李 翠

（奧雅納工程咨詢（上海）有限公司，上海200032）

0 引言

近年來，為滿足人們?nèi)找嬖鲩L的精神文化需求，越來越多的中小型劇場陸續(xù)設(shè)計并建成。下文以某具體工程項目為例，針對劇場供配電系統(tǒng)、諧波抑制及治理、智能化系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等存在的設(shè)計特點，介紹劇場電氣系統(tǒng)的設(shè)計，供同行參考。

1 工程概況

該劇場項目位于上海市陸家嘴區(qū)域，是一個老廠房改建項目，該廠房原為船廠造機車間，東西長198m，南北寬45m，高24m，原建筑面積9 000m2，為上世紀(jì)五、六十年代建筑，框架結(jié)構(gòu)大空間，帶有明顯的歷史特點。改建后將基本保留老廠房原有外觀風(fēng)貌，并對內(nèi)部空間重新劃分，建筑面積增加至地上約26 800m2，地下約 9 000m2，地上 5層（局部 4層），地下1層。

該項目主要功能為文化產(chǎn)業(yè)及配套商業(yè)，在保留老廠房特色的同時，添加新的建筑功能，其中，建筑內(nèi)包括1座小型劇場，主要用于室內(nèi)音樂會、音樂劇、企業(yè)產(chǎn)品發(fā)布會、表演秀等。劇場內(nèi)觀眾座位數(shù)為670個，建筑面積為18 000m2，地下一層為劇場的運景平臺及庫房，一層為入口大堂、化妝間、錄音室、后臺用房等，二～四層為劇場入口、觀演區(qū)、硅控室、休息廳等。項目效果圖見圖1所示。

圖1 項目效果圖

2 供配電系統(tǒng)設(shè)計

2.1 負(fù)荷等級及供電電源

本工程為多層民用公共建筑，由1個小型、丙級劇場和商業(yè)組成，其中，消防負(fù)荷用電、電信機房用電、排污泵及生活水泵用電、公共走道照明、電視轉(zhuǎn)播、安保系統(tǒng)等用電按一級負(fù)荷要求供電，乘客電梯及自動扶梯用電、空調(diào)用電、舞臺照明、舞臺機械、劇場放映、燈光及音控、變電所用電為二級負(fù)荷，其他均為三級負(fù)荷。

從上級變電站引入雙重10kV電源。安防等弱電系統(tǒng)設(shè)置UPS電源，備用時間≥2h。

2.2 變配電所的設(shè)置

高低壓變配電所設(shè)置于地下一層，變配電所下方設(shè)置深1.2m電纜溝。電纜溝內(nèi)采取排水措施，通過排水管接至鄰近集水井，并采取變配電所區(qū)域局部地坪抬高的方式，同時變配電所外鄰近處設(shè)集水井，以預(yù)防洪水、消防水或積水從其他渠道淹漬變配電所。變配電所內(nèi)設(shè)機械進(jìn)、排風(fēng)設(shè)備，并設(shè)置降濕設(shè)備。設(shè)置2臺容量為1 600kVA變壓器。項目主要的負(fù)荷容量如表1所示。

2.3 高低壓變配電系統(tǒng)

10kV中壓主接線采用單母線分段方式。0.4kV低壓主接線采用單母線分段，設(shè)母聯(lián)開關(guān)，采用手動聯(lián)絡(luò)方式，設(shè)置電氣及機械聯(lián)鎖，平時分列運行，當(dāng)一路10kV電源故障或10／0.4kV變壓器故障或檢修時，由另一臺10／0.4kV變壓器承擔(dān)60%以上的所有負(fù)荷供電，并保證全部的一、二級負(fù)荷運行。

