某劇場電氣設計簡析

趙鑫　劉堯

摘 要：從設計及應用的角度對某劇場強電設計進行了分析，簡要闡述劇場電氣設計的一種方式，對類似工程的設計具有一定的借鑒意義和實際應用價值。

關鍵詞：劇場 供配電 照明設計 防雷與接地

引 言

隨著我國經濟不斷發展，人們對精神文化的追求也越來越高，全國各地掀起了建設劇場的高潮，本文將以某劇場的設計為例，分享劇場強電設計中的一些技術經驗，以供參考。

工程概況

本工程為某樂園劇場項目，共分2個子項，分別為大劇場、附屬用房。大劇場主要功能為1500座乙類大型劇場。總建筑面積：12250㎡，建筑耐火等級：地上二級，地下一級。建筑層數為地上2層，地下2層，結構形式為鋼筋混凝土框架-剪力墻結構體系，抗震設防烈度7度。附屬用房為大劇場的配套設施用房，為大劇場演出提供支持的演藝用房、設備機房和部分辦公用房，總建筑面積：3750㎡。

附屬用房電氣機房包括主變配電室、自備發電機房，均布置在附屬用房的地下一層。大劇場二層設置分配電室，大劇場與附屬用房之間通過室外排管貫通。

供配電系統

1.負荷分級。本工程大劇場為乙類大型劇場，按JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》中規定，負荷等級為二級，但因本項目設計任務書要求，電氣負荷按其性質分為：

一級負荷：舞臺工藝（TSE）安全吊掛設備、安防系統、通信系統、樓宇及設備控制等弱電系統主機用電、消防用電。

二級負荷：舞臺照明、貴賓室照明、演員化妝室、舞臺機械設備、地下排污泵、電聲設備、電視轉播。

三級負荷：：其它負荷為三級負荷。

2.負荷統計。負荷采用兩種統計方法：對空調設備、水泵、風機、電梯、弱電系統等電力設備，按其設備安裝容量進行統計，舞臺工藝部分根據TSE對機電設備的設計提資中的要求進行負荷計算，而對于照明等無確切容量的按單位面積功率法進行統計，然后采用需要系數法進行計算，并考慮最大負荷時的同時系數。

根據負荷計算大劇場二層分變配電室選用2臺2000kVA變壓器，為大劇場平時負荷及舞臺工藝設備供電，附屬用房變配電室選同2臺1250kVA變壓器，為大劇場一級負荷及附屬用房供電。

3.供電電源。本工程電源采用一般市電和自備應急啟動柴油發電機組電源。當一回路市電中斷供電時，另一回路市電應能滿足大劇場及附屬用房全部的二級以上負荷。

1）一般市電：（1）根據任務書要求，本工程由市政提供兩路10kV電源供電。（2）兩路10kV市政電源承擔全部二級以上負荷用電。

2）自備應急啟動柴油發電機組電源：（1）采用快速自啟動柴油發電機組作為備用電源，設置1臺0.4kV柴油發電機，柴油發電機組的容量按消防負荷和非消防重要負荷的最大者選擇，消防負荷按保障大劇場及其附屬用房所有應急照明、消防電梯、消防水泵及大劇場兩個防火分區的防排煙風機的正常啟動，確定常載容量為1200kW，當兩路市電均斷電時，柴油發電機自動啟動，保證以下負荷的可靠供電：a.消防負荷;b.舞臺工藝（TSE）安全吊掛設備、弱電系統、安防系統、電梯等。

（2）當10kV市電停電、缺相、電壓或頻率超出范圍，或變壓器故障時，從配變電室的低壓主進開關處取柴油發電機的延時啟動信號，投入額定負載運行。當市電恢復30～60s（可調）后，柴油發電機經冷卻延時后，自動停機。（3）正常電源與應急電源之間設置防止并列運行的措施。

3）高、低壓供電系統接線型式及運行方式：高低壓系統為單母線方式。

4.大劇場及附屬用房配電示意圖如下：

5.低壓配電

本工程低壓配電系統電源為220V/380V、TN-S接地系統，采用放射式與樹干式相結合的方式，對于單臺容量較大的負荷或重要負荷采用放射式供電;對于一般負荷或小容量負荷采用樹干式與放射式相結合的供電方式。

建筑平面按防火分區設置強電豎井，消防井和非消防井分開設置。消防用電設備在其配電線路的最末一級配電箱處設置雙自動切換裝置。

作為劇場項目舞臺工藝配電尤其重要，本工程大劇場演出特有設備包括：舞臺燈光、舞臺機械、舞臺音響、投影、特效、備用電源，以上系統中，均是僅提供電源，具體特點及需注意的問題如下：1）所有特有設備都是根據特設提資完成，包括配電界面、容量大小、負荷需要系數等，根據提資預留至各系統的自帶配電柜。2）由于特有設備各系統在深化中會不斷的調整，故此部分的電源預留需要各承包商的確認后，方可進行施工，以免出現浪費或返工。3）本工程舞臺照明采用可控硅（晶閘管）舞臺調光裝置，其電源中性線截面積不應小于相線面積的二倍。4）電聲、功放設備對諧波尤為敏感，因此音響系統供電專線上設置隔離變壓器，確保不受干擾。5）電聲、視頻led、舞臺控制計算機、電視轉播設備電源與舞臺照明電源分別引自不同的變壓器。

照明設計

本工程照明設有一般照明和局部照明，在一般照明中設有正常照明和應急照明，照度標準按照現行規范中的目標值要求執行。室內公共區域、樓梯間、室外及立面照明等公共區域照明控制采用智能照明控制系統。消防應急照明采用集中控制型消防應急疏散指示系統。舞臺燈光由專業廠家深化設計，舞臺區、柵頂、馬道等區域設置藍白工作燈，非演出時間及檢修時開啟白工作燈，演出時開啟藍光工作燈。

防雷與接地

本工程屬于人員密集的公共場所，經計算年預計雷擊次數0.1082次/a，建筑物防雷等級按第二類防雷建筑物設防。用φ12熱鍍鋅圓鋼在屋頂女兒墻上敷設接閃帶、在屋面上設不大于10m×10m（或12m×8m）的接閃網作為接閃器，利用建筑柱子內的主鋼筋作為引下線，利用基礎內主鋼筋及護坡樁、墻內主鋼筋作為接地極。

本工程10kV系統為小電阻接地系統，220/380V接地系統采用TN-S系統，PE線與N線嚴格分開。利用建筑物基礎內的鋼筋網作為接地體，建筑物防雷接地與電氣保護、工作接地，防靜電接地、弱電系統接地共用接地裝置。共用接地接地電阻R≦1Ω，實測不滿足要求時，增設人工接地極。音響視頻系統單獨設置室外接地極，其接地電阻≤1Ω。

結束語

隨著我國經濟的高速發展，人們對于精神文化的追求將會越來越高，可以預見未來將有更多的劇場被建起，本文以一個實際工程為例，對劇場的強電設計進行簡要探討，希望能起到拋磚引玉的作用，為我國劇場設計的發展盡一份綿薄之力。

參考文獻

[1] 《劇場建筑設計規范》JGJ57-2016

[2] 《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008

[3] 《建筑照明設計標準》GB50034-2013

[4] 《供配電系統設計規范》GB50052-2009