常工作温度在-10 ℃～50 ℃,工作湿度为0%～90%RH(无结露)。市场常见产品都可以满足日常正常运营要求,但造雪工况时冷区湿度、凝露数据,设计阶段无法从各种渠道获取,造雪时冷区湿度、凝露是否超过火灾自动报警设备耐受范围无法得知,结合各方意见只能先正常设计预留。

但设备在实际安装后,在试运营阶段冷区就有很多火灾自动报警设备短路损坏,建设单位只能召集相关专家再次举行消防性能论证会,在加强其他消防的措施前提下,最终取消了冷区消防系统。后期在国际消防展,也咨询过多个设备厂家,几乎所有厂家都表示没有相关使用案例可以佐证室内滑雪场火灾自动报警设备不出问题。火灾自动报警及消防联动系统图如图3所示。

图3 火灾自动报警及消防联动系统图

在低温高湿凝露环境选型时,提高特殊环境下元器件的可靠性及环境适应性是提高智能化系统设备可靠性及环境适应性的关键,同时做好防护与维保也不可忽视[5-8]。因此,类似项目一定要提前与各设备供货方、运营方充分沟通,充分了解工况,才能避免后续出现问题。

5 结 语

娱雪乐园这一特殊业态项目,有室内滑雪场的特征,但又不属于体育建筑,更多地倾向于文旅建筑的范畴,具有人员密集、高大空间、特殊环境等多重属性,既要打破设计常规,也要遵从基本安全需求。