表1 劇場主要負(fù)荷 容量

劇場一般用電負(fù)荷采用放射式和樹干式相結(jié)合的配電形式供電，消防負(fù)荷采用放射式配電形式供電，配置兩個供電回路，在最末一級配電箱處自動切換。

劇場與商業(yè)功能區(qū)分別設(shè)置獨立的垂直豎井以便管理。

2.4 諧波抑制與治理

變壓器采用一次側(cè)三角形接法，D，yn11接線，可以隔絕零序諧波。

變配電所內(nèi)低壓集中無功補償柜采用電容器串聯(lián)電抗器的方式，即消諧式無功補償，組成一個無源濾波器，此方法僅能隔絕部分頻率諧波。

考慮到舞臺調(diào)光裝置在工作過程中產(chǎn)生的諧波干擾將妨礙聲像系統(tǒng)工作，因此，音響功放、電視轉(zhuǎn)播設(shè)備的電源取自與舞臺照明不同的變壓器。另外，舞臺演出過程中可能頻繁開啟交流電動機，當(dāng)其啟動沖擊電流引起電源電壓波動超過3%時，宜采用與舞臺照明負(fù)荷分開的變壓器供電?；谝陨蟽牲c考慮，提供至劇場的兩路電源分別來自兩臺不同變壓器，其中一路電源供舞臺照明及調(diào)光裝置，另一路供音響功放、電視轉(zhuǎn)播設(shè)備、舞臺機械及運景平臺機械等。

劇場內(nèi)舞臺調(diào)光裝置是比較主要的諧波源，這些調(diào)光設(shè)備造成的諧波污染不僅影響劇場配電系統(tǒng)電能質(zhì)量，還可能造成系統(tǒng)其他用電設(shè)備故障，因此，在劇場舞臺照明及調(diào)光設(shè)備用的配電柜處加裝有源電力濾波器，即就地設(shè)置有源電力濾波器，以確保項目向公共連接點注入的諧波電流分量及諧波電壓不超過規(guī)范的允許值。劇場作為公共連接點的其中一個用戶，向電網(wǎng)注入的諧波電流允許值按劇場在該點的用電容量與項目總用電容量之比進(jìn)行分配。

2.5 智能疏散照明系統(tǒng)

為便于火災(zāi)發(fā)生時人員安全、迅速地選擇安全通道逃生，設(shè)置了智能疏散照明系統(tǒng)，可根據(jù)建筑防火分區(qū)和消防通道等變化情況靈活、方便地設(shè)定控制區(qū)域、疏散路線、系統(tǒng)參數(shù)、燈具等設(shè)備的工作狀態(tài)（包括開／關(guān)、方向、語音、頻閃等）?；馂?zāi)發(fā)生時，控制系統(tǒng)根據(jù)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的信息聯(lián)動所有消防應(yīng)急燈具轉(zhuǎn)入應(yīng)急狀態(tài)，由應(yīng)急照明集中電源提供備用電源，生成最佳疏散路徑，疏散指示燈始終指向最近的安全疏散出口處，保證在最短時間內(nèi)使人員安全地撤離危險區(qū)域，防止因恐慌心理造成的其他災(zāi)害。

3 防雷接地系統(tǒng)設(shè)計

經(jīng)過防雷計算，本劇場建筑屬第二類防雷建筑物，按照第二類防雷建筑設(shè)防。

3.1 接閃器設(shè)計

考慮到建筑專業(yè)對屋頂?shù)母脑觳捎昧虽X合金板與節(jié)能玻璃結(jié)合的方式，鋁合金板屋頂與玻璃屋頂固定件之間已具備可靠連接，設(shè)計選用建筑的金屬屋面作為接閃器，屋面應(yīng)滿足GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。鋁合金屋面應(yīng)與原屋頂框架檁條內(nèi)鋼筋可靠連通，檁條內(nèi)鋼筋與屋架內(nèi)鋼筋可靠連通。屋架內(nèi)鋼筋與引下線可靠焊接。

3.2 引下線設(shè)計

沿建筑物四周均勻?qū)ΨQ布置專設(shè)引下線，相鄰引下線間距≤18m。

3.3 防側(cè)擊雷和等電位措施

為防側(cè)擊雷，室外地坪以上部分外墻上的所有金屬欄桿、金屬門窗、玻璃幕墻等金屬物直接或通過預(yù)埋件與均壓環(huán)相連，采用等電位聯(lián)結(jié)措施。

3.4 幕墻防雷

采取幕墻防雷措施，幕墻預(yù)埋件與防雷系統(tǒng)作可靠電氣連通，幕墻立柱與幕墻預(yù)埋件作可靠電氣連通，幕墻內(nèi)部橫豎梁之間及與幕墻立柱作可靠電氣連通。

