藏書樓修復電氣設計分析論文

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摘要：在對保護性建筑認識的基礎上，以上海市徐家匯藏書樓為例介紹了保護性建筑修復工程電氣設計的特點以及主要情況。

關鍵詞：修復工程電氣設計

1對保護性建筑的一些認識

20世紀90年代以來，隨著房地產市場的興起，各地舊城區改造掀起一波又一波熱潮。其中不少地方采取“全拆全建”、“整舊如新”的改造方式，使一批歷史街區和優秀歷史建筑遭到破壞。近代上海的開埠已經有一百多年的歷史，百余年來建造在這里的高樓大廈、亭臺樓閣、園林場館，有的巍峨魁偉，有的精致秀麗，有的典雅古樸，上海被稱為“萬國建筑博覽會”是當之無愧的。至于與歷史事件和歷史名人有關的建筑更是不計其數，它們代表著各個年代的上海城市歷史文化，有的是無價之寶。在描寫上世紀30年代的一些小說以及影視劇中，往往會把上海外灘的海關鐘聲、國際飯店的雄姿、百樂門舞廳閃爍的霓虹燈等作為烘托歷史故事的背景。這些已在一些國人心中埋下深深的印象，這就是歷史文化的重要價值。

今天人們已經認識到：每一座城市都有屬于她的獨特的建筑，這是城市創造力和城市精神的表現。這些代表歷史文化的建筑物，不但顯現城市文化的深度，體現城市特有的個性魅力，而且還能提升這座城市的神韻和光彩，是其它事物和新的建筑無法替代的。所以，如果無視城市歷史文化遺產的重要價值，在城市建設和改造中，簡單地推倒了事，把歷史的“文脈”切斷，那會造成無法彌補的損失。現在各級政府和部門已加大了對保護性建筑的保護力度，《上海市歷史文化風貌區和優秀歷史建筑保護條例》于2003年1月1日的實施，更是讓許多人為之振奮。

近年來，筆者有機會先后參加了對上海的中共一大會址、百樂門舞廳、徐家匯藏書樓、國泰電影院等保護性建筑修復工程的電氣設計?，F以徐家匯藏書樓為例，談談筆者對保護性建筑修復工程電氣設計的粗淺體會。

2工程概況

徐家匯藏書樓原系徐家匯天主堂藏書樓，是上海著名近代保護性建筑。包括兩幢樓，均為磚木結構，始建于1867至1896年間。一幢為四層西式神甫樓，另一幢為兩層外國傳教士的藏經樓，重重疊疊的書架、欄桿、樓梯布局，是當年參照梵蒂岡圖書館書房的樣式建造的。它匯集了原徐家匯天主堂藏書樓、亞洲文會圖書館、上海租界工部局圖書館等宗教和文化機構的32萬冊舊外文文獻，其中1515年至1800年初歐洲出版的西文珍本計1800種二千余冊，另有92種絕大部分都是在上海出版的外文報紙等等。其內容涉及哲學、宗教、文學、藝術、歷史、地理、法學、數學、天文學等各門學科；其語種包括拉丁語、法語、英語、西班牙語、德語、日語、俄語等20種語言；其珍貴的版本價值、史料價值和學術價值體現了館藏舊外文文獻資源的豐富內涵。它們是研究中西關系史、中西文化交流史、歐美漢學等的珍貴史料。保護這些書籍先得保護書庫。

目前人們對保護性建筑通常采取三種保護方式：一是完全保護型，即開展文物式原汁原味的保留；二是局部保護型，即在保留建筑外貌的基礎上對結構和功能進行改造；三是風貌保護型，即保留原規劃布局、建筑語言符號和綠化環境，采用現代科技手段進行更新改造。徐家匯藏書樓則是根據上海市委市府提出的“整舊如舊，恢復原貌”的要求，進行修復改造。

