浅谈航展馆建筑电气设计的要点

引言

中国国际航空航天博览会简称"中国(珠海)航展"或"珠海航展",由中央政府批准举办,它是一个以实物展示、贸易洽谈、学术交流和飞行表演为主要特征的国际性专业航空航天展览会。由于航展馆的特殊性,展厅空间高、跨度长,如果变配电房的位置设置不当、展厅照明或展位供电设计不合理,就会给后续的使用造成困难。因此,笔者根据珠海市金湾区航展中心新建主展馆的施工图设计经验和体会,对航展馆的电气设计要点进行了分析和总结。

1工程概况

本工程为珠海市金湾区航展中心新建主展馆,总建筑面积75249.47m2(其中地上74295.15m2,地下954.32m2),首层为展厅及洽谈区,二层为办公区,地下层为水泵房,属于大型会展建筑。建筑长550m,宽120m,高(檐口至屋脊平均高度)26m。

2设计所涉及的规范

包括各类建筑及电气设计规范,如GB50016一2014《建筑设计防火规范》、JGJ333一2014《会展建筑电气设计规范》、GB50052一2009《供配电系统设计规范》、JGJ16一2008《民用建筑电气设计规范》、GB50034一2013《建筑照明设计标准》、GB50116一2013《火灾自动报警系统设计规范》等。

3负荷分级

一级负荷中特别重要负荷:安防系统用电。

二级负荷:展厅照明、展览用电、生活水泵、通风机、应急照明、排烟风机、消防水泵等(根据GB50016一2014《建筑设计防火规范》第10.1.2条第5款的要求,本工程室外消防用水量为30L/s,消防用电设备负荷为二级负荷)。

三级负荷:办公室照明、空调等负荷。

4电源

本工程采用两个10kV市电电源供电,由市政变电站引两路10kV电力电缆,埋地引入本工程高压配电所。为确保一级负荷用电,设置柴油发电机组作为应急电源。市电失电时发电机自动启动,通过自动转换开关向一级负荷及部分二级负荷供电,当发生火灾时,切除非消防负荷。发电机启动信号引自低压进线配电柜进线开关辅助触点,信号延时0~10s启动柴油发电机组,15s内投入额定负载运行。当市电恢复后,柴油发电机组冷却延时,自动停机。消防中心报警联动柜、监控中心计算机系统等自带UPs电源。应急疏散照明灯及疏散标志灯自带蓄电池。

5变配电房及发电机房设置

本工程总计算负荷为14697kw。在展馆二层的东西侧各设置一个10/0.4kV变配电房,以满足供电半径不超过250m的要求。1、2号变配电房设置干式变压器台数均为4×2000kVA+1×1600kVA。在展馆首层的东西侧各设置一个柴油发电机房,每个发电机房内设一台主用功率为500kw的柴油发电机组作为应急电源。

6高、低压配电系统

高、低压均为单母线分段运行。低压配电系统采用~220/380V放射式与树干式相结合的供电方式,对于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式供电,对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。一、二级负荷采用双电源供电,在末端互投(或在适当位置互投):部分二级负荷采用应急母线段单回路供电:三级负荷采用单电源供电。消火栓泵、喷淋泵、应急照明、防排烟风机等均为双回路供电,在末端配电箱自动切换,双回路中的一回路由双电源供电的相应应急母线段供电。

7导线选型

根据JGJ16一2008《民用建筑电气设计规范》的第7.4.1点2款3)条,本工程室内负荷供电均采用低烟无卤型电力电缆、电线。其中消防设备的双回路干线电缆选用允许接触裸护套矿物绝缘电力电缆或交联聚乙烯绝缘、聚烯烃护套无卤低烟阻燃耐火电缆。

8展位用电及管线敷设

展位配电设计是航展中心的电气设计重点,包括室内、外非标准展位的配电。根据甲方提供的资料,取展位用电负荷密度为300w/m2。变配电房低压配电柜出线电缆通过电井敷设到首层配电间的电缆沟内,再由电缆沟送到馆内及户外展位用电点。

室内展位用电设计:因展厅室内跨度大,且用电点要根据参展商实际布置,具有不确定性,因而选择地面电缆沟敷设的方式。沿展馆外墙内设置一圈室内电缆沟,纵向每隔25m设纵向电缆沟,以满足展厅中部展位用电需要。电缆沟盖板选用定制款式,除满足地面荷载要求外,每个电缆沟盖板上均设有活动式电缆出线口,以达到灵活供电及与美观结合的要求。室内展厅共设77个展位配电箱,分别设于展厅周边的墙上及展厅中间的柱子上,展厅内任何一处到配电箱供电距离均不超过50m。每个展位配电箱内设350A/4P的塑壳断路器作为进线开关,出线开关包括5个100A/4P、5个63A/4P、6个20A/4P断路器,所有出线断路器均带剩余电流保护装置。

室外展位用电设计:室外沿展馆外围设置一圈电缆沟,每隔约50m设一个电缆井,根据航展公司设计的室外展区沿电缆沟适当位置设置共计10个户外展位配电箱,配电箱内的配置与室内展位配电箱相同,也可以利用预留的电缆沟及电缆井对室外展位灵活配电。