3.5 電子信息系統(tǒng)防雷

根據(jù)GB 50343-2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》，經(jīng)過計算，電子信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級定為B級。為減少電磁脈沖對電子設(shè)備的破壞程度，在電源系統(tǒng)（包括變電所內(nèi)低壓側(cè)總配電柜、分配電柜及重要電子設(shè)備末端）加裝三級浪涌保護(hù)器保護(hù)，信號線路、天饋線路亦須加裝浪涌保護(hù)器。

3.6 接地

采用聯(lián)合接地方式，利用基礎(chǔ)樁基及承臺內(nèi)主鋼筋作接地極，并圍繞建筑物外圍利用主鋼筋敷設(shè)環(huán)形接地體，作為總等電位連接體使用。低壓配電系統(tǒng)的接地形式采用TN-S形式。

4 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)防護(hù)等級為二級，采用控制中心集中報警形式。消防控制中心設(shè)置于地下一層，采用全面保護(hù)方式。

除按規(guī)范設(shè)置常規(guī)的點型火災(zāi)探測器及手動報警裝置等聯(lián)動控制較為常規(guī)的消防系統(tǒng)外，還根據(jù)劇場建筑設(shè)計的特點，在消防系統(tǒng)及相應(yīng)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動控制設(shè)計上采用了如下幾種特殊設(shè)計。

（1）在凈空高度＞12m的商業(yè)中庭大空間區(qū)域和劇場觀眾席上方設(shè)置自動掃描射水的水炮滅火裝置，該系統(tǒng)的探測裝置、報警裝置、控制及聯(lián)動控制裝置、滅火裝置、監(jiān)視及圖形顯示裝置自成系統(tǒng)，當(dāng)滅火裝置完成自動跟蹤定位時，發(fā)出聲光報警，并能向火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和其他聯(lián)動控制設(shè)備傳送報警和控制信號。

（2）劇場舞臺葡萄架下按嚴(yán)重危險Ⅱ級設(shè)計，設(shè)置雨淋噴水滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)的聯(lián)動控制方式：由同一報警區(qū)域內(nèi)的兩只或以上獨立的感溫火災(zāi)探測器或一只感溫火災(zāi)探測器與一只手動火災(zāi)報警按鈕的報警信號作為雨淋閥組開啟的聯(lián)動觸發(fā)信號，由消防聯(lián)動控制器控制雨淋閥組的開啟；該系統(tǒng)的手動控制設(shè)置方式：將雨淋消防泵控制箱的啟動和停止按鈕、雨淋閥組的啟動和停止按鈕，用專用線路直接連接至設(shè)置在消防控制中心內(nèi)的消防聯(lián)動控制器的手動控制盤，直接手動控制雨淋消防泵的啟／停及雨淋閥組的開啟；水流指示器、壓力開關(guān)、雨淋閥組、雨淋消防泵的啟動和停止的動作信號應(yīng)反饋至消防聯(lián)動控制器。

因水炮裝置的體積較大，設(shè)計及施工時需與裝修單位協(xié)調(diào)配合，在滿足消防設(shè)計規(guī)范及消防驗收要求的同時又能達(dá)到較好的裝修效果。

5 弱電系統(tǒng)設(shè)計

本項目除設(shè)計及采用了相對常規(guī)的智能化系統(tǒng)（如高清視頻監(jiān)控、緊急報警、門禁、物業(yè)無線對講、巡更等安防系統(tǒng)，綜合布線、移動通信覆蓋、信息發(fā)布及查詢、背景音樂及緊急廣播、有線電視等信息化應(yīng)用相關(guān)系統(tǒng)，能源計量及管理、智能照明控制、樓宇自控等樓宇設(shè)備管理相關(guān)系統(tǒng)）之外，還基于劇場的運營和管理需求，設(shè)置了以下相對有劇場設(shè)計特點的系統(tǒng)。