3徐家匯藏書樓修復工程電氣設計特點

保護性建筑的建造年代悠遠，其電氣部分大多是：用電負荷單一(原僅供照明)，等級較低，用電量小(如徐家匯藏書樓修復前用電量僅40kW左右)，低壓(220／380V)單電源引入；無專用配電間或配電間狹??；接地系統簡單，僅在進戶處作獨立接地；電氣線路年久失修，長期高密度超負荷使用，系統混亂；弱電部分僅有電話。

實施修復時，為滿足文物保管與修復、科學研究、陳列展覽等三大功能的需要并實現計算機網絡與信息管理、消防與安防技術，建筑形體的展示與藝術勾勒，而需給陳舊的樓房添加現代化設備并健全功能。主要包括：消防系統(消火栓和預作用噴淋系統、火災自動報警和消防聯動控制)、通信、計算機網絡、安全防范、應急照明和泛光照明、空調等。上述系統和設備的增加，必然提高了建筑的用電負荷等級，并需配置相應的功能房。為遵循

“整舊如舊”的原則，電氣專用房間的增設、電氣線路的敷設方式和走向等，在滿足現行相關規范的前提下，因地制宜，盡量做到不破壞原有建筑的結構，又不影響其使用功能。

4供配電

4.1用電負荷

隨著藏書樓消防、安防等現代化功能的注入，用電負荷的級別有了提升。修復工程中新增的應急照明、消防、安防等按規范要求屬二級負荷，其余則為三級負荷?？照{功能的增加，使用電負荷大增，總計算有功功率達280kW。受總平面的限制，五位置安放將整個建筑作為一個整體進行控制的集中空調系統的室外機組，而采用了可“見縫插針”相對分散布置的多聯分體空調系統，使安裝空間減少達50％，能耗降低。即便如此空調用電負荷仍占了整個用電負荷的49％，約為照明負荷的1．6倍。而二級負荷占整個用電負荷的24％。

4．2供配電系統

根據上海市《低壓用戶電氣裝置規程》(DGJ08—100-2003)修復后的藏書樓用電負荷已超過200kW，必須設置用戶變壓器，為此引入lOkV電源一路并選用10／0．4kV、400kV·A變壓器一臺(負荷率為0．7)，供常用；另引入220／380V低壓獨立電源一路(容量65kW)作為備用。低壓系統的接地采用TN—S型式。建筑內的工作照明、應急照明和空調采用樹干式分層配電，既便于發生火災時非消防電源的自動切斷，又方便正常運行操作和檢修；消防、安防和計算機網絡等采用放射式配電，雙電源末端切換。

4．3變配電間

利用建筑底層原雜房和部分走道改造為變配電間，把高壓柜(真空開關)、帶防護罩的干式變壓器和抽屜式低壓柜合置在同一間內。地坪重做架空樓板，并增設總等電位聯結。采用下進上出的走線方式，柜下設電纜溝、頂板下吊電纜橋架。變配電間布置見圖2。

5照明

修復工程電氣設計將照明分為工作照明、應急照明、安防照明和景觀(泛光)照明。

展室、文保研究室和修復室的工作照明要求較高，所以選用的光源色溫小于3300K，顯色指數Ra大于80，無眩光。為保護館藏經書文物(有些是百余年前出版的羊皮書)不受紫外線的輻射損傷，設計選用了歐司朗的L36W型低紫外線熒光燈管作為書庫內書架上的照明光源，并配以飛利浦燈具的特殊過濾遮光罩，以吸收紫外線而使光源產生的紫外線輻射傷害降到最低限度。

該修復工程的應急照明主要設在消防控制與安保監控室、疏散走道、公共閱覽室、變配電間、消防泵房等處，是在正常照明失效時，為繼續工作(暫時繼續工作)而設的備用照明；以及在火災的情況下，用以確保安全出口通道能被有效辨認，使人們能從室內安全撤離至室外(或某一安全地區)，而在疏散走道和公共出口等處設置的疏散照明。應急照明采用了以電網引來有效獨立電源作為后備交流應急電源的集中供電式系統，其供電容量、供電時間和轉換時間均能滿足要求，但在重大災害時，其供電可靠性可能受到破壞，失去應急照明供電的作用。為此，對特別重要場所如消防控制與安保監控室、公共閱覽室、變配電間、消防泵房的備用照明和疏散照明燈具，另加帶蓄電池并采用三線式配線，以使蓄電池處于常充電狀態。

