法门寺合十舍利塔的电气设计

摘 要:本文对合十舍利塔的电气设计做了简单介绍。突出介绍了供配电、景观照明、智能应急照明等，希望对以后的佛教建筑电气设计提供参考。

关键词:寺庙设计；供电；智能应急照明；景观照明

Abstract: This paper introduces the electrical design of Dagoba. Introduces the power supply and distribution, landscape lighting, intelligent emergency lighting, hoping to provide reference for the design of Buddhist architecture electrical later.

Keywords: temple design; power supply; intelligent emergency lighting landscape lighting;

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

引言

法门寺合十舍利塔是法门寺景区最雄伟壮观的建筑，该塔总高度148m，塔身从44m开始分成左右两塔，以36°角度向外倾斜，到74m处转折，左右两塔又以36°角度向内倾斜到109m由连体结构拉结合拢，呈现出双手合十的特殊造型，向人们传达出合十法界于一心之义，是我国已建成的最高佛教建筑，被誉为二十一世纪世界佛教文化中心。本文将主要介绍该建筑的强电设计，为以后的佛教寺庙设计提供参考。

1、工程概况

该建筑总面积109122.2m²,地下一层，裙房一层，主塔十一层：地下一层为地宫，层高14.80m；首层裙房为法会大殿，层高24.0m；裙房四周8.00m及16.00m标高处两次收进并设设备夹层，二至十一层层高10.00m。主塔54m x 54m位于裙房中央，裙房尺寸180m x 180m，法会大殿平面尺寸108m x 108m，整体建筑对称布置，塔身从54.00m开始分成“左、右手”，呈双手合十状。塔顶为D=12m牟尼珠及15m高塔刹，总高度148m。

因为国家规范和图集没有关于寺庙的，在做设计时会觉得没有依据和参考，因此，对此类建筑定性是首要任务。考虑到寺庙平时会接待大量游客，此类建筑被定义为公共建筑，做设计时可以参考公共建筑的相关规范图集。笔者在翻阅大量规范后，发现《风景名胜区规划规范》GB50298-1999有部分内容是可以参考的，同行们在以后的寺庙规划设计中可以参考。

图一 立面图

2 、高、低压变配电系统

2.1负荷分级

本工程为大型宗教性公共建筑，属于一类建筑，建成后将会有大量国内外人士前来瞻仰、礼佛、旅游、研究，中断供电将造成重大政治影响；并根据《法门寺合十舍利塔设备专业研讨会》的结论，负荷分级如下：

特别重要负荷：消防、应急照明等负荷；

一级负荷：地下室、一层等大公共空间照明等负荷；

二级负荷：其它空间的照明、电力负荷；

三级负荷：空调负荷。

2.2供电电源

由附近区域变电站专线电缆埋地引来两路10KV电源，在地下室设联络开关。两路10kV电源同时工作，互为备用。10kV电源应满足当一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到破坏的要求。

本工程中压配电电压为10kV，低压配电电压为220V／380V。对于一级负荷设备采用双电源供电，在末端配电箱处自动切换。对于一级负荷别重要负荷，除上述两个电源外，还增设了应急电源。二级负荷采用双路供电，在末端配电箱处自动切换。消防类负荷采用双电源专用线路供电，在末端配电箱处自动切换。对于不允许停电的设备如消防、安防报警主机，还应在就地设置UPS不间断电源装置作为应急电源。

2.3中、低压供电系统结线型式及运行方式：

2.3.1中压为单母线分段运行方式，中间设联络开关，平时两路电源同时分列运行，互为热备用，当一路电源故障时，由另一路电源负担本工程全部一、二级负荷。中压主进开关与联络开关之间设机械电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关。

2.3.2本工程低压侧低压为母线分段运行方式，联络开关设自投自复/自投不自复/手动转换开关。两个低压主进开关与联络开关之间设电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关。

2.3.3本工程在地下一层设高压配电室。因本建筑成左右对称分布，类似于双塔形式，因此考虑在16米设备夹层设两个中压变配电室（1#、2#），配电干线分别从两个变配电室引出，对称分布。其中1#变电室设两台1600kVA变压器，2#变电室设两台1600kVA，两台1000kVA变压器。变电所中压配电柜和低压配电柜均采用上进上出线方式。