9照明系统

9.1光源选择

细管直管形三基色荧光灯光效高、寿命长、显色性较好,适用于灯具安装高度较低(通常情况下灯具安装高度低于8m)的房间如办公室、会议室等长时间有人工作的场所。金卤灯具有光效高、寿命长、显色性好、结构紧凑、性能稳定等优点,适合用于高大空间展厅的普通照明,但启动时间较长,不应用于应急照明,用于应急照明的应采用能快速点燃的光源。LED灯显色指数偏低、表面亮度高容易导致眩光、光通维持率偏低,不宜用于展览照明,宜用于高大空间应急照明。

9.2普通照明

办公室、会议室、设备房等灯具安装高度较低的房间一般采用细管直管形三基色荧光灯,灯具配置电子镇流器:楼梯间、走道等采用高效节能灯。展厅高度为22m,在16m高的析架上共计安装1004套功率为400w的金卤灯作为普通照明,灯具间距为6~10m,金卤灯具有光效高、寿命长、光色好三大优点,适合用于高大空间照明。展厅长度为550m,为方便控制照明灯具,普通照明采用智能照明集中控制,实现现场控制及值班室集中控制。楼梯间照明采用灯具自熄节能控制。

本工程主要房间的照度及照明功率密度设计标准为:办公室、展厅3001x(≤8w/m2),消防控制室、弱电机房5001x(≤13.5w/m2),走道、楼梯间1001x(≤3.5w/m2),门厅、配电装置室2001x(≤6w/m2)。

9.3应急照明

在展厅、疏散走道、楼梯间、安全出口等场所设置应急照明。在展厅16m高的析架上共计安装304套功率为2×16w的LED灯盘作为应急照明并采用EPs集中供电:在展厅地面按安全疏散路线设置视觉连续的疏散指示灯。疏散指示灯有防水功能,其表面荷载不小于地面设计荷载。

建筑内疏散照明的地面最低水平照度应符合下列规定:

(1)对于疏散走道,不应低于1.01x:

(2)对于人员密集场所不应低于3.01x:

(3)对于楼梯间、前室或合用前室、避难走道,不应低于5.01x。

10火灾自动报警系统

10.1系统设计

根据本工程的建筑性质,火灾自动报警系统采用集中报警系统形式,按二总线报警回路设计。系统总线上设置总线短路隔离器,每只总线短路隔离器保护的火灾探测器、手动火灾报警按钮和模块等消防设备的总数不超过32点:总线穿越防火分区时,在穿越处设置总线短路隔离器。在本工程首层设置一个消防控制室,消防控制室设有直接通往室外的出口。消防控制室的报警控制设备由火灾报警控制主机、联动控制台、CRT图形显示屏、打印机、火灾应急广播控制柜、消防通信设备、UPs不间断电源等组成。

10.2设备布置

本文就火灾探测器的选择与布置进行分析,其余消防设备布置由于篇幅所限不再论述。

在办公室、会议室、走道、楼梯间、设备房等场所设置点型感烟火灾探测器。根据GB50116一2013《火灾自动报警系统设计规范》第12.4.1条规定,高度大于12m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。且由于展厅宽度达110m,高度为22m,单一探测模式很难实现火灾的早期探测,故展厅采用管路吸气式感烟火灾探测器和图像型感烟火灾探测器的复合探测方式,于展厅南北侧各设21台高灵敏度四管标准型探测器,每侧探测器采用管长55m,以保护110m宽的大展厅。管路吸气式感烟火灾探测器的水平干管安装在16m高的析架上,采样孔设置在通风空调对流层下面1m处。图像型火灾探测器采用双波段图像火焰探测器与光截面图像感烟探测器的组合,既实现了对早期火灾烟雾的探测要求,又满足了早期火灾火焰探测的要求,同时具有实时视频可视功能,在保护区域上也实现了双重覆盖。图像型探测器布置原则:在满足视场角及探测距离的同时,探测器应尽量降低安装高度,消除探测器正下方的布防死角。

10.3消防联动

本工程除了需要联动消防水泵、防排烟风机、防火卷帘门等常用消防设备外,重点需联动展厅顶部的可开启排烟天棚系统:(1)由所在防火分区内的一个吸气式火灾探测器或图像型火灾探测器的报警信号作为自动可开启排烟天棚开启的联动触发信号:(2)于消防控制室可检测可开启排烟天棚的运行状态及故障信号:(3)自动或通过消防控制室能联动或手动直接开启可开启排烟天棚,当火灾发生时能同时开启全部可开启排烟天棚:(4)可以手动通过纯机械装置(非电动)直接开启可开启排烟天棚。当排烟天棚全部打开时,展馆呈现一个半露天形态,火灾产生的烟气能从屋顶自然排出。

11结语

航展厅建筑,除了上述几点在设计中应加以注意以外,还应做好与排水、暖通等专业之间的相互配合。在符合国家、地方以及行内相关规范的前提下,达到实用、经济、美观的最佳组合。