（1）安檢門、安檢機，用于特殊活動時的安保需要。

（2）多功能廳內(nèi)設(shè)會議系統(tǒng)、投影系統(tǒng)、音響系統(tǒng)。

（3）劇場入口外墻面設(shè)置實時監(jiān)控系統(tǒng)，用于供遲到的觀眾在大堂收聽、收看演出節(jié)目。

（4）票務(wù)系統(tǒng)，設(shè)置LED顯示屏，設(shè)置自助取票機。

（5）無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋（Wi-Fi）系統(tǒng)，供觀眾及顧客免費連接互聯(lián)網(wǎng)。

6 樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計

樓宇自控系統(tǒng)對建筑內(nèi)的新風(fēng)機組、空調(diào)機組、風(fēng)機、熱交換系統(tǒng)、水泵、電梯、照明控制系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)等所有機電系統(tǒng)及設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理。系統(tǒng)平臺兼容工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如 Lonwork、BACnet、ARCnet，Ethernet），能通過開放的協(xié)議及通訊接口（ 如 RS232、 RS485、 TCP／IP、 Modbus、 BACnet、Lonwork、OPC等）接入第三方控制系統(tǒng)。以通訊接口形式接入的系統(tǒng)包括：中央冷源監(jiān)測控制系統(tǒng)（本項目冷熱源外供，由設(shè)置本項目冷熱源的相鄰地塊引來）、中央熱源監(jiān)測控制系統(tǒng)（本項目冷熱源外供，由設(shè)置本項目冷熱源的相鄰地塊引來）、電梯控制系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、智能疏散照明控制系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)。

另外，針對劇場舞臺區(qū)域的特殊控制需求，在樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計上有如下相對特殊的控制方案。

（1）舞臺區(qū)域送風(fēng)閥控制方案。舞臺區(qū)域空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計選用了側(cè)送風(fēng)口（側(cè)噴口）及下送風(fēng)口（圓形散流器），平時使用為側(cè)噴口全開狀態(tài)，但為防止舞臺兩側(cè)側(cè)噴口的送風(fēng)對舞臺幕布或道具產(chǎn)生影響，對側(cè)噴口風(fēng)閥和圓形散流器風(fēng)閥在樓宇自控系統(tǒng)內(nèi)增加了以下控制邏輯要求：當(dāng)側(cè)噴口風(fēng)閥全開時，圓形散流器上風(fēng)閥全關(guān)；當(dāng)圓形散流器上風(fēng)閥全開時，側(cè)噴口風(fēng)閥全關(guān)。即不允許出現(xiàn)風(fēng)閥全開的情況，根據(jù)演出需要甚至可選擇關(guān)閉全部風(fēng)閥。

（2）舞臺區(qū)域排風(fēng)系統(tǒng)控制方案。舞臺區(qū)域的排風(fēng)系統(tǒng)平時為常閉狀態(tài)，可根據(jù)時間表或演出需要（舞臺指令）進(jìn)行啟／?？刂疲瑫r，對服務(wù)舞臺的2臺四管制空調(diào)處理機組（AHU）及1臺排風(fēng)風(fēng)機在樓宇自控系統(tǒng)內(nèi)增加了以下控制邏輯要求：當(dāng)排風(fēng)風(fēng)機開啟時，空調(diào)處理機組自動切換至最大新風(fēng)量運行模式，新風(fēng)閥開至最大開度，回風(fēng)閥開至最小開度，同時，排風(fēng)風(fēng)機與空調(diào)處理機組風(fēng)機及新風(fēng)、回風(fēng)風(fēng)閥設(shè)置聯(lián)鎖。

7 結(jié)束語

本文簡要介紹和分享了小型劇場項目的供配電系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計的特點，僅是筆者對劇場項目設(shè)計的一些體會，希望能對同行有所借鑒。

［1］JGJ 16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［2］GB 50016-2014建筑設(shè)計防火規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2014.

［3］JGJ 57-2000劇場建筑設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

［4］GB 50053-2013 20kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2013.

［5］GB 50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2010.

［6］GB 50054-2011低壓配電設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2012.

［7］GB 50057-2010建筑物防雷設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2011.

［8］GB 50343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［9］ GB／T 50314-2015智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

［10］GB 50116-2013火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2013.

［11］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施（2009）電氣［M］.北京：中國計劃出版社，2009.