2.4计量：

本工程为一个10kV高压用户，外部计量在变电所10kV进线处设中压计量。内部计量根据甲方要求在末端设磁卡电度表进行计量。

2.5功率因数补偿：

在变电所低压侧设功率因数集中自动补偿装置。补偿装置带电抗率为12%的电抗器组件。电容器组采用自动循环投切方式，要求补偿后的功率因数不小于0.95。并要求荧光灯、气体放电灯单灯就地补偿，使其功率因数不小于0.90。

2.6 10kV中压柜操作电源及信号：

变电所10kV配电设备采用中置式开关柜。中压断路器采用真空断路器（12kV、25kA），在10kV出线开关柜内装设真空断路器操作过电压保护器。真空断路器选用弹簧储能操作机构，操作电源采用110V免维护铅酸蓄电池柜65Ah作为直流操作、继电保护及信号电源。

2.7低压保护装置：

低压主进、联络断路器设过载长延时、短路短延时保护脱扣器，其他低压断路器设过载长延时、短路瞬时脱扣器，非消防用电回路设分励脱扣器。

2.8配电管理系统：

在1＃，2＃变配电所及地下室配电室设配电智能管理系统，实现对电力系统的在线智能化监控与管理，使配电网络运行于安全、可靠、经济、高效的最优运行状态。管理中心设于1＃配电室，平时三个配电室分别各自管理，只有当2＃和地下室配电室设于自动状态并有授权时，管理中心才能对其实行监控和管理。

3、备用电源

在地下一层设柴油发电机房，配备2台1000kW的柴油发电机。备用电源只保证特别重要负荷及一级负荷用电。当正常电源断电时，柴油发电机在15秒内自起动，提供应急备用电源。

4、室内外灯光设计

4.1照度定位需要参照周边的环境来确定。如果寺庙是在深山里面的独立建筑，照度不需要太高，而合十舍利塔是在热闹的旅游区里面，还要配合重大佛事、迎送舍利宝菡、欢庆重大节日、迎接各方来客，照度就需要稍微高一些。室内灯光照度可以参考《建筑照明设计标准》 GB50034-2004的标准设计。

4.2灯具类型确定了照明方式之后，灯具类型自然就出来了。泛光灯、LED、荧光灯等灯具均可选择。灯光设计必须注意节能、环保、落实国家制定的“中国绿色照明实施方案”，应进一步落实照明节能、提高能源效率，尽量选用高效节能光源和灯具，并减少光污染，照明灯具的功率因数均不应低于0.9，如不能满足要求，则应加装补偿。4.3照明方式出于保护古建筑及文物的考虑，建议两种类型：4.3.1在室外合适的地方隐藏中、大功率的投光灯，在建筑上少安装灯具，大面积照明为基础风格。4.3.2在建筑内部、屋檐上使用夹式的微型灯具，不在建筑上打孔安装，小面积点缀的照明风格。

4.3.3光辐射对文物保护环境的影响

在地下一层的半径为7m的球体舍利宝菡地宫展示厅，上下两层通体结构，为该寺精华所在，内部展示历史遗留稀世珍宝——舍利宝菡及其他珍贵的历史文物，供信徒游客瞻仰，因此在灯光设计时应考虑光辐射对文物的影响。

方法是避免日光或灯光直射，减少光照时间，光感中偏弱为宜。笔者在一些博物馆看到，45度角的灯光设计，既避免了直射文物，又利于保护文物，折射的光线又利于观众的观看视线。而且用偏光观赏文物还不失真，得其本色。近来，有一种叫“光触酶”的涂料，据介绍，涂在光源上或透光物上，可滤除光中的有害成分，如紫外线等，对文物是否有反作用，有待论证。

4.4照明控制

由于寺院面积大、范围广、距离远配置品种多、规模大，又是超高层宗教建筑，景观灯光监控技术复杂，所以对各种灯光控制技术要求相应提高。国内外生产厂家都提出利用网络化来实现智能照明灯光系统，开发出集中网络化控制和集中/分布网络监测方式的TCP/IP全光纤景观智能照明灯光控制系统，包括了智能环境艺术照明控制和景观舞台灯光控制网络系统。