本工程中，安保照明實際為應急照明的一部分。由于安保攝像機的靈敏度與被攝目標的照度密切相關，不同靈敏度的攝像機所需的入射光通量是不同的。《民用閉路監視電視系統工程技術規范》(GB50198—94)規定，監視目標的最低環境照度應高于攝像機最低照度的10倍。本工程中安保系統選用最低照度為1lx的高靈敏度彩色攝像機，參照《涉外建設項目安保電視系統設計規范》(DBJ08—16—99)，其被攝目標的環境照度宜為30lx。為使夜間能有效地對藏書樓進行監控，在層應急照明配電箱另設與安保系統聯動的開關，一旦防盜報警系統接收到入侵信號，將由安?？刂剖沂謩踊蜃詣又苯娱_啟安裝有攝像機的走道、展廳、書庫等處的相應應急照明燈，以保證攝像機清晰工作的足夠照度。

泛光照明的設置是為充分表現藏書樓的整體建筑形象和藝術內涵，使其立面有比較均勻的照度、適當的陰影和亮度對比。設計確定沿街面為主要觀察點，將泛光照明燈具離開建筑物一定的距離設置，采用同一方向照射，突出重點區域，從而達到了較佳的效果。

6火災自動報警與消防聯動控制系統

修復工程增加的主要功能之一是消防，設計考慮了使修復后的建筑能滿足現行的有關消防規范和規定，同時結合原有建筑(結構)的實際情況使之可行，而設置了消防泵及消火栓系統、預作用噴淋系統、火災自動報警與消防聯動控制系統。消防水泵房設置于建筑的半地下室，而在建筑的底層專辟一間有直通室外出口的消防控制室，并兼作安防和網絡控制室。

為節省安裝位置和空間，火災自動報警與消防聯動控制系統采用壁掛式主機，設有一個回路，實際使用地址總數為96個(其中智能型感煙探測器57個，地址編碼器11個，帶地址手動按鈕11個，控制模塊15塊，警鈴模塊2塊)，并設有消防緊急電話。當確認火災報警時，開啟相關層警鈴，消防廣播；當噴頭動作時，水流開關和預作用閥動作，由主機啟動噴淋泵；當消火栓按鈕動作時，消防泵直接啟動，主機接收消火栓按鈕動作信號；在以上設備動作的同時，由主機切斷非消防電源，而設備動作的狀態信號由主機接收、顯示并打印。

7安全防范系統

根據《文物系統博物館風險等級和安全防護級別的規定》(GA27-92)，徐家匯藏書樓修復工程安全技術防范系統按一級風險等級的保護要求進行設計，包括防盜巡更報警子系統、電視監控子系統和門禁管理子系統。白天以電視監控為主，對出入口、通道、展示廳、書庫進行監視與計算機數字錄像，并對進出重要書庫的人員實現出入權限控制及出入信息記錄；夜間以防盜報警為主，通過周界、書庫窗戶、出入口通道、展示廳、藏書庫進行層層設防。同時要求值班人員定時定點對藏書樓周界進行巡邏，檢查圍墻、窗戶、大門等有無異常情況。

