王希文 杜 川

(四川省建筑设计研究院有限公司)

0 引言

随着我国经济的快速、持续发展, 极大促进了全国各地的城镇基础设施建设及配套完善, 提高了社会政治文明的水平与发展。在此背景下, 看守所作为国家社会稳定及人民安全的重要配套设施, 成为了基础建设不可或缺的一部分。本文就近期完成的某看守所设计工程, 整理了部分资料, 对其具有的特殊性的方面,例如负荷等级分类、高低压供电系统、负荷计算, 弱电系统等做简要介绍, 为后续类似项目设计提供参考。

1 项目概况

所谓看守所, 是依法羁押被逮捕、刑事拘留的犯罪嫌疑人、被告人和留所服刑罪犯(本文统称被羁押人) 的刑事羁押机关, 担负着确保看守所安全、对在押人员进行管理教育、保障刑事诉讼活动顺利进行和改造留所服刑罪犯的重要职责。看守所建筑根据看守所工作环节及羁押流程, 可大致分为监区、行政办公区、留所服刑罪犯劳动区和武警营房区。

本工程为“某市监管中心业务用房建设工程”,项目总用地面积90605.86m2, 总建筑面积35592.86m2,其中地上建筑面积35193.89m2, 地下总建筑面积398.97m2。本项目由8 个子项组成, 地上共8 栋楼, 其中1 号楼为执法办案管理中心, 2 号楼为看守所, 3 号楼为拘留所, 4 号楼为强制戒毒所, 5 号楼为监管中心医疗监测点, 6 号楼为大门门卫, 7 号楼为武警中队,8 号楼为武警门卫。

2 负荷等级分类

根据《看守所建筑设计标准》GB 51400—2020中6.3 节的规定, 看守所建筑用电负荷的分级需要满足以下要求: 1.监区大门、周界防范高压电网装置等安全防范系统用电应为一级负荷中特别重要的负荷; 2.监区周界警卫照明用电, 监室、室外活动场、管理巡视通道的警卫照明用电, 指挥中心、监控室、岗楼、羁押受理用房照明用电应为一级负荷; 3.伙房基本电力用电应为二级负荷。根据《强制隔离戒毒所建设标准》建标170 -2014 中第五章第三十九条规定, 强制隔离戒毒所供电电力负荷等级应不低于二级, 并应附设备用电源和应急照明装置。

该项目建筑为室外消防用水量＞25L/s 的多层公共建筑, 消防用电负荷等级依据《建筑设计防火规范》GB 50016—2014 (2018 版) 10.1.2 条规定为二级负荷。而平时工程设计常用的《民用建筑电气设计标准》GB 51348—2019 附录A 的表格中并未给出看守所建筑的用电负荷等级, 因此本工程主要遵行《看守所建筑设计标准》GB 51400—2020 的负荷等级规定, 并结合公安系统以及使用方提出的相关要求, 负荷分级详见表1。

3 高低压供配电系统

3.1 供电方案

变电所宜设在负荷中心或靠近大功率的用电设备处, 以缩短供电半径。当建筑物内有多个负荷中心时,应进行技术经济比较, 合理设置变电所。民用建筑低压供电半径一般不宜超 过250m。供电半径过大可能造成电压损失过大或保护开关不能保护线路末端短路。

结合当地市政电源条件, 本项目采用双路10kV市电+柴油发电机组的供电方案, 在安防监控中心、网络机房等位置设置UPS 电源, 以满足特级负荷的供电要求。根据建筑平面布局和单体用电负荷的分布情况, 该项目在室外设置1 处10kV 环网柜, 5 处室外箱式变电站, 在执法办案中心1 层设置1 处面积约80m2的柴油发电机房。

为提高项目的供电可靠性, 每台箱变均设置两台变压器, 两台变压器互为备用, 10kV 主接线方式采用单母线分段运行方式, 下文以一段母线和二段母线表示, 箱变均设置2 个高压进线柜, 4 个高压出线柜, 这样5 台箱变10kV 侧采用手拉手的供电方式,降低的建设造价。低压侧母线段上设置母线联络开关, 当任何一台变压器发生故障时, 由另一台变压器承担全部一、二级负荷供电。

同时, 该方式能根据系统负荷波动情况进行经济调度运行模式, 即当运行负荷低于单台变压器容量85%时, 可停运其中一台变压器, 使配电变压器能够长时间运行在高效工况, 以降低箱变运行总损耗。项目高低压供配电示意图如图1 所示。