5.智能应急照明和疏散指示系统

本工程规模较大，又属于超高层建筑，一旦发生火灾等紧急情况，人员合理、有效的疏散是非常重要的，选用什么样的应急照明及疏散指示系统才最安全可靠呢？

5.1从工作方式分应急照明可分为二种。第一种方式是正常情况下，应急照明不工作，只有在发生故障时，应急照明才投入工作。第二种方式是，应急照明作为普通照明的一部分，平时也投入工作。当发生故障时，普通照明被切除后，应急照明继续工作。

5.2常规的普通应急照明系统由EPS不间断电源和普通照明灯具组成。系统工作原理为：一般情况下应急照明可以作为正常照明的一部分工作。正常情况下，应急照明由市政电源（主用电源）供电工作，当发生故障时，应急照明电源切换到由EPS不间断电源（备用电源）供电。国家规范要求，EPS不间断电源的持续工作时间不小于30分钟。

5.3以第一种方式工作的应急照明系统为例，正常情况下EPS不间断电源不投入工作，消防系统无法掌握EPS电源的实际工作情况，备用电源的完整性和有效性均得不到有效的监控，当发生故障时，无法保证备用电源的正常投入。另外，由于应急照明灯具使用的是普通照明灯具，消防系统更不能保证在发生故障时能有效地点亮，不能满足规范对应急照明电源和应急照明灯具的最基本要求。在以往的项目中，类似问题和现象经常发生，给国家财产和人民的生命财产带来了巨大的损失。

本设计选择了智能应急照明和疏散指示系统。该系统由控制主机、备用电源（电池主站）、控制分机、应急照明灯具、疏散照明灯具、疏散指示灯具和联接所有系统设备的控制网络组成。系统内所有设备和灯具均带微处理器，系统内所有设备和灯具的工作状态均能实时地反映到监控主机上，并在消防控制室显示。系统可以把设备和灯具的工作状态进行实时监控，并能根据要求自动地控制所有设备和灯具。

5.4相对于普通应急照明（EPS不间断电源加配套灯具）系统，智能应急照明和疏散指示系统实现了智能化，并通过先进技术完善了系统的使用功能。与普通应急照明系统相比，智能应急照明和疏散指示系统存在以下优势：

5.4.1控制级别

（1）强迫点灯功能：消防联动信号一点送入，全系统所有灯进入全部点亮状态；形成一条完整的疏散照度线。

（2）可编程序疏散应急预案功能：预设疏散软件方案，统一据着火位置进行引导，对指向标志灯进行左向、右向指令调整，着火位置的出口标志灯关闭。是为确保在复杂的疏散区间中尽量避免人员误入着火区域或无序转向，连续穿过多个防火分区还没有找到真正出口情况发生。

（3）可编程序强迫频闪/流动：可预设或手动对标志灯进行频闪/流动控制。

5.4.2安全级别（火灾状态下安全的保证功能）：

（1）火灾状态下DC24V安全电源及DC216V隔离电源的运行模式强调在火灾状态下对人员安全考虑：既要避免触电事故产生又尽可能地保证疏散应急照明之供电。

（2）火灾状态下DC24V安全电源及DC216V隔离电源的运行模式强调在火灾状态下对电网安全考虑，主要是考虑切断疏散应急照明电源与电网电源或发电机组电源的关联，以单独形成区域子电网独立工作；DC24V的抗串火性远远强于AC220V；DC216V切入后与大地网隔离运行，形成悬浮工作态。以避免短路冲闸，影响消防动力电源正常使用，确保消防灭火救援工作得以顺利进行。

6．线路敷设

对于高大建筑，层高高、挑空多都将直接影响管线的敷设，因此，尽量减少水平布线，多设置竖井或设置空中管廊都可以解决问题。本工程在16.0m处设置设备夹层，低压出线以桥架或封闭式母线的形式直接敷设至分设在对称位置的四个竖井内，沿竖井垂直敷设至顶部。

法门寺合十舍利塔工程规模较大，如何做到正确、经济、安全的电气设计，对工程的质量及以后的使用尤为重要。以上只是本工程电气设计的一部分，文中可能会有错误和不足之处，希望能给同行在今后的大型佛教建筑设计上提供参考。