7．1防盜巡更報警系統

防盜巡更報警系統是整個安防系統的核心，設有主控計算機一臺，為避免現場大量的管線敷設，主機采用總線通訊方式，通過總線擴展模塊接受現場報警點信號。系統由編程器1個、8防區總線擴展模塊6塊、2防區總線擴展模塊2塊、通信接口模塊1塊、數字量輸出控制模塊1塊、系統打印機1臺等構成。一旦報警，立即通過計算機CRT(圖形顯示技術)顯示報警區域電子地圖，該電子地圖上的報警點由正常狀態轉變為紅色閃爍，同時在信息窗口實時顯示報警點位代號、報警區域名稱及相應的處警預案。系統的聯動控制是警后自動化處理功能的重要方面，通過串行通訊口由計算機直接控制數字量受控點。前端防盜探測器的防范配置是：圍墻上設置7對主動紅外探測器(采用雙光束檢知方式，適合在雨、霧、雪天等惡劣環境下使用)，形成一道周界報警；內部主要通道、展廳、書庫設置墻裝雙鑒探測器(帶下視防潛行功能)23個與被動紅外探測器(長距離，防塵、防蟲密封，溫度補償)4個；一層、二層的書庫窗戶設置42個簾幕式探測器。巡更系統集成在防盜報警系統中，共設置8個巡更點，可任意設置巡更路線、巡更時間、巡更內容、巡更人員。

7．2電視監控系統

電視監控系統是日常管理與觀察整個藏書樓運行狀態的有效手段，更是報警以后現場發生情況取證的重要依據之一。由前端攝像機16臺(其中彩色15臺)、矩陣切換主機、計算機數字硬盤錄像、監視器顯示切換四部分組成。為在夜間能有效地對藏書樓進行監控，將在安裝有攝像機的通道、展廳、周界圍墻等場所的照明與監控系統聯動，在控制室值班員能手動或自動進行控制。一旦防盜報警系統接收到入侵信號，電視監控系統自動切換現場畫面至指定監視器，并觸發錄像機進行報警實時錄像。前端防盜探測器為直流12V，攝像機為交流24V，每層配置1個3A、12V、DC開關電源與1個3A、24V、AC的變壓器。

7．3門禁管理系統

在藏經樓書庫門及神甫樓二、三、四層書庫門等6處，配置了非接觸卡IC“一卡通”門禁管理系統?？筛鶕芾淼男枰杂稍O置人員出入的區域與時間，能自動識別、判斷、讀寫、記錄出入人員的信息。當有非法闖入、門鎖或感應器被破壞等情況出現時，系統會發出異常報警信息?？紤]到門禁系統的工作電流較大，線路損耗較大，設計強電220V至每個門禁控制箱，每個門禁配1臺開關電源，其輸出電壓為12V(3A)。

為提高整個安全防范系統的安全性和可靠性，控制室內設置在線220VUPS不間斷電源1臺，保證整個安防系統連續60分鐘以上的供電，防盜巡更報警部分單獨供電可連續工作24小時以上。

該修復工程中尚包括計算機網絡、電話和有線電視系統。集中了交換設備和配線架的計算機網絡柜，合置于消防、安保控制室內。計算機網絡信息點的位置，特別考慮原有建筑和整排書架及家具等的布置，并與強電插座相對應。對較大空間布置的目錄兼展示廳，則配置無線發射的網絡信息點，從而避免了地面走線槽和地插座的設置。其余電話、有線電視系統均屬常規設計，限于篇幅此處不贅述。

8其它

a．由于功能的增加使各類強、弱電線路大量增加，合理的走向及敷設方式對保護性建筑而言就，顯得格外重要。該項目中電氣設計把強、弱電干線金屬線槽分布在走道兩側的吊頂里，支線及回路線則穿鋼管埋墻暗敷，以盡量減少相互間的干擾。

b．用于消防、應急照明等二級負荷的線路均按規范規定采用耐火電線電纜，成束敷設在線槽里的電線也采用阻燃型。

c．修復工程中增設的消防泵房安置在半地下室，其頂板為木結構，凈高2．2m。設計除將木結構頂板全部按防火要求涂刷防火涂料外，另在電氣盒、箱、柜的上方頂板部位加裝防火板。

d．感煙探測器、監控攝像機、電源插座、網絡與電話插座等的布置，除必須滿足防火規范、監控和使用部位的要求外，尚需合理定位，并根據現場的實際情況作調整，以盡量保持建筑(天花板等)的原貌。