图1 供配电示意图

3.2 负荷计算

在民用建筑供配电系统设计中, 一般采用需要系数法在施工图设计阶段进行负荷计算。各种类型的用电负荷都有各自的运行方式和特点, 本项目涉及的主要用电设备需要系数及功率因数参照表2 取值。

表2 用电设备需要系数及功率因数

根据负荷等级分类以及建筑单体布局, 本项目1#～5#箱变系统负荷计算如表3 所示。

表3 1#～5#箱变负荷计算表

经过集中补偿至功率因数为0.95 后, 1#箱变的一段视在功率为414kVA, 二段视在功率为443kVA,变压器选择为两台500kVA, 负载率分别为82.8%和83.4%。

2#箱变的一段视在功率为225kVA, 二段视在功率为234kVA, 变压器选择为两台315VA, 负载率分别为71.5%和74.3%。

3#箱变的一段视在功率为426kVA, 二段视在功率为421kVA, 变压器选择为两台500VA, 负载率分别为85.2%和85%。

4#箱变的一段视在功率为253kVA, 二段视在功率为266.5kVA, 变压器选择为两台315VA, 负载率分别为80.3%和84.6%。

5#箱变的一段视在功率为270kVA, 二段视在功率为264kVA, 变压器选择为两台315VA, 负载率分别为85.6%和83.8%。

综上所述, 本项目从市政引来的两路10kV 市电容量均为1945kVA, 总装机容量为3890kVA。单台箱变配电系统示意图如图2 所示。

图2 单台箱变系统示意图

3.3 配电方式及线路敷设

(1) 配电方式: 采用放射式与树干式相结合的供电方式。其中特级负荷和一级负荷采用双回路电源供电, 在负荷末端配电箱设置双电源自动投切装置。消防控制室、总监控室、分监控室等要求电源转换时间短的设备用电采用UPS 电源供电。伙房基本电力、强制隔离戒毒所、消防等二级负荷采用单电源放射式或树干式供电, 一台变压器故障时, 可在箱变处切换至另一台变压器供电。其余配电干线, 均按防火分区供电。

(2) 线路敷设: 配电间至各个楼层、各个防火分区的消防电缆均采用防火封闭金属槽盒, 沿主要通道的梁底敷设, 穿越楼层及防火分区处应按规范做好防火封堵。监管区域的所有强弱金属线槽均设置在二层巡视走廊, 巡视走廊无顶棚, 强弱金属线槽沿着屋顶挑檐下, 沿墙敷设。

4 弱电系统

看守所的弱电系统主要包含了综合布线系统、公共广播系统、电子门禁系统、呼叫对讲系统、视频安防监控系统等。因篇幅原因, 本文仅简单介绍下具有看守所特点的几个弱电系统。

4.1 电子门禁系统

本次电子门禁系统的主机设在看守所的总监控室内, 在其他各单体的值班室内设分控机。在监区出入口、值班室和监控室门口、各监室门口、放风场门口等处均设置电子门禁。电子门禁需要具备人脸识别、方位识别、出入历史记录、自动报警等功能, 紧急情况下能在总监控室和各值班室内实现门禁全开全关或局部开关等功能, 停电情况下有手动开启和关闭功能。

4.2 呼叫对讲系统

呼叫对讲系统主要用于被监管人员在监室内发生紧急情况时, 及时向值班人员报告。系统主机同样设在看守所总监控室内, 各值班室内设分控机。在各监室门口设置对讲分机, 用于被监管人员报告情况。巡视通道上设置一定数量的对讲分机, 便于紧急情况时与总监控室联系。呼叫对讲系统应具有报警功能, 同时能实现录音、录像、图像切换等。

4.3 视频安防监控系统

视频安防监控系统主机设在看守所的总监控室内, 负责整个项目的安防系统管理和监控。总监控室设有紧急报警装置和向上一级接处警中心报警的通信接口。监控点位主要设在羁押受理用房、审讯室、各监室放风场、监区各个出入口、巡视通道、医疗区各房间及走道, 另外在每个监室内设置两台监听器, 以便在监控室及值班室内实现对监室的监听功能。

5 结束语

通过实际工程设计中遇到的问题, 体会到看守所这种特殊建筑, 配电系统可靠性是尤为重要的。以上仅为本人在该项目供配电系统设计中的部分总结, 以供后续项目参